CIENCIAS NATURALES 3 BÁSICO

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1 CIENCIAS NATURALES 3 BÁSICO NUESTRO SISTEMA SOLAR Material elaborado por: Alejandra Moncada

2 1. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA UNIDAD Esta Unidad está centrada en los componentes del Sistema Solar y los movimientos de la Tierra y la Luna. Se basa en el uso de modelos y material concreto para identificar las consecuencias de estos movimientos en nuestro planeta. Los estudiantes tienen conocimientos acerca del día y la noche, las estaciones del año y los eclipses. Sin embargo, su desarrollo les permitirá dar explicación a estos fenómenos. 2. DURACIÓN APROXIMADA 4 semanas. 3. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE Describir las características de algunos de los componentes del Sistema Solar (Sol, planetas, lunas, cometas y asteroides) en relación con su tamaño, localización, apariencia y distancia relativa de la Tierra, entre otros. Explicar, por medio de modelos, los movimientos de rotación y traslación, considerando sus efectos en la Tierra. Diseñar y construir modelos tecnológicos para explicar eventos del Sistema Solar, como la sucesión de las fases de la Luna y los eclipses de Luna y Sol, entre otros. 4. RECOMENDACIONES METODOLÓGICAS El Universo Es todo, sin excepciones. Materia, energía, espacio y tiempo, todo lo que existe forma parte de él. Es muy grande, pero finito. En cuanto a la materia, el universo es, sobre todo, espacio vacío. Contiene galaxias, cúmulos de galaxias y estructuras de mayor tamaño llamadas supercúmulos, además de materia intergaláctica. Aun no se sabe con exactitud su magnitud, a pesar de la avanzada tecnología disponible en la actualidad. La materia no se distribuye de manera uniforme, sino que se concentra en lugares concretos: galaxias, estrellas o planetas. Sin embargo, el 90% del Universo es una masa oscura, que no es posible observar. Entre los miles de estrellas que forman nuestra galaxia hay una de tamaño mediano, situada en uno de los brazos de la espiral de la Vía Láctea: el Sol. 2

3 Esta estrella, junto con los planetas y otros cuerpos que giran en órbitas a su alrededor, constituyen "El Sistema Solar". Es un sistema dinámico que cambia y evoluciona constantemente. Sistema Solar Está formado por una estrella central, el Sol, los cuerpos que lo acompañan y el espacio que queda entre ellos. Ocho planetas giran alrededor del Sol: Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno. La Tierra, nuestro planeta, tiene un satélite: la Luna. Algunos planetas tienen satélites, otros no. Los asteroides son rocas más pequeñas que también siguen una órbita en torno al Sol, la mayoría entre Marte y Júpiter. Además, están los cometas que se acercan y se alejan del Sol. En ocasiones, llega a la Tierra un fragmento de materia extraterrestre. La mayoría se encienden y se desintegran cuando entran en la atmosfera: los meteoritos. Los planetas, muchos de los satélites de los planetas y los asteroides giran alrededor del Sol en la misma dirección, en órbitas casi circulares. Cuando se observa desde lo alto del polo norte del Sol, los planetas orbitan en una dirección contraria al movimiento de las agujas del reloj. Casi todos los planetas orbitan alrededor del Sol en el mismo plano. El Sol contiene el 99.85% de toda la materia en el Sistema Solar. Los planetas son condensados del mismo material del que está formado el Sol, contienen sólo el 0.135% de la masa del Sistema Solar. Júpiter contiene más de dos veces la materia de todos los otros planetas juntos. Los satélites de los planetas, cometas, asteroides, meteoroides, y el medio interplanetario constituyen el restante 0.015%. El Sol es la estrella más cercana a la Tierra y el mayor elemento del Sistema Solar. Las estrellas son los únicos cuerpos del Universo que emiten luz. Además es la principal fuente de energía, que se manifiesta, sobre todo, en forma de luz y calor. Ejerce una fuerte atracción gravitatoria sobre los planetas y los hace girar a su alrededor. Los planetas Los planetas giran alrededor del Sol. No tienen luz propia, sino que reflejan la luz solar. Tienen diversos movimientos. Los más importantes son dos: el de rotación y el de translación. Por el de rotación, giran sobre sí mismos alrededor del eje. Esto determina la duración del día y la noche en nuestro planeta. Por el de translación, los planetas describen órbitas alrededor del Sol. Cada órbita es el año del planeta. Cada planeta tarda un tiempo diferente para completarla. Cuanto más lejos, más tiempo. Movimientos de traslación Por el movimiento de traslación la Tierra se mueve alrededor del Sol, impulsada por la gravitación, en 365 días, 5 horas y 57 minutos. Como resultado de ese larguísimo camino, la Tierra viaja a una velocidad de 29,5 kilómetros por segundo, recorriendo en una hora kilómetros, o kilómetros al día. 3

