El Sistema Solar DE LA TIERRA y más allá · el sistema solar y más allá the lawrence hall of...

El Sistema Solar y más allá

T E R C E R A E D I C I Ó N

R E D I S E Ñ A D O PA R A L O S N G S S

CIENCIAS Y CUESTIONES DE LA TIERRA


THE LAWRENCE HALL OF SCIENCE UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA, BERKELEY

T E R C E R A E D I C I Ó N

R E D I S E Ñ A D O PA R A L O S N G S S


Publicado por

17 Colt CourtRonkonkoma NY 11779 Sitio web: www.lab-aids.com

Este libro es parte de la secuencia del curso Ciencias y cuestiones de SEPUP. Para obtener más información sobre esta secuencia, consulta los sitios web de SEPUP y Lab-Aids.


CIENCIAS Y CUESTIONES DE LA VIDA

CIENCIAS Y CUESTIONES FÍSICAS

Los materiales de instrucción adicionales de SEPUP incluyen módulos de SEPUP: Grados 6 a 12 Ciencia y sostenibilidad: Curso para los grados 9 a 12 Ciencias y cuestiones globales: Biología: Curso de biología para la escuela secundaria

Este material se basa, en parte, en el trabajo respaldado por la Fundación Nacional para la Ciencia conforme al subsidio 0099265. Cualquier opinión, resultado y conclusión o recomendación expresada en este material pertenece a los autores y no necesariamente refleja los puntos de vista de la Fundación Nacional para la Ciencia.

Para los créditos de fotografías e ilustraciones, consulta la página 134, que constituye una extensión de esta página de derechos de autor.

El formato de cita preferido para este libro es SEPUP. (2018). Ciencias y cuestiones de la Tierra: El sistema solar y más allá. Lawrence Hall of Science, Universidad de California en Berkeley. Ronkonkoma, NY: Lab-Aids, Inc.

Tercera edición

Q1 2 3 4 5 6 7 8 9 23 22 21 20 19

©2019 The Regents of the University of California

ISBN: 978-1-63093-477-4 v5

SEPUP Lawrence Hall of ScienceUniversidad de California en BerkeleyBerkeley CA 94720-5200

correo electrónico: [email protected] web: www.sepuplhs.org

v

Carta para los estudiantes de Ciencias y cuestiones de la Tierra

Al examinar las actividades de este libro, te puedes preguntar: “¿Por qué este

libro se ve tan diferente de otros libros de ciencia que he visto?”. La razón es

simple: es un tipo diferente de programa de ciencias, ¡y solo se puede ver una

pequeña parte de lo que aprenderás al hojear este libro!

Ciencias y cuestiones de la Tierra usa varios tipos de actividades para enseñar

ciencias. A medida que realices estas actividades, aplicarás los mismos métodos

utilizados por los científicos para comprender el mundo natural y por los

ingenieros para resolver problemas. Por ejemplo, planificarás y llevarás a cabo

un experimento para investigar cómo el agua y la arena se calientan de manera

diferente. Analizarás e interpretarás los datos sobre la temperatura del océano

y los vientos en todo el mundo. Y examinarás la evidencia de vínculos entre

el cambio climático, el calentamiento global y la actividad humana.

Una combinación de laboratorios, investigaciones, lecturas, modelos, debates

científicos, juegos de roles y proyectos te ayudará a desarrollar tu conocimiento

de ciencias y la relevancia de las ciencias de la Tierra de acuerdo con tus intereses.

Descubrirás qué ideas científicas importantes surgen una y otra vez en las

diferentes actividades del programa. Se espera que hagas algo más que

memorizar estos conceptos: se te pedirá que desarrolles explicaciones y

que las apliques para resolver problemas. En particular, mejorarás tus

habilidades de toma de decisiones mediante el uso de evidencia para

evaluar los resultados y decidir qué debe hacerse con los problemas

científicos que enfrenta nuestra sociedad.

¿Cómo sabemos que esta es una buena forma de aprender? En general, la

investigación en educación científica la respalda. En particular, muchas de las

actividades de este libro fueron probadas por cientos de estudiantes y sus

maestros, y luego modificadas en función de sus comentarios. Las nuevas

actividades se basan en lo que aprendimos en las aulas utilizando los materiales

y en nuevas investigaciones sobre el aprendizaje de las ciencias. En cierto modo,

todo este libro es el resultado de una investigación: hicimos que las personas

pusieran a prueba nuestras ideas, interpretamos los resultados y luego revisamos

nuestras ideas. Creemos que el resultado te mostrará que aprender más sobre la

ciencia es importante, agradable y relevante para tu vida.

Personal de SEPUP

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CIENCIAS Y CUESTIONES DE LA TIERRA TERCERA EDICIÓN

Directora: Barbara Nagle

Codirector: John Howarth

Coordinadora: Janet Bellantoni

AUTORES

Timothy Hurt, Sara R. Walkup, Janet Bellantoni

OTROS COLABORADORES

Barbara Nagle, Tiffani Quan

CONTENIDO Y REVISIÓN CIENTÍFICA

Dra. Carol Hood, Profesora Asociada, Departamento de Física, Universidad Estatal de California, San Bernardino, California

PRODUCCIÓN

Coordinación, diseño, investigación fotográfica, composición: Seventeenth Street Studios

Coordinador de producción para Lab-Aids: Hethyr Tregerman

Edición: Kerry Ouellet

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CENTROS DE PRUEBAS EN CAMPO

El aula es el laboratorio de desarrollo de SEPUP. Estamos extremadamente agradecidos con los siguientes directores de centros y maestros que enseñaron el programa durante los años escolares 2003–2004 y 2004–2005. Estos maestros y sus estudiantes contribuyeron significativamente a mejorar la primera edición del curso. Desde entonces, Ciencias y cuestiones de la Tierra se ha utilizado en miles de aulas en los Estados Unidos. Esta tercera edición se basa en lo que hemos aprendido de los maestros y estudiantes en esas aulas. También incluye nuevos datos e información, por lo que las cuestiones incluidas en el curso siguen siendo actuales y están actualizadas.

ATLANTA, GEORGIA

Geeta Verma, Directora del Centro Felecia Bell, Wanda Ellis, Lillian Harris, Patricia Lewis, Millicent McCaskill, Demetra McCoy, Melanie Robinson, Nicole Satchell

BUFFALO, NUEVA YORK

Kathaleen Burke, Directora del Centro Delores Anderson, Dianne Johnson, Deborah Kimble, Steven Koch, Corean Lofton

DALY CITY, CALIFORNIA

Andrew Coblentz, Director del Centro Andrew Coblentz, Ken Klein, Catherine Macay, Benjamin Moser, Lucy Schoening

GREELEY-EVANS, COLORADO

Ray Tschillard, Director del Centro Joann Angus, Djems Domerson, Nick Durham, Christina Kauffman, Jason McLaughlin, Gemarie Romero, Ruby Sabzevari, Mark Wiegers

LEMON GROVE, CALIFORNIA

Samantha Swann, Directora del Centro Jennifer Bates, Jim Haynes, Linda Schultz, Patti Sherillo, John Tessier

CONDADO DE PINELLAS, FLORIDA

Dr. Chin-Tang Liu y Nancy Stitt, Directores del Centro Shirley Green, Lisa Mackey, Jennifer Sinphay, Nancy Stitt

CONDADO DE WAKE, CAROLINA DEL NORTE

Michael Tally, Kim Gervase y Catherine Norris, Directores del Centro James Akins, Jon Corcoran, Karen Farnham, Jennifer Koch, Carla Steger

CONDADO DE WINSTON-SALEM/FORSYTH, CAROLINA DEL NORTE

Jim Bott, Director del Centro Amelie Bartolino, Ed Beiles, Mary Kay Bell, John Cardarelli, Megan Clayton, Jennifer Sasser, Barbara Strange, Jane Trace

VISTA, CALIFORNIA

Donna Markey, Directora del Centro Amy Alexander, Melissa Boeche, Nicole Buchanan, Dorothy Jones, Stacy Robe, Zamaria Rocio

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1 c h a r l a s o b r e e l t e m a

Exploración del espacio 3

2 i n v e s t i g a c i ó n

La luna predecible 11

3 m o d e l a d o

Explicación de las fases de la Luna 15

4 s i m u l ac i ó n p o r co m p u ta d o r a

Simulación de la fase lunar 19

5 m o d e l a d o

La órbita de la Luna 23


Cambio de la luz del Sol 27


Un año visto desde el espacio 33

8 m o d e l a d o

Inclinación de la Tierra 39

9 l e c t u r a

La Tierra en movimiento 43


Observación de objetos en el espacio 49

11 m o d e l a d o

Dibujo del Sistema Solar 55

12 p r oy e c t o

¿Qué tan grandes son los planetas? 59


Identificación de los planetas 63


Fuerza de gravedad 69

15 l e c t u r a

Los efectos de la gravedad 73


Modelado de la gravedad 81

17 c h a r l a s o b r e e l t e m a

Elegir una misión 85

Resumen de la unidad 91Apéndices 95Glosario 128Índice 130Créditos 134

Contenidos


Devi se levantó temprano en la mañana, incluso antes de que saliera el Sol, y miró afuera a través de la ventana de la cocina para ver lo que parecía ser una

pequeña astilla de la Luna. La mamá de Devi se dio cuenta de que Devi se veía perpleja y preguntó: “¿En qué estás pensando?”.

Devi respondió: “Pensé que la Luna salía solo durante la noche”.

La madre de Devi respondió: “La Luna sale a diferentes horas del día, según la fase en la que se encuentre. Las fases de la Luna siguen un patrón consistente que se escribió por primera vez hace más de 30,000 años”.

“¡Guau!” Exclamó Devi, “¿Cómo funciona la Luna? ¿Por qué cambia su forma?”.

“Bueno, en realidad, la Luna no cambia su forma. Simplemente, se ve diferente en diferentes momentos. Creo que la órbita de la Luna alrededor de la Tierra tiene algo que ver con lo que causa los cambios en la apariencia de la Luna”, explicó la madre de Devi insegura.

“¿Órbita...? ¿Como cuando Júpiter y otros planetas siguen una trayectoria curva alrededor del Sol?”, preguntó Devi.

La mamá de Devi respondió: “¡Exactamente! Todos los planetas en nuestro Sistema Solar orbitan alrededor del Sol, incluso la Tierra. Puede que no parezca que nos estamos moviendo, pero lo estamos haciendo”.

“¡Guau! Es una locura. ¡Nunca lo había pensado así! Me pregunto”, dijo Devi, “si podríamos enviar una nave espacial para tomar un video de la Tierra alrededor del Sol”.

“Bueno, podríamos, pero como las misiones espaciales son muy caras, los científicos generalmente investigan preguntas que son más difíciles de responder. Por ejemplo: ¿Cómo se formó el Sistema Solar? ¿Hay vida en otros planetas o lunas? Y, ¿a dónde más irán los humanos?”, respondió la mamá de Devi.

• • •

¿Por qué observamos cambios en la apariencia de la Luna? ¿Qué causa las estaciones de la Tierra? ¿A qué distancia y en qué medida se encuentran otros objetos en nuestro Sistema Solar? ¿Qué es la gravedad y por qué es tan importante?

En esta unidad, harás observaciones de tu vida cotidiana y construirás modelos científicos para tratar de comprender cómo funcionan estos fenómenos. Recogerás y analizarás datos para comprender mejor el tamaño y la escala de nuestro Sistema Solar y de nuestra Galaxia. Utilizarás tu comprensión de lo que se puede aprender a través de la exploración espacial para determinar las compensaciones de las diferentes misiones espaciales propuestas.

ESPACIO 3

1 Exploración del espacioc h a r l a s o b r e e l t e m a

A lo largo de la historia, el espacio ha fascinado a la gente. Durante mucho tiempo, las personas solo podían usar sus ojos

para observar el cielo nocturno. A principios del 1600, un científico llamado Galileo usó un telescopio para obtener una mejor visión del espacio. Aunque Galileo no inventó el telescopio, fue la primera persona en usar el instrumento para observar el cielo nocturno. Mirando la Luna a través de su telescopio, Galileo observó que la superficie de la Luna era áspera y desigual. No era tan suave como la gente creía. Desde entonces, los científicos e ingenieros han desarrollado muchas tecnologías nuevas para explorar el espacio. Las naves espaciales (incluidos cohetes, satélites, sondas, estaciones espaciales y transbordadores espaciales) transportan herramientas y equipos para recopilar datos sobre el espacio y los objetos espaciales.

En los Estados Unidos, la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA) es la agencia gubernamental que realiza la exploración espacial. Las misiones con naves espaciales de la NASA han aumentado nuestra comprensión del planeta, otros objetos en nuestro Sistema Solar, nuestro Sol y otras estrellas. Pero las misiones espaciales son muy caras. Y si bien muchas han tenido éxito, otras no. Algunas misiones han terminado en desastre. Hay muchos desafíos involucrados en la exploración del espacio. Así que los científicos e ingenieros deben considerar cuidadosamente qué misiones financiar.1

1 NGCCCO1

Clase de astronautas de la NASA 2017

ACTIVIDAD 1 EXPLORACIÓN DEL ESPACIO

4 ESPACIO

PREGUNTA ORIENTADORA¿Qué hemos aprendido de las misiones al espacio?

MATERIALES Para cada estudiante

1 Hoja para el estudiante 1.1, “Guía de anticipación: Exploración espacial”

1 Hoja para el estudiante 1.2, “Cuatro misiones espaciales”

Un astronauta (arriba a la izquierda) baja por un módulo lunar en la superficie de la Luna.

Una foto del espacio tomada desde el Telescopio espacial Hubble (arriba a la derecha).

Una fotografía de la superficie de Marte (arriba) tomada por una nave espacial no tripulada.

La nave espacial Cassini (derecha) está realizando pruebas en el simulador espacial antes de ir al espacio para estudiar Saturno y sus lunas.

EXPLORACIÓN DEL ESPACIO ACTIVIDAD 1

ESPACIO 5

PROCEDIMIENTO Usa la Hoja para el estudiante 1.1, “Guía de anticipación: Exploración espacial”, para prepararte para la siguiente actividad.2

1. Cada persona en tu grupo de cuatro leerá sobre una de las cuatro misiones al espacio. Mientras lees, registra la información en la Hoja para el estudiante 1.2, “Cuatro misiones espaciales”, sobre

• lo que se aprendió de esa misión espacial.

• Los desafíos enfrentados durante esa misión espacial.

2. Comparte lo que aprendiste sobre tu misión espacial con tu grupo. Informa a los miembros de tu grupo sobre la misión, lo que se aprendió y los desafíos que enfrentaron.3

3. Asegúrate de que cada persona en tu grupo tenga la oportunidad de compartir. Mientras escuchas a otros compartir, anota la información sobre las otras tres misiones espaciales en la Hoja para el estudiante 1.2.

4. Discute las similitudes y diferencias entre las cuatro misiones sobre las que tu grupo leyó.4

MISIONES AL ESPACIO Programa Apolo

El programa Apolo comenzó en 1961 y terminó en 1972. El objetivo del programa Apolo era enviar humanos a la superficie de la Luna para realizar investigaciones científicas. El programa logró aterrizar seis misiones diferentes de Apolo en la Luna. Un total de 12 astronautas caminaron sobre la Luna. En cada misión a la Luna, los astronautas recolectaron datos sobre su superficie usando una variedad de equipos. Los científicos descubrieron qué tipos de rocas existen en la superficie de la Luna. También descubrieron que ocurrieron procesos geológicos en la superficie, incluidas las erupciones volcánicas y los impactos de los objetos espaciales. Al analizar muestras de rocas que regresaron de las misiones, los científicos descubrieron que nunca ha habido vida en la Luna.

2 SELTAG13 ELRS6814 NGSPAD1

Un astronauta del Apolo recopila datos sobre la superficie de la Luna.


6 ESPACIO

Enviar humanos a la Luna implicó muchos desafíos y riesgos. Uno de los desafíos fue proporcionar alimentos y agua potable durante los 8 a 12 días que duraban las misiones. Para abordar este desafío, los científicos de la NASA construyeron sistemas de filtración de agua que proporcionaban agua potable fresca a los astronautas. Los científicos de la NASA también desarrollaron un proceso para eliminar toda el agua de los alimentos. Este proceso permitió que los alimentos mantuvieran sus nutrientes y sabor, pero no se estropearan. Los astronautas podrían rehidratar la comida con agua mientras estaban en el espacio. En las misiones de Apolo, los astronautas tenían acceso a agua caliente para rehidratar sus alimentos. En misiones anteriores al espacio, solo disponían de agua fría.

Misión Cassini

La misión Cassini involucró una nave espacial no tripulada y una sonda enviada para explorar Saturno. El objetivo de la misión era recopilar datos sobre el planeta y sus lunas utilizando una variedad de instrumentos científicos. La nave espacial se lanzó el 15 de octubre de 1997 y entró en la órbita de Saturno 7 años después. A partir de los datos recopilados, los científicos descubrieron siete de las lunas de Saturno y se dieron cuenta de que los anillos de Saturno cambian constantemente.

Uno de los desafíos a los que se enfrentaron los científicos durante la misión tenía que ver con las sonda Huygens. Esta sonda debía caer en la superficie de Titán, una de las lunas de Saturno, para recopilar datos. Mientras Cassini viajaba a Saturno, los científicos de la Agencia Espacial Europea que trabajaban en la misión con la NASA descubrieron un problema. Este problema debía resolverse antes de que Cassini llegara a su destino. Se dieron cuenta de que la sonda Huygens no podría comunicarse con la nave espacial Cassini desde la superficie de Titán si Cassini seguía la ruta planificada. Los científicos europeos y los científicos de la NASA trabajaron juntos para cambiar el curso de Cassini a fin de resolver este problema. Cuando la sonda Huygens aterrizó en Titán, se convirtió en la primera

Esta fotografía fue tomada cuando la sonda Huygens cayó sobre la superficie de Titán.


ESPACIO 7

nave espacial en aterrizar en una luna tan lejana de nuestro Sistema Solar. También fue el aterrizaje más alejado de la Tierra. Tanto la sonda Huygens como la Cassini tomaron imágenes de la superficie de Titán. De estas imágenes, los científicos descubrieron que el líquido que fluye en la superficie de Titán ha formado ríos, lagos y mares. Esto es similar a la manera en que el agua líquida ha dado forma a la superficie de la Tierra.

Después de 20 años en el espacio, la misión Cassini terminó en septiembre de 2017. El “gran final” de la misión fue enviar la nave espacial Cassini a la atmósfera de Saturno, donde se quemó y fue destruida.

Telescopio espacial Hubble

Durante cientos de años, los científicos han usado telescopios para observar el cielo en la noche. Al mirar hacia el espacio desde la superficie de la Tierra, pequeñas partículas, como los gases en la atmósfera de la Tierra, pueden hacer que sea imposible ver claramente algunos objetos espaciales. Para abordar este problema, se lanzó el Telescopio espacial Hubble en 1990. El objetivo era usar el telescopio para recopilar datos sobre el espacio desde más allá de la atmósfera de la Tierra. El Telescopio espacial Hubble orbita la Tierra a 569 kilómetros (km) (353 millas) sobre la superficie. La ubicación del telescopio sobre la atmósfera de la Tierra permite a los científicos recopilar más datos sobre los objetos espaciales de los que pueden recopilar desde la superficie de la Tierra. Los científicos han determinado la edad de nuestra galaxia mediante la recopilación de datos con el Telescopio espacial Hubble sobre momentos clave en la formación de estrellas y planetas. También han descubierto nuevos planetas, sistemas solares y galaxias que se encuentran más allá de la nuestra. Científicos de todo el mundo pueden solicitar el uso del telescopio para realizar sus propias observaciones de objetos espaciales. Desde su lanzamiento, se han publicado más de 15,000 artículos científicos con datos del Telescopio espacial Hubble.5Un desafío al usar un telescopio en el espacio es mantenerlo funcionando. En la superficie de la Tierra, las personas pueden reparar o actualizar equipos en un telescopio según sea necesario. Pero en el espacio, se vuelve difícil mantener un telescopio y actualizar su tecnología.

5 NGES1A2

El Telescopio espacial Hubble recoge datos en el espacio.


8 ESPACIO

Debido a esto, el Telescopio espacial Hubble fue diseñado para que los astronautas hagan su mantenimiento y reparación en el espacio. Se han realizado seis misiones de servicio en las que los astronautas han reparado, actualizado y agregado nuevos equipos al Telescopio espacial Hubble. El futuro para el Telescopio espacial Hubble no está claro, ya que no hay una misión del transbordador espacial planeada para su servicio o recuperación, por lo que es probable que los instrumentos fallen o se destruyan a medida que la gravedad los atrae hacia la atmósfera terrestre.

Laboratorio de ciencia de Marte

La misión del Laboratorio de ciencia de Marte se lanzó en 2011. El objetivo de esta misión activa es determinar si alguna vez existió vida en Marte. Como parte de la misión del Laboratorio de ciencia de Marte, los científicos de la NASA desarrollaron una nave espacial no tripulada (el Curiosity Rover) para investigar la superficie de Marte. El Curiosity Rover aterrizó en Marte con una variedad de herramientas e instrumentos científicos. Recolectó y analizó muestras de roca, suelo y aire. A partir de las observaciones y los datos recopilados, los científicos han encontrado evidencia de que Marte tuvo un ambiente muy diferente en el pasado. Los científicos descubrieron que el agua líquida fluyó una vez en la superficie de Marte y se acumuló en lagos. El agua líquida es una de las condiciones necesarias para sustentar la vida, y Curiosity continúa recopilando datos para encontrar evidencia de vida en Marte.

Uno de los desafíos que enfrentó la misión fue lograr que Curiosity aterrizara con seguridad en la superficie de Marte. Curiosity es mucho más grande y pesado que cualquier otro rover que la NASA haya enviado a Marte. En misiones anteriores de rover, se utilizaron sistemas de airbag para el aterrizaje. Estos sistemas amortiguarían el rover y protegerían los instrumentos sensibles del impacto del aterrizaje. Pero Curiosity es tan

El Curiosity Rover recopila datos sobre la superficie de Marte.


ESPACIO 9

pesada que los ingenieros no pudieron encontrar ningún tejido en la Tierra que fuera lo suficientemente fuerte como para fabricar sus bolsas de aire. Para superar este desafío, los científicos e ingenieros de la NASA desarrollaron una nueva forma de aterrizar Curiosity en la superficie. Diseñaron y construyeron un nuevo sistema de grúa aérea que, el 6 de agosto de 2012, bajó suavemente el vehículo hasta la superficie de Marte.

ANÁLISIS 1. Regresa a la Hoja para el estudiante 1.1 y completa la columna

“Después”. Para ello, marca si estás de acuerdo (+) o en desacuerdo (–) con cada afirmación. Debajo de cada enunciado, explica cómo la actividad proporcionó evidencia para respaldar o cambiar tus ideas.6

La evidencia es la información que respalda o refuta una afirmación.

2. Los gobiernos a veces financian misiones espaciales en lugar de usar ese dinero para otras investigaciones científicas en la Tierra. ¿Financiarías una futura misión espacial? Explica por qué y brinda un ejemplo de una compensación entre financiar una misión espacial y financiar otros tipos de investigación científica.7

Una compensación es un resultado deseable al que se renuncia para obtener otro resultado deseable.

3. Reflexión: Si tuvieras que elegir un lugar del espacio para explorar, ¿dónde estaría? Explica por qué elegiste este lugar y qué cosas nuevas querrías descubrir.8

6 ELWH6897 SEASET18 NGSPNS3

Una ilustración generada por computadora del helicóptero grúa que aterrizó el Curiosity Rover en la superficie de Marte.


10 ESPACIO

EXTENSIÓNVisita la página de la Tercera edición de El Sistema Solar y más allá de SEPUP del sitio web de SEPUP en www.sepuplhs.org/middle/third-edition para aprender sobre otras misiones al espacio. A medida que aprendas sobre una misión espacial, responde las siguientes preguntas:

• ¿Qué tipo de nave espacial fue utilizada?

• ¿Cuáles eran los objetivos de la misión?

• ¿Qué se descubrió?

• ¿Cuáles fueron los retos?

ESPACIO 11

2 La Luna predeciblei n v e s t i g a c i ó n

Incluso sin tecnologías avanzadas, puedes aprender sobre el espacio haciendo observaciones con tus ojos sobre objetos en el cielo. Una

observación es cualquier descripción o medida reunida por los sentidos de una persona o con instrumentos. La Luna es uno de los objetos más fáciles de observar en el cielo. Probablemente, habrás notado que la Luna se ve diferente en distintos días. Las diferentes formas de la Luna visibles desde la Tierra se llaman fases de la Luna.

Las fases cambiantes de la Luna han fascinado a las personas durante miles de años. Mucho antes de los relojes o calendarios, muchas culturas utilizaron las fases cambiantes de la Luna para medir el tiempo. En esta actividad, investigarás las fases predecibles de la Luna.

PREGUNTA ORIENTADORA ¿Cómo podemos predecir cambios en la apariencia de la Luna?

Estudiantes observan la Luna desde la superficie de la Tierra.

ACTIVIDAD 2 LA LUNA PREDECIBLE

12 ESPACIO

MATERIALES Para cada par de estudiantes

1 juego de 8 tarjetas con las fases de la Luna

Para cada estudiante

1 Hoja para el estudiante 2.1, “Observaciones de la Luna”

PROCEDIMIENTO Parte A: Tarjetas con las fases de la Luna

1. Con tu compañero, mira todas tus Tarjetas con las fases de la Luna y comenta si alguna vez has visto aparecer la Luna como lo hace en cada carta.

2. Coloca tus tarjetas en un orden, de izquierda a derecha, que creas que muestre cómo cambia la apariencia de la Luna con el tiempo. Anota los resultados en tu cuaderno de ciencias. 9

3. Compara el orden de tus tarjetas con el orden creado por el otro par en tu grupo. Discute tu razonamiento para la orden que elegiste e identifica cualquier similitud y diferencia entre las dos órdenes.10

4. Un ciclo es una secuencia de eventos que se repite. Como grupo, combinen y ordenen los dos juegos de Tarjetas con las fases de la Luna, de izquierda a derecha, para mostrar cómo los cambios en la apariencia de la Luna son parte de un ciclo.

5. Discute el punto de análisis 1 con tu grupo. Registra los datos en tu cuaderno de ciencias.

Parte B: Observaciones

6. La Hoja para el estudiante 2.1, “Observaciones de la Luna”, tiene un calendario donde se completan las observaciones de las fases de la Luna en ciertas fechas. Usando las observaciones en el calendario, discuta cuántos días demora un ciclo completo de las fases de la Luna.

7. En los círculos de la Hoja para el estudiante 2.1 para los días 11, 22 y 28 de mayo, dibuja cómo crees que se verá la Luna en esos días.

8. Predice la fecha de la próxima luna llena para el calendario de junio en la Hoja para el estudiante 2.1. Dibuja una luna llena en la fecha que predijiste.

9. En la Hoja para el estudiante 2.1, escribe la palabra “luna nueva” en los días en que predices que ocurrirá la luna nueva.

9 NGCCPA210 NGSPAD1

LA LUNA PREDECIBLE ACTIVIDAD 2

ESPACIO 13

ANÁLISIS 1. En el paso 4, si hubieras movido tu primera tarjeta al final de tu

orden, ¿seguiría siendo correcto? Explica tu respuesta usando el patrón de palabras en tu explicación. Un patrón es algo que ocurre de manera repetida y predecible.

2. Explica cómo hiciste tus predicciones para los pasos 7 a 9.11

3. Predecir la fecha del próximo cuarto creciente de la luna para el calendario de junio en la Hoja para el estudiante 2.1. Explica cómo hiciste tu predicción.12

4. Reflexión: ¿Por qué crees que cambia la apariencia de la Luna?

11 NGES1A112 NGCCNS3

ESPACIO 15

m o d e l a d o

En la última actividad, investigaste el ciclo de las fases de la Luna. Para ayudarte a comprender por qué las personas en la

Tierra observan este ciclo, usarás un modelo del Sol, la Tierra y la Luna. Un modelo es cualquier representación de un sistema que se utiliza para ayudarnos a comprender y comunicar cómo funciona. Los científicos construyen y usan modelos para tratar de explicar lo que observan en la naturaleza.

PREGUNTA ORIENTADORA¿Qué causa el ciclo de las fases de la Luna que observamos desde la Tierra?

2572 LabAids SEPUP Issues Earth Sci SBFigure: EaSB F 80.01Myriad Pro 10/11.5

Luna llena

Luna nueva

Luna creciente

Luna creciente gibosa

Cuarto creciente

Luna menguante gibosaCuarto menguante

Luna menguante

Fases de la luna

3 Explicación de las fases de la Luna

ACTIVIDAD 3 EXPLICACIÓN DE LAS FASES DE LA LUNA

16 ESPACIO

MATERIALES Para la clase

1 fuente de luz

Para cada par de estudiantes

1 Modelo de Luna: una bola de poliestireno expandido blanco unida a un palo.


1 Hoja para el estudiante 3.1, “Observaciones del modelo lunar”

PROCEDIMIENTO 1. Observa de cerca mientras tu maestro demuestra cómo tú y tu

compañero modelarán la órbita de la Luna alrededor de la Tierra. 1314

2. Colócate como lo indique tu maestro y modela una órbita completa de la Luna alrededor de la Tierra. Observa la apariencia de la Luna a lo largo de la órbita modelada. Luego, tu compañero debe repetir este paso.

3. Repite el paso 2, pero asegúrate de detenerte en cada una de las posiciones que se muestran en la Hoja para el estudiante 3.1, “Observaciones del modelo lunar”. Para cada posición, observa el modelo de la Luna y dibuja tus observaciones del modelo de la Luna en tu Hoja para el estudiante. Luego, tu compañero debe repetir este paso.

4. En la Hoja para el estudiante 3.1, completa el diagrama final dibujando la Luna de manera que muestre dónde cree que se encuentran el Sol, la Luna y la Tierra durante la luna creciente. Explica por qué verías el cuarto creciente.15

Sugerencia: Si tienes problemas para resolver esto, pídele a tu compañero que use el modelo para encontrar la fase lunar de cuarto creciente y luego dibuja dónde se ubican el Sol, la Tierra y la Luna.1617

13 NGES1A114 NGCCNS315 MAMP68116 NGSPDM117 SEASMD1

Para crear tu modelo, usarás una luz para representar al Sol (porque el Sol produce luz), una pelota para representar a la Luna y tu cabeza para representar a la Tierra. Observarás la aparición de la Luna en su órbita alrededor de la Tierra. La trayectoria curva que un objeto espacial toma alrededor de otra estrella, planeta o luna es su órbita.

EXPLICACIÓN DE LAS FASES DE LA LUNA ACTIVIDAD 3

ESPACIO 17

ANÁLISIS 1. ¿Qué fracción del modelo de la Luna siempre estuvo iluminada por

la luz de tu modelo?

2. ¿Qué fracción de la Luna siempre está iluminada por el Sol?

3. ¿Por qué no puedes ver la luna nueva?

4. Aunque la llamemos luz de luna, ¿de dónde proviene realmente la luz que vemos venir de la Luna?

5. Tu amigo afirma que la órbita repetida de la Luna alrededor de la Tierra causa el ciclo de las fases de la Luna.

a. ¿Estás de acuerdo o en desacuerdo con la afirmación de tu amigo? Usa tus observaciones de esta actividad para apoyar tu respuesta.18

b. ¿La afirmación de tu amigo tiene sentido con el ciclo predecible de las fases de la Luna que observaste en la actividad anterior? Explica tu respuesta.19202122

6. En esta actividad, modelaste el sistema Sol-Tierra-Luna. Si eliminaras un objeto de este modelo de sistema, ¿el modelo seguiría explicando los cambios en la apariencia de la Luna? Explica tus ideas.23

18 NGCCCE119 NGCCPA120 NGCCNS321 SEASEX122 ELWH68223 NGCCSM2

Un sistema es un grupo de objetos o procesos que interactúan. Cada sistema incluye

• componentes: las sustancias, los materiales y los procesos que componen el sistema.

• interacciones: las relaciones entre las sustancias, los materiales y los procesos del sistema.

• límites: el alcance del sistema, lo que separa aquellos componentes y procesos que son parte del sistema de aquellos que no lo son.

ESPACIO 19

4 Simulación de la fase lunars i m u l a c i ó n p o r c o m p u ta d o r a

En la última actividad, usaste un modelo para ver cómo el Sol ilumina diferentes cantidades de la superficie de la Luna mientras

la Luna orbita la Tierra. También notaste que el Sol siempre ilumina la mitad de la Luna que mira hacia el Sol, mientras que la mitad de la Luna que no mira al Sol está en la oscuridad. Dependiendo de dónde esté la Luna en su órbita, podemos ver una fracción de la mitad de la Luna que está iluminada por el Sol.

En esta actividad, usarás una simulación por computadora que te permitirá observar la órbita de la Luna alrededor de la Tierra desde un punto de vista diferente. Los científicos a menudo usan simulaciones y otros modelos para estudiar sistemas que son difíciles de observar directamente. En este caso, tu punto de vista observará el sistema Tierra-Luna desde el espacio.

PREGUNTA ORIENTADORA¿De qué forma la órbita de la Luna alrededor de la Tierra hace que las fases de la Luna se repitan cada 29 días?

ACTIVIDAD 4 SIMULACIÓN DE LA FASE LUNAR

20 ESPACIO


1 computadora con acceso a Internet

PROCEDIMIENTO Parte A: Estudio de la simulación

1. Abre la simulación de fase lunar en tu computadora.

2. Identifica la luz del Sol, la Tierra y la Luna.

Nota: La vista en el modelo es desde el polo norte de la Tierra.

3. Discute con tu compañero lo que representa el círculo grande alrededor de la Tierra.

4. Presiona “Reproducir” y observa lo que hace la Luna y lo que hace la Tierra.

5. Debate tus observaciones con los miembros de tu grupo. Asegúrate de discutir lo que la rotación de la Tierra está modelando.

Parte B: Observación de las fases

6. Después de ver la Luna orbitar la Tierra una vez, presiona “Pausa”.

7. Selecciona “luna nueva” en el menú desplegable debajo de “Seleccionar fase lunar”.

8. Mira cuidadosamente dónde está la Luna en relación con la Tierra y la luz solar, y cómo se ve su fase. Haz un bosquejo etiquetado en tu cuaderno de ciencias con tus observaciones. Titula tu boceto con el nombre de la fase lunar.

9. Presiona “Reproducir” y observa la simulación hasta que la Luna se encuentre en cuarto creciente y luego presiona “Pausa”.

10. En tu cuaderno de ciencias, haz un boceto similar al que hiciste en el paso 8.

11. Con tu compañero, haz predicciones de dónde crees que estará la Luna en su órbita durante la luna llena, el cuarto menguante y la luna creciente. Dibuja tus predicciones en el cuaderno.2425

12. Selecciona las fases descritas en el paso 11 en el menú desplegable debajo de “Seleccionar fase lunar” y observa si tus predicciones del paso 11 fueron correctas. Corrige tus bocetos según sea necesario.

24 NGCCNS325 MAMP681

SIMULACIÓN DE LA FASE LUNAR ACTIVIDAD 4

ESPACIO 21

13. Presiona “Reproducir” y luego presiona “Adelantar” para hacer que la simulación avance más rápidamente. Observa el patrón entre cómo cambia la posición de la Luna y cómo cambia la fase de la Luna.

ANÁLISIS 1. En la simulación, ¿qué representan las mitades oscuras y claras de

la Luna y la Tierra?26

2. ¿Por qué las mitades iluminadas de la Luna y la Tierra se muestran siempre frente a la luz solar que llega?27

3. Una simulación puede considerarse como otro tipo de modelo. Compare esta simulación por computadora con el modelo físico que su maestro le mostró en la actividad “Explicación las fases de la Luna”.

a. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de usar la bola y la luz para representar la Luna y el Sol?

b. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la simulación por computadora?28

c. ¿Por qué usamos modelos para entender cómo la Luna orbita la Tierra en lugar de viajar al espacio para observar el fenómeno?29

4. Dibuja un modelo y úsalo para explicar la razón por la que vemos el ciclo de las fases de la Luna.303132

5. Los científicos de la NASA a menudo usan simulaciones para prepararse para misiones espaciales. Durante el programa Apolo, los científicos e ingenieros de la NASA construyeron un simulador llamado Proyecto LOLA. Usando el simulador, los astronautas podrían practicar el vuelo sobre la superficie de la Luna para encontrar su lugar de aterrizaje. ¿Por qué crees que los ingenieros y científicos de la NASA desarrollaron el Proyecto LOLA?33

26 NG-CCSM227 NGC-CPA128 NGSPAD129 NGCCSP230 SEASMD131 NG-SPDM132 NGES1A133 NGC-CCO1

Un empleado de la NASA trabaja en el modelo Moon para el simulador del Proyecto LOLA.

ESPACIO 23

5 La órbita de la Lunam o d e l a d o

La mayoría de los diagramas y modelos de la órbita de la Luna alrededor de la Tierra son bidimensionales o planos. En estos

diagramas, parece que deberíamos ver un eclipse solar y un eclipse lunar cada mes. Un eclipse solar ocurre cuando la Luna pasa directamente entre la Tierra y el Sol, lo que ocasiona que algunos lugares de la Tierra experimenten la oscuridad durante horas del

día. Un eclipse lunar ocurre cuando la Luna pasa a la sombra de la

Tierra, y desde la Tierra se ve que la Luna se oscurece aunque sea una luna llena. En realidad, hay un promedio de cuatro eclipses cada año. Entonces, ¿por qué las imágenes bidimensionales y los modelos del

sistema Sol-Tierra-Luna son incorrectas? En esta actividad, usarás

un modelo tridimensional para investigar esta pregunta.

PREGUNTA ORIENTADORA¿Por qué no vemos eclipses lunares y solares más a menudo?

Una fotografía del intervalo de tiempo del eclipse solar que ocurrió el 21 de agosto de 2017.

Una fotografía del intervalo de tiempo del eclipse lunar ocurrido el 14 de abril de 2015.

ACTIVIDAD 5 LA ÓRBITA DE LA LUNA

24 ESPACIO

MATERIALES Para cada grupo de cuatro estudiantes

1 Modelo de Tierra: una bola de poliestireno expandido blanco mediana unida a un palo.

1 Modelo de Sol: una bola grande de poliestireno expandido blanco unida a un palo.

1 Modelo de Luna: una bola pequeña de poliestireno expandido blanco con un agujero.

1 palo azul

2 palos amarillos

2 palos verdes

2 palos rojos

1 palo morado

1 tablero de poliestireno expandido con agujeros etiquetados

1 pedazo de poliestireno expandido

1 hoja grande de papel

1 marcador

PROCEDIMIENTO Parte A: Completar una órbita34

1. Configura la Tierra y el Sol según las instrucciones de tu maestro.

2. Coloca el palo azul en la posición n.o 1 y agrega la Luna a la parte superior del palo. Discute con tu grupo qué fase lunar verías desde la Tierra. Anota tus ideas en tu cuaderno de ciencias.

3. Coloca un palo amarillo en la posición n.o 2, un palo verde en la posición n.o 3, un palo rojo en la posición n.o 4 y un palo morado en la posición n.o 5. Observa los otros palos que te quedan y ve si puedes determinar el patrón que siguen los palos. 35

34 MAMP68235 NGC-CPA1

LabAids SEPUP IAPS Space 3eFigure: Space 3e SB 5.3 MyriadPro Reg 9.5/11

2

3

45

1

LA ÓRBITA DE LA LUNA ACTIVIDAD 5

ESPACIO 25

4. Decide con tu grupo qué palo debe ir en qué posición. Coloca los palos en esas posiciones.

5. Mueve la bola de la Luna de palo a palo, asegúrate de observar la altura de la Luna en comparación con la Tierra y el Sol. Discute con tu grupo cuál es la fase de la Luna en cada posición. Anota tus observaciones en el cuaderno de ciencias.36

6. Mueve la bola de la Luna al palo en la posición en la que debe estar para que haya luna llena y analiza si habrá un eclipse lunar.37

Nota: Los eclipses lunares solo pueden ocurrir durante la luna llena.

Parte B: El plano orbital

7. Quita la Tierra, la Luna y el Sol de tu modelo, pero deja los palos en sus posiciones.

8. Haz que un miembro de tu grupo sostenga un pedazo de papel para que toque la parte superior de cada uno de los palos. Este trozo de papel es un modelo del plano orbital de la Luna, el plano bidimensional donde la Luna está en cualquier punto de su órbita. Observa cómo el plano orbital de la Luna se inclina en relación con la línea entre la Tierra y el Sol.

9. Haz que un miembro diferente de tu grupo use un marcador para colocar un punto donde cada uno de los palos toque el plano orbital modelado.

10. Agrega un punto en el centro de tu dibujo y etiquétalo como “Tierra”.

11. En un extremo de tu papel, agrega flechas que representen la luz que viene del Sol hacia la Tierra y la Luna.

12. Mirando dónde agregaste la luz del sol y dónde está ubicada la Tierra, analiza dónde ocurrirían las diferentes fases de la Luna.

13. Como grupo, etiqueten cada punto con la fase de la Luna que representa.

14. Mantén tu modelo configurado mientras trabajas en el Análisis.

36 NGES1A137 NGES1B2

ACTIVIDAD 5 LA ÓRBITA DE LA LUNA

26 ESPACIO

ANÁLISIS 1. La Luna tarda unos 29 días en orbitar la Tierra. En esta actividad,

había ocho posiciones en las que podía estar la Luna.

a. ¿Cuántos días demoraría la Luna en llegar desde la posición n.o 2 a la posición n.o 4 en su órbita?38

b. ¿Por qué fases pasaría la Luna al viajar desde la posición n.o 2 a la posición n.o 4?39

2. En el paso 9, creaste un dibujo bidimensional de la órbita de la Luna. ¿Qué información falta sobre la órbita de la Luna en el dibujo bidimensional?40

3. Hay dos puntos durante la órbita de la Luna alrededor de la Tierra en los que la Luna, la Tierra y el Sol están todos en el mismo plano. En tu modelo, esto se representa cuando la Luna está en el palo verde, de modo que la Luna, la Tierra y el Sol están todos a la misma altura.

a. Si la Luna está en el palo verde en la posición n.o 6, ¿en qué fase está la Luna? Dibuja cómo se ve esa fase y explica por qué se ve así.41

b. Si la Luna está en el palo verde en la posición n.o 1, ¿en qué fase está la Luna? Explica lo que la gente en la Tierra observaría.

c. Y cuando el palo verde está en la posición n.o 1, ¿qué color de palo debe estar en la posición n.o 5? Explica tu respuesta.42

43 4. Reflexión: ¿Cómo han cambiado sus ideas sobre la razón de las fases de la Luna desde que comenzó esta unidad?44

EXTENSIÓNVisita la página de la Tercera edición de El Sistema Solar y más allá de SEPUP del sitio web de SEPUP en www.sepuplhs.org/middle/third-edition para obtener más información sobre los eclipses solares y lunares.

38 MARP6A139 NGCCNS340 NGSPAD141 NGSPDM142 NGPEE1143 SEASMD144 ELWH682

ESPACIO 27

6 Cambio de la luz del Soli n v e s t i g a c i ó n

El sol, a diferencia de la Luna, no cambia las fases. El Sol siempre parece ser un círculo completo porque produce su propia luz.

Probablemente, has observado que el Sol parece moverse a través del cielo en el transcurso de un día. Pero, ¿has notado que la trayectoria del Sol a través del cielo cambia día a día? La cantidad de tiempo que el Sol está visible también cambia de un día a otro.

En esta actividad, investigarás los cambios en la cantidad de tiempo que el Sol está visible y la posición más alta del Sol en el cielo en el transcurso de un año.

PREGUNTA ORIENTADORA ¿Qué observas acerca de la duración de la luz solar y la posición del Sol en el cielo a lo largo de un año?


Verano Invierno

Un estudiante observa la longitud de su sombra al mediodía en verano y en invierno.

ACTIVIDAD 6 CAMBIO DE LA LUZ DEL SOL

28 ESPACIO

MATERIALESPara cada par de estudiantes

1 transportador

1 tijeras

2 plumas negras o lápices

2 bolígrafos o lápices de colores (ambos del mismo color)

cinta adhesiva transparente

1 Hoja para el estudiante 6.2a, “Gráfico de la duración de la luz solar y el ángulo del Sol en comparación con un mes: año 1”

1 Hoja para el estudiante 6.2b, “Gráfico de la duración de la luz solar y el ángulo del Sol en comparación con un mes: año 2”


1 Hoja para el estudiante 6.1, “Guía de anticipación: La luz solar y las estaciones”

PROCEDIMIENTO Usa la Hoja para el estudiante 6.1, “Guía de anticipación: La luz solar y las estaciones”, para prepararte para las actividades que siguen.45

1. Revisa los datos en las siguientes tablas: “Horas de luz solar y ángulo del Sol: año 1” y “Horas de luz solar y ángulo del Sol: año 2”. Estos datos típicos se recopilarían en el transcurso de un año en los Estados Unidos.

Nota: Los Estados Unidos se encuentran en el hemisferio norte de la Tierra.

2. Describe en tu cuaderno de ciencias el patrón que observas para lo siguiente:

a. Hora del amanecer

b. Hora del atardecer

c. Duración de la luz solar

d. Ángulo más alto del Sol en el cielo.

3. Compara los patrones que describiste en el paso 2 para ver si alguno de los patrones es similar a otro. Anota tus observaciones en el cuaderno de ciencias.

4. Trabajando en pareja, una persona debe usar la Hoja para el estudiante 6.2a, “Gráfico de la duración de la luz solar y el ángulo del Sol en comparación con un mes: año 1”, para preparar un gráfico de dispersión de la duración de la luz solar y el ángulo más alto del Sol en función del mes, según los datos de la tabla “Horas de luz solar y ángulo del Sol: año 1”. El otro compañero debe usar la Hoja para el estudiante 6.2b, “Gráfico de la duración de la luz solar y el ángulo del Sol en comparación con un mes: año 2”, para preparar un gráfico de dispersión similar basado en los datos de la tabla “Horas de luz solar y ángulo del Sol: año 2”. Acuerda qué color usar para trazar la longitud de la luz solar y qué color usar para trazar el ángulo más alto del Sol.46

45 SELTAG146 MAMP681

CAMBIO DE LA LUZ DEL SOL ACTIVIDAD 6

ESPACIO 29

Horas de luz solar y ángulo del Sol: año 1

MES*HORA DEL AMANECER (A. M.)

HORA DE LA PUESTA DEL SOL (P. M.)

LUZ SOLAR (HORAS)

EL ÁNGULO MÁS ALTO DEL SOL (GRADOS)

Enero 8:12 5:52 9.7 28.4

Febrero 7:37 6:31 10.9 37.8

Marzo 6:51 7:04 12.2 48.6

Abril 6:00 7:38 13.6 60.2

Mayo 5:24 8:10 14.8 68.4

Junio 5:15 8:29 15.2 71.6

Julio 5:34 8:19 14.8 68.4

Agosto 6:05 7:41 13.6 60.0

Septiembre 6:37 6:48 12.2 48.6

Octubre 7:10 5:59 10.8 37.2

Noviembre 7:47 5:24 9.6 28.1

Diciembre 8:14 5:22 9.1 24.7

*Los datos fueron recolectados el día 21 de cada mes.

Horas de luz solar y ángulo del Sol: Año 2

MES*HORA DEL AMANECER (A. M.)

HORA DE LA PUESTA DEL SOL (P. M.)

LUZ SOLAR (HORAS)

EL ÁNGULO MÁS ALTO DEL SOL (GRADOS)

Enero 8:12 5:51 9.7 28.4

Febrero 7:37 6:31 10.9 37.8

Marzo 6:52 7:03 12.2 48.6

Abril 6:00 7:38 13.6 60.1

Mayo 5:24 8:09 14.8 68.4

Junio 5:15 8:29 15.2 71.6

Julio 5:33 8:19 14.8 68.5

Agosto 6:04 7:41 13.6 60.1

Septiembre 6:36 6:49 12.2 48.7

Octubre 7:09 5:59 10.8 37.3

Noviembre 7:47 5:25 9.6 28.1

Diciembre 8:14 5:22 9.1 24.7

*Los datos fueron recolectados el día 21 de cada mes.

5. Después de completar el gráfico, corta en la línea indicada en tu Hoja para el estudiante y pega tu gráfico en el gráfico de tu compañero.

6. Dibuja una curva para conectar suavemente los puntos en tu gráfica combinada.

ACTIVIDAD 6 CAMBIO DE LA LUZ DEL SOL

30 ESPACIO

7. Crea una clave para las curvas en tu gráfica (anota qué curva es de qué color).

8. Anota en tu cuaderno de ciencias el patrón que ves ahora que has graficado los datos.47

9. Analiza con tu compañero cómo se verá el gráfico si agregas datos para el Año 3.4849

ANÁLISIS 1. Según tu gráfica, ¿cuál crees que fue la duración de la luz solar para

cada uno de los días siguientes?

a. 6 de marzo

b. 6 de julio

c. 6 de noviembre

2. ¿Cuándo hay...

a. ...menos horas de luz solar?

b. ...más horas de luz solar?

c. ...aproximadamente la misma cantidad de horas de luz solar que de horas nocturnas (12 horas)?

3. ¿Cuándo está el sol...

a. ...más bajo en el cielo?

b. ...más alto en el cielo?

4. ¿Cuál es la relación entre la duración de la luz solar y el ángulo del Sol?5051

5. ¿Cómo se relacionan la posición del sol en el cielo y la cantidad de horas de luz solar con las estaciones del año?5253

Sugerencia: Mira tus gráficos y compara las curvas de marzo (inicio de primavera), junio (inicio de verano), septiembre (inicio de otoño) y diciembre (inicio de invierno).

47 NGSPAD248 NGCCNS349 NGES1A150 NGSPAD451 NGCCPA152 NGCCPA153 NGES1B2

CAMBIO DE LA LUZ DEL SOL ACTIVIDAD 6

ESPACIO 31

6. En el siguiente gráfico, se recopilaron y graficaron los datos del hemisferio sur como lo hizo en esta actividad para el hemisferio norte.

a. ¿Qué diferencias observas entre tus gráficos y este?

b. ¿Hay fechas en las que la cantidad de luz solar sea la misma en los hemisferios norte y sur?54

54 NGSPAD1

LabAids SEPUP IAPS Space 3eFigure: Space 3e SB 6_2MyriadPro Reg 9.5/11

Mes* (Año 1)

Enero Febrero MayoAbril AgostoJulio Octubre NoviembreSeptiembreJunioMarzo Diciembre

1

7

10

9

8

6

5

4

3

2

11

15

14

13

12

Long

itud

de la

luz

sola

r (ho

ras)

*Basado en el día 21 de cada mes.

Longitud de la luz solarÁngulo del sol

0

Áng

ulo

del s

ol (˚

)

5

35

50

45

40

30

25

20

15

10

55

75

70

65

60

0

Mes* (Año 2)

Enero Febrero MayoAbril AgostoJulio Octubre NoviembreSeptiembreJunioMarzo Diciembre

*Basado en el día 21 de cada mes.

ESPACIO 33

7 Un año visto desde el espacios i m u l a c i ó n p o r c o m p u ta d o r a

Un año es la cantidad de tiempo que tarda la Tierra en completar una órbita alrededor del Sol. Aunque el calendario

muestra 365 días en un año, el año de la Tierra es, en realidad, de aproximadamente 365.24 días. Esto se debe a que la Tierra gira sobre su eje un poco más de 365 veces mientras realiza una órbita completa alrededor del Sol. El eje de la Tierra es la línea imaginaria que pasa por el Polo Norte y el Polo Sur de la Tierra. Cada año en la Tierra, observamos patrones de temperaturas cambiantes, horas de luz solar y estaciones.

En esta actividad, utilizarás una simulación por computadora para modelar la órbita de la Tierra alrededor del Sol de manera que te ayude a entender por qué observamos estos patrones.55

PREGUNTA ORIENTADORA¿Qué tiene que ver la órbita de la Tierra alrededor del Sol con las estaciones?

55 NGES1A12562 LabAids SEPUP Issues Earth Sci SBFigure: EaSB F 76.01MyriadPro 9.5

Sol

Tierra

Los diagramas como este de la Tierra y su órbita alrededor del Sol son demasiado pequeños para mostrar tamaños y distancias a escala, pero pueden ayudar a mostrar cómo la Tierra orbita alrededor del Sol.

ACTIVIDAD 7 UN AÑO VISTO DESDE EL ESPACIO

34 ESPACIO




1 Hoja para el estudiante 7.1, “Año de la Tierra visto desde el espacio: vista lateral”

1 Hoja para el estudiante 7.2, “Año de la Tierra visto desde el espacio: vista aérea”

PROCEDIMIENTO Parte A: Análisis de datos sobre la inclinación de la Tierra y las estaciones

1. Abre el Simulador interactivo de estaciones y revisa la introducción. Encuentra lo siguiente en la pantalla:

• América del Norte y Estados Unidos

• el hemisferio norte

• el ecuador

• el hemisferio sur

2. Comienza la simulación haciendo clic en el cuadro “Continuar a interactivo” que se encuentra en la parte superior derecha de la pantalla. Encuentra la Tierra y el Sol.

Nota: El tamaño de la Tierra y el Sol, y la distancia entre la Tierra y el Sol, no están a escala.

3. Usa el siguiente diagrama para encontrar y configurar los seis elementos anotados en la pantalla:

A

B

C D

E F

UN AÑO VISTO DESDE EL ESPACIO ACTIVIDAD 7

ESPACIO 35

4. Compara la Hoja para el estudiante 7.1, “Año de la Tierra visto desde el espacio: vista lateral”, con la vista lateral del Sol y la Tierra que aparece en la parte superior de la pantalla de tu computadora.

5. En la simulación, establece el mes de diciembre y haz clic en el botón “Chicago, IL” debajo de “Mostrar ciudad”.

6. Mira la vista aérea y la vista lateral de la Tierra, y registra cada uno de los siguientes puntos en la Hoja para el estudiante 7.1 para el mes de diciembre en Chicago:

• la posición de la Tierra y la dirección de su inclinación

• la cantidad de horas de luz

Inclinación de la tierra: se refiere al hecho de que el eje de la Tierra no es perpendicular o paralelo al plano orbital de la Tierra alrededor del Sol. El eje de la Tierra en realidad está inclinado unos 23.5 grados desde la perpendicular.


23.5°

eje

A vistA lAtErAl DE lA tiErrA: muestra la Tierra y su órbita.

B AjustE DEl mEs: usa las flechas para moverte de mes a mes.

C trópiCo/ECuADor: asegúrate de que esté configurado para mostrar.

D ConFigurACión DE lA inClinACión DE lA tiErrA: asegúrate de que esté configurado a 23.5°, la inclinación real de la Tierra.

E BotonEs pArA mostrAr CiuDAD: intenta hacer clic en cada uno de estos para ver qué pasa. Luego apaga todos.

F vistA supErior DE lA tiErrA: muestra la Tierra desde arriba del Polo Norte en su órbita alrededor del Sol.

ACTIVIDAD 7 UN AÑO VISTO DESDE EL ESPACIO

36 ESPACIO

7. Repite el paso 6 tres veces más: una para marzo, una para junio y otra para septiembre.

8. ¿Cuál crees que sería la cantidad de horas de luz para Chicago en diciembre, marzo, junio y septiembre si la Tierra tuviera 0 grados (°) de inclinación? Anota tus ideas en tu cuaderno de ciencias.

9. Cambia la inclinación a 0 grados, y luego describe lo que sucede con las horas de luz y la temperatura en Chicago a medida que cambian los meses del año y la Tierra orbita alrededor del Sol.

10. Devuelve la inclinación a 23.5 grados. Ahora haz clic en “Melbourne, Aus”. Ten en cuenta que Melbourne está en el hemisferio sur. Explora sus horas de luz a medida que cambias los meses. En tu cuaderno de ciencias, anota lo siguiente:

• duración promedio de la luz solar de Melbourne en diciembre y junio

• la temperatura promedio de Melbourne en diciembre y junio

Parte B: Análisis de datos sobre la distancia Tierra-Sol

11. En la simulación, mira la “Vista aérea de la Tierra”. Observa cómo la distancia de la Tierra al Sol se muestra en kilómetros en la esquina inferior derecha.

12. Muchas personas afirman que las estaciones de la Tierra son causadas por cambios en la distancia de la Tierra al Sol durante diferentes épocas del año. Escribe si estás de acuerdo o en desacuerdo con esta afirmación en tu cuaderno de ciencias. Debate con tu compañero por qué estás de acuerdo o en desacuerdo.

13. Fija el mes de diciembre, el comienzo del invierno en el hemisferio norte. Registra la distancia de la Tierra al Sol y la temperatura promedio en los espacios apropiados en la Hoja para el estudiante 7.2, “Año de la Tierra visto desde el espacio: vista aérea”.

14. ¿Cuál crees que será la distancia de la Tierra al Sol a principios de primavera (marzo), de verano (junio) y de otoño (septiembre)? Analiza tus predicciones con tu compañero.

15. Repite el paso 13 para marzo, junio y septiembre. Con tu compañero, debate si los datos apoyan o van en contra de tus predicciones.

UN AÑO VISTO DESDE EL ESPACIO ACTIVIDAD 7

ESPACIO 37

ANÁLISIS 1. ¿En qué mes el hemisferio norte está más inclinado hacia el Sol?

2. ¿En qué mes el hemisferio norte está más alejado del Sol?

3. Usando lo que aprendiste de la simulación por computadora, explica cómo la inclinación de la Tierra afecta las estaciones y la duración de la luz solar.56575859

4. ¿La inclinación de la Tierra cambia a lo largo de un año? Explica tu respuesta.

5. ¿En qué mes(es) la Tierra está...

a. ...más cerca del sol?

b. ...más lejos del sol?

6. De acuerdo con lo que has observado sobre la distancia de la Tierra al Sol, ¿la distancia de la Tierra al Sol determina las estaciones? Explica usando evidencia de esta actividad.60616263

EXTENSIÓNGrafica la duración de la luz solar en función del mes para una de las ciudades presentadas en la simulación o para tu ciudad en los Estados Unidos. Compáralo con el gráfico que hiciste en la actividad “Cambio de la luz del Sol”. ¿En qué se parecen los gráficos? ¿En qué se diferencian?

56 NGCCPA157 NGES1B258 NGSPDM159 SEASEX160 NGSPAD161 NGCCNS362 SEASEX163 ELSL085

ESPACIO 39

8 Inclinación de la Tierram o d e l a d o

En la última actividad, usaste una simulación por computadora para investigar por qué hay estaciones en la Tierra. Como cualquier

modelo, la simulación tiene algunas fortalezas y debilidades. Te muestra la órbita y la inclinación de la Tierra para ayudarte a entender las estaciones, pero no muestra la relación correcta entre el tamaño de la Tierra y el Sol o la distancia entre ellos. También podría darte la idea incorrecta de que la inclinación de la Tierra hace que un hemisferio esté mucho más cerca del Sol.

En esta actividad, analizarás más de cerca por qué la inclinación de la Tierra está relacionada con los cambios estacionales en la Tierra.

Este globo, llamado Unisphere, fue construido para la Feria Mundial de 1964 en Queens, Nueva York. Como la mayoría de los globos, muestra la inclinación de la Tierra.

ACTIVIDAD 8 INCLINACIÓN DE LA TIERRA

40 ESPACIO

PREGUNTA ORIENTADORA¿Por qué la inclinación de la Tierra hace que diferentes lugares de la Tierra reciban diferentes cantidades de energía del Sol?


1 célula solar

1 motor eléctrico con bandera sobre eje

2 cables con pinzas de cocodrilo (1 cable rojo y 1 cable negro)


1 Hoja de habilidades científicas para el estudiante 7, “Análisis de modelos”

PROCEDIMIENTO 1. Siguiendo las instrucciones de tu maestro, completa la Hoja de

habilidades científicas para el estudiante 7, “Análisis de modelos”. Asegúrate de explicar todas las partes del modelo: la célula solar, la luz solar y el motor.64

2. Trabaja con tu grupo para conectar la célula solar al motor eléctrico con los cables.

3. Sostén la celda solar de manera que quede directamente hacia el Sol, como se muestra en la Posición A, en la página siguiente. Observa lo que sucede con el motor y regístralo en tu cuaderno de ciencias.

4. Inclina gradualmente la celda solar para que aún reciba luz solar, pero no esté directamente orientada hacia el Sol, como se muestra en la Posición B, en la página siguiente. Observa qué sucede con la velocidad del motor y anótala en tu cuaderno de ciencias.

64 NGCCSM2

LabAids SEPUP IAPS Space 3eFigure: Space 3e SB 8.2b MyriadPro Reg 9.5/11

Parte posterior de la célula solar

INCLINACIÓN DE LA TIERRA ACTIVIDAD 8

ESPACIO 41

ANÁLISIS 1. Cuando inclinaste la celda solar de la Posición A a la Posición B,

¿qué efecto tuvo en la velocidad del motor conectado a la celda solar?

2. ¿Qué le dice tu respuesta al ítem de Análisis 1 sobre la cantidad de energía del Sol transferida a la célula solar en las dos posiciones diferentes? Asegúrate de dar una explicación completa.656667

3. ¿Por qué el hemisferio norte es más cálido cuando está inclinado hacia el Sol?68

4. ¿Por qué es verano en diciembre e invierno en julio en el hemisferio sur? Explica usando evidencia de esta actividad.6970

5. Reflexión: ¿Cómo te ayudó cada uno de los siguientes modelos de sistema a comprender cómo la inclinación de la Tierra genera las estaciones?

• El simulación por computadora

• El modelo de globo y linterna

• El modelo de célula solar y motor71

65 NGCCPA166 NGSPDM167 MARP6A368 NGES1B269 SEASEX170 NGCCNS371 NGES1B2

2562 LabAids SEPUP Issues Earth Sci SBFigure: EaSB F 77.03aMyriadPro 9.5

Posición A

Sol

célula solar

2562 LabAids SEPUP Issues Earth Sci SBFigure: EaSB F 77.03bLegacySansMedium 10/11.5

Posición B

Sol

célula solar

ESPACIO 43

9 La Tierra en movimientol e c t u r a

Has estado utilizando modelos para observar y recopilar datos sobre la inclinación de la Tierra y la órbita de la Tierra alrededor del

Sol. Pero incluso con el uso de modelos, todavía puede ser difícil entender qué causa los cambios estacionales en la Tierra. Esta actividad te dará la oportunidad de pensar más profundamente en estos fenómenos.

PREGUNTA ORIENTADORA¿Por qué la Tierra tiene estaciones?


1 Hoja para el estudiante 9.1, “Guía de lectura de tres niveles: la Tierra en movimiento”

1 Hoja para el estudiante 6.1, “Guía de anticipación: La luz solar y las estaciones” (comienzo)

Estas fotografías muestran los cambios estacionales observados en el mismo lugar a lo largo de un año.

ACTIVIDAD 9 LA TIERRA EN MOVIMIENTO

44 ESPACIO

LECTURA Utiliza la Hoja para el estudiante 9.1, “Guía de lectura de tres niveles: la tierra en movimiento” para que te guíe a medida que completas la siguiente lectura.72

El año terrestre y las estaciones

Para comprender las estaciones, debes considerar la órbita de la Tierra alrededor del Sol y la inclinación de la Tierra.

Algunas personas piensan que las estaciones son causadas por cambios en la distancia entre la Tierra y el Sol. Esta explicación parece posible ya que la órbita de la Tierra no es un círculo perfecto. Eso significa que la distancia de la Tierra al Sol cambia durante el año. Sin embargo, la distancia cambiante de la Tierra al Sol no genera las estaciones.

La simulación por computadora en la actividad “Un año visto desde el espacio” mostró que la Tierra está cerca de 6 millones de kilómetros más cerca del Sol en diciembre que en junio. Si la cercanía de la Tierra al Sol causara las estaciones, tanto el hemisferio norte como el sur tendrían invierno en junio y julio, y verano en diciembre y enero.

Si las estaciones no son causadas por cambios en la distancia de la Tierra al Sol, ¿qué las causa? La simulación por computadora mostró que las estaciones están relacionadas con la inclinación de la Tierra. Durante la época del año en que el hemisferio norte (que incluye a los Estados Unidos) está inclinado hacia el Sol, este experimenta el verano.

72 SELTTL1

La Tierra vista desde el espacio en julio. Compara la cantidad de nieve en los hemisferios norte y sur en esta foto con la foto de la página siguiente.

LA TIERRA EN MOVIMIENTO ACTIVIDAD 9

ESPACIO 45

Las estaciones en el hemisferio sur son opuestas a las estaciones en el hemisferio norte. Esto se debe a que el hemisferio sur está inclinado lejos del Sol cuando el hemisferio norte está inclinado hacia el sol. Esto se muestra en el siguiente diagrama. Australia y gran parte de Sudamérica y África tienen invierno desde junio hasta septiembre, cuando Estados Unidos tiene verano.

La inclinación de la Tierra y el ángulo del Sol

¿Por qué la inclinación de la Tierra hace tal diferencia? Hay dos razones. La primera razón es que la inclinación hace que algunas partes de la superficie de la Tierra reciban más luz solar directa que otras partes.

Durante el verano, notarás que el ángulo del Sol sobre el horizonte al mediodía es más alto que el ángulo del Sol sobre el horizonte al mediodía durante el invierno. Cuanto más alto sea el ángulo del Sol, más directa será la luz solar en esa parte de la superficie de la Tierra. Dado que esa parte de la superficie de la Tierra recibe más luz solar directa que otras partes de la superficie de la Tierra, se calienta más.

La Tierra vista desde el espacio en enero. Compara esto con la foto de la página opuesta. Observa que hay más nieve en América del Norte (ubicada en el hemisferio norte), pero menos nieve en las montañas de América del Sur (ubicada en el hemisferio sur), donde es verano en enero.

2562 LabAids SEPUP Issues Earth Sci SBFigure: EaSB F 78.02MyriadPro 9.5

eje

ecuador

Sol

Este diagrama muestra que cuando un hemisferio se inclina hacia el Sol, el otro se aleja del Sol. (El tamaño y la distancia no están a escala).

ACTIVIDAD 9 LA TIERRA EN MOVIMIENTO

46 ESPACIO

Observaste este efecto del ángulo del Sol en la transferencia de energía cuando usaste la célula solar. Comparaste la cantidad de energía transferida a la célula solar cuando estaba directamente frente al Sol y cuando estaba inclinada en relación con el Sol. Notaste que el motor disminuía la velocidad al inclinar la célula solar que estaba directamente frente al Sol a un ángulo que enfrentaba menos directamente la luz solar entrante. Cuando hiciste esto, estabas modelando el cambio que se produce en el ángulo de la luz solar del verano al invierno. El siguiente diagrama muestra por qué los ángulos de la luz solar que caen sobre la superficie de la Tierra en verano e invierno afectan la cantidad de energía transferida a una ubicación en la superficie de la Tierra.

La inclinación de la Tierra y la duración de la luz solar

La segunda razón por la cual la inclinación de la Tierra hace tal diferencia es su efecto sobre la duración del día. El sol sale durante más de 12 horas todos los días durante el verano y durante menos de 12 horas todos los días durante el invierno. Como observaste en la actividad “Cambio de la luz del Sol”, el día más largo del año marca el comienzo del verano y el día más corto del año marca el comienzo del invierno. Las partes de la Tierra inclinadas hacia el Sol tienen días más largos, por lo que hay más tiempo para que la energía del Sol caliente la superficie de la Tierra que cuando esas partes de la Tierra se inclinan alejándose del Sol. El diagrama en la página siguiente muestra cómo la inclinación de la Tierra puede afectar la cantidad de horas de luz en una ubicación determinada.

Si la Tierra no estuviera inclinada, la mayoría de los lugares tendrían muy poca diferencia en la temperatura diaria promedio a lo largo del año, y el Sol saldría durante 12 horas todos los días. Observaste esto en la simulación por computadora cuando estableciste la inclinación de la Tierra en 0 grados.

Si la Tierra tuviera una inclinación mayor, la diferencia en la temperatura y las horas de luz entre el verano y el invierno sería más extrema.

2562 LabAids SEPUP Issues Earth Sci SBFigure: EaSB F 78.03 replaclementMyriadPro 9.5

Verano Invierno

Cuando la luz del sol golpea la superficie de la Tierra en un ángulo más bajo, como en la imagen de la derecha, la energía del Sol está más dispersa.

LA TIERRA EN MOVIMIENTO ACTIVIDAD 9

ESPACIO 47

ANÁLISIS 1. Prepara un diagrama etiquetado que incluya un título para

explicar cómo la inclinación de la Tierra y su órbita alrededor del Sol causan lo siguiente:737475

a. Cambios en el ángulo de la luz solar que golpea la superficie de la Tierra.76

b. Que las estaciones en el hemisferio sur sean opuestas a las estaciones en el hemisferio norte.7778

2. En el hemisferio norte, las cuatro estaciones en un año calendario tienen el siguiente orden: invierno, primavera, verano, otoño. El ciclo estacional comienza a repetirse con el invierno cerca del final del año calendario.

a. ¿En qué orden están las estaciones en el hemisferio sur durante un año calendario?

b. Explica cómo tu respuesta a 2a proporciona evidencia contra la afirmación de que los cambios estacionales se deben a la distancia de la Tierra al Sol.7980

3. La misión Cassini envió una nave espacial a Saturno. Uno de los objetivos de la misión era aprender más sobre los cambios estacionales observados en Saturno. Saturno tiene estaciones a pesar de que su superficie recibe aproximadamente el 1% de la cantidad de luz solar que recibe la superficie de Tierra. ¿Por qué crees que Saturno tiene estaciones?81

4. Reflexión: Revisa tus ideas iniciales sobre las estaciones que registraste en la Hoja para el estudiante 6.1, “Guía de anticipación: La luz solar y las estaciones”. ¿Cómo han cambiado tus ideas sobre la causa de las estaciones desde que comenzó esta unidad? Completa la Hoja para el estudiante 6.1 con tu nueva forma de pensar.828384

73 NGES1A174 NGSPDM175 ELSL08576 NGES1B277 NGPEE1178 SEASMD179 NGCCPA180 NGCCNS381 NGCCCO182 ELRS68283 ELWH68284 SELTAG1

En el verano, el día de la ciudad de Chicago es más largo que su noche porque el hemisferio norte está inclinado hacia el Sol. (Los tamaños y distancias no están a escala).

2562 LabAids SEPUP Issues Earth Sci SBFigure: EaSB F 78.04MyriadPro 9.5

día/noche

eje

Sol

latitud de Chicago

ESPACIO 49

10 Observación de objetos en el espacioi n v e s t i g a c i ó n

Si bien podemos hacer observaciones del Sol y la Luna durante el día, la mayoría de los astrónomos pasan su tiempo observando objetos

en el espacio durante la noche. Un astrónomo es un científico que estudia objetos y eventos más allá de la atmósfera de la Tierra, como el movimiento de estrellas y planetas. La dificultad para comprender estos otros objetos en el espacio es que todo parece ser muy pequeño desde nuestra perspectiva en la Tierra. Debido a esto, los astrónomos e ingenieros han trabajado juntos para crear nuevas tecnologías, como telescopios y naves espaciales, con el fin de ayudarnos a hacer observaciones más detalladas de los objetos espaciales.

En esta actividad, investigarás más los objetos en el espacio, principalmente, los que se encuentran en nuestro Sistema Solar. Un sistema solar está formado por una estrella y todos los objetos que orbitan a su alrededor. Nuestro Sistema Solar, con su estrella, el Sol, y los planetas, asteroides y lunas planetarias que viajan a su alrededor, es solo una pequeña parte de nuestra Galaxia. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, es solo una de miles de millones de galaxias.85

85 NGES1A2

ACTIVIDAD 10 OBSERVACIÓN DE OBJETOS EN EL ESPACIO

50 ESPACIO

PREGUNTA ORIENTADORA ¿Qué tipos de objetos se encuentran en el espacio?


1 juego de 6 cartas de objetos espaciales

PROCEDIMIENTO 1. Cada fotografía en la página siguiente muestra un objeto espacial

visto a través de una cámara desde la Tierra.

2. Examina cuidadosamente cada objeto espacial y piensa en lo que podría ser. Por ejemplo, un objeto espacial podría ser una luna, una estrella, un planeta, una galaxia, un asteroide, un cometa, un satélite artificial u otra cosa.

3. En tu cuaderno de ciencias, describe lo siguiente:

a. Lo que crees que cada objeto podría ser.

b. Un orden de los objetos de menor a mayor.

c. Un orden de los objetos desde los más cercanos a la Tierra hasta los más alejados de la Tierra.

4. Discute tus observaciones e ideas con tu compañero.

5. En tu grupo, túrnense para mirar la imagen en cada una de las Tarjetas de objetos espaciales. Cada uno de los objetos en las Tarjetas de objetos espaciales fue fotografiado por una nave espacial o a través de un poderoso telescopio. No leas el reverso de las tarjetas en este momento.

6. En grupo, hagan coincidir cada tarjeta con uno de los objetos espaciales que se muestran en la página siguiente.

7. Lean las descripciones al dorso de cada Tarjeta de objeto espacial.86

8. Agreguen la información de sus tarjetas a lo que anotaron en el paso 3. Revisen sus listas ordenadas si es necesario.8788

86 NGES1B187 NGSPAD188 NGCCSP2

OBSERVACIÓN DE OBJETOS EN EL ESPACIO ACTIVIDAD 10

ESPACIO 51

1 2

3 4

5 6

ACTIVIDAD 10 OBSERVACIÓN DE OBJETOS EN EL ESPACIO

52 ESPACIO

ANÁLISIS 1. ¿Pudiste identificar alguno de los objetos espaciales antes de ver las

cartas de objetos espaciales? ¿De ser así, cuáles?

2. ¿Ver imágenes más grandes y claras en las tarjetas de objetos espaciales te ayudó a identificar algunos de los objetos espaciales? Explica tu respuesta.

3. ¿Cómo te ayudaron las cartas de objetos espaciales en el paso 8?

4. La astronomía es la ciencia más antigua, que se remonta a decenas de miles de años. Sin embargo, los astrónomos ni siquiera conocían todos los planetas del Sistema Solar hasta el siglo XIX. ¿Por qué crees que sucede esto?89

5. ¿Cuánto más lejos del Sol está el objeto espacial más lejano que el objeto espacial más cercano?9091

Sugerencia: Divide la distancia al objeto más lejano por la distancia al objeto más cercano.

6. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas entre mirar un objeto desde la Tierra y enviar una nave espacial para investigar el objeto?92

EXTENSIÓNEn una noche despejada, sal y busca un lugar desde donde tengas una buena vista del cielo y que esté lo más lejos posible de cualquier luz. Observa detenidamente el cielo nocturno y encuentra cinco objetos brillantes, pero diferentes. Usa la siguiente información para guiar tus observaciones. Registra tus observaciones según las instrucciones de tu maestro. Mira esos mismos objetos en cinco noches diferentes e identifica cómo han cambiado.

89 NGCCCO190 NGSPUM291 MARP6A192 SEASET1

OBSERVACIÓN DE OBJETOS EN EL ESPACIO ACTIVIDAD 10

ESPACIO 53

Estudio de campo del cielo nocturno.

Los objetos que se describen a continuación se pueden ver a simple vista y, por lo general, se pueden ver en una noche oscura y clara, lejos de las luces de la ciudad.

Las EstrEllAs son los objetos más comunes que vemos en el cielo nocturno. La luz de una estrella proviene de tan lejos que parece ser un único punto de luz. Las estrellas parecen “centellear” porque la atmósfera de la Tierra refracta, o redirige, parte de la luz. Algunas estrellas pueden parecer de colores diferentes, como rojo, blanco o azul. Las estrellas parecen moverse juntas por el cielo en la noche.

Puede ser difícil distinguir los plAnEtAs de las estrellas. Si un objeto en el cielo se parece a una estrella pero no parpadea tanto, es probable que sea un planeta. Los planetas pueden verse de diferentes colores. Los planetas se ven como discos cuando se magnifican con binoculares o un telescopio. Aunque son mucho más pequeñas que las estrellas, pueden parecer más grandes porque están mucho más cerca de la Tierra.

La lunA DE lA tiErrA parece el objeto más grande en el cielo nocturno porque es el objeto más cercano a la Tierra. La fase de la luna cambia de noche a noche. Otros planetas tienen lunas, pero son demasiado pequeñas o están demasiado distantes para que podamos verlas sin un telescopio.

Los sAtélitEs se mueven rápido por el cielo nocturno. Muchos satélites se ven solo al amanecer o al atardecer. La mayoría de los satélites tardan unos 90 minutos en orbitar la Tierra.

Los mEtEoros son objetos pequeños y brillantes que surcan el cielo durante unos segundos y parecen dejar un rastro. A los meteoros a menudo se les llama erróneamente “estrellas fugaces”, pero no son estrellas en absoluto. Los meteoros son piezas de roca que están cayendo a través de la atmósfera y, generalmente, se queman antes de que toquen el suelo. A los meteoros que alcanzan la superficie de la Tierra se los llama meteoritos.

Las gAlAxiAs son colecciones de miles de millones de estrellas. Solo se pueden ver algunas galaxias a simple vista porque la mayoría están demasiado lejos. Para saber cómo se ve una galaxia, mira la Galaxia de Andrómeda que se muestra en esta actividad.

ESPACIO 55

11 Dibujo del Sistema Solarm o d e l a d o

Cuando miras el cielo nocturno, la mayoría de los objetos que no son la Luna parecen tener el mismo tamaño. También parece que

podrían estar a la misma distancia de la Tierra. Eso no es así. Aunque las primeras observaciones de los astrónomos dieron a las personas una idea de qué tan grandes son y cuán lejos están los planetas en el Sistema Solar, usaron la invención de los telescopios, satélites y cohetes para realizar mediciones precisas.

En esta actividad, utilizarás una escala (una relación entre el tamaño de un objeto real y el tamaño de un modelo de ese objeto) para convertir las mediciones científicas en un modelo preciso que muestre las distancias entre los planetas de nuestro Sistema Solar y el Sol.

PREGUNTA ORIENTADORA¿Cómo puede un modelo a escala ayudarnos a comprender las distancias entre los objetos en nuestro Sistema Solar?

Un modelo a escala, como este de un edificio, puede ayudar a las personas a visualizar las proporciones de algo que es demasiado grande o demasiado pequeño para estudiarlo directamente.

ACTIVIDAD 11 DIBUJO DEL SISTEMA SOLAR


1 calculadora


1 Hoja para el estudiante 11.1, “El tamaño del sistema solar”

1 Hoja para el estudiante 11.2, “Los tamaños de los planetas”

1 Hoja para el estudiante 11.3, “Distancias a escala del Sol a los planetas”

1 regla

PROCEDIMIENTO Usa la Hoja para el estudiante 11.1, “El tamaño del sistema solar”, y la Hoja para el estudiante 11.2, “Los tamaños de los planetas”, para prepararte para esta actividad y la siguiente.

Parte A: Distancias en el Sistema Solar

1. Usando los datos de la tabla “Distancia de los planetas desde el Sol” a continuación y una escala de 1 centímetro (cm) = 200,000,000 km, calcula las distancias relativas de los planetas desde el Sol.93

Sugerencia: Para calcular la distancia en centímetros, deberás dividir la distancia entre un planeta y el Sol en kilómetros por la escala.94

Distancia de los planetas al Sol.

PLANETADISTANCIA APROXIMADA DESDE EL SOL (km)

Mercurio 58,000,000

Venus 108,000,000

Tierra 150,000,000

Marte 227,000,000

Júpiter 778,000,000

Saturno 1,429,000,000

Urano 2,869,000,000

Neptuno 4,505,000,000

2. Registra los resultados de tus cálculos en la tabla de la Hoja para el estudiante 11.3, “Distancias a escala del Sol a los planetas”. Redondea tus respuestas al 0.1 cm más cercano.

3. Usando los valores que acabas de calcular, dibuja un modelo a escala de las distancias en la Hoja para el estudiante 11.3.

a. Mide desde el centro del Sol y dibuja una X en la línea donde se ubica cada planeta.

b. Registra el nombre de cada planeta al lado de su ubicación en la línea.959697

93 NGSPAD194 NGCCSP295 NGES1B196 NGSPDM197 NGCCSP2

56 ESPACIO

DIBUJO DEL SISTEMA SOLAR ACTIVIDAD 11

ESPACIO 57

Parte B: Diámetros de los planetas en el Sistema Solar

4. Mire los diámetros de los planetas que se muestran en la tabla “Diámetros de los planetas” a continuación.

Diámetros de los planetas

PLANETA DIÁMETRO APROXIMADO (km)

Mercurio 5,000

Venus 12,000

Tierra 13,000

Marte 7,000

Júpiter 143,000

Saturno 120,500

Urano 51,000

Neptuno 49,500

5. En tu grupo, analiza si la misma escala utilizada en la Parte A se puede usar para crear un dibujo a escala del diámetro de cada planeta.9899

Sugerencia: Para calcular el diámetro en centímetros, deberá dividir el diámetro de un planeta en kilómetros por la escala en kilómetros (1 cm = 200,000,000 km). Redondea tus respuestas al 0.1 cm más cercano.

6. Con tu grupo, discute si la siguiente imagen del Sistema Solar tiene la escala correcta. Usa la respuesta de tu grupo del paso 5 para brindar información sobre tu discusión. Anota tus ideas en tu cuaderno de ciencias.

98 MARP6A199 MAMP681

ACTIVIDAD 11 DIBUJO DEL SISTEMA SOLAR

58 ESPACIO

ANÁLISIS 1. Los astrónomos a menudo miden distancias en el Sistema Solar

utilizando una unidad llamada unidad astronómica (ua). 1 ua son aproximadamente 150,000,000 km, o la distancia promedio entre la Tierra y el Sol.

a. ¿Por qué crees que la unidad astronómica se usa para medir distancias en el Sistema Solar?

b. ¿Por qué crees que la unidad astronómica no se usa para medir distancias en la Tierra?

2. Los científicos usan modelos a escala para estudiar sistemas que son realmente grandes o realmente pequeños.

a. ¿Cómo te ayudó el modelo a escala que dibujaste a comprender mejor las distancias en el Sistema Solar?

b. ¿Cuáles son los desafíos de crear un modelo a escala del Sistema Solar que muestre el tamaño y la distancia del planeta?100

3. Reflexión: Ahora que has observado las distancias entre los planetas, ¿por qué crees que es tan difícil viajar a otros lugares en nuestro Sistema Solar?

100 NGCCSP2

ESPACIO 59

12 ¿Qué tan grandes son los planetas?p r o y e c t o

En la actividad anterior, dibujaste un modelo a escala de las distancias entre el Sol y los planetas en nuestro Sistema Solar.

En el mismo modelo, el tamaño a escala de la Tierra sería demasiado pequeño para verlo. Necesitamos usar una escala diferente al comparar los tamaños de los diferentes planetas en nuestro Sistema Solar.

PREGUNTA ORIENTADORA ¿Cómo puedes hacer un modelo a escala que muestre los tamaños de todos los planetas?

Los modelos a escala se pueden hacer utilizando objetos que se encuentran en el hogar.

ACTIVIDAD 12 ¿QUÉ TAN GRANDES SON LOS PLANETAS?

60 ESPACIO

MATERIALES Para cada grupo de cuatro estudiantes 9 o 10 objetos esféricos de diferentes tamaños

1 varilla métrica

1 calculadora

1 conjunto de lápices de colores


1 brújula

1 Hoja para el estudiante 11.2, “Los tamaños de los planetas” (completado)

1 Hoja para el estudiante 12.1, “Tamaños a escala de los planetas”

PROCEDIMIENTO Parte A: Determinación de una escala

1. En tu cuaderno de ciencias, copia la tabla “Diámetros de los planetas” que se muestra a continuación.

Diámetros de los planetas

PlanetaDiámetro aproximado (km)

Diámetro a escala (cm)

Diámetro del objeto modelo (cm)

Porcentaje de error calculado

Mercurio 5,000

Venus 12,000

Tierra 13,000

Marte 7,000

Júpiter 143,000

Saturno 120,500

Urano 51,000

Neptuno 49,500

2. Con tu grupo, decide una escala para el diámetro de los planetas. Utilizarás esta escala para encontrar objetos que representan el tamaño de los planetas en el modelo. Completa los pasos 2a a 2e para hacer la escala.101

a. Decide cuántos kilómetros representará un solo centímetro. Esta es la escala.

b. Convierte los diámetros de los planetas más pequeños y más grandes usando la escala.

Sugerencia: Divide el diámetro en kilómetros por la escala en kilómetros para obtener el diámetro en centímetros. (¿A cuántos kilómetros equivaldrá 1 cm en tu escala?)

101 NGCCSP2

¿QUÉ TAN GRANDES SON LOS PLANETAS? ACTIVIDAD 12

ESPACIO 61

c. Si alguno de los diámetros a escala es demasiado grande o demasiado pequeño para los objetos esféricos ordinarios a los que tienes acceso, intenta crear otra escala.

d. Repite los paso 2a a 2c hasta que el grupo acepte que la escala para el tamaño de los planetas más pequeños y más grandes es razonable.102

e. Registra la escala en tu cuaderno de ciencias.

3. Usando la escala que hiciste y los datos de la tabla, calcula los diámetros a escala de todos los planetas. Registra esto en tu tabla.103

Parte B: Hacer el modelo

4. Con tu grupo, usa tu trabajo de la Parte A para crear modelos precisos de los planetas utilizando objetos redondos que encuentres en el hogar y la escuela. Reúne objetos con diámetros que sean similares a los diámetros a escala que anotaste en el paso 3.104105

5. Mide los diámetros reales de los objetos y anótalos en tu tabla.

6. Usa la siguiente ecuación para determinar el porcentaje de error entre el diámetro medido de cada planeta modelo y el diámetro a escala de los planetas. Este porcentaje te ayudará a determinar qué tan precisa es tu escala para representar el diámetro real de los planetas. Un porcentaje más cercano a cero es más preciso.

% error = (diámetro a escala - diámetro del objeto modelo)

—————————————————————— x 100%

diámetro a escala

7. Con tu grupo, prepara una presentación de tu modelo. Asegúrate de que tu presentación explique lo siguiente:

• la escala que usaste

• qué objeto modela qué planeta

• cualquier inexactitud en tu modelo106107

102 NGSPAD1103 NGCCSP2104 NGSPDM1105 MARP6A1106 SEASCM1107 ELSL084

ACTIVIDAD 12 ¿QUÉ TAN GRANDES SON LOS PLANETAS?

62 ESPACIO

ANÁLISIS 1. ¿Qué planeta de tu modelo es el más preciso para tu escala?

¿Qué planeta es el menos preciso? Explica tu razonamiento.

2. El diámetro del Sol es de unos 1,390,000 km.

a. Convierte el diámetro del Sol a la escala de tu modelo.

b. ¿Hay algún objeto que pueda usarse en su modelo para representar el Sol? Da un ejemplo o explica por qué no.

3. Completa la Hoja para el estudiante 12.1, “Tamaños a escala de los planetas”, usando un lápiz de diferente color para cada planeta.

a. Encuentra una escala que le permita dibujar con precisión los planetas más pequeños y más grandes en el papel.

b. Anota la escala en la Hoja para el estudiante 12.1.

c. Convierte todos los diámetros de los planetas a escala. Anótalos en la tabla.

d. Usa un compás para dibujar los planetas a escala como círculos dentro de círculos con el Punto C como centro de todos los planetas. Para dibujar cada planeta, ajusta el compás a la mitad del diámetro a escala del planeta.

e. Etiqueta cada planeta con su nombre.108

4. Mercurio, Venus, la Tierra y Marte son planetas rocosos. Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno son planetas gaseosos. Mirando la Hoja para el estudiante 12.1, ¿qué similitudes y diferencias observas entre los dos tipos de planetas?109110

5. Reflexión: ¿Cómo cambió tu comprensión de los tamaños relativos de los planetas a medida que completabas esta actividad? Consulta tus dibujos en la Hoja para el estudiante 11.2, “Los tamaños de los planetas” y en la Hoja para el estudiante 12.1.111

EXTENSIÓN Con tu clase, hagan un modelo físico del Sistema Solar que muestre tanto las distancias del Sol a los planetas como los tamaños de los planetas.

108 NGES1B1109 SEASAD1110 NGSPAD1111 ELWH682

ESPACIO 63

13 Identificación de los planetasi n v e s t i g a c i ó n

De actividades anteriores, sabes que hay grandes distancias entre los planetas de nuestro Sistema Solar. Usando solo telescopios y

matemáticas, los astrónomos han descubierto a qué distancia están de la Tierra a estos diferentes objetos espaciales. Las mediciones han sido tan precisas que los científicos las han utilizado para enviar con éxito naves espaciales a cada uno de los planetas de nuestro Sistema Solar con el fin de recopilar datos para la investigación. Estas misiones espaciales a otros planetas nos han permitido hacer observaciones más detalladas que nunca.112

En esta actividad, analizarás e interpretarás los datos recibidos de varias naves espaciales diferentes que viajan por nuestro Sistema Solar. El objetivo de tu análisis es averiguar qué planeta está observando cada nave espacial.

PREGUNTA ORIENTADORA¿Qué características hacen que cada planeta en nuestro Sistema Solar sea único?

112 NGCCCO1

Esta es una imagen de la Voyager 1. Esta nave espacial tomó el primer retrato del Sistema Solar. ¡El retrato fue tomado a una distancia de más de 6 mil millones de kilómetros (4 mil millones de millas) de la Tierra!

ACTIVIDAD 13 IDENTIFICACIÓN DE PLANETAS

64 ESPACIO


1 calculadora


1 Hoja para el estudiante 13.1, “Información del planeta”

PROCEDIMIENTO 1. Lee las siguientes cuatro transmisiones de información de las

diferentes naves espaciales.

2. Elige una de las transmisiones y compara cuidadosamente las descripciones que contiene con la información provista en la Hoja para el estudiante 13.1, “Información del planeta”.

Sugerencia: Puede ser útil agregar marcas en la Hoja para el estudiante 13.1 a cualquier planeta que cumpla con la descripción de la transmisión.

3. Con tu compañero, decide desde qué planeta se envió la transmisión.

4. En tu cuaderno de ciencias:113

• Registra el nombre de la nave espacial que envió la transmisión y el nombre del planeta que estaba visitando.

• Enumera la evidencia de la transmisión que te ayudó a decidir de qué planeta provino la transmisión.

5. Repite los pasos 2 a 4 para las otras tres transmisiones.

113 NGSPAD1Transmisión desde el Mariner 2

La masa de este planeta es muy similar a la masa de la Tierra. Se requieren más de 7 meses terrestres para que este planeta complete una órbita alrededor del Sol. La temperatura promedio aquí es mucho más alta que la temperatura promedio de la Tierra.

Los científicos midieron la temperatura de la atmósfera de este planeta por primera vez durante la misión Mariner 2.

CAMBIO CLIMÁTICO ACTIVIDAD 1

ESPACIO 65

IDENTIFICACIÓN DE PLANETAS ACTIVIDAD 13

ESPACIO 65

Transmisión desde la Voyager 2

El diámetro de este planeta es aproximadamente cuatro veces más grande que el diámetro de la Tierra, le toma más de 50 años terrestres orbitar el Sol. La temperatura de este planeta es mucho más baja que la temperatura promedio de la Tierra. Lo orbitan más de 20 lunas y tiene anillos.

La nave espacial Voyager 2 fue la primera en visitarlo. Mientras estaba allí, descubrió 10 lunas nuevas.

Transmisión desde el MESSENGER

Solo hay dos planetas que alguna vez se acercaron más a la Tierra que este. Si bien la temperatura de su superficie es caliente, no es el planeta más caliente del Sistema Solar. Este planeta no tiene anillos.

La misión MESSENGER descubrió agua congelada en el polo norte del planeta.

ACTIVIDAD 13 IDENTIFICACIÓN DE PLANETAS

66 ESPACIO

ANÁLISIS 1. Escribe una transmisión de un planeta en nuestro Sistema Solar que

no sea la que ya se usó en esta actividad. En tu transmisión, describe varias características que ayuden a otra persona a identificar el planeta.

2. Mira la siguiente tabla de “Propiedades de Plutón”. Contiene datos relacionados con el planeta enano Plutón. Analiza los datos comparando Plutón con los planetas en la Hoja para el estudiante 13.1 y luego responde las siguientes preguntas:

a. ¿Cuáles son las similitudes y diferencias entre Plutón y los planetas rocosos del Sistema Solar?

b. ¿Cuáles son las similitudes y diferencias entre Plutón y los planetas gaseosos del Sistema Solar?

c. Calcula los tamaños a escala de Plutón, la Tierra y Júpiter utilizando una escala de 2,374 km = 1 cm.

d. Mira tus respuestas para 2a a 2c. ¿Por qué crees que Plutón no se considera un planeta?114115116117118119120

114 SEASAD1115 NGPEE13116 NGES1B1117 NGCCSP2118 NGSPAD1119 MARP6A3120 MAMP682

Transmisión desde Juno

Este planeta gaseoso tiene anillos y es más frío que Marte pero más cálido que Urano. Su diámetro es aproximadamente tres veces más grande que el diámetro de Neptuno. Este planeta también tiene muchas lunas.

En un vuelo cercano de este planeta, la nave espacial Juno descubrió que hay enormes tormentas ciclónicas en la atmósfera en los polos. ¡Algunas tienen 1,400 km de ancho!

IDENTIFICACIÓN DE PLANETAS ACTIVIDAD 13

ESPACIO 67

PROPIEDADES DE PLUTÓN

Distancia desde el Sol (ua) 39.5

Masa (1024 kg) 0.0013

Tiempo para completar una órbita (años) 248

Diámetro (km) 2,374

Temperatura promedio (°C) –229

Numero de lunas 5

Tiene anillos Tal vez

Composición Roca y hielo

3. Reflexión: La superficie de Marte tiene un terreno muy rocoso y desigual. Al diseñar los rovers para la exploración a Marte, los científicos e ingenieros de la NASA crearon una gran área de prueba con roca, suelo y arena que coincidía con las imágenes de la superficie de Marte. Los ingenieros que trabajan en esta misión utilizaron el área para probar sus diseños para los sistemas de ruedas de los rovers. Solo se esperaba que los rovers recorrieran y recolectaran datos sobre el planeta durante unos 90 días. ¡Pero ambos permanecieron operativos durante varios años e hicieron un recorrido mucho mayor que el esperado! ¿Cómo crees que el trabajo de los ingenieros apoyó los objetivos científicos de esta misión?121

121 NGCCCO1

ESPACIO 69

14 Fuerza de gravedadi n v e s t i g a c i ó n

Las misiones espaciales nos han permitido aprender mucho sobre nuestro Sistema Solar. Cada misión tiene muchos desafíos que

superar para tener éxito. Un gran desafío para cada misión espacial es lidiar con la gravedad. La gravedad es un fenómeno natural que hace que los objetos se atraigan unos a otros. La fuerza de gravedad es la cantidad de atracción gravitacional entre dos objetos. Las naves espaciales deben superar la fuerza de gravedad entre ellas y la Tierra para poder lanzarse al espacio. Mucho antes de que la primera nave espacial se lanzara a la órbita, Sir Isaac Newton descubrió que la fuerza de gravedad entre dos objetos depende de la distancia entre los objetos y la masa de cada objeto. La masa es la medida de la cantidad de materia, o cosas, en un objeto.122

En esta actividad, analizarás los datos de la fuerza de gravedad recopilados de los anillos de Saturno para comprender mejor cómo se relaciona la fuerza de la gravedad con la masa de los objetos y la distancia entre ellos.

PREGUNTA ORIENTADORA¿Qué determina la cantidad de fuerza de gravedad entre objetos?

122 NGCCNS3

Aunque parecen sólidos desde la Tierra, los anillos de Saturno en realidad están formados por una gran cantidad de pequeños objetos que orbitan a Saturno debido a la gravedad.

ACTIVIDAD 14 FUERZA DE GRAVEDAD

70 ESPACIO


1 hoja de papel cuadriculado

1 regla

PROCEDIMIENTO Parte A: Fuerza de gravedad sobre diferentes masas

1. La tabla “Datos de la masa y la fuerza de gravedad” muestra la fuerza de gravedad entre Saturno y algunos objetos en los anillos de Saturno. Todos los objetos están a la misma distancia (180,000 km) del centro de Saturno.

Datos sobre la fuerza de gravedad y la masa.

MASA DEL ANILLO (kg)

FUERZA DE GRAVEDAD ENTRE SATURNO Y EL ANILLO (EN 10,000 N)

2 23

3 35

4 47

5 58

6 70

7 82

8 93

9 105

2. Usa los datos de la tabla para hacer un gráfico de la relación entre la masa del anillo en kilogramos (kg) y la fuerza de gravedad en newtons (N). Denomina tu gráfico “La fuerza de gravedad en comparación con la masa”.

Nota: Coloca los datos de la masa en el eje horizontal y los datos de la fuerza de gravedad en el eje vertical.

3. Mira tu gráfico y anota en tu cuaderno de ciencias cualquier relación que adviertas.

Parte B: Fuerza de gravedad en diferentes distancias

4. La tabla “Datos de la distancia y la fuerza de gravedad” muestra la fuerza de gravedad entre Saturno y algunos anillos que se encuentran a diferentes distancias del planeta. Todos los satélites en esta tabla tienen una masa de 1 kg.

FUERZA DE GRAVEDAD ACTIVIDAD 14

ESPACIO 71

Datos sobre la fuerza de gravedad y la distancia.

DISTANCIA DEL ANILLO DESDE EL CENTRO DE SATURNO (EN 1,000 km)

FUERZA DE GRAVEDAD ENTRE SATURNO Y EL ANILLO (EN 10,000 N)

100 38

120 26

130 22

150 17

180 12

200 9

220 8

250 6

280 5

5. Usa los datos de la tabla para hacer un gráfico de la relación entre la distancia y la fuerza de gravedad. Denomina tu gráfico “La fuerza de gravedad en comparación con la distancia”.

Nota: Coloca los datos para la distancia en el eje horizontal y los datos para la fuerza de gravedad en el eje vertical.

6. Mira tu gráfico y anota en tu cuaderno de ciencias cualquier relación que adviertas.

ANÁLISIS 1. Compara tus dos gráficos. Identifica y explica:123124

a. cualquier similitud;

b. cualquier diferencia.

2. Mira las fotos de las dos lunas a continuación. Sus diámetros son los mismos, pero el Planeta B tiene el doble de masa que el Planeta A. ¿Cuál esperarías que tuviera una mayor atracción gravitacional en su superficie? Explica tu respuesta.

123 NGSPAD1124 MASP6B5

2562 LabAids SEPUP Issues Earth Sci SBFigure: EaSB G 95.02LegacySansMedium 10/11.5

Planeta A Planeta B

A

ACTIVIDAD 14 FUERZA DE GRAVEDAD

72 ESPACIO

3. Observa la siguiente la imagen de un astronauta a dos distancias diferentes de un planeta. ¿En qué posición, A o B, habría una atracción gravitacional más fuerte entre el astronauta y el planeta? Explica tu respuesta.

4. Tu amigo te dice que, si duplicas la distancia entre una nave espacial y la Tierra, la fuerza de gravedad es la mitad de fuerte. ¿Crees que es correcto? Cita evidencia de esta actividad para respaldar tu postura.125126

5. Júpiter está 5.2 veces más lejos del Sol que la Tierra, pero la fuerza de gravedad entre Júpiter y el Sol es más fuerte que la fuerza de gravedad entre la Tierra y el Sol. ¿Cómo es posible?127128

125 SEASAD1126 NGCCPA1127 NGES1B1128 MARP6A3


A

B

ESPACIO 73

15 Los efectos de la gravedadl e c t u r a

Experimentamos los efectos de la gravedad todos los días. En la Tierra, sentimos la atracción de la gravedad cada vez que

intentamos saltar o levantar las manos. De actividades anteriores, sabes que la Luna orbita la Tierra. Esto se debe a la fuerza de gravedad entre la Tierra y la Luna. La gravedad también es responsable de las órbitas de los planetas y asteroides en nuestro Sistema Solar.

Los astrónomos han observado que la estrella de la Tierra, el Sol, orbita alrededor del centro de la Vía Láctea, al igual que todas las demás estrellas de nuestra Galaxia. Una galaxia es una colección de estrellas, y sus sistemas solares, que están vinculados gravitacionalmente entre sí. Cada uno de estos fenómenos observables se puede explicar y describir por gravedad.129

129 NGES1A2

La atracción de la gravedad entre este astronauta y la Tierra mantiene al astronauta en órbita.

ACTIVIDAD 15 LOS EFECTOS DE LA GRAVEDAD

74 ESPACIO

PREGUNTA ORIENTADORA ¿Cómo afecta la gravedad a los movimientos de los objetos en el espacio?

PROCEDIMIENTO 1. Sigue las instrucciones de tu maestro sobre cómo usar las preguntas

de “Detente a pensar”.

2. Lee el texto que aparece debajo.

LECTURA Dirección de la gravedad

En tu vida cotidiana, estás familiarizado con la fuerza de gravedad que empuja las cosas hacia el suelo. Cuando tienes una pelota en la mano y la sueltas, esta cae al suelo. ¿Pero en qué dirección va la pelota? Mucha gente dice que la pelota cae hacia “abajo”. Mira el diagrama a la derecha, que muestra a las personas de pie sobre la superficie de la Tierra. “Abajo” es una dirección diferente en diferentes lugares de la superficie, pero “abajo” es siempre la dirección hacia el centro de la Tierra. La gravedad siempre tira del centro de dos objetos uno hacia el otro.

DETENTE A PENSAR 1130

Argentina y Japón están exactamente en lados opuestos de la Tierra. ¿“Abajo” en Japón es la misma dirección que “abajo” en Argentina? Explica tu respuesta.

Fuerza de la gravedad: masa y distancia

Como aprendiste en una actividad anterior, la fuerza de gravedad entre dos objetos depende de la distancia entre los objetos y la masa de cada objeto.

Todos los objetos, independientemente de su masa, ejercen una fuerza gravitatoria sobre todos los demás objetos. Cuanta más masa posea un objeto, más fuerte será su atracción gravitacional. Dado que la Tierra es el objeto más cercano y más masivo cerca de nosotros, su fuerza de gravedad sobre nosotros es la única gravedad que solemos notar. La Luna es el siguiente objeto espacial más cercano, pero es menos masivo. No notamos la fuerza de gravedad entre la Luna y nosotros. Sin embargo, sí observamos mareas altas y bajas en la Tierra, que son causadas por la fuerza de gravedad entre la Luna y el agua en los océanos de la Tierra.

130 SELTST1


Sun

LOS EFECTOS DE LA GRAVEDAD ACTIVIDAD 15

ESPACIO 75

Puedes pensar que la gravedad solo atrae objetos menos masivos hacia objetos más masivos. Pero la verdad es que ambos objetos se juntan por igual. Por ejemplo, cuando se lanza una pelota al aire, la gravedad de la Tierra la atrae hacia la Tierra. La gravedad de la pelota también está tirando de la Tierra hacia la pelota. La razón por la que no observamos que la Tierra se mueva es porque la fuerza de gravedad entre la pelota y la Tierra no es lo suficientemente fuerte como para mover notablemente la Tierra. Es lo suficientemente fuerte como para mover la pelota de manera notable.


Cuando los astronautas que están acostumbrados a la gravedad en la Tierra visitan la Luna, pueden saltar mucho más alto en la superficie de la Luna. ¿Por qué?

Aunque la fuerza de gravedad entre dos objetos disminuye a medida que se alejan entre sí, esa fuerza de gravedad nunca desaparece por completo. Siempre hay una fuerza de gravedad entre dos objetos, sin importar lo alejados que estén. El largo alcance de la gravedad es importante cuando estás pensando en qué tan lejos están los objetos en un sistema solar y dentro de una galaxia.


Fuera de nuestro Sistema Solar, ¿hay alguna atracción gravitatoria del Sol?

131 SELTST1132 SELTST1

En esta imagen de televisión de un aterrizaje lunar, este astronauta saltó a lo alto mientras saludaba la bandera.


76 ESPACIO

Gravedad y objetos en órbita

Si la gravedad de la Tierra arrastra todo hacia su centro, ¿por qué los satélites e incluso la Luna no se estrellan contra la Tierra? Por extraño que parezca, la gravedad ayuda a los satélites y la a Luna a permanecer en órbita alrededor de la Tierra.

Imagina lanzar una pelota lo más rápido que puedas. Podría recorrer 30 m antes de tocar el suelo. La pelota se curva hacia abajo mientras viaja porque la fuerza de la gravedad la empuja hacia abajo. Ahora, imagina que tienes un cañón en la parte superior de una torre alta, como se muestra en el siguiente diagrama. Tu bala de cañón puede recorrer una distancia considerable antes de que toque el suelo (Camino A). Ahora, imagina que tienes un cañón que puede disparar una bala de cañón más rápido. Viajaría mucho más lejos antes de caer al suelo (Camino B). Si pudiera seguir disparando balas de cañón a velocidades cada vez más altas, eventualmente, una iría lo suficientemente rápido como para “caer” alrededor de la Tierra pero nunca golpear el suelo (Camino C). Un objeto en órbita está siendo atraído por la gravedad, pero va tan rápido que en realidad nunca toca el suelo.

A través de una distancia muy larga, la gravedad atrajo a estas dos galaxias una hacia la otra.


A

DC

B

A Y B: Velocidad demasiado lenta, la bala de cañón vuelve a caer a la Tierra.

C: Velocidad correcta, la bala de cañón permanece en órbita alrededor de la Tierra.

D: Velocidad demasiado rápida, la bala de cañón va más allá de la órbita y no regresa.


ESPACIO 77

Si un satélite, o incluso la Luna, no se moviera lo suficientemente rápido, comenzaría a girar en espiral hacia la Tierra debido a la fuerza de gravedad entre este y la Tierra.

Así como la Luna está cayendo alrededor de la Tierra, la Tierra está cayendo alrededor del Sol. A esto nos referimos cuando decimos que la gravedad mantiene los objetos en órbita. Sin la gravedad, no habría ninguna razón para que la Tierra orbite ningún objeto. La Tierra no se movería en absoluto o, simplemente, se movería por el espacio a lo largo de un camino recto hasta que golpeara a otro objeto.

Cada objeto en nuestro Sistema Solar orbita el objeto espacial que tiene la mayor fuerza de gravedad sobre él. Entonces, si bien la Tierra a veces está más cerca de Venus que del Sol, el Sol es mucho más masivo que Venus. Por lo tanto, la fuerza de gravedad entre el Sol y la Tierra es mayor que la fuerza de gravedad entre Venus y la Tierra. Esto hace que la Tierra orbite el Sol en lugar de Venus.


a. ¿Qué pasaría si un satélite en órbita terrestre comenzara a desacelerarse?

b. ¿Existiría nuestro sistema solar si la gravedad no existiera? Explica tu respuesta.

133 SELTST1

Un satélite que orbita la Tierra.


78 ESPACIO

Formación del sistema solar

Hemos observado que los movimientos de objetos espaciales dentro de nuestro Sistema Solar ocurren en patrones consistentes y predecibles. Podrías pensar que el Sistema Solar ha sido así siempre. Pero hubo un momento en que nuestro Sistema Solar ni siquiera existía. Antes de que hubiera planetas, lunas, asteroides, cometas o el Sol, había una enorme nube de gas y polvo. En algún momento, hace unos 5 mil millones de años, la gravedad hizo que dos lados opuestos de esta nube de gas y polvo se unieran para formar un gran disco giratorio de gas y polvo. Casi toda la masa (99.8%) en este disco fue arrastrada por la gravedad hacia el centro para formar el Sol. El otro 0.2% del gas y el polvo que quedó en el disco comenzó a formar planetas, lunas, asteroides y cometas.

Los asteroides y los cometas son pequeños en masa y están lo suficientemente lejos de otros objetos espaciales que la gravedad nunca hizo que se convirtieran en parte de planetas o lunas. Son casi exactamente los mismos que eran cuando se formó el Sistema Solar. Es por esto que los astrónomos estudian los asteroides y los cometas para aprender más sobre la historia de nuestro Sistema Solar.134

Las órbitas de cada uno de los planetas son el resultado del estado inicial del Sistema Solar primitivo y las fuerzas gravitacionales entre los planetas y el Sol. Esta es la razón por la que los ocho planetas de nuestro Sistema Solar giran alrededor del Sol en la misma dirección.

134 NGES1B3

Dibujo de un artista del polvo y el gas que rodea un sistema solar recién formado.


ESPACIO 79

El disco de gas y polvo giraba en esta misma dirección cuando se formó por primera vez el Sistema Solar. Otras propiedades planetarias, como la inclinación, se deben en parte a las colisiones entre objetos cuando el Sistema Solar aún era joven.135136


¿Por qué los astrónomos podrían querer usar naves espaciales para estudiar los asteroides?

ANÁLISIS 1. Tu amigo te dice que no hay gravedad en el espacio. De acuerdo

con lo que leíste, ¿estás de acuerdo o en desacuerdo? Explica tu respuesta.138139

2. El Telescopio espacial Hubble que aparece en la portada de este libro tuvo que ser reparado varias veces durante su misión. Después de cada servicio de mantenimiento, los astronautas empujaban el Telescopio espacial Hubble un poco más lejos de la Tierra.

a. ¿Qué cambiaba en relación de la fuerza de gravedad entre la Tierra y el Telescopio espacial Hubble después de la misión de mantenimiento?

b. La órbita del Telescopio espacial Hubble está diseñada para que, eventualmente, el telescopio caiga en la atmósfera de la Tierra y se queme. ¿Por qué crees que las misiones de mantenimiento alejaron la nave de la Tierra?

3. Haz un dibujo de cómo crees que se veía el Sistema Solar cuando se estaba formando. Explica cómo la gravedad fue responsable de lo que se muestra en tu foto.140141142

135 NGES1B1136 NGCCNS3137 SELTST1138 ELRS681139 ELWH682140 NGCCSM2141 NGSPDM1142 SEASMD1

ESPACIO 81

16 Modelado de la gravedads i m u l a c i ó n p o r c o m p u ta d o r a

El movimiento de un objeto en el espacio está determinado por las fuerzas gravitacionales entre ese objeto y los otros objetos en el

espacio. Usando modelos, podemos investigar cómo las masas de los objetos y las distancias entre ellos afectan los movimientos de esos objetos. A partir de estos modelos, podemos aprender cuán masivos deben ser los diferentes objetos en nuestro Sistema Solar para que nuestro Sistema Solar actúe como lo hace. Este conocimiento puede ayudarnos a comprender los movimientos de las galaxias y dentro de ellas en nuestro universo.143144145

PREGUNTA ORIENTADORA ¿Cómo pueden los modelos ayudarnos a comprender el papel de la gravedad en el movimiento de los objetos espaciales?

143 NGES1A2144 NGCCSM2145 NGCCNS3

Esta foto de un grupo de galaxias fue tomada por una cámara a bordo del Telescopio espacial Hubble de la NASA.

ACTIVIDAD 16 MODELADO DE LA GRAVEDAD

82 ESPACIO



1 Hoja para el estudiante 13.1, “Información del planeta”


1 Hoja para el estudiante 16.1, “Modelado de la gravedad galáctica”

PROCEDIMIENTO Parte A: La masa de nuestro Sol

1. Abre la simulación de Modelado de la gravedad en tu computadora.

2. Tu maestro te asignará a ti y a tu compañero uno de los planetas de nuestro Sistema Solar.

3. Encuentra el planeta que te asignaron en la Hoja para el estudiante 13.1, “Información del planeta”. Identifica la distancia en unidades astronómicas a la que se encuentra el planeta que te asignaron con respecto al Sol y cuánto tiempo (en años) le tomará al planeta que te asignaron completar una órbita alrededor del Sol.

4. En la pantalla de la computadora, selecciona el planeta que te asignaron.

5. En la esquina superior izquierda de la simulación está la distancia simulada entre el planeta que te asignaron y el Sol. Arrastra el planeta que te asignaron hasta que esta distancia simulada coincida con la distancia real entre el planeta y el Sol en la Hoja para el estudiante 13.1.

6. Usa el control deslizante para cambiar la masa del Sol y observa que en esta simulación, la masa del Sol cambia sin cambiar la distancia establecida en el paso 5. Presiona “Ejecutar simulación” y observa cuánto tiempo le toma al planeta que te asignaron completar una órbita.146147

7. Presiona “Detener simulación” y repite el paso 6 hasta que el tiempo que le tome al planeta que te asignaron para completar una órbita sea el mismo que el que se encuentra en la Hoja para el estudiante 13.1.

Sugerencia: Si necesitas que tu planeta orbite más rápido, aumenta la fuerza de gravedad entre el Sol y tu planeta.

8. Anota la masa del Sol del paso 7 en tu cuaderno de ciencias. Discute con tu compañero lo que piensas que otros grupos midieron para la masa del Sol, incluso si tuvieran un planeta diferente.

146 MARP6A3147 MAMP682

MODELADO DE LA GRAVEDAD ACTIVIDAD 16

ESPACIO 83

9. Comparte tu resultado del paso 8 con un par al que se le asignó un planeta diferente, y responde el ítem 1 del Análisis.148149

Parte B: Gravedad galáctica

10. Lee la siguiente información sobre las fuerzas gravitacionales que determinan los movimientos de los objetos dentro de las galaxias.150

ANÁLISIS 1. ¿Cuántas veces más masivo es el Sol que Júpiter? Usa los datos de esta

actividad y la Hoja para el estudiante 13.1 para completar tu cálculo.

2. Sigue las instrucciones en la Hoja para el estudiante 16.1, “Modelado de la gravedad galáctica” para modelar una porción de una galaxia. Ten en cuenta que las galaxias suelen tener miles de millones de estrellas, pero este modelo solo observa tres estrellas dentro de una galaxia.

148 NGES1B1149 NGES1A1150 NGCCSM2

A fines de la década de 1900, una astrónoma llamado Vera Rubin estudiaba los movimientos de las estrellas en la Galaxia de Andrómeda. Creó un modelo matemático basado en la gravedad para predecir qué tan rápido deberían estar orbitando los objetos en el centro de la galaxia. Luego, observó qué tan rápido estaban orbitando los objetos. ¡Sus datos mostraron que las predicciones de su modelo estaban muy alejadas de la realidad! Dado que la gravedad se debe a la distancia y la masa, sus mediciones de masa o de distancia fueron incorrectas. Descubrió que debe haber una masa en la galaxia que no se puede ver. Los astrónomos llaman a esta fuente de masa materia oscura. Cuando la Dra. Rubin agregó materia oscura a su modelo, sus nuevas predicciones coincidieron con sus observaciones. Su modelo ahora explicaba el movimiento de las estrellas alrededor del centro de la galaxia de Andrómeda.

Gracias al descubrimiento de la Dra. Rubin, otros astrónomos han descubierto que todas las galaxias tienen materia oscura, ¡incluso la nuestra! Las fuerzas gravitacionales de la materia normal y la materia oscura en la Vía Láctea hacen que nuestro Sistema Solar orbite alrededor del centro de nuestra Galaxia.

ACTIVIDAD 16 MODELADO DE LA GRAVEDAD

84 ESPACIO

3. Piensa todo lo que necesitas saber para completar la Hoja para el estudiante 16.1.

a. Describe el papel de la gravedad en la determinación de lo siguiente:

• Órbitas de las estrellas

• Órbitas de los planetas alrededor de la Estrella A

• Órbita de la única luna que incluiste en tu modelo

b. ¿Los planetas que orbitan la Estrella A orbitan en la misma dirección? Explica tu respuesta.

Sugerencia: Asegúrate de que tu respuesta mencione la formación del sistema solar.151152153154155

4. ¿Sería posible crear un modelo a escala de una galaxia y un sistema solar en una hoja de papel?156157

Sugerencia: Un sistema solar típico es de aproximadamente 100 ua desde su centro hasta su borde, y la distancia promedio entre las estrellas en una galaxia es de 250,000 ua.

151 NGSPDM1152 NGCCSM2153 NGPEE12154 SEASMD1155 NGES1B3156 MARP6A3157 MAMP681

ESPACIO 85

17 Elegir una misiónc h a r l a s o b r e e l t e m a

En cada misión al espacio se gastan millones de dólares. Pero no hay suficiente dinero para financiar cada proyecto que proponen los

científicos. Ahora que sabes más sobre lo que se puede aprender a través de la exploración espacial, puedes tomar una decisión informada sobre qué misión espacial futura financiar.

Imagina que se te ha pedido que ayudes a decidir cómo debería la NASA gastar el presupuesto de este año para la exploración espacial. Hay suficiente dinero para pagar una misión espacial. La nave espacial viajará a Titán, una de las lunas de Saturno.

Titán recibe aproximadamente el 1% de la luz solar que recibimos en la Tierra. Por lo tanto, tiene temperaturas de superficie muy frías (alrededor de –179 °C). La misión Cassini, que terminó en 2017, descubrió que, incluso con las temperaturas frías de la superficie, ¡hay lagos y mares líquidos en la superficie de Titán! Los lagos y los mares están hechos de metano líquido y etano. La misión también descubrió que Titán tiene una atmósfera como la de la Tierra. Está hecho principalmente de nitrógeno. Estos descubrimientos hechos por la misión Cassini han hecho que los científicos se pregunten si podría existir vida en Titán. La única manera de saberlo con certeza es si recopilamos más datos sobre esta misteriosa luna.

En esta actividad, podrás decidir qué propuesta de misión a Titán financiar. El objetivo es financiar una misión que tenga potencial para beneficiar a la sociedad y la exploración espacial futura mediante avances en tecnología y comprensión científica.158159

158 NGES1B1159 NGCCCO1

Esta imagen de Titán fue capturada por la misión Cassini.

ACTIVIDAD 17 ELEGIR UNA MISIÓN

86 ESPACIO

PREGUNTA ORIENTADORA¿Qué misión a Titán deberíamos financiar y por qué?


1 Hoja para el estudiante 17.1, “Comparación de tres propuestas de misiones espaciales”

PROCEDIMIENTO 1. Lee las tres misiones espaciales a Titán propuestas en las siguientes

páginas. En la Hoja para el estudiante 17.1, “Comparación de tres propuestas de misiones espaciales”, registra tus respuestas a las siguientes preguntas:

• ¿Qué pueden aprender los científicos sobre la misión?

• ¿Qué desafíos podría enfrentar la misión?

• ¿Cuáles son las similitudes y diferencias entre las misiones?

2. Usa la información que registraste en la Hoja para el estudiante 17.1 y cualquier otra cosa que hayas aprendido en esta unidad para evaluar las propuestas de la misión con tu grupo de cuatro alumnos. Discute cómo crees que debería gastarse el dinero.160

160 NGSPAD1

Esta imagen muestra a Titán en la órbita de Saturno.

ELEGIR UNA MISIÓN ACTIVIDAD 17

ESPACIO 87

3. Compara las propuestas de la misión completando la Hoja para el estudiante 17.1. En la última columna de la tabla, clasifica en una escala de 1 a 3 la cantidad de apoyo para cada propuesta de misión, 1 indica el mayor apoyo, y 3 indica el menor apoyo.

4. Con tu grupo, llega a un acuerdo sobre qué propuesta de misión debería financiarse. Justifica tus ideas con evidencia sobre las propuestas de la misión. Asegúrate de discutir las ventajas y desventajas de elegir una propuesta de misión en lugar de otra.

Recuerda escuchar y considerar las ideas de otros miembros de tu grupo. Si no estás de acuerdo con los demás compañeros de tu grupo, explica el motivo.

5. Presenta la recomendación de tu grupo a la clase.161162

161 SEASCM1162 ELSL084

Propuesta de Misión A

El objetivo de esta misión es recopilar datos para comprender las similitudes y diferencias entre Titán y la Tierra. Para recopilar datos, los científicos construirán una nave espacial para orbitar Titán. También construirán dos instrumentos científicos para enviar a la superficie de Titán.

El primer instrumento es un globo atmosférico. Recopilará datos sobre la atmósfera a 10 km sobre la superficie de Titán. El globo puede tomar imágenes en primer plano de la superficie.

El segundo instrumento es un módulo de descenso en el lago. Flotará en uno de los lagos de Titán. Este módulo recopilará datos sobre el líquido de la superficie y las condiciones de la superficie. También determinará qué tan profundos son los cuerpos misteriosos de líquido en la superficie de Titán.

Estos dos instrumentos recopilarán datos que pueden ayudar a los científicos a aprender si hay vida en la superficie de Titán. Los instrumentos enviarían sus datos a la nave espacial para que sean analizados. Estos datos ayudarán a los científicos a descubrir los misterios de Titán.

Ilustración generada por computadora del globo y el módulo de aterrizaje en Titán.

ACTIVIDAD 17 ELEGIR UNA MISIÓN

88 ESPACIO

Propuesta de Misión B

El objetivo de esta misión es utilizar y probar una nueva tecnología como fuente de energía. Podría alimentar los instrumentos en una nave espacial que orbita y observa a Titán. Esta misión es similar a la misión Cassini; pero usaría nuevos instrumentos y modelos actualizados de instrumentos utilizados durante la misión Cassini. Estos instrumentos permitirían a los científicos hacer las observaciones más detalladas de Titán jamás hechas.

Los datos recopilados podrían ayudar a los científicos a planificar su próxima misión espacial a Titán. Se utilizaron datos similares para planificar las muchas misiones a Marte. La tecnología de la fuente de energía se probaría para ver si puede alimentar a la nave y sus instrumentos durante la duración de la misión.

Si tiene éxito, esta tecnología de fuente de energía podría usarse para impulsar naves espaciales diseñadas para ir más allá de nuestro Sistema Solar. Si alguna vez queremos visitar otra estrella o sistema solar en nuestra galaxia, debemos tener la fuente de energía adecuada para hacerlo.

Un ingeniero de materiales sostiene pequeños dispositivos que ayudan a transformar la energía térmica en energía eléctrica.

ELEGIR UNA MISIÓN ACTIVIDAD 17

ESPACIO 89

ANÁLISIS 1. ¿Qué otra información deseas tener antes de tomar una decisión final?

2. Para la propuesta de misión que elegiste, ¿qué avances en tecnología o ingeniería crees que podría ofrecer esta misión?163

3. Escribe una carta a la NASA indicando tu recomendación sobre cuál de las tres propuestas de la misión financiarás. Convence a la agencia con la evidencia que reuniste en esta actividad y unidad. Asegúrate de incluir algunas ventajas y desventajas de tu recomendación.164165166

163 ELWH689164 SEASET1165 ELSL085166 ELWH682

Propuesta de Misión C

El objetivo de esta misión es explorar los mares misteriosos de Titán. Esta misión enviaría un submarino autónomo al mar más grande de Titán. Esta nave espacial podría realizar pruebas científicas y enviar los datos a los científicos de la Tierra.

Los científicos podrían usar los datos del submarino para comprender mejor qué sustancias químicas existen en los mares de Titán. También podrían aprender sobre la profundidad de los mares y las características del fondo del mar. ¡Este submarino permitiría a los científicos explorar los misteriosos mares de Titán con más detalle que nunca!

Esta misión permitiría a los científicos e ingenieros desarrollar tecnologías de auto conducción que nunca se han usado antes. Estos vehículos podrían beneficiar a los humanos en el espacio y en la Tierra.

Ilustración generada por computadora de un submarino autocontrolado en un mar de Titán.

ESPACIO 91

El Sistema Solar y más allár e s u m e n d e l a u n i d a d

Fases de la Luna

Desde la Tierra, podemos observar el cambio de la apariencia de la Luna día a día. A estos cambios los llamamos fases. Las fases de la Luna se repiten en un ciclo cada 29 días aproximadamente. Debido a que hay un patrón en el que ocurren las fases, podemos predecir cuándo aparecerán ciertas fases de la Luna. Los astrónomos descubrieron que las fases son causadas por la órbita de la Luna alrededor de la Tierra. Según dónde esté la Luna en su órbita, una parte diferente de la Luna que está iluminada por el Sol es visible en la Tierra. Durante la fase de luna nueva, ninguna parte de la Luna que mira hacia la Tierra está iluminada por el Sol. Durante la luna llena, toda la porción de la Luna iluminada por el Sol está frente a la Tierra.

Eclipses

Un eclipse ocurre cuando un objeto espacial bloquea la luz solar para que no llegue a otro objeto espacial. En la Tierra, podemos observar dos tipos de eclipses: solar y lunar. El eclipse solar ocurre cuando la Luna pasa entre la Tierra y el Sol, de modo que partes de la Tierra experimentan oscuridad durante el día. El eclipse lunar ocurre cuando la Luna pasa a la sombra de la Tierra. El eclipse lunar solo puede ocurrir durante la luna llena. Los eclipses ocurren varias veces al año, pero no ocurren durante cada órbita de la Luna. Esto se debe a que el plano orbital de la Luna no está alineado con el plano orbital de la Tierra alrededor del Sol.

Órbita de la Tierra y estaciones

Cada año, la Tierra completa una órbita alrededor del Sol. Durante este tiempo, las personas en la Tierra experimentan cambios en la cantidad de horas de luz solar, cuán directa es la luz solar y las estaciones. Los tres fenómenos ocurren porque el eje de la Tierra está inclinado. La inclinación de la Tierra hace que diferentes partes de la Tierra reciban diferentes cantidades de luz solar dependiendo de dónde se encuentre la Tierra en su órbita. Por ejemplo, en junio y julio, el hemisferio norte de la Tierra se inclina hacia el Sol, lo que significa que la luz solar dura más y es más directa debido al ángulo del Sol. Por eso, el hemisferio norte experimenta el verano durante junio y julio.

RESUMEN DE LA UNIDAD

92 ESPACIO

El hemisferio sur está en el otro lado del ecuador (y, por lo tanto, está inclinado en la dirección opuesta). Las estaciones allí son opuestas al hemisferio norte, por esto en junio y julio es invierno.

El tamaño y la escala del sistema solar

Nuestro Sistema Solar está formado por el Sol, ocho planetas, sus lunas, asteroides, cometas y planetas enanos. Los planetas más cercanos al Sol son más pequeños y están hechos de roca, mientras que los planetas más alejados son más grandes y gaseosos. Los objetos en nuestro Sistema Solar están tan lejos que a veces es difícil imaginar las distancias. Por ejemplo, la distancia de la Tierra a Venus es la misma que recorrerías al viajar 950 veces alrededor de la Tierra.

También hay grandes diferencias en los tamaños de los diferentes objetos espaciales en nuestro Sistema Solar. Por ejemplo, al comparar el planeta más pequeño, Mercurio, con el planeta más grande, Júpiter, podrían entrar 23,000 Mercurios en la cantidad de espacio que ocupa Júpiter.

Para ayudar a comprender las distancias y los tamaños de los objetos en nuestro Sistema Solar, puede ser útil construir modelos a escala.

El papel de la gravedad en el Sistema Solar y la Galaxia

Si bien puede parecer que no nos estamos moviendo, la Tierra está orbitando constantemente alrededor del Sol, al igual que todos los planetas y objetos de nuestro Sistema Solar. La razón de esto es la gravedad. El sol es masivo. Su atracción gravitacional sobre todos los planetas, incluso los que se encuentran en los confines del Sistema Solar, es suficiente para hacer que esos planetas orbiten alrededor del Sol. La razón por la que los planetas giran alrededor del Sol en lugar de chocar con él tiene que ver con la manera en que se formó el Sistema Solar.

En algún momento, hace unos 5 mil millones de años, la gravedad juntó los dos lados de una gran nube de gas y polvo. El gas y el polvo se convirtieron en un disco giratorio. Casi toda la masa (99.8%) en ese disco fue arrastrada hacia el centro por la gravedad para formar el Sol. El otro 0.2% del gas y polvo del disco comenzaron a formar los planetas, las lunas, los asteroides y los cometas.

Nuestra galaxia, la Vía Láctea, también depende de la gravedad, ya que mantiene a las estrellas y sus sistemas solares en órbita alrededor de su centro.

RESUMEN DE LA UNIDAD

ESPACIO 93

Términos científicos esenciales

ciclo

escala

fases de la luna

galaxia

gravedad

inclinación de la Tierra

modelo

patrón

sistema solar

ESPACIO 95

LA NATURALEZA DE LA CIENCIA Y LA INGENIERÍA

Si alguien te preguntara “¿Qué es la ciencia?”, ¿qué responderías?

Podrías responder que es el conocimiento de temas como biología, química, geología y física. Eso sería correcto solo en parte. Aunque la ciencia está ciertamente relacionada con la acumulación y el avance del conocimiento, es mucho más que eso. La ciencia es una forma de explorar y comprender el mundo natural.

Según la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS), dos de los aspectos más fundamentales de la ciencia se refieren a que el mundo es comprensible y que las ideas científicas están sujetas a cambios.

Los científicos creen que el mundo es comprensible porque las cosas suceden según patrones constantes que, eventualmente, podemos entender a través de un estudio cuidadoso. Se deben hacer observaciones y se deben recopilar datos para que descubramos los patrones que existen en el universo. A veces, los científicos tienen que inventar los instrumentos que les permitan recopilar estos datos. Finalmente, desarrollan teorías para explicar las observaciones y los patrones. Los principios en los que se basa una teoría se aplican a todo el universo.

Cuando hay nuevos conocimientos disponibles, a veces es necesario cambiar las teorías. Esto a menudo significa hacer pequeños ajustes, pero casi nunca significa revisar completamente una teoría. Aunque los científicos nunca pueden estar 100% seguros acerca de una teoría, a medida que el conocimiento sobre el universo se vuelve más sofisticado, la mayoría de las teorías se vuelven más refinadas y más ampliamente aceptadas. En este programa de ciencias de la escuela media, verás ejemplos de este proceso mientras estudias la historia de la comprensión científica de temas tales como los elementos y la tabla periódica, la base celular de la vida, la genética, las placas tectónicas, el sistema solar y el universo.

Ciencia e ingenieríaAa p é n d i c e

APÉNDICE A

96 ESPACIO

Si bien el objetivo principal de la ciencia es comprender los fenómenos, el objetivo principal de la ingeniería es resolver los problemas. Al igual que la ciencia, la ingeniería involucra tanto el conocimiento como un conjunto de prácticas comunes en toda una gama de problemas de ingeniería. Así como los científicos comienzan haciendo preguntas, los ingenieros comienzan definiendo problemas. Así como los científicos buscan explicaciones para los fenómenos, los ingenieros buscan soluciones para los problemas.

La ciencia y la ingeniería a menudo se complementan entre sí. Por ejemplo, los científicos usan instrumentos desarrollados por ingenieros para estudiar el mundo natural. Y los ingenieros usan principios científicos cuando diseñan soluciones para los problemas.

La búsqueda científica

La búsqueda está en el corazón de la ciencia, y un componente importante de esa búsqueda es la investigación científica, incluso la experimentación. Aunque los científicos no necesariamente siguen una serie de pasos fijos cuando realizan investigaciones, comparten conocimientos comunes sobre las características de una investigación científicamente válida. Por ejemplo, los científicos obtienen pruebas a partir de observaciones y mediciones. Repiten y confirman las observaciones, y piden a otros científicos que revisen sus resultados. Es importante que los científicos eviten el sesgo en el diseño, la conducción y el informe de sus investigaciones, y que logren que otros científicos imparciales puedan repetir sus resultados. Algunos tipos de investigaciones permiten a los científicos establecer controles y variar una sola condición a la vez. Formulan y comprueban hipótesis, y a veces recopilan datos que los llevan a desarrollar teorías.

Cuando los científicos desarrollan teorías, están construyendo modelos y explicando los patrones y las relaciones que observan en los fenómenos naturales. Estas explicaciones deben ser lógicamente coherentes con las pruebas que han recopilado y con las pruebas que otros científicos han recopilado. Las hipótesis y las teorías permiten a los científicos hacer predicciones. Si las pruebas resultan no ser compatibles con una predicción, es posible que los científicos tengan que considerar la revisión de la hipótesis o de la teoría en la que se basó la predicción.

Diseño de ingeniería

Un ingeniero utiliza la ciencia y la tecnología para construir un producto o diseñar un proceso que resuelva un problema o que haga que el mundo sea mejor. El diseño de ingeniería se refiere a los procesos que utilizan los ingenieros para diseñar, realizar pruebas y mejorar las soluciones a los problemas. Al igual que los científicos, los ingenieros diseñan investigaciones para probar sus ideas, usan las matemáticas, analizan los datos y desarrollan modelos.

APÉNDICE A

ESPACIO 97

Como la mayoría de las soluciones del mundo real no son perfectas, los ingenieros trabajan para desarrollar las mejores soluciones que puedan, al mismo tiempo que equilibran factores como la función, el costo, la seguridad y la facilidad de uso de sus soluciones. Los factores que los ingenieros identifican como importantes para las soluciones a un problema se llaman “criterios” y “restricciones”. La mayoría de las soluciones de ingeniería tienen una o más ventajas y desventajas o características deseadas que deben abandonarse para obtener otras características más deseables.

La ciencia como propósito de la humanidad

La ciencia y la ingeniería son actividades del ser humano. Las personas de todo el mundo participan en ciencia e ingeniería y usan información científica y soluciones tecnológicas. Los tipos de preguntas que hace un científico y los tipos de problemas que un ingeniero intenta resolver están influenciados por lo que ellos piensan que es importante. Y lo que piensan que es importante investigar, en general, depende de sus antecedentes, experiencias y perspectiva. Por eso, es esencial que todo tipo de personas se conviertan en científicos e ingenieros para asegurarse de que la ciencia y la ingeniería respondan a sus intereses y necesidades, y de que haya diversas ideas para enriquecer las explicaciones y los argumentos. La participación de una amplia variedad de personas en la ciencia y la ingeniería conducirá a un mayor y más rápido progreso hacia la comprensión de cómo funciona el mundo natural y la solución de los problemas que enfrentan los individuos, las comunidades y el medio ambiente.

Para obtener más información sobre los intereses y logros de diversos científicos e ingenieros, visita la página de la tercera edición de SEPUP que corresponde a cada unidad en el sitio web de SEPUP, en www.sepuplhs.org/middle/third-edition. Cada unidad destaca ejemplos de personas de diversos orígenes en carreras que contribuyen y dependen del avance de la ciencia y de la tecnología.

ReferenciasAmerican Association for the Advancement of Science (AAAS). (1990). Project 2061: Science for all Americans. New York: Oxford University Press.

National Research Council. (2012). A Framework for K–12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas. Committee on a Conceptual Framework for New K–12 Science Education Standards. Board on Science Education, Division of Behavioral and Social Sciences and Education. Washington, DC: The National Academies Press.

APÉNDICE A

98 ESPACIO

Seguridad en la cienciaB

PAUTAS DE SEGURIDAD EN LA CIENCIA

Tú eres responsable de tu propia seguridad y de la seguridad de los demás. Asegúrate de comprender las siguientes pautas y de seguir

las instrucciones de tu maestro para realizar todas las actividades de campo y en el laboratorio.

Antes de la investigación

• Escucha atentamente las instrucciones de tu maestro y sigue los pasos recomendados al momento de prepararte para realizar la actividad.

• Conoce la ubicación y el uso adecuado del equipo de seguridad para emergencias, como el lavado ocular y de cara, la manta ignífuga y el extintor de incendios.

• Debes conocer la ubicación de las salidas y los procedimientos en caso de emergencia.

• Vístete apropiadamente para realizar el trabajo de laboratorio. Ata tu cabello si es largo, y evita usar joyas colgantes o voluminosas, o ropa suelta. No uses zapatos abiertos. Evita usar uñas sintéticas: son un peligro de incendio y pueden rasgar los guantes protectores.

• Informa a tu maestro si usas lentes de contacto, si tienes alergia al látex, a ciertos alimentos o a otros artículos, o si tienes alguna afección médica que pueda afectar tu capacidad para realizar el trabajo en el laboratorio de manera segura.

• Asegúrate de que el piso y el área de trabajo estén libres de libros, mochilas, carteras u otros materiales innecesarios.

• Haz preguntas si no comprendes el procedimiento o las recomendaciones de seguridad para realizar una actividad.

• Debes revisar, entender y firmar el Acuerdo de seguridad, y obtener la firma de uno de tus padres o de tu tutor.

a p é n d i c e

APÉNDICE B

ESPACIO 99

Durante la investigación

• Lee atentamente y sigue el procedimiento de la actividad y las recomendaciones de seguridad.

• Sigue cualquier instrucción adicional, escrita y oral, que te proporcione tu maestro.

• Realiza solo las actividades y usa solo los materiales aprobados por tu maestro que sean necesarios para la investigación.

• No debes comer, beber, masticar chicle ni aplicar cosméticos en el área del laboratorio.

• Usa el equipo de protección personal (gafas protectoras contra salpicaduras químicas, delantales para laboratorio y guantes de protección) apropiado para la actividad.

• No uses lentes de contacto cuando trabajes con productos químicos. Si tu médico dice que debes usarlos, notifica a tu maestro antes de realizar cualquier actividad en la que se usen productos químicos.

• Lee todas las etiquetas de los productos químicos y asegúrate de estar utilizando la sustancia química correcta.

• Mantén cerrados los contenedores de los productos químicos cuando no estén en uso.

• No toques, pruebes ni huelas ningún producto químico, a menos que tu maestro te indique que lo hagas.

• Mezcla los productos químicos solo según las indicaciones.

• Ten cuidado cuando trabajes con platos calientes, líquidos calientes, equipos eléctricos y utensilios de vidrio.

• Sigue todas las instrucciones cuando trabajes con organismos vivos o cultivos microbianos.

• Debes ser maduro y cauteloso, y no hacer bromas.

• Informa inmediatamente a tu maestro cualquier situación insegura, accidente o derrame de sustancias químicas.

• Si derramas productos químicos sobre tu piel, lávate durante 15 minutos con abundante agua. Quítate toda la ropa contaminada y continúa enjuagándote. Pregúntale a tu maestro si deberías tomar otras medidas, como buscar atención médica.

• Respeta y cuida todo el equipo.

APÉNDICE B

100 ESPACIO

Después de la investigación

• Desecha todos los materiales químicos y biológicos según te lo indique tu maestro.

• Limpia tu área de trabajo, tapa nuevamente las botellas de forma segura y sigue cualquier instrucción especial.

• Vuelve a colocar el equipo en su ubicación correcta.

• Lávate las manos con jabón y agua tibia durante al menos 20 segundos después de realizar cualquier actividad en el laboratorio, aun cuando hayas usado guantes protectores.

Tu maestro te entregará un acuerdo similar al que aparece a continuación para que lo firmes.

Acuerdo de seguridad en ciencia

E S T U D I A N T E

Yo, _________________________, he leído las Pautas de seguridad en ciencia para estudiantes adjuntas y las he debatido en mi clase. Entiendo mis responsabilidades respecto de mantener la seguridad en el aula de ciencias. Acepto seguir estas pautas y cualquier regla adicional provista por el distrito escolar o mi maestro.

Firma del estudiante: ________________________________________________________________________

Fecha: _____________________

PA D R E O T U TO R

Revise con el estudiante las Pautas de seguridad en ciencia adjuntas, que incluyen las responsabilidades y expectativas de seguridad para todos los estudiantes. Es importante que todos los estudiantes sigan estas pautas para proteger contra accidentes a sus compañeros de clase, a sus maestros y a ellos mismos. Comuníquese con la escuela si tiene alguna pregunta sobre estas pautas.

Yo, _________________________, he leído las pautas adjuntas y las he analizado con mi hijo. Entiendo que mi hijo es responsable de seguir estas pautas y cualquier instrucción adicional en todo momento.

Firma del padre o del tutor: _____________________________________________________________

Fecha: _____________________

APÉNDICE A

ESPACIO 101

L a s s i g u i e n t e s pág i n a s incluyen hojas de instrucciones que puedes usar para revisar habilidades científicas importantes:

• Lectura de una probeta

• Cómo usar un frasco con gotero

• Lista de verificación de gráficos de barras

• Lista de verificación de gráficos de dispersión y de líneas

• Interpretación de gráficos

• Elementos del buen diseño experimental

• Uso de microscopios

Habilidades científicasCa p é n d i c e

APÉNDICE C

102 ESPACIO

LECTURA DE UNA PROBETA Una probeta mide el volumen de un líquido, generalmente, en mililitros (ml). Para medir correctamente con una probeta:

1. Determina qué medida representa cada línea no marcada en la probeta.

2. Coloca la probeta sobre una superficie plana y vierte el líquido que se va a medir.

3. Pon tus ojos al nivel de la superficie del líquido. (Tendrás que agacharte).

4. Lee la probeta en el punto más bajo de la curva del líquido (llamado menisco).

5. Si la curva se encuentra entre las marcas, calcula el volumen al mililitro más cercano.

El siguiente ejemplo muestra una probeta de plástico que contiene 42 ml de líquido.

50

40

APÉNDICE C

ESPACIO 103

CÓMO USAR UN FRASCO CON GOTERO

Incorrecto

Al sostener el frasco con gotero en ángulo, se obtienen gotas que varían en tamaño.

Correcto

Al sostener el frasco con gotero verticalmente, se obtienen gotas que son de tamaños más uniformes.

APÉNDICE C

104 ESPACIO

LISTA DE VERIFICACIÓN DE GRÁFICOS DE BARRAS

Gráfico de muestra

Sigue las instrucciones a continuación para hacer un gráfico de barras de muestra.

Comienza con una tabla de datos. Esta tabla representa la cantidad del químico A que la empresa Acme utilizó cada año de 2011 a 2015.

Determina si un gráfico de barras es la mejor manera de representar los datos.

Si es así, dibuja los ejes. Etiquétalos con los nombres y las unidades de los datos.

Decide una escala para cada eje. Asegúrate de que haya suficiente espacio para todos los datos y de que no estén demasiado apretados.

Marca los intervalos en el gráfico y etiquétalos con claridad.

Año Químico A utilizado (kg)

2011

2013

2014

2012

2015

100

110

80

90

105

Año

Quí

mic

o A

(kg)

Eje “Año”: 1 bloque = 1 año

Eje “Químico A”: 1 bloque = 20 kilogramos

Año

Quí

mic

o A

(kg)

120

0

40

20

60

80

100

2012

2011

2013

2014

2015

APÉNDICE C

ESPACIO 105

LISTA DE VERIFICACIÓN DE GRÁFICOS DE BARRAS (continuación)

Traza tus datos en el gráfico.

Completa las barras.

Ponle título a tu gráfico. El título debe describir lo que muestra el gráfico.

Año

Quí

mic

o A

(kg)

120

0

40

20

60

80

100

2012

2011

2013

2014

2015

Año

Quí

mic

o A

(kg)

120

0

40

20

60

80

100

2012

2011

2013

2014

2015

Año

Quí

mic

o A

(kg)

120

0

40

20

60

80

100

2012

2011

2013

2014

2015

Cantidad del químico A utilizado en 2011–2015

APÉNDICE C

106 ESPACIO

Gráfico de muestra

Sigue las instrucciones a continuación para elaborar un gráfico de muestra.

Comienza con una tabla de datos.

Determina si un gráfico de líneas o un gráfico de dispersión es la mejor manera de representar los datos.

Dibuja los ejes. Etiquétalos con los nombres y las unidades de los datos.

Decide una escala para cada eje. Asegúrate de que haya suficiente espacio para todos los datos y de que no estén demasiado apretados.

Dibuja intervalos en el gráfico y etiquétalos con claridad.

LISTA DE VERIFICACIÓN DE GRÁFICOS DE DISPERSIÓN Y DE LÍNEAS

Tiempo (minutos)

Distancia (metros)

0

2

3

1

4

0

9

5

16

20

5 27

MOVIMIENTO DE UNA BOLA

GRÁFICO DE LÍNEAS

Tiempo (minutos)

Dis

tanc

ia (m

etro

s)

Eje “Tiempo”: 1 bloque = 1 minuto

Eje “Distancia”: 1 bloque = 5 metros

Tiempo (minutos)

Dis

tanc

ia (m

etro

s)

30

0

10

5

15

20

25

0 3 421 5

APÉNDICE C

ESPACIO 107

LISTA DE VERIFICACIÓN DE GRÁFICOS DE DISPERSIÓN Y DE LÍNEAS (continuación)

Traza tus datos en el gráfico.

Para un gráfico de dispersión, deja los puntos sin conectar.

Para un gráfico de líneas, dibuja una línea suave o curva que siga el patrón indicado por la posición de los puntos.

Ponle un título a tu gráfico. El título debe describir lo que muestra el gráfico.

Si se ha trazado más de un conjunto de datos, incluye una clave.

Tiempo (minutos)

Dis

tanc

ia (m

etro

s)

30

0

10

5

15

20

25

0 3 421 5

Tiempo (minutos)D

ista

ncia

(met

ros)

30

0

10

5

15

20

25

0 3 421 5

Tiempo (minutos)

Dis

tanc

ia (m

etro

s)

30

0

10

5

15

20

25

0 3 421 5

DISTANCIA DE RODADO DE UNA BOLA

= bola grande

= bola pequeña

APÉNDICE C

108 ESPACIO

Hay un patrón. No hay un patrón.

¿Hay una relación?

Relación

¿Cuál es la tendencia general de los datos?

IAPS 3e WavesFig. SB App_C 1 MyriadPro Reg 9.5/11

Sin relación

Positiva: a medida que aumenta “x”, aumenta “y”.

Lineal: a medida que aumenta “x”, “y” aumenta constantemente (a veces se la denomina “directa”).

No lineal: a medida que aumenta “x”, “y” aumenta a un ritmo cambiante.

Lineal: a medida que aumenta “x”, “y” disminuye constantemente.

No lineal: a medida que aumenta “x”, “y” disminuye a un ritmo cambiante (a veces se la denomina “inversa”).

Cíclica: a medida que aumenta “x”, “y” aumenta y disminuye repetidamente.

Negativa: a medida que aumenta “x”, disminuye “y”.

INTERPRETACIÓN DE GRÁFICOS

Determina la ruta que describe los datos.

APÉNDICE C

ESPACIO 109

INTERPRETACIÓN DE GRÁFICOS (continuación)

Define los componentes del gráfico.

Cosas que puedes decir:

“El título del gráfico es. . .”

“La variable independiente en este gráfico es. . .”

“La variable dependiente en este gráfico es. . .”

“_________ se mide en __________________”.

Describe lo que indica el gráfico.


“Este gráfico muestra que. . .”

“A medida que _________ aumenta, el. . .”

“El ______ tiene el. . . más alto”.

“_________ es diferente de ___________ porque. . .”

“__________ alcanzó su punto máximo a. . .”

“La tasa de _______ aumentó de. . .”

Describe cómo se relaciona el gráfico con el tema.


“Este gráfico es importante para entender ________ porque. . .”

“Este gráfico respalda la afirmación de que _____________ porque. . .”

“Este gráfico refuta la afirmación de que _____________ porque. . .”

APÉNDICE C

110 ESPACIO

ELEMENTOS DEL BUEN DISEÑO EXPERIMENTAL

Un experimento que está bien diseñado:

• se basa en investigaciones anteriores;

• se basa en una pregunta, observación o hipótesis;

• describe todos los pasos de un procedimiento de forma completa y clara;

• incluye un control para comparar;

• mantiene todas las variables iguales, excepto la sometida a prueba;

• describe todos los datos que se recopilarán;

• incluye mediciones precisas y todos los registros de datos recopilados durante el experimento;

• puede requerir múltiples ensayos;

• puede ser reproducido por otros investigadores;

• respeta a los sujetos humanos y animales.

Nota: los elementos pueden variar según el problema que se estudia.

APÉNDICE C

ESPACIO 111

Cómo enfocar un microscopio

Asegúrate de que tu microscopio esté configurado con la potencia más baja antes de colocar el portaobjetos en la platina del microscopio. Coloca el portaobjetos en la platina del microscopio. Centra el portaobjetos para que la muestra esté directamente sobre la abertura de la luz y ajusta la configuración del microscopio según sea necesario. Si el microscopio tiene pinzas en la platina, asegura el portaobjetos en su lugar para que no se mueva.

• Observa la muestra. Primero enfoca con el tornillo macrométrico y luego ajusta el tornillo micrométrico.

• Después de cambiar a un mayor aumento, ten cuidado de ajustar el enfoque solamente con el tornillo micrométrico.

• Regresa a la baja potencia antes de retirar el portaobjetos de la platina del microscopio.

Seguridad

Sostén siempre un microscopio correctamente con ambas manos: una mano debajo y la otra sosteniendo el brazo del microscopio. Cuando trabajes con organismos vivos, asegúrate de lavarte bien las manos después de terminar el trabajo de laboratorio.

USO DE MICROSCOPIOS

3377 SEPUP SGI Cell SBFigure: 3377CellSB 02_01Mryriad Pro 9/9

ocular

objetivos

perilla de ajuste

macrométrico

perilla de ajuste

micrométricofuente de luz

diafragma

clips de la platina

platina

APÉNDICE C

112 ESPACIO

Algunos consejos para crear mejores dibujos:

• Usa un lápiz con punta y ten una buena goma de borrar disponible.

• Intenta relajar los ojos cuando mires por el ocular. Puedes cubrir un ojo o aprender a mirar con los dos ojos abiertos. Intenta no entrecerrar los ojos.

• Mira por tu microscopio mientras realizas tu dibujo. Mira por el microscopio más de lo que miras tu papel.

• No dibujes cada pequeña cosa que haya en tu portaobjetos. Solo concéntrate en una o dos de las cosas más comunes o interesantes.

• Puedes dibujar las cosas más grandes de lo que realmente las ves. Esto te ayuda a mostrar todos los detalles que ves.

• Mantén las palabras escritas fuera del círculo.

• Usa una regla para dibujar las líneas de tus etiquetas. Mantén las líneas paralelas: no cruces una línea sobre otra.

• Recuerda registrar el nivel de aumento junto a tu dibujo.

3377 SEPUP SGI Cell SBFigure: 3377CellSB 03_01

Spirogyra (algas) x 400

cloroplasto

pared celular

APÉNDICE A

ESPACIO 113

Las medidas que aparecen en este programa se expresan en unidades métricas del Sistema Internacional de Unidades, también conocido

como unidades SI (del francés, Système Internationale d'Unités), que se estableció mediante un acuerdo internacional. Prácticamente todos los países del mundo exigen el uso exclusivo del sistema métrico. En los Estados Unidos, no se usa el sistema métrico para muchas mediciones, aunque ha sido el estándar para la comunidad científica de ese país durante más de 200 años. El esfuerzo del gobierno de los Estados Unidos por convertir el sistema de uso habitual en este país a medidas métricas en todos los ámbitos de la vida aún no se ha extendido mucho más allá de los organismos gubernamentales, las fuerzas militares y algunas industrias.

La razón por la que muchos países han reemplazado sus sistemas tradicionales de medición por el sistema métrico se debe a su facilidad de uso y a que buscan mejorar el comercio internacional. Hay muchas menos unidades para entender en comparación con el sistema comúnmente utilizado en los Estados Unidos. El sistema métrico tiene solo una unidad base para cada cantidad, y las unidades más grandes o más pequeñas se expresan agregando un prefijo. La tabla a continuación muestra las unidades base del Sistema Internacional de Unidades.

canTidad Unidad BaSe

Longitud metro (m)

Masa kilogramo (kg)

Tiempo segundo (s)

Temperatura kelvin (K)

Corriente eléctrica amperio (A)

Intensidad luminosa candela (cd)

Sustancia mol (mol)

El Sistema Internacional de UnidadesDa p é n d i c e

APÉNDICE D

114 ESPACIO

En la siguiente tabla, se muestran otras unidades internacionales que aparecen en las unidades de Cuestiones y Ciencia de SEPUP:

canTidad Unidad eJeMpLO cOMÚn

Temperatura Celsius (°C)La temperatura ambiente es de aproximadamente 20° C.

Volumen litro (l)Una botella grande de refresco contiene 2 litros.

Masa gramo (g)Un billete de un dólar tiene una masa de aproximadamente 1 gramo.

Longitud de onda

nanómetro (nm)La luz visible se encuentra en el rango de 400 a 780 nanómetros.

Los prefijos del Sistema Internacional cambian la magnitud de las unidades por factores de 1,000. Los prefijos indican qué múltiplo de 1,000 se aplica. Por ejemplo, el prefijo kilo significa 1,000. Por lo tanto, un kilómetro significa 1,000 metros y un kilogramo significa 1,000 gramos. Para convertir una cantidad de una unidad a otra en el sistema métrico, esa cantidad solo necesita ser multiplicada o dividida por múltiplos de 1,000. La siguiente gráfica muestra los prefijos del sistema métrico en relación con las unidades base. Nota: Aunque no es un múltiplo de 1,000, el prefijo centi se usa comúnmente, por ejemplo, en la unidad centímetro. “Centi” representa el factor de un centésimo.

pReFiJO MéTRicO FacTOR FacTOR (nUMéRicO)

giga (G) mil millones 1,000,000,000

mega (M) un millón 1,000,000

kilo (k) mil 1,000

[UNIDAD] uno 1

mili (m) una milésima 1/1,000

micro (μ) una millonésima 1/1,000,000

nano (n) una mil millonésima 1/1,000,000,000

APÉNDICE A

ESPACIO 115

Las siguientes páginas incluyen hojas de instrucciones y plantillas para algunas de las estrategias de alfabetización que se usan a

lo largo de este libro. Úsalas como referencia o para copiarlas en tu cuaderno de ciencias.

• Presentaciones orales

• Lectura de procedimientos científicos

• Cómo llevar un cuaderno de ciencias

• Cómo escribir un informe formal de investigación

• Construcción de un mapa conceptual

• Desarrollo de habilidades de comunicación

Estrategias de alfabetizaciónEa p é n d i c e

APÉNDICE E

116 ESPACIO

PRESENTACIONES ORALES• Tu tiempo de presentación será corto. Enfoca tu presentación en las

ideas más importantes que necesitas comunicar.

• Comunícate claramente y planifica tus palabras con anticipación. Cuando hables, hazlo lentamente y en voz alta, y mira a tu audiencia.

• Los miembros del grupo deben solicitar y darse apoyo mutuamente si necesitan ayuda para expresar una palabra o concepto clave.

• Incluye gráficos y mapas cuando sea posible. Asegúrate de que el tipo de letra impresa o escrita a mano y las imágenes sean lo suficientemente grandes como para que toda la audiencia pueda verlas.

• Si bien tienes tus propias opiniones sobre un tema, es importante que presentes información imparcial y completa. Luego, tu audiencia puede sacar sus propias conclusiones.

• Deben participar todos los miembros de un grupo.

• Como a cualquier miembro del grupo se le puede pedir que responda las preguntas de la clase, todos los miembros del grupo deben comprender en detalle la presentación.

• En una presentación grupal, todos pueden desempeñar el papel de diferentes expertos al momento de brindar su información. La clase representaría a los miembros de la comunidad que pueden tomar una decisión sobre el tema.

APÉNDICE E

ESPACIO 117

LECTURA DE PROCEDIMIENTOS CIENTÍFICOSEl propósito de leer un procedimiento científico es averiguar exactamente qué hacer, cuándo hacerlo y con qué materiales para poder completar todos los pasos de una investigación.

Si lees un paso y no estás seguro de qué hacer, intenta con estas estrategias:

• Vuelve a leer el paso anterior.

• Vuelve a leer el paso que te confunde. Algunas veces, volver a leer aclara la información.

• Pregunta a tu compañero si entiende lo que el paso dice que hay que hacer.

• Pregunta a tu compañero si hay palabras que no entiendes.

• Pide a tu compañero que te explique lo que el paso dice que hay que hacer.

• Pide a tu compañero que lea el paso en voz alta mientras escuchas y tