Bloc núm 1: Teories i més teories (3 sessions).

Transcripción

1 A tots els planetes hi ha primavera? Bloc núm 1: Teories i més teories (3 sessions). Segons la programació anual de 4t de primària: Toca fer d astronautes i observar el moviment de la Terra, de la Lluna i del Sol. Per aquest motiu, com a totes les escoles, el primer que fem en obrir el llibre, és comentar la foto que serveix d introducció al tema on es poden veure alguns planetes com Júpiter, i preguntar-nos sobre els anells de Saturn quan, de sobte, un nen pregunta: Mestre! Els planetes tenen: primavera, estiu, hivern i tardor? Tothom té clar que a la Terra hi ha quatre estacions, però el que desconeixem és si els altres planetes en tenen, així que aquesta pregunta obre un debat molt interessant que conclou amb una altra pregunta: Per què tenim estacions al nostre planeta? I potser, si podem expicar el motiu de la existència de l hivern, potser serà més fàcil saber si als altres planetes també hi ha. SESSIÓ 2: Per què hi ha estacions a la Terra? Fitxa 1: Hipòtesis sobre les estacions. En aquesta fitxa, es formula la pregunta següent: Per què creus que a la Terra hi ha quatre estacions?. Van sortir tres models. 1.- Model de la descentralització del Sol: La Terra té una òrbita circular, però el sol no és just al mig. Amb aquest model, a l hivern, el Sol és més lluny de la Terra i com a conseqüència escalfa menys, en canvi, a l estiu, el Sol és més a prop i fa més calor. 1

2 2.- Model circular on el sol és fora del cercle: La Terra té una òrbita circular, però no gira al voltant del Sol, sino que se situa fora de la circumferència que descriu la Terra. Amb aquest model també s expliquen les estacions en funció de la proximitat al Sol. 3.- Model de totes les estacions de l any a l hora: Alguns recorden, als mesos d hivern, haver sentit que hi ha grans incendis a l altra part del món a causa de l elevada calor de l estiu. Amb aquest model no se sap on situar el Sol, ni l òrbita que segueix la Terra, en canvi, es parteix del coneixement que hi ha més d una estació a l hora. SESSIÓ 3. Evolucionen les hipòtesis. Una vegada han fet tots els dibuixos, es fa una posada en comú i s inicia un debat per tal de confirmar o descartar els diferents models. El primer model a debatre és el tercer, sembla el més complicat de respondre, ja que no hi ha ni òrbita dibuixada ni tampoc un sol. En canvi, després de buscar per internet, fàcilment es conclou que: 1.- A la Terra pot haver-hi diferents estacions a l hora. 2.- Les estacions van aparellades en hivern-estiu, tardor-primavera. Amb aquestes investigacions es conclou que el model de les quatre estacions, tot i no ser correcte, sí que té una part de raó. 2

3 Però és hivern perquè la Terra està més a prop del sol o... és hivern per la inclinació dels raigs del sol? Ho podem comprovar fàcilment, només cal observar l evolució del termòmetre al llarg del dia i comprovar que al matí i a la tarda, quan el sol és més baix la temperatura és més freda que al migdia. Per tal de portarho a terme fem una graella d observació que es va omplint al llarg de la setmana (Graella d observació de les temperatures al llarg del dia). Mentre investigàvem, es va observar que a tots els dibuixos esquemàtics, el segon model (tot i que explica les estacions de l any), quedava descartat, ja que fa segles que se sap, que la Terra gira al voltant del Sol. Ja teníem tres conceptes evidents als quals anomenem lleis: Llei 1.- El sol és al centre de la circumferència Llei 2.- Es donen dues estacions a l hora Llei 3.- Les estacions de l any depenen del grau d incidència dels raigs solars. El primer model, explica les estacions de l any en funció de la proximitat al Sol, però segons la segona i la tercera llei, aquest primer model necessita modificar-se per tal que es puguin complir totes les lleis. 3

