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EDUCACIÓN

Manual Docente PARA 7º BÁSICO

Con la colaboración de Cristián Cortés, PhD, Astrofísico, Departamento de Física, Facultad de Ciencias Básicas, Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación


Manual Docente

Nicole Muñoz Briones - Claudia González Díaz, Estudiantes de Pedagogía en Química.

Actividad 1

“Los vecinos de la Tierra”

Objetivo: Conocer la zona habitable del Sistema Solar, analizando gráficos y tablas de

distintos parámetros del planeta Venus, Tierra y Marte, de acuerdo con las variables del ser humano necesarias para vivir. Descripción de la actividad: Esta actividad consta de evidenciar la zona habitable del Sistema Solar, para ellos, se presentan las características de la Tierra y los planetas más próximos a ella: sus vecinos Venus y Marte. Las características mostradas consisten en la presión y la temperatura de los planetas, así como también las distancias del perihelio y afelio. Cabe destacar que la zona de habitabilidad (ZH) influye en el desarrollo de la vida en el planeta Tierra, es por eso que se enumeran ciertos aspectos necesarios para que el humano pueda vivir, en este caso presión y temperatura mínima. A través de éstos, los estudiantes evidenciarán porque la Tierra posee las condiciones necesarias y aptas para que vivan los seres humanos.

Ayuda al profesor Astronomía en el aula

Objetivos de aprendizaje

Habilidades

Los vecinos de la Tierra

CNO 7: Séptimo básico - AE 3.01 - AE 3.02 - AE 4.05

Analizar Comparar Comprender

Tabla P1: Temática actividad 1, objetivos de aprendizaje y habilidades a desarrollar.

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¿Si viajaras a Marte y Venus en un cohete, que crees que observarías? - En Venus observaríamos que posee cráteres de gran tamaño, llanuras atravesadas por enormes ríos de lava, ya que es un planeta rodeado de lava y roca volcánica. Además, lo veríamos muy brillante, ya que posee cuerpos metálicos en su interior. - En el caso de Marte, el llamado planeta rojo debido a los tonos de su superficie, observaríamos que es un planeta muy seco, con fuertes vientos que arrastran polvo y arena, pero que posee agua en forma de hielo.

Situación Problemática ¿Cuáles son los dos planetas que se encuentran más cercanos a la Tierra? Los planetas más cercanos a la Tierra son Venus y Marte. ¿Cuáles son las posiciones de Venus, Tierra, y Marte en el Sistema Solar? El planeta que se encuentra en la segunda posición es Venus, luego lo sigue lo sigue la Tierra y, posteriormente, Marte, que se encuentra en la cuarta posición. ¿Qué es la zona habitable?

¿Sabías qué…? La zona habitable indica las condiciones necesarias para que un planeta tenga la posibilidad de albergar vida tal y como la conocemos. El planeta debe estar a la distancia necesaria (ni demasiado cerca ni demasiado lejos) para que sobre su superficie pueda existir agua en fase líquida (ver Figura 1).

Figura 1: Representación zona habitable en sistema planetario fuera de nuestro Sistema Solar.

En la Figura 1 podemos ver que, si esta representación fuera el Sistema Solar, la Tierra se encuentra en la posición exacta (ni muy cerca, ni muy lejos del Sol) para propiciar la vida humana.

1. http://www.abc.es/ciencia/20130130/abci-tierra-desplazada-hasta-borde-201301300958.html

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Actividad 1.1 Presiones y temperaturas de la Tierra y sus vecinos

¿Qué entendemos por temperatura y presión? La temperatura es la medida del grado de movimiento de las partículas de un cuerpo. El instrumento utilizado para medirla es el termómetro. La presión es la fuerza que ejerce un gas, un líquido o un sólido sobre una superficie. Se conoce como presión atmosférica a la fuerza que ejerce la masa de aire sobre la superficie de la Tierra. Ésta varía dependiendo de la altitud y la temperatura. Para medirla se utiliza el barómetro.

Procedimiento a) Observar el Gráfico 1: Temperatura versus Presión de Venus, Tierra y Marte. Completar la Tabla 1 con los datos de Presión y Temperatura. b) Comparar los datos obtenidos de la Tabla 1, con los entregados en la Figura 2 (variables de sobrevivencia del ser humano).

Gráfico 1: Temperatura versus Presión de Venus, Tierra y Marte. La temperatura está medida en grados Celsius y la presión en atmósferas.

El Gráfico 1 muestra las temperaturas y presiones superficiales que poseen los planetas: Venus, Tierra y Marte. Este gráfico nos permite comparar la variación de estas propiedades según la distancia de los planetas respecto al Sol.

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Planeta

Venus

Tierra

Marte

Presión

90 atm

1 atm

0 atm

Temperatura

464 ºC

14,05 ºC

-46 ºC

Variables

Tabla 1: Presión y Temperatura de Venus, Tierra y Marte.

1. ¿Qué planeta tiene las temperaturas más elevadas? Venus posee las temperaturas más elevadas.

2. ¿Qué planeta tiene las temperaturas mínimas? Marte posee las temperaturas más bajas.

