Taller de tierra_y_universo
- 1. POSTITULO PRIEMR CICLO MODULOCIENCIAS NATURALES EJE DE TIERRA Y EL UNIVERSO Taller de Tierra y Universo ¿Qué ubicación tiene la Tierra en el Universo? Planificación del viaje interestelar Integrantes: Evelyn Soto, Paula Donoso, Matilde Araya, Claudia Bustamante, Gema Gálvez, Stephanie Herrera, Denisse Espejo. ¿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: - Quedar sin oxigeno. - No tener los recursos suficientes de sobrevivencias (alimento, agua, abrigo). - No encontrarnos con una lluvia de meteorito). - Estar preparado para enfrentar una situación problemática (ser desconocido, chocar). ¿Qué quieres aprender durante el viaje? R: - Comprobar teorías del universo. - Indagar sobre la existencia de vida en otros lugares del universo. ¿Qué tipos de cosas y objetos esperas ver en el viaje? R: - Estrellas - Satélites - Cometas - Basura cósmica. - Bases espaciales. 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 corresponde 1
- 2. POSTITULO PRIEMR CICLO MODULOCIENCIAS NATURALES EJE DE TIERRA Y EL UNIVERSO Vacío cósmico. Materia en forma de polvo. Materia. Radiación. Andrómeda . Estrellas, polvo y gases. Millones de estrellas. Cometas. Nubes de Magallanes. Estrella SOL Asteroides. Energía electromagnética Planetas. (luz y calor. Meteoritos. Atracción gravitatoria. Energía de los cuerpos estelares. Millones de moléculas de gases llamadas nebulosas. Gases. ¿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 separan - Reflexiona sobre la posibilidad de que el Universo esté en contracción; para simular esto, desinfla el globo y observa los puntos durante esta 2
- 3. POSTITULO PRIEMR CICLO MODULOCIENCIAS NATURALES EJE DE TIERRA Y EL UNIVERSO contracción. ¿Qué sucede con las distancias entre las galaxias? R: Se acercan 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 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 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. 3
- 4. POSTITULO PRIEMR CICLO MODULOCIENCIAS NATURALES EJE DE TIERRA Y EL UNIVERSO 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: Se acorta 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: Las principales dificultades fueron las distancias son muy extensas. ¿Por qué es difícil hacer un modelo a escala real para mostrar tamaños y distancias astronómicas? - R: Es imposible hacerlos en escala real. - 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: Debería ser proporcional al tamaño del sol y el tamaño de la luna, proporcional al de la tierra y no se podría hacer dentro de la sala por que no es el adecuado. - El modelo hecho en la clase: ¿Muestra los tamaños relativos de los tres cuerpos con facilidad? ¿Muestra las distancias entre ellos? - R: Si porque cada modelo es proporcional a la real. Los modelos son construcciones muy útiles, pero recuerda que son solo representaciones, y no tienen todas las características de los fenómenos reales. - ¿Qué información útil es posible extraer del modelo elaborado en clases? R: El tamaño y distancia que existe entre Sol – Tierra -Luna - ¿Que características del sistema Sol-Tierra-Luna no son representadas en tu modelo? R: La rotación y traslación. 4
- 5. POSTITULO PRIEMR CICLO MODULOCIENCIAS NATURALES EJE DE TIERRA Y EL UNIVERSO Un modelo dinámico del sistema Tierra, Luna y Sol ¿De qué manera se mueve la Tierra? R. La tierra realiza un movimiento contrario al reloj de oeste a este con una duración de 23 horas y 56 minutos. ¿Qué movimientos conoces tú de la Tierra y de la Luna? R: El movimiento de rotación y traslación ¿Cómo podríamos evidenciar tales movimientos? R: Recreando la rotación que realiza cada uno de ellos y observando el movimiento de la luna 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). ¿Este modelo es coherente con tu experiencia? R: si 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? R: Tardar en dar una vuelta sobre su eje el mismo tiempo en dar una vuelta alrededor de la tierra, siempre nos muestra 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. 5
- 6. POSTITULO PRIEMR CICLO MODULOCIENCIAS NATURALES EJE DE TIERRA Y EL UNIVERSO ¿De qué manera se mueven la Tierra, la Luna y el Sol? R: La tierra se mueve de este a oeste en su propio eje, y el sol experimenta una rotación sobre si mismo en un tiempo próximo a los 25 días alrededor de un eje inclinado unos 7 grados 11`con respecto a la eclíptica, no uniformemente con respecto a la eclíptica para todos los puntos del globo solar. ¿Qué evidencias nos permiten señalar que estos cuerpos presentan rotación? Con estas observaciones, ¿se puede estimar la duración de la rotación y traslación de cada uno de los cuerpos estudiados? Las evidencias reunidas, ¿permiten explicar el porqué siempre observamos la misma superficie lunar? ¿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. Cuerpo Tiempo de rotación Tiempo de traslación Luna Alrededor de la tierra Orbita en 29.53 Tierra Alrededor del sol 23 horas 56 minutos Sol ---------- Alrededor del centro de la galaxia 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? R: Como la luna tarda en dar una vuelta sobre su propio eje el mismo tiempo que tarda en dar una vuelta alrededor de la tierra 6