4 Llavors un alumne contesta: i si al moure al voltant del Sol, la Terra puja i baixa? Va agafar una Terra i un Sol i va fer la següent representació: A l estiu, el Sol està situat a dalt nostre, i d aquesta manera els raigs del Sol són més perpendiculars. A l hivern, el Sol és a sota de la Terra, d aquesta manera, els raigs del Sol no arriben tan directes 4

5 I llavors, com seria el moviment de la Terra referent al Sol? Li va preguntar un altre alumne. La Terra pujaria i baixaria constantment, i quan estigués al mateix nivell del Sol, seria tardor o primavera. Amb aquest model del moviment de la Terra al voltant del Sol, es complien les tres lleis, a més, el Sol seria al mig de la circumferència que descriu l òrbita que marca el Sol, tan sols hi ha un petit detall, per a què ferho tan complicat? Que tal si en lloc de pujar i baixar, inclinem tots el cap i d aquesta manera, en inclinar el sol i la Terra, fem que quedi tot sobre el mateix pla? EUREKA!! Les estacions de l any són a causa de la inclinació de la Terra!! És el moment de fer un planetari. A l annex 1 hi ha les explicacions de com fer-ho possible. 5

6 Bloc núm 2: Les estacions del nostre planeta (2 sessions). Per poder treballar el planetari, hi ha un petit dossier de 4 fitxes amb el tema: Observa el planetari. Aquestes fitxes estan dissenyades per a què l alumnat, per incentivar l autoaprenentatge, han de contestar segons les seves observacions, després amb les explicacions acabarem de decidir si les respostes són les encertades. Què podem explicar amb el nostre planetari (guia del mestre) Quines són les estacions de l'any? L'estiu comença en el dia més llarg i la nit més curta de l'any. Fa més calor perquè els raigs del Sol són més perpendiculars (es pot fer al lusió a la perpendicularitat dels raigs al migdia referent a la tarda o al matí). 6

7 A la tardor, igual que a la primavera, els dies i les nits són d igual durada. L'angle d'incidència dels raigs del Sol referent a l estiu és menor, en conseqüència, les temperatures són més baixes. L'hivern comença el dia més curt i la nit més llarga de l'any. El Sol escalfa poc perquè l'angle dels raigs solars és el més petit de l any (es pot fer el paral lelisme amb el dia: Al migdia, el Sol és a dalt, llavors, seria l estiu. A la tarda, el Sol és baix, escalfa poc, seria l hivern) 7

8 Per què quan a casa nostra és estiu, a l'hemisferi sud és hivern? Només cal fixar-se en la perpendicularitat dels raigs solars. Quan és estiu a l'hemisferi nord, a causa de la inclinació de la Terra, a l hemisferi sud no arriba tanta llum (l angle d incidència és molt menor) i per això, a l hemisferi sud és hivern. Estiu Hivern Però no ens podem quedar aquí, ja tenim un planetari muntat i aprofitarem l ocasió. Com és que als pols tenen 6 mesos de llum solar i 6 de foscor? A l'estiu, el Sol no es pon al Pol Nord, mentre que al Pol Sud el Sol no arriba a sortir. En canvi, a l'hivern, el Pol Nord no rep la llum solar mentre que al Pol Nord és de dia durant les vint-i-quatre hores. 8

9 Quina diferència hi ha entre un solstici i un equinocci? L'equinocci es produeix a la primavera i a la tardor quan el dia i la nit són de durada semblant. El solstici es produeix el primer dia d'estiu per ser el dia amb més llum solar. 9

10 Com és que hi ha matí, migdia, tarda i nit? Al matí veiem sortir el sol, els raigs solars encara no tenen prou força i fa més fresca. Al migdia, els raigs de sol es projecten amb el major angle del dia, és a dir, prop de la perpendicularitat, per això fa més calor. A la tarda, igual que al matí, els raigs solars arriben molt dispersos i van perdent força calorífica. A la nit, no arriba la llum del Sol. 10

11 Com és que l hivern els dies són més curts que a l estiu? A l'estiu la inclinació de l'eix de rotació provoca que la insolació sigui més gran que a l'hivern. 11