3. ¿Qué planeta tiene mayor presión y menor presión? o ¿Qué planeta tiene mayor y menor presión, respectivamente? El planeta que posee las presiones más altas es Venus, y el que posee las presiones más bajas es Marte.

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La Temperatura del cuerpo humano está alrededor de los 36ºC y 37,5ºC, por lo que resiste, en condiciones extremas, temperaturas ambientales que fluctúan entre los -34ºC y los 43ºC2.

Antártica Chilena.

Desierto de Atacama, Chile.

Niveles de presión El ser humano soporta un nivel mínimo de presión igual a 0,37 atm, (es la presión a una altura de 7500 m), y bajo el nivel del mar resiste 200 m (20 atm) como presión máxima.3

Cumbre Ojos Del Salado, Andes, (Argentina-Chile).

Profundidades mar, Isla de Pascua.

Para descubrir que planeta cumple con las condiciones necesarias para que un humano viva, primero se deben mencionar estas condiciones. La Figura 2 “Variables límites de sobrevivencia del ser humano” muestra el rango de temperaturas y presión que el cuerpo humano requiere para su sobrevivencia.

Figura 2: Variables límites de sobrevivencia del ser humano

2.http://medtempus.com/archives/los-limites-extremos-del-cuerpo-humano/ 3.http://www.claiweb.org/Signos%20de%20Vida%20%20Nuevo%20Siglo/NS%20julio06/resistencia%20humana.htm

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De acuerdo a la información de la Tabla 1 y la Figura 2, responde las siguientes preguntas:

1. ¿Qué planeta(s) cumple(n) con las temperaturas necesarias para que el ser humano pueda vivir? El planeta que cumple(n) con las condiciones necesarias para vivir, es la Tierra.

2. ¿Qué planeta(s) cumple(n) con las presiones necesarias para que el ser humano pueda vivir? El Planeta que cumple con las condiciones de presión necesarias para que el ser humano viva es la Tierra.

3. ¿En qué planeta(s) puede sobrevivir el ser humano, considerando los valores de temperatura y presión? El planeta en que el ser humano puede sobrevivir es la Tierra.

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Actividad 1.2: Vecinos de la Tierra y sus orbitas con respecto al Sol Situación problemática Ahora que conoces las condiciones de presión y temperatura de Venus, Tierra y Marte, ¿Crees que éstas se relacionan con la posición que posee cada uno de los planetas en el Sistema Solar? La respuesta es afirmativa, ya que la posición de cada planeta, en este caso la distancia o la lejanía con respecto al Sol, influirán en la presión y temperatura superficial que el planeta presente. ¿Si la Tierra tuviese otra posición en el Sistema Solar, crees que habría vida humana presente en ella? No, debido a que la Tierra, por el hecho de estar en la tercera posición en el Sistema Solar, en este caso en la zona habitable, hace posible que exista vida humana en ella. Si la Tierra estuviese más cerca del Sol recibiría fuertemente los rayos solares, aumentando su temperatura, mientras que si se ubicara más lejos sería un planeta frío, y esa condición tampoco es propicia para que haya vida humana. ¿Sabias qué…? La Zona Habitable Tal como se muestra en la Figura 1 en el principio del módulo, en la zona habitable del Sistema Solar estará aquel planeta que pueda albergar agua en fase líquida, ubicado a una distancia ni lejos ni muy cerca de la estrella central, como el caso de la Tierra. En términos de distancia, la zona habitable se expresa de la siguiente forma: En el Sistema solar, la zona habitable está en un rango entre las 0,84 UA y 1,67 UA*. Esto se traduce en 125 millones de kilómetros y 248 millones de kilómetros de distancia con respecto al Sol. En el Sistema Solar los planetas giran en torno al Sol, pero debido a que éste no es el centro de una órbita circular, sino una órbita elíptica, a medida que los planetas giran a su alrededor del Sol, estos se acercan y se alejan de él. Como se muestra en la Figura 3, el lugar donde un planeta se encuentra más cerca del Sol se llama PERIHELIO.

Figura 3: órbita elíptica de los planetas en el Sistema Solar. Perihelio y Afelio.

* La Unidad Astronómica (UA) corresponde a la distancia media entre la Tierra y el Sol.

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SOL Gráfico 2: Distancia al Sol de Venus, Tierra y Marte

El Gráfico 2 muestra las distancias de Perihelio y Afelio de cada uno de los planetas: Venus, Tierra y Marte. Se puede apreciar que estos valores son diferentes, debido a la distancia a la cual estos planetas se encuentran con respecto al Sol. El Gráfico 2 también nos muestra que Marte se encuentra en la zona habitable, pero está en la periferia de esta zona, lo que hace se que se encuentre al límite de las condiciones necesarias para la vida. Además, al ser su masa pequeña, retiene menos gases.

Procedimiento a) Leer el Gráfico 2 y completar la Tabla 3 con las distancias al Sol de Venus, Tierra y Marte.

Planeta

Venus

Tierra

Marte

Afelio

109 mill km

152 mill km

249 mill de km

Perihelio

107 mill km

147 mill km

205 mill de Km

Distancia

Tabla 2: Distancia al Sol de Venus, Tierra y Marte. Afelio y Perihelio.

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Con respecto a lo estudiado en la Figura 3, Gráfico 2 y Tabla 2 responde…

1. Indica la diferencia entre perihelio y afelio. El lugar donde un planeta se encuentra más cerca del Sol se llama PERIHELIO. El lugar donde el planeta se encuentra más lejos del Sol se llama AFELIO.

2. ¿Es correcto que las distancias del afelio sean mayores que las del perihelio para estos tres planetas?, justifica tu respuesta. Es correcto, debido a que el afelio es la zona donde el planeta está mas lejos del Sol. Por eso es mayor en Venus, Tierra y Marte.

3. Indica que planeta posee el perihelio más pequeño. Venus es el planeta que posee el perihelio más pequeño.

4. Indica que planeta posee el afelio más grande. Marte es el planeta que posee el afelio más grande.

5. Con respecto a la zona habitable y las distancias mostradas en el Gráfico 2, ¿Qué planetas se localizan en la zona habitable? Los Planetas que se ubican en la zona habitable son la Tierra y Marte.

6. Con respecto a Marte, ¿Por qué, a diferencia de la Tierra, no posee vida? Marte se ubica en el límite de la zona habitable, lo que lo hace tener temperaturas bajas, mientras que la Tierra se localiza en la zona de confort de la zona habitable.

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Manual Docente

Nicole Muñoz Briones - Claudia González Díaz, Estudiantes de Pedagogía en Química.

Actividad 2 “Diámetro del Sol” Objetivo: Realizar de manera sencilla y rigurosa una medición del diámetro

solar, relacionando los diámetros de la Tierra y el Sol, y la distancia que los separa.

Descripción de la actividad: Esta actividad consta de medir el diámetro del Sol a través de dos métodos diferentes. El primero (Actividad 2.1) se logra utilizando la relación del diámetro de la Tierra (conocido previamente) con el diámetro del Sol, en la práctica se utilizarán esferas a escala de la Tierra ubicadas sobre una superficie de cartulina que simula el Sol. Las esferas serán ubicadas en línea recta en el diámetro del Sol hasta completarlo y, usando el valor del diámetro real de la Tierra y la cantidad de esferas utilizadas, lograrán obtener el valor aproximado del diámetro del Sol. El segundo método (Actividad 2.2) hace referencia a la proyección de una imagen del Sol a través de una cámara oscura, donde el diámetro de esta imagen y el largo del tubo de la cámara oscura serán proporcionales al diámetro real del Sol y a la distancia real que existe entre el Sol y la Tierra. Esta relación se ve reflejada en la Ecuación 1, de donde se obtendrá el valor buscado. Como introducción para la actividad 1.1 es necesario saber que el Sol tiene un diámetro de aproximadamente 1.400.000 kilómetros y la Tierra de unos 12.742 kilómetros. Es decir, el diámetro Solar ocupa 109 Tierras. 4 Además, en la actividad 1.2, los alumnos y alumnas construirán un instrumento para medir el diámetro del Sol utilizando un tubo de cartón largo sin lentes ni espejos. Estos dispositivos usados para medir propiedades del Sol se denominan heliómetros. Los heliómetros utilizan un método de proyección que tiene sus bases en la óptica geométrica. El tubo es esencialmente una cámara oscura larga con un hueco pequeño en uno de sus extremos, a través del cual puede pasar la luz solar. Además, cuenta con una pantalla traslúcida en el otro extremo en donde se podrá observar una imagen del Sol, la que es utilizada para obtener las medidas pedidas. 5

4 Para mayor información visite la página de Internet localizada en la dirección https://abcienciade.wordpress.com/2010/05/03/ dimensiones-sol-tierra/ 5 Para mayor información visite la página de Internet localizada en la dirección http://astronomiadecordoba.blogspot.com/2012/04/ midiendo-el-diametro-solar.html

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Tabla P2: Temática actividad 2, objetivos de aprendizaje y habilidades a desarrollar.

Astronomía en el aula

Objetivos de aprendizaje

Habilidades

Midiendo el diámetro del Sol

AE 01 7º básico - Ciencias Naturales AE 02 7º básico - Ciencias Naturales

Distinguir Medir Planificar Comparar

Objetivo: Realizar de manera sencilla y rigurosa una medición del diámetro solar, relacionando los diámetros de la Tierra y el Sol y la distancia que los separa.

El desarrollo de las actividades busca incorporar de una manera didáctica y atractiva, diversos objetivos del curriculum nacional. En este módulo los estudiantes trabajarán específicamente en: OA 02; OA 12, 7º básico - Ciencias Naturales.

Actividad 2.1: Midiendo el diámetro del Sol con el diámetro de la Tierra Situación problemática ¿Cuántas veces cabe la Tierra, en línea recta, dentro del Sol? ¿Crees que puedes medir el diámetro del Sol, sabiendo el diámetro de la Tierra?

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Para esta parte de la actividad es necesario entregar el valor del diámetro de la Tierra (12.742 km) a los alumnos, para que, al completar el diámetro del Sol con las circunferencias de la Tierra, puedan calcular el diámetro del Sol utilizando la Ecuación 1. Se debe aclarar a los alumnos que ellos deben concluir el método para llegar al valor.

Materiales - Circunferencia de cartulina de diámetro 109.4 cm PVC de 109.4 cm de diámetro. - Bolsa #1 que contiene 120 circunferencias autoadhesivas de 1 cm cada una.

Procedimiento: a) Forma un grupo de 4 compañeros. b) Coloquen la circunferencia en el centro la mesa. c) Abran la Bolsa #1, y peguen cada una de las circunferencias siguiendo la línea que representa el diámetro del sol, como se muestra en la Figura 4.

Figura 4: Representación de la actividad 2.1

La figura 4 nos muestra una circunferencia de gran tamaño, la cual representa el Sol, una línea negra que corta la circunferencia en dos partes iguales que indica el diámetro del Sol y circunferencias de menos tamaño que representan la Tierra. Éstas últimas deben ser colocadas siguiendo la línea negra hasta completar toda la circunferencia.

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Responde…

1. ¿Cuántas esferas pequeñas (Tierras) fueron necesarias para completar el diámetro del Sol? 109-110 esferas

2. Conociendo el diámetro de la Tierra, 12.742 Km, y utilizando el cálculo de la pregunta 1, estima el diámetro del Sol. 1.388.878 - 1.401.620 Km

3. Si divides el diámetro del Sol por el de la Tierra, ¿cuál es el número resultante?, ¿qué puedes decir con respecto a este resultado? 1.388.878 12.742

= 109

Al dividir el diámetro del Sol por el de la Tierra, tenemos el número de Tierras (realmente el diámetro terrestre) que ocupan el diámetro del Sol, por lo tanto podemos decir que este valor es la razón existente entre los diámetros de ambos.

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Actividad 2.2: Midiendo el diámetro del Sol con la distancia entre la Tierra y el Sol ¿Crees que puedes medir el diámetro del Sol desde la Tierra, con una regla?

Situación problemática ¿Conoces la distancia entre el Sol y la Tierra? ¿Conoces el diámetro de la Tierra?, ¿Consideras que la Tierra es un planeta grande en comparación con los otros planetas del Sistema Solar? Para esta actividad será necesario conocer las medidas del tubo (longitud), la distancia entre la Tierra y el Sol (aproximadamente 150.000.000 Km) y, posteriormente, el diámetro de la imagen resultante al observar el Sol.

Materiales - Un tubo de cartón de distintos tamaños para cada grupo. - Un pedazo de papel de aluminio de 15 cm por cada lado. - Regla de 30 cm. - Un pedazo de papel de impresión de 15 cm por cada lado. - Dos gomas elásticas. - Una aguja de coser.

Procedimiento:

a) Formen grupos de 4 a 5 personas. b) Sujeta el papel de aluminio a un extremo del tubo, ayudándote con la goma elástica, siguiendo la figura 5. c) Con la aguja realiza un pequeño orificio en el centro del papel aluminio, como se muestra en la Figura 5. d) En el otro extremo del tubo, ponemos el papel mantequilla, procurando que quede bien estirado, fijándolo con la goma elástica, tal como se muestra en la figura 5. e) ¡TEN CUIDADO! ¡NO MIRES EN FORMA DIRECTA AL SOL, ES MUY PELIGROSO!). Apunta cuidadosamente el tubo al Sol intentando simular lo indicado en la Figura 7. Mueve el tubo hasta que aparezca en el papel de impresión un disco brillante (ver Figura 6B), la cual corresponde a la imagen del Sol producida por esta cámara oscura. f) Marca en el papel mantequilla el borde de la imagen y mide con una regla el diámetro de la imagen. g) Utilizando la Ecuación 1 haz los cálculos correspondientes para obtener el diámetro del Sol.

Habilidades: Distinguir, identificar, elaborar y comparar.

Figura 5: Representación cámara oscura

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La figura 6 muestra el tubo de cartón. Uno de sus extremos está cubierto por papel de aluminio, representado con el color gris, y en el otro con papel de impresión, representado con el color blanco, ambos sujetos con goma elástica.

Figura 6A: Extremo con papel de aluminio

Figura 6B: Extremo con papel impresión

La figura 6A nos muestra el extremo del tubo cubierto con papel aluminio. Se observa el orificio que se debe realizar en el centro con la aguja. En la figura 6B vemos el extremo del tubo cubierto con papel de impresión, donde se debe observar la imagen del Sol (circunferencia de menos tamaño).

Ayuda… Para realizar los cálculos debes tener en cuenta la siguiente información. Ecuación 1: Cálculo diámetro del Sol.

S = (I×T) L Donde: S= indica el diámetro del Sol I= diámetro de la imagen reflejada en el tubo. T= distancia de la Tierra al Sol (150.000.000 km) L= longitud del tubo.