4 La excentricidad de la órbita terrestre hace variar la distancia entre la Tierra y el Sol en el transcurso de un año. A comienzos de enero la Tierra alcanza su máxima proximidad al Sol. A principios de julio llega a su máxima. Dependiendo de la latitud y de la altura, los cambios meteorológicos a lo largo del año pueden ser mínimos, como en las zonas tropicales bajas, o máximos, como en las zonas de latitudes medias. En estas últimas pueden distinguirse las estaciones. Son cuatro: primavera, verano, otoño e invierno, Las dos primeras componen el medio año en que los días duran más que las noches, mientras que en las otras dos, las noches son más largas que los días. Movimiento de rotación Cada 24 horas (cada 23 h 56 minutos), la Tierra da una vuelta completa alrededor de su eje ideal que pasa por los polos. Gira en dirección Oeste-Este, en sentido directo (contrario al de las agujas del reloj), produciendo la impresión de que es el cielo el que gira alrededor de nuestro planeta. A este movimiento, se debe la sucesión de días y noches, siendo de día el tiempo en que nuestro horizonte aparece iluminado por el Sol, y de noche cuando el horizonte permanece oculto a los rayos solares. La mitad del globo terrestre quedará iluminada, en dicha mitad es de día mientras que en el lado oscuro es de noche. Las cuatro estaciones están determinadas por cuatro posiciones principales en la órbita terrestre, opuestas dos a dos, que reciben el nombre de solsticios y equinoccios. Solsticio de invierno, equinoccio de primavera, solsticio de verano y equinoccio de otoño. En los equinoccios, el eje de rotación de la Tierra es perpendicular a los rayos del Sol, que caen verticalmente sobre el ecuador. En los solsticios, el eje se encuentra inclinado 23,5º, por lo que los rayos solares caen verticalmente sobre el trópico de Cáncer (verano en el hemisferio norte) o de Capricornio (verano en el hemisferio sur). La Luna Es el único satélite natural de la Tierra. La Luna completa su vuelta alrededor de la Tierra, siguiendo una órbita elíptica, en 27 días y 7 horas. Para cambiar de una fase a otra similar, o mes lunar, la Luna necesita 29 días y 12 horas. Como tarda en dar una vuelta sobre su eje el mismo tiempo que en dar una vuelta alrededor de la Tierra, siempre nos muestra la misma cara. Aunque parece brillante, sólo refleja en el espacio el 7% de la luz que recibe del Sol. La Luna gira alrededor de la Tierra aproximadamente una vez al mes. Las fases de la luna son las diferentes iluminaciones que presenta nuestro satélite en el curso de un mes. La órbita de la tierra forma un ángulo de 5º con la órbita de la luna, de manera que cuando la luna se encuentra entre el Sol y la Tierra, uno de sus hemisferios, el que nosotros vemos, queda en la zona oscura, y por lo tanto, queda invisible a nuestra vista: a esto le llamamos luna nueva. A medida que la Luna sigue su movimiento de traslación, va creciendo la superficie iluminada visible desde la Tierra, hasta que una semana más tarde llega a mostrarnos la mitad de su hemisferio iluminado; es el llamado cuarto creciente. Una semana más tarde percibimos todo el hemisferio iluminado: es la llamada luna llena. A la semana siguiente, la superficie iluminada empieza a decrecer o menguar, hasta llegar a la mitad: es el 4

5 cuarto menguante. Al final de la cuarta semana llega a su posición inicial y desaparece completamente de nuestra vista, para recomenzar un nuevo ciclo. Los eclipses Corresponden al oscurecimiento de un cuerpo celeste por interposición de otro. Como los cuerpos celestes no están quietos en el firmamento, a veces la sombra que uno proyecta tapa al otro, por lo que éste último se ve oscuro. En el caso de la Tierra, la Luna y el Sol tenemos dos modalidades: eclipses de Sol, que consisten en el oscurecimiento del Sol visto desde la Tierra, debido a la sombra que la Luna proyecta; y eclipses de Luna, que son el oscurecimiento de la Luna vista desde la Tierra, debido que ésta se sitúa en la zona de sombra que proyecta la Tierra. Si colocamos una pelota entre la luz y la pared se observará sobre la pared una sombra circular intensa y otra mayor, pero más débil. De igual manera, la luna y la tierra proyectan en el espacio gigantescos conos de sombra producidos por la iluminación del Sol. Cuando la Luna se interpone entre la Tierra y el Sol, el cono de su sombra se proyecta sobre una zona de la tierra, y las personas que habitan en esa zona quedan en la oscuridad, como si fuese de noche, porque la luna eclipsa o tapa al Sol: eclipse de Sol. Del mismo modo, cuando la Luna cruza el cono de sombra de la Tierra, desaparece a la vista de los habitantes del hemisferio no iluminado (noche) los cuales pueden presenciar, en su totalidad, el eclipse de Luna. El eclipse de Sol se produce solamente sobre una pequeña faja de la tierra, porque la Luna, de menor tamaño, no oculta completamente al Sol para la totalidad de la Tierra. Metodológicamente, usar modelos de material concreto es lo que resulta más apropiado para comprender los fenómenos que ocurren en nuestro Sistema Solar y cómo estos influyen en los seres vivos del planeta Tierra. Como primera unidad de este nivel, las actividades propuestas están focalizadas en la realización de procedimientos prácticos donde deben seguir instrucciones dadas, poniendo énfasis en el análisis de los resultados, interpretación de modelos y el trabajo colaborativo. 5. MATERIAL DE AULA GUÍA 1: QUÉ SABEMOS DEL SISTEMA SOLAR La Guía Nº 1 tiene como objetivo introducir el tema de Universo y Sistema Solar, está centrada en la identificación de los componentes del Sistema Solar y sus características (Sol, planetas, Luna, cometas, asteroides) es una evaluación de las ideas preconcebidas de los estudiantes acerca de los componentes del Universo y el Sistema Solar. 5

6 Se presenta la Figura 1: Qué hay en el Universo? a los y las estudiantes para que puedan reconocer distintos componentes del Universo, se sugiere que esta imagen pueda ser proyectada a la pizarra para que los niños puedan observarla mejor y comentarla. El docente puede proyectar otras imágenes con estrellas, planteas, galaxias y nebulosas que puede encontrar en la página de la ESO en GUÍA 2: EL SISTEMA SOLAR Materiales: Un pliego de papel kraft Pegamento o cinta adhesiva Lápiz grafito Lápices de colores Tijera Regla o huincha de medir. Esta guía tiene por objetivo, que una vez conocidos los componentes del Sistema Solar, los estudiantes puedan ordenar sus componentes a partir del uso de material concreto de acuerdo a las instrucciones dadas en la guía del estudiante, con esta actividad se favorece el desarrollo de habilidades de investigación científica, observan, miden, registran gráficamente, de forma individual, comparten con sus compañeros y compañeras los resultados obtenidos. Se sugiere que en la actividad 2 Las distancias en el Sistema Solar cuando el estudiante se enfrente a las distancias de cada planeta al Sol, los oriente a reflexionar acerca de las relaciones en las distancias que están representando y lo enormes que llegan a ser estas, a su vez, que se den cuenta de los cercanos y lejanos que pueden estar los planetas en nuestro sistema solar. El propósito también es que se den cuenta que mientras más alejados se encuentran los planetas, también demorarán más en efectuar sus movimientos de traslación alrededor del Sol. Puede hacer el ejercicio de colocar a diferentes niños en algunas de las distancias correspondientes a diferentes planetas y hacerlos caminar en círculo alrededor del centro (Sol) para que observen cómo el más lejano demora más que el que está más cercano. GUÍA 3: MOVIMIENTOS DEL PLANETA TIERRA Materiales: Cartón grueso Lápiz Dos alfileres Regla Hilo de volantín Modelo de la Tierra Linterna o lámpara 6

7 La guía destaca cuál es la forma de la ruta de un planeta en torno al Sol. Esto se realiza con material concreto cuyas instrucciones se explicitan en la guía del estudiante, los estudiantes analizan la diferencia entre un círculo y una elipse y relacionan esta última con la trayectoria de la Tierra. El docente debe fortalecer la idea de la forma elíptica y circular a medida que vayan desarrollando la guía. Durante el 1 básico se ha desarrollado el contenido de los movimientos de rotación y traslación de la tierra, sin embargo, estos contenidos se refuerzan en este nivel con el grado de dificultad que corresponde al mismo. Se sugiere que usted construya el modelo de la Tierra que le permitirá representar los movimientos de la Tierra y sus consecuencias. Materiales: una esfera de espuma plast de 10 cm., un palillo de madera (brocheta), marcadores permanentes diferentes colores, una hoja de block, linterna. Procedimiento: 1. Atraviese la esfera con el palillo. 2. Trace la línea del Ecuador con un marcador. 3. Delimite con una línea el Polo Norte y el Polo Sur. 4. Marque el Hemisferio Norte y el Hemisferio Sur 5. Dibuje el contorno de los continentes Recuerde fortalecer la idea que la inclinación de la Tierra 23,5 º es la que determina la sucesión de las estaciones del año, no así el movimiento de traslación la que incide más directamente en las zonas climáticas. GUÍA 4: FASES DE LA LUNA Materiales: Una caja de zapatos Papel negro Tijera Pegamento Linterna Pelota de pingpong o esfera espuma plast de igual tamaño Hilo negro Tachuela Regla. Nota: Solicite las cajas de zapatos con anterioridad para realizar los agujeros que se indican en el procedimiento. En esta guía se construye un modelo para establecer las fases de la Luna. Se intenta explicar por qué la vemos diariamente de diferentes formas. Pídales a los niños, una vez que hayan montado el modelo, que enciendan la linterna y observen cómo se ilumina la pelota (que representa a la Luna) en cada posición. Ayúdeles a relacionar lo visto en el modelo con lo que 7

8 observan en la luna en el cielo nocturno. Es necesario que aclare que la luna gira en torno a la Tierra y que debido a la luz/sombra que se produce sobre ella es que se producen las fases de la Luna. GUÍA 5: ECLIPSES Materiales: Modelo de Tierra elaborado en la guía 3 Modelo de Luna usado en la guía 4 Linterna En la Guía 5, se utiliza un nuevo modelo, que permitirá representar los fenómenos de eclipse de la Luna y del Sol. Los estudiantes utilizan los modelos para explicar y dar respuesta de cómo suceden estos fenómenos e infieren las razones por de por qué estos no son posible observar todos los días y en todas las zonas del planeta. 8

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