POSTITULO PRIMER CICLO MODULO CIENCIAS NATURALES EJE DE TIERRA Y EL UNIVERSO

Taller de Tierra y Universo

¿Qué ubicación tiene la Tierra en el Universo?Planificación del viaje interestelar

¿Qué recursos y conocimientos necesitarías para emprender un viaje a una estrella?

Imagínense que son científicos que viajarán por el Universo, con la oportunidad de explorar cualquier lugar u objeto. Para empezar con la planificación de su viaje, inicie la discusión a partir de las siguientes preguntas:

- ¿Cuáles son algunas de las dificultades que esperas enfrentar en este viaje?R// Nos podemos encontrar con una realidad distinta, sin aire, sin agua, alimentación y con condiciones atmosféricas desfavorables, si existe algún ser vivo, la composición de algunos elementos atmosféricos.

- ¿Qué quieres aprender durante el viaje?R// Conocer las estructuras y elementos del universo.

- ¿Qué tipos de cosas y objetos esperas ver en el viaje?R// Estrellas, cometas, galaxias, planetas, ovnis, marcianos.

Organicemos:

- Ubica diferentes láminas de elementos del universo, imprime o recorta.

- Clasifica y ordena los elementos y lugares mostrados en las láminas según la organización del Universo; para ello deberás escribir los nombres de elementos y lugares en el grupo o conjunto que corresponda.

Tierra.Planetas.

Estrellas, galaxias Irregulares, elípticas, espirales.

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¿El Universo cambia?

- Dibuja galaxias (como puntos o espirales) en la superficie del globo desinflado, ahora dibuja un punto o espiral de color diferente y fácilmente distinguible entre las demás. Esta última será tu galaxia hogar.

- Infla el globo poco a poco y observa el movimiento de los puntos fuera de tu galaxia hogar durante la expansión.

- ¿Se acercan o se alejan de tu galaxia hogar?

R// Se alejan.

- ¿Qué sucede con las distancias entre galaxias?

R// Se van separando.

- Reflexiona sobre la posibilidad de que el Universo esté en contracción; para simular esto, desinfla el globo y observa los puntos durante esta contracción. ¿Qué sucede con las distancias entre las galaxias?

R// Todas se juntan y disminuyen su tamaño.

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Empecemos por conocer el Sistema Solar

¿Cuáles son los tamaños de la Tierra, el Sol y la Luna?

- Escojan un tamaño con un diámetro definido para representar la Tierra (4) y construyan un modelo de este planeta en plasticina (para precisar la medida es conveniente que utilicen el pie de metro.

- Luego, construyan un modelo de la Luna utilizando la misma escala. Pueden incluir cráteres en la Luna (1)y continentes en la Tierra, y/o usar distintos colores para los dos cuerpos.

- A continuación, ubiquen los dos cuerpos de manera que la distancia entre ellos esté a la misma escala utilicen la Tabla de datos proporcionada previamente.

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Comparen sus modelos ¿Qué ocurrirá con la distancia entre la Tierra y La Luna si duplicamos el diámetro de la Tierra en el modelo?R// disminuye la distancia, entre la tierra y la luna.

Predigan el tamaño y distancia que tendría el Sol a la misma escala utilizando los datos disponibles e intenten representarlos de alguna forma.

- ¿Cuáles son las principales dificultades que tuviste en la construcción del modelo?

- R// No se podría construir el sol por que las dimensiones son muy extensa.

-- ¿Por qué es difícil hacer un modelo a escala real para mostrar

tamaños y distancias astronómicas?- R// porque no está el espacio para proyectar las dimensiones

necesarias.

- Si construyes un modelo del Sol y la Tierra al interior de la sala: ¿Qué pasaría con el tamaño de la Tierra? ¿y el tamaño de la Luna?

- R// No es factible construirlo, porque el sol es 117 veces más grande, por lo que tendríamos que utilizar otro espacio físico.

- El modelo hecho en la clase: ¿Muestra los tamaños relativos de los tres cuerpos con facilidad?

- R//Solo se puede trabajar con la tierra y la luna.

- ¿Muestra las distancias entre ellos?

- R// Si solo entre la tierra y la luna.

Los modelos son construcciones muy útiles, pero recuerda que son solo representaciones, y no tienen todas las características de los fenómenos reales.

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- ¿Qué información útil es posible extraer del modelo elaborado en clases?

- R// Extraer un parámetro de distancias que tienen estos cuerpos

- ¿Que características del sistema Sol-Tierra-Luna no son representadas en tu modelo?

- R//movimientos de rotación y traslación.

Un modelo dinámico del sistema Tierra, Luna y Sol

¿De qué manera se mueve la Tierra?R// en sentido de las agujas del reloj, alrededor del Sol y sobre su propio eje.

¿Qué movimientos conoces tú de la Tierra y de la Luna? R// Rotación y traslación.

¿Cómo podríamos evidenciar tales movimientos?R//Realizando los movimientos con nuestro cuerpo.

Organícense en grupos de cuatro, y preparen un set de carteles con los nombres Tierra, Luna y Sol. Tres de los integrantes tendrán roles en este sistema según el cartel que les corresponda, y el/la cuarta tendrá el rol de director/a, quien será responsable de contribuir a la elaboración de registros y coordinación general.A cada grupo le corresponderá construir el modelo de movimientos con sus propios cuerpos, siguiendo la pauta a continuación. Este modelo no toma en cuenta ni tamaños ni distancias.

Primera etapa: Rotación del Sol y de la Tierra. Para empezar, demuestren solamente los movimientos de rotación del Sol y de la Tierra. Recuerden que el Sol rota más lento sobre su eje comparado con la Tierra. Consideren además el sentido del giro (a favor o en contra de las agujas del reloj).

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¿Este modelo es coherente con tu experiencia? R// Según nuestra experiencia, no conocíamos la rotación del sol y descubrimos que el sol tiene dos movimientos de rotación, ambos movimientos se generan en contra las manecillas del reloj y a diferencia de los movimientos de la tierra son muy imperceptibles.

Segunda etapa: Traslación de la Tierra alrededor del Sol. A continuación, demuestren el movimiento de traslación de la Tierra y que, al mismo tiempo, continúen el movimiento de rotación. La Tierra se desplazará en una órbita más o menos circular alrededor del Sol. Considerar el sentido del movimiento de traslación.

Tercera etapa: Traslación de la Luna alrededor de la Tierra. En esta etapa el Sol descansa, la Luna gira alrededor de la Tierra en rotación y traslación, de manera que siempre exponga la misma cara hacia la Tierra.¿Cómo es la relación de rotación y traslación de la Luna que solo nos permite observar la misma cara? Es importante tener claro que el período de rotación es similar al período de traslación, en el caso de la Luna. Hagan el ejercicio de traslación de la Luna, primero sin rotar y luego con rotación.

Etapa de integración: Traslación y rotación de los cuerpos Tierra,Luna, Sol. En esta etapa deberán integrar todos los movimientos de las tres etapas anteriores. ¿De qué manera se mueven la Tierra, la Luna y el Sol?R// Se mueven sobre su propio eje y alrededor de otros cuerpos.

¿Qué evidencias nos permiten señalar que estos cuerpos presentan rotación? R// Por el día y la noche.

Con estas observaciones, ¿se puede estimar la duración de la rotación y traslación de cada uno de los cuerpos estudiados?R// Si.

Las evidencias reunidas, ¿permiten explicar el porqué siempre observamos la misma superficie lunar? R// si, la rotación y traslación de la luna , nos permite observar siempre la misma cara, esto se debe, a que el periodo de rotación de la luna sobre su propio eje y el periodo de traslación de la tierra coinciden.

¿Cuáles son las limitaciones del modelo realizado? Realicen una indagación online (por ejemplo: http://www.nasa.gov) acerca de los tiempos de duración de los movimientos de rotación y traslación de cada uno de los cuerpos en estudio. Para ello se sugiere completar la siguiente tabla y responder a las preguntas complementarias.

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El hecho de que el Sol sea un cuerpo gaseoso y la Tierra y la Luna posean una estructura más sólida, ¿influye en los movimientos de rotación?¿Qué relación existe entre los movimientos de rotación y traslación de la Luna, que siempre vemos una cara de la superficie lunar?

¿Cómo se producen las estaciones del año

¿Qué ocurre con el tiempo atmosférico en diferentes países durante una semana? R// El tiempo va cambiando constantemente durante el día.

¿Todos los países comparten la misma estación? R// No todos tienen la misma estación, ya que la tierra va rotando.

¿Cuáles son algunas características de las cuatro estaciones del año? R//Una de las características más importantes es que están determinadas por 4 posiciones principales en la órbita terrestre, opuestas 2 a 2 y reciben el nombre de solsticio y equinoccio. Solsticio de invierno, equinoccio de primavera, solsticio de verano y equinoccio de otoño.

¿Qué ocurre con los períodos de luz y oscuridad durante las estaciones del año? R// en el verano hay mas duración de luz solar, mientras que en el invierno los días son más cortos y oscuros .

Una pelota de plumavit representa la Tierra en este modelo. - Dibujen la línea ecuatorial, continentes y/o marcar con un punto su

posición en la Tierra; destaquen el continente americano. - Un palito de brocheta insertado en los polos representará el eje de

la Tierra.- Señalen qué cuerpo representará la ampolleta de linterna

encendida en su modelo, si en este caso ocupa un punto fijo y tiene luz propia.

¿Cómo creen que se mueve la Tierra durante un día? Pueden primero mover el eje a favor de las agujas del reloj y luego en contra: ¿Qué sentido del movimiento es más coherente con sus conocimientos e ideas previas?

27 días29,5

24 horas 365

25 días en el Ecuador.36 días cerca de los polos. 27 días.

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R// Girando sobre si mismas y a la vez desplazándose en la órbita alrededor del sol. El sentido de rotación marca el día y la noche, y el de traslación es el que da lugar a las estaciones del año.

- Desplacen el cuerpo que representa a la Tierra alrededor del Sol.- ¿Es importante si el eje del cuerpo que representa a la Tierra

se encuentra en posición vertical o inclinada? ¿Qué ocurriría con la cantidad de energía que recibe un punto en la superficie si el eje es vertical en comparación con el eje inclinado?

- R// ocurre que si esta al centro se concentra la energía en ambos polos y llegarían los rayos del sol más débiles y seria frio durante todo el año.

- Posteriormente integren los movimientos de rotación y traslación de la Tierra; recuerden que el eje Terrestre siempre está inclinado aproximadamente 23° (transportador) con respecto al plano de la órbita. En algunas épocas del año el hemisferio norte está inclinado al Sol y en otros, el hemisferio sur (es importante mantener el ángulo de inclinación, aproximado, durante todo el movimiento de traslación).

- Exploren los cambios de luz y sombra durante los movimientos, procurando establecer relaciones entre estos cambios de iluminación y de sombra respecto de la alternancia entre el día y la noche. No es necesario ejecutar las 365 rotaciones en la traslación completa.

- Inserten un alfiler (de cabeza grande) en un lugar en la Tierra, que representará a una persona; observen el cambio de iluminación de la persona en la Tierra, al rotar y trasladar este cuerpo. Pongan en diferentes posiciones su alfiler (persona) y observen lo que sucede.

¿Cuánto tarda una rotación completa y un giro completo alrededor delSol? R// El movimiento de rotación dura 24 horas y el movimiento de traslación dura 365.

Desafíos:

- Si ponemos a la persona en la línea ecuatorial y hacemos rotar la Tierra,¿Podrías identificar los siguientes momentos:El momento en que la persona observa el amanecer.El mediodía.La puesta del Sol.

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La medianoche.

- Imagina que estás en el Polo Sur: ¿Qué observarás en relación a la luminosidad recibida del Sol durante un año entero rotando y trasladándote? ¿Qué sucederá si estás en el Polo Norte? ¿Qué diferencia existe con la situación anterior?

- R// En el polo sur los días de invierno serian más oscuros y en verano más horas durante el día. En el polo norte mas días de invierno y oscuridad.

- Si ponemos a la persona en nuestra latitud y simulamos un año entero, rotando y trasladando la Tierra: ¿En qué puntos de la órbita la persona observará el día más largo (luz) y el más corto?

- R// según los puntos de la órbita al sur de Chile en verano hay mas horas de luz y en invierno los días son mas cortos.

Haciendo predicciones acerca del efecto de la dirección de los rayos de luz sobre los cuerpos

a. Si ponemos un pedazo de mantequilla o cubos de hielo a una cierta distancia, directamente debajo de la lámpara, (alargador eléctrico) encendemos la luz y medimos el tiempo que demora la mantequilla o hielo en derretirse.R// El hielo se derrite primero.

b. Si cambiamos el ángulo de la lámpara, para que los rayos lleguen muy inclinados, pero se mantiene la misma distancia (huincha de medir) entre la lámpara y el objeto.

¿Espera observar algunas diferencias? ¿Qué justificación tiene para plantear eso?R// La mantequilla solo se pone blanda y no se derrite en comparación el hielo se demora mas en derretirse.

Repitan el experimento con otro pedazo de mantequilla o hielo, en lo posible, de las mismas dimensiones.

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Extrapolen los resultados obtenidos anteriormente con sus experiencias cotidianas de percepción de calor durante las 24 horas del día. (Ambientes de exteriores).

Desafíos:

El verano es la estación del año más calurosa; entonces, es la época en que hay una mayor intensidad de luz y más horas de iluminación.Utilizando el modelo representen la estación de verano en el hemisferio sur.

- ¿Cuáles son los meses de verano, representados por esta situación?

- R// Diciembre , enero, febrero y marzo.

- En un día (24 horas) en el verano, ¿hay más horas de iluminación o de oscuridad?

- R// Mas horas de luz.

- ¿Cómo es el sentido del ángulo de inclinación del hemisferio norte, respecto del Sol, comparado con el hemisferio sur?

- R// Mas de los 23° de inclinación , menos luz y mas frio.

- ¿Cuál es la estación en el hemisferio norte?

- R// Invierno.

Ubiquen la Tierra para producir un día de invierno en el hemisferio sur.

- ¿Cómo es la iluminación en el polo sur?- R// Menos luz en invierno.

- ¿A qué mes del año, en el hemisferio sur, podría representar la posición exhibida?

- R// En el mes de julio.

- ¿Qué estación correspondería al hemisferio norte?

- R// Verano.

- ¿Cómo es la iluminación en el polo norte?

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- R// Más luz que en el polo sur.

Ubiquen la Tierra en la estación de primavera en el sur.

¿Cuál es la inclinación del eje de la Tierra con respecto al Sol? (Recuerde que la inclinación del eje con respecto a las estrellas no cambia, pero sí cambia con respecto al Sol debido a la traslación de la Tierra).

¿Cuál mes puede ser representado?R// Septiembre.

¿Qué estación tiene el hemisferio norte en esta época?R// Primavera.

Para concluir, mueve la Tierra a través de una órbita completa, indicando las posiciones que corresponden a las cuatro estaciones.

Compara el ángulo de los rayos de luz en verano respecto del invierno.

Compara el número de horas luz diaria del verano con respecto al invierno.

Un preconcepto que surge con frecuencia acerca de las estaciones, es que tenemos verano cuando la Tierra está cerca del sol e invierno cuando está lejos. ¿Cómo podrías refutar esta afirmación, de acuerdo a lo aprendido?

Formula una hipótesis para explicar el fenómeno de las estaciones del año.

Respondan las preguntas: ¿Qué aprendí? ¿Cambiaron mis ideas? ¿Cómo?

En este taller aprendimos mucho, no imaginábamos la distancia entre el sol y la luna, los movimientos de rotación y traslación del sol y la luna y la importancia que tienen los grados de inclinación de la tierra para la generación muchos fenómenos. Creemos que la aplicación de todos los experimentos practicados en clases debemos hacerlos con los niños y procurar que cada una de nuestras clases partan en base a sus descubrimientos y nuestra labor permita guiar aquellos conocimientos.

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