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S

I

T

L

Figura 7: Explicación de la formación de la imagen del Sol

La Figura 7 muestra la explicación de cómo se produce la imagen del Sol. Los rayos de éste se cruzan en la región del agujero y, por la forma en la trayectoria de los rayos, la imagen del Sol se verá invertida en la pantalla de papel de impresión. Una vez que los grupos de trabajo hayan llegado a un resultado, se debe aclarar que la ecuación empleada no es más que una relación de proporcionalidad entre la distancia Tierra-Sol y la distancia de la proyección de la imagen del Sol reflejada, representada por el largo del tubo. Responde: 1. ¿Cuál es el diámetro de la imagen del Sol captada por la cámara oscura y medida con la regla?

2. ¿Cuál es el diámetro del Sol que obtuviste utilizando la Ecuación 1?

3. Compara los valores de diámetro Solar que obtuviste en las actividades 2.1 y 2.2. con el valor referencial de 1.400.000 kilómetros. ¿Cuál de los dos métodos se acerca más al valor real?

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Nivel: Séptimo Básico

Manual Docente

Ignacia González Muñoz Maricel Contreras Catalán. Estudiantes de Pedagogía en Física.

Actividad 3

“Descubriendo las Manchas Solares” Objetivo: Conocer la variación Solar y su impacto directo en la Tierra. Descripción actividad En esta oportunidad se realizará una actividad relacionada con nuestra estrella, el Sol. A cada estudiante se le debe hacer entrega de una guía. También se deben realizar grupos de 4 personas. Todo el material necesario para el desarrollo adecuado de estas actividades será entregado a cada grupo. La actividad está relacionada con la actividad solar, la cual provoca la aparición de manchas en las distintas latitudes de la fotósfera del Sol con una periodicidad de 11 años. Estas manchas solares serán graficadas para un determinado intervalo de tiempo. Posteriormente, se mostrará una presentación en Power Point, la cual contiene el impacto de la actividad solar en la Tierra. Para iniciar cada actividad, se recomienda que el docente realice una introducción motivacional, con la finalidad de obtener la atención de los estudiantes y que conozcan la temática a desarrollar. Un ejemplo de esto se describe a continuación: “Sabemos de la existencia del Sol y que vivimos gracias a la radiación que emite, pero te has preguntado ¿Es esta radiación constante en el tiempo? ¿Conocen algún tipo de variación en la radiación solar? ¿La actividad que genera el Sol, influye en nuestra vida? ¿Qué sucedería si su actividad cesara? En esta ocasión se realizará esta actividad para conocer la actividad solar y como consecuencia los efectos que implica su actividad en la Tierra”. La Tabla P1 muestra los contenidos, los objetivos de aprendizaje de ciencias para el nivel de séptimo básico y las habilidades a desarrollar por parte de los estudiantes en las actividades.

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Astronomía en el aula

Objetivos de aprendizaje

Habilidades

Manchas Solares y actividad solar.

CN07 AE 2.04 CN07 AE 3.01

Comparar Comunicar Registrar Predecir

Tabla P3: Temática actividad 3, objetivos de aprendizaje y habilidades a desarrollar.

Para mayor información, el docente puede visitar las siguientes páginas en Internet:

Contenido

Página

SOHO - Observatorio solares y Heliosférico Diagrama mariposa

http://sohowww.nascom.nasa.gov/

https://es.wikipedia.org/wiki/Mancha_solar

Pequeña edad de hielo

https://es.wikipedia.org/wiki/Peque%C3%B1a_Edad_de_Hielo https://es.wikipedia.org/wiki/Peque%C3%B1a_Edad_de_ Hielo#cite_note-16 https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%ADnimo_de_ Maunder#La_peque.C3.B1a_Edad_de_Hielo

Mínimo de Maunder

https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%ADnimo_de_Maunder

Variación solar

https://es.wikipedia.org/wiki/Variaci%C3%B3n_solar

Viento solar y su influencia en la Tierra Río Támesis

http://www.estudiosnauticosta.com/articulo.php?num=122 https://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADo_T%C3%A1mesis Tabla P4: Sitios web donde encontrar información de la actividad.

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Nivel: Séptimo Básico

Manual

Estudiante Ignacia González Muñoz - Maricel Contreras Catalán. Estudiantes de Pedagogía en Física.

Actividad:

“Descubriendo las Manchas Solares”

Objetivo de aprendizaje a trabajar es: CN07 AE 2.04 y CN07 AE 3.01 Situación Problemática: ¿Qué tipo de variaciones presenta el Sol? Variación o variabilidad solar, es el nombre que se le da a todas aquellas variaciones que suceden en el Sol. Se trata de fluctuaciones en la cantidad de energía emitida por este (variaciones de luminosidad) y así como también, variabilidad en la intensidad en el viento solar o campo magnético. Estos fenómenos están relacionas con las manchas solares observadas en su superficie. ¿Qué son las manchas solares? ¿Qué efecto producen en la Tierra? Una mancha solar es una región del Sol que tiene una temperatura más baja que sus alrededores y con una intensa actividad magnética. Éstas producen un efecto en el clima terrestre, como sucedió con el mínimo de Maunder. ¿Qué es una erupción solar? ¿Qué efecto produce en la Tierra? Una erupción solar es una violenta explosión en la fotósfera del Sol. Estas erupciones llegan a la Tierra como viento solar, el cual, si la erupción es muy intensa, podría producir interferencia en las comunicaciones.

Procedimiento: Forma grupos de trabajo de 4 estudiantes. ¿Sabías qué…? Variación solar es el nombre que se le da todas aquellas variaciones que suceden en el Sol. ¿Qué tipo de variaciones solares existirán en el Sol? Existen dos tipos de variaciones, la variación de su luminosidad y las erupciones solares (solar flares). Ambas suelen estar relacionadas y tienen efectos visibles como las manchas solares. Una mancha solar es una región del Sol que tiene temperatura más baja que sus alrededores y una intensa actividad magnética.

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En la Figura 8 es posible ver las manchas solares en la superficie del Sol.

Figura 8: Manchas solares en la fotósfera del Sol.

¿En qué zonas del Sol se presentan estas manchas? ¿Las manchas son cíclicas, es decir, suceden cada cierto tiempo? Para contestar esta pregunta, a continuación, en la Figura 9, se presenta una serie de manchas solares, las cuales están distribuidas entre los años 1903-1024 y por latitud 45°, -45°.

Crédito: http://sohowww.nascom.nasa.gov

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Figura 9: Manchas Solares.

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La latitud de estas manchas solares será graficada en función del tiempo en el Gráfico 3. Cada mancha solar tiene una latitud asignada en grados y están distribuidas por año. Grafica la latitud que las manchas solares tienen en diferentes años.

Gráfico 3: Latitud en función del tiempo.

Tener precaución en cómo los estudiantes grafican las latitudes de las manchas solares en los distintos años. Cuando tengan las latitudes graficadas, observar e identificar la figura, la que corresponden a dos mariposas. La habilidad a trabajar es la de registrar, ya que ellos registrarán en el gráfico las latitudes mostradas en las imágenes anteriores. Una vez finalizado el Gráfico 3, une los puntos, observa si se forma alguna figura y responde las siguientes preguntas. 1- ¿Qué representación observaste cuando uniste los puntos? R: Se observan dos mariposas. 2- ¿Cada cuántos años se vuelve a repetir la figura? R: El ciclo comienza a repetirse cada 11 años aproximadamente.

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Cuando todos los estudiantes hayan terminado esta fase, proyectar en la pizarra del lugar la presentación en Power Point. Las habilidades a trabajar son las de comunicar y registrar. Mediante lo graficado contestarán las preguntas pedidas. Ir explicando este a medida que avanza y dando la instancia para que los estudiantes puedan tomar la palabra. Posteriormente al término de la actividad, el docente debe continuar con la proyección del Power Point. Luego de observar la presentación Power Point realizada por tu profesor, responde las siguientes preguntas. Habilidades a trabajar en la pregunta es la de comparar y predecir, ya que mediante lo observado en el Power Point ellos tendrá que comparar su actualidad con la realidad del suceso y predecir en el caso que surgiera esta disminución de las manchas solares por año. 1- ¿Qué efectos puede provocar la variación solar sobre la superficie terrestre? R: Puede provocar auroras polares, denominadas como boreales y australes, además de la interferencia en comunicaciones por radio. 2- ¿Cuál es el mecanismo de defensa que posee nuestro planeta contra el viento solar? R: La Tierra está protegida del viento solar por el campo magnético. 3- ¿Qué consecuencias visibles y no visibles se pueden presentar en nuestro planeta a causa del viento solar? R: Auroras polares e interferencia en las comunicaciones por radio.

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4- ¿Qué sucedería en la Tierra si la actividad solar se redujera, provocado una disminución en las manchas solares por año? ¿Y si estas manchas aumentaran? R: Se podría generar el fenómeno que se produjo en el norte del planeta con el mínimo de Maunder. R: Se podrían generar efectos negativos a nivel tecnológico y comunicacional, además de auroras polares. Habilidad a trabajar es la de predecir. Mediante lo observado en el Power Point, se les pide que predigan qué consecuencias traería una variación mayor en el Sol, con los antecedentes que se entregan. La habilidad a trabajar: son las de comunicar y registrar, ya que mediante la contestación de preguntas, registrarán en los espacios designados y comunicarán lo aprendido en la actividad. 1- Comenta estas respuestas con tu grupo de trabajo. 2- Una vez contestadas las preguntas anteriores, infórmale al profesor. 3- Comparte las respuestas de tu grupo con tu curso.

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Nivel: Séptimo Básico

Manual Docente

Nicole Muñoz Briones - Claudia González Díaz, Estudiantes de Pedagogía en Química.

Actividad 4 “Vía Láctea”

Objetivo: Realizar un modelo de La Vía Láctea, conociendo sus principales componentes y su ubicación dentro de ella.

Descripción actividad Esta actividad se realizará un modelo de La Vía Láctea sencillo, en donde se reconocen los componentes principales y la ubicación a escala de éstos dentro de la galaxia. Se comienza ubicando los dos ejes principales de este modelo, el Sistema Solar y el Centro Galáctico. A partir de estos ejes y los datos contenidos en dos tablas, se identifican las principales nebulosas visibles y no visibles, las cuales se representan por estrellas de color amarillo y blanco, respectivamente. A partir de la forma en que están distribuidas estrellas, y guiándose con la Figura 2, se dibujan los brazos espirales de la Vía Láctea y se identifica el Bulbo Galáctico. Los grupos de trabajo “una vez finalizado su modelo” responden unas breves preguntas para sintetizar lo aprendido. La Tabla P4 muestra los contenidos, los objetivos de aprendizaje de ciencias para el nivel de séptimo básico y las habilidades a desarrollar por parte de los estudiantes en las actividades. Tabla P5: Temática actividad 4, objetivos de aprendizaje y habilidades a desarrollar

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Astronomía en el aula

Objetivos de aprendizaje

Habilidades

Modelo de la Vía Láctea

AE 01 7º básico - Ciencias Naturales AE 02 7º básico - Ciencias Naturales

Medir Usar modelos Planificar

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Situación Problemática ¿Tienes alguna idea de cuán grande es el tamaño de nuestra galaxia? ¿Conoces el nombre de la galaxia que contiene al Sistema Solar? ¿Crees que cerca de nuestra galaxia se encuentran otro tipo de galaxias? ¿Puedes enumerar los tipos de galaxias que hay en el universo?

Actividad 4.1 Construyendo nuestra galaxia ¿Sabías qué…? - Un año luz corresponde a la distancia que recorre la luz en un año, viajando a 300.000 km/h. Si los transformáramos a metros, un año luz equivale a 9,416 x1015 metros (en notación científica). - El diámetro de La Vía Láctea es de 100,000 años luz, algo así como unos 946 centenares de miles de billones de kilómetros. - Ningún satélite ha obtenido una imagen real de la Vía Láctea, por lo que las imágenes que existen de nuestra galaxia son representaciones basadas en datos científicos. - La Vía Láctea esta conformada por 3 estructuras: bulbo, disco y halo. El centro galáctico se encuentra dentro de una forma esférica llamada bulbo galáctico y en el disco galáctico se concentra la mayor cantidad de estrellas y nebulosas. Cuando tu modelo esté terminado el Bulbo estará representado por la pelota de plumavit y el disco, por el círculo negro. ¿Qué es una nebulosa? Una nebulosa es una acumulación de polvo y gas, en la cual nacen las estrellas.6 Podemos percibir la luz de ciertas nebulosas directamente con nuestros ojos llamadas “Nebulosas visibles” debido a la luz brillante de las estrellas que nacen, pero de otras no. Estas se conocen como “Nebulosas invisible”. Si buscamos una imagen de una nebulosa en internet, podemos verla en colores. Esto se debe a que la luz de estas nebulosas fue observada con diferentes filtros y luego combinadas. Un filtro es un medio que solo permite el paso de la luz con ciertas propiedades, los más comunes son los filtros de color, dejando pasar la luz en ciertas longitudes de onda (colores).8

6

http://es.thefreedictionary.com/nebulosa

7 http://www.windows2universe.org/physical_science/magnetism/em_visible_light.html&lang=sp 8 https://es.wikipedia.org/wiki/Filtro_%C3%B3ptico

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Materiales - Círculo de cartón de 30 cm de diámetro, forrado de color negro. - Pelota de plumavit de 40mm de diámetro, dividida en dos. - Stickers de estrellas o circunferencias de color rojo para el Sol, amarillas para Nebulosas visibles y color blanco para Nebulosas invisibles. - Transportador. - Regla de más de 30 cm. - Plumones de distintos colores. ¿Sabes usar un transportador? Junto a tu curso, mira el vídeo que se proyectará. El docente debe proyectar el video indicado para que los alumnos aprendan a usar correctamente un transportador y puedan luego realizar la actividad.

Procedimiento a) Forma un grupo de 4 a 5 con tus compañeros. b) Ubica el centro de la circunferencia de 30 cm de diámetro. El diámetro de 100,000 años luz corresponde a la longitud de 30 cm. c) A una distancia de 9 cm (correspondiente a una distancia de 30.000 años luz) del centro del círculo (centro galáctico), coloca una estrella roja para representar al Sol y el Sistema Solar. d) Define el Sol como el centro de los ángulos, ver Figura 10, donde la dirección hacia el centro galáctico es 0º. Estos ángulos se llaman “ángulos de longitud galáctica (I)” e) Ubica las nebulosas visibles (ver Figura 11) utilizando las coordenadas de la Tabla 3 y coloca las estrellas de color amarillo en las posiciones encontradas utilizando el transportados y el Sistema Solar como centro de ángulos. f) Ubica las Nebulosas invisibles (Figura 12) utilizando las coordenadas de la Tabla 4 y coloca las estrellas blancas en las posiciones encontradas. g) Cuando miras el círculo puedes notar que las nebulosas no se distribuyen de manera uniforme, pero sí concentradas en lugares específicos formando cuatro “brazos espirales” en el disco. Dibuja con distintos plumones de colores estos brazos (Ver Figura 13). h) Pega las dos mitades de la pelota de plumavit en el centro del disco, una arriba y otra abajo (Ver Figura 14).

Figura 10: Trazado de longitudes galácticas.

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Figura11: Nebulosa del Anillo, ejemplo de Nebulosa Visible.

En la Figura 11 podemos ver la Nebulosa del Anillo (M57) observada con filtro infrarrojo (derecha) y a simple vista (izquierda).

Figura 12 Nebulosa Trífida, ejemplo de nebulosa invisible.

En la Figura 12 podemos ver la Nebulosa Trífida (M20), en el rango visible (derecha) y con filtro infrarrojo. Los círculos amarillos señalan las regiones que no son observadas a simple vista, y como se logran ver a través del Infrarrojo.9

9 http://www.bitacoradegalileo.com/2011/07/26/m20-la-nebulosa-trifida/

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Tabla 3: Nebulosas Visibles l (deg)

Distancia en el disco en centĂ­metros (cm)

15

2,5

19

2,2

49

5,7

70

8,6

80

1,4

103

3,5

112

2,7

134

2,3

174

3,3

282

6,8

284

4,6

288

2,6

290

7,7

291

2,5

292

7,1

317

12,2

328

2,6

349

3,4

30


Tabla 4: Nebulosas Invisibles l (deg)

Distancia en el disco en centĂ­metros (cm)

10

18,3

13

4,1

19

13,1

23

7,1

25

8,9

26

8,8

28

6,8

30

6,8

31

6,5

38

12,1

43

13,8

49

11,6

51

4,3

79

7,4

289

9,0

311

8,3

312

10,5

314

10,7

317

11,6

319

13,4

320

14,6

328

11,0

328

8,3

331

11,8

332

7,6

337

6,5

338

17,6

339

14,5

340

14,1

31


Observación: en las Tablas 3 y 4 [deg] son “degrees” lo que equivale a grados, en inglés.

Figura 13: Brazos Espirales de la Vía Láctea. *deg = degrees, corresponden a grados en Inglés.

Figura 14: Modelo guía de la Vía Láctea.

En la Figura 14 vemos la vista frontal y de perfil nuestro modelo de galaxia.

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Responde las siguientes preguntas:

1. ¿Cuál es la forma de La Vía Láctea y cuál es su diámetro real? La Vía Láctea tiene forma de espiral y su diámetro es de 100,000 años luz.

2. ¿Qué parte de la Vía Láctea representa la pelota de plumavit? El bulbo galáctico.

3. Enumera cada uno de los brazos de la Vía Láctea - Brazo de Orión - Brazo de Perseus - Brazo de Sagittarius - Brazo de Scutum - Brazo de Norma. - Brazo de Crux - Brazo de Carina.

4. ¿Qué tipo de nebulosas (visibles y no visibles) predominan en las cercanías del Sistema Solar? Nebulosas visibles.

5. ¿De qué están compuestos los brazos espirales de la galaxia? De nebulosas, nubes de polvo y gas y estrellas.

6. ¿Entre qué brazos espirales se encuentra nuestro Sistema Solar? Brazo de Perseus y Brazo de Sagittarius.

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Anexos Objetivos de Aprendizaje CN07 AE 2.04: Describir en forma empírica los movimientos periódicos de objetos en el entorno usando las nociones de período, amplitud y frecuencia. CN07 AE 3.01: Distinguir estructuras cósmicas pequeñas (asteroides, meteoritos, cometas, satélites y planetas) y grandes (estrellas, nebulosas, galaxias o cúmulos de galaxias). CN07 AE 3.02: Comparar las distancias que separan a diversos cuerpos celestes, empleando unidades de tiempo-luz, para dimensionar el tamaño del Universo. CN07 AE 4.05: Elaborar modelos y diagramas para representar y comunicar información relativa a los conceptos en estudio.

Habilidades Comparar: Examinar dos o más objetos, conceptos o procesos para identificar similitudes y diferencias entre ellos. Comunicar: Transmitir una información en forma verbal o escrita, mediante diversas herramientas como dibujos, ilustraciones científicas, tablas, gráficos, TIC, entre otras. Registrar: Anotar y reproducir la información obtenida de observaciones y mediciones de manera ordenada y clara en dibujos, ilustraciones científicas, tablas, entre otros. Predecir: Plantear una respuesta sobre cómo las cosas resultarán, sobre la base de un conocimiento previo. Analizar: Estudiar los objetos, informaciones o procesos y sus patrones a través de la interpretación de gráficos, para reconocerlos y explicarlos, con el uso apropiado de las TIC´s. Comprender: Entender el significado de contenidos, acontecimientos. Esto puede demostrarse por traducción de material, explicar con otros conceptos, interpretar o reordenar, establecer relaciones entre lo esencial y lo secundario y extrapolar o realizar estimaciones futuras. Medir: Obtener información precisa con instrumentos pertinentes (regla, termómetro, etc.). Planificar: Elaborar planes o proyectos para la realización de una actividad experimental. Usar modelos: Representar seres vivos, objetos o fenómenos para explicarlos o describirlos; estos pueden ser diagramas, dibujos, maquetas. Requiere del conocimiento, de la imaginación y la creatividad.

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Manual docente 7mo Básico  

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