- 7. POSTITULO PRIEMR CICLO MODULOCIENCIAS NATURALES EJE DE TIERRA Y EL UNIVERSO ¿Cómo se producen las estaciones del año ¿Qué ocurre con el tiempo atmosférico en diferentes países durante una semana? ¿Todos los países comparten la misma estación? ¿Cuáles son algunas características de las cuatro estaciones del año? ¿Qué ocurre con los períodos de luz y oscuridad durante las estaciones del año? R.- El tiempo atmosférico cambia de acuerdo al lugar y ubicación de un lugar en nuestro planeta, propiciado por el movimiento de traslación. No, porque el efecto de movimiento de traslación de la tierra y la inclinación del eje, producen que las distintas zonas de nuestro planeta se encuentre en diferentes estaciones Verano, hace mucho calor, los días son mas largos; primavera es mas cálido y crecen las flores; otoño es más frio y caen las hojas de los arboles, invierno llueve, las temperaturas son muy bajas; en verano hay más duración de la luz solar , mientras que en invierno los días son más cortos. 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? R: Girando sobre si misma y a la ves desplazándose en la orbita alrededor del sol. El sentido de rotación que marca el día y la noche. El sentido de traslación 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 más la energía y ambos polos llegarían los rayos mas débiles siendo más 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 7
- 8. POSTITULO PRIEMR CICLO MODULOCIENCIAS NATURALES EJE DE TIERRA Y EL UNIVERSO 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 del Sol? R: El movimiento de rotación tarda 24 horas. El movimiento de traslación tarda 365 días 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. 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? - 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? 8
- 9. POSTITULO PRIEMR CICLO MODULOCIENCIAS NATURALES EJE DE TIERRA Y EL UNIVERSO 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. 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: Si, en el primer ejemplo la mantequilla se va a derretir más rápido debido a que los rayos de la luz llegan en forma directa, sin embargo en el segundo ejemplo se demora un poco más ya que los rayos llegan en forma inclinada. Repitan el experimento con otro pedazo de mantequilla o hielo, en lo posible, de las mismas dimensiones. Extrapolen los resultados obtenidos anteriormente con sus experiencias cotidianas de percepción de calor durante las 24 horas del día. (Ambientes de exteriores). R: Si esto lo llevamos a la cotidianidad podríamos decir que la lámpara es el Sol y el cubo es la Tierra, por lo tanto (independiente de la estación del año)al medio día los rayos llegan directamente. 9
- 10. POSTITULO PRIEMR CICLO MODULOCIENCIAS NATURALES EJE DE TIERRA Y EL UNIVERSO 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. Del 21de Diciembre al 21 de marzo. - En un día (24 horas) en el verano, ¿hay más horas de iluminación o de oscuridad? R: Hay más horas de iluminación. - ¿Cómo es el sentido del ángulo de inclinación del hemisferio norte, respecto del Sol, comparado con el hemisferio sur? R: Mas de los 23º de inclinación menos luz màs 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: Es mayor la iluminación. - ¿A qué mes del año, en el hemisferio sur, podría representar la posición exhibida? - R: Verano. - ¿Qué estación correspondería al hemisferio norte? R: Invierno. - ¿Cómo es la iluminación en el polo norte? R: Escaza. 10
- 11. POSTITULO PRIEMR CICLO MODULOCIENCIAS NATURALES EJE DE TIERRA Y EL UNIVERSO 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). El eje de rotación de la tierra esta inclinado unos 23,5º aproximadamente con respecto al plano de la orbita que describe alrededor del sol. ¿Cuál mes puede ser representado? R: Octubre. ¿Qué estación tiene el hemisferio norte en esta época? R: Otoño. 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. R: La inclinación de la Tierra en conjunto con el movimiento de traslación y rotación, permiten que los rayos lleguen en forma directa en verano. Respondan las preguntas: ¿Qué aprendí? ¿Cambiaron mis ideas? ¿Cómo? Que aprendí: - R: Que el 99 % de Universo esta constituido de energía estelas y vacío. - La proporcionalidad que debemos emplear para utilizar las representaciones (Sol, Tierra, Luna, entre otros) en relación a tamaño y distancia. - El conjunto de consecuencias (rotación – traslación e inclinación de la Tierra) genera las estaciones del año. Cambiaron mis ideas: - Si, debido a que la experimentación nos permitió vivenciar los diversos fenómenos que ocurren en el Universo. Como: - Especialmente a través de la experimentación y utilización de material concreto. 11