12 Bloc núm 3: Els planetes tenen estacions? (1 sessió). Finalment, ja estem en situació de poder respondre a la pregunta: Els altres planetes del Sistema Solar, tenen estacions? Hem arribat a la conclusió que les estacions al nostre planeta són a causa de la inclinació de la Terra, en conseqüència només cal buscar els graus d inclinació dels altres planetes, i fer un muntatge per tal que es pugui observar millor. Mercuri: 0º Venus:177º = 3º Terra: 23º Mart: 25º Júpiter: 3º Saturn 27º Urà: 98º Neptú: 28º 12

13 Mart, Saturn i Neptú tenen un angle d inclinació dels seus eixos molt semblants al de la Terra, per aquest motiu, és fàcil deduir que també tindran, igual que al nostre planeta, 4 estacions. Un altre tema molt diferent és el grau de rotació gairebé horitzontal d Urà, que amb un període de translació al voltant del sol de 84 anys. Aquest fet fa que tingui 42 anys d estiu (dia) i 42 anys d hivern (nit). 13

14 Annex 1 Muntatge del planetari. Necessitem: - 4 planetes Terra. - 4 palets rodons (pinxos de barbacoa). - Filferro (amb 20 cm hi ha prou). - 4 tacs de fusta d una mida aproximada de 3 x 2 x planxes de DM d'uns 3 o 4 mm de gruix mida Din A4. - Pintura negra. Passos per a fer el muntatge: 1.- El planetari es pot fer tan gran con es vulgui, el nostre objectiu és que es pugui desar en una capsa de folis. Per aquesta raó, per ajudar al muntatge, es retallen les fustes per dos costats fent que siguin encaixables. Es pinta de negre 2.- És desmunten les 4 boles dels seus peus de plàstic. 14

15 3.- Es retallen els palets de fusta a la mida desitjada i s enrotlla una mica de filferro per a què la bola no rellisqui cap a baix. Filferro 4.- A cada un dels quatre tacs de fusta, es fa un forat amb el trepant del gruix del palet de fusta amb un angle de 23º (correspon a l angle de rotació terrestre) Per a poder fer el forat, hi ha dues possibilitats a) Amb un portaangles inclinar el trepant 23 graus. b) Tallar un triangle amb un angle de 23 graus i calçar-lo sota la peça de fusta a foradar, llavors, el trepant pot fer el forat perpendicular al terra. 5.- Dibuixar un cercle a les planxes de DM ja muntades per indicar la trajectòria de La Terra. L excentricitat de l'òrbita del nostre planeta és molt petita (0.017) gràcies a això hi hauria prou amb fer un cercle amb l'ajuda d un compàs. 15

16 6.- Enganxar els trossos de fusta a les planxes de DM de tal manera que el centre de la bola que representa La Terra coincideixi amb l'òrbita que hem dibuixat. 16

17 ANNEX 2 Muntatge dels planetes del sistema solar. El procediment és molt semblant al planetari, de fet, els dos primers passos són idèntics 1.- Es retallen els palets de fusta a la mida desitjada i s enrotlla una mica de filferro per a què la bola no rellisqui cap a baix. Filferro 2.- A cada un dels quatre tacs de fusta, es fa un forat amb el trepant del gruix del palet de fusta amb un angle de 23º (correspon a l angle de rotació terrestre) Per a poder fer el forat, hi ha dues possibilitats a) Amb un portaangles inclinar el trepant 23 graus. b) Tallar un triangle amb un algle de 23 graus i calçar-lo sota la peça de fusta a foradar, llavors, el trepant pot fer el forat perpendicular al terra. 3.- Repetir el pas núm 2 en funció dels graus d inclinació de cada planeta. 4.- Comprar 8 boles de porexpan per poder fer els 8 planetes. 17

18 5.- Per poder aconseguir els dibuixos dels planetes, retallar-los i enganxar-los a les boles de porexpan, aquí teniu el link. (Captura de pantalla) I queden més o menys d aquesta manera. Només queda fer el muntatge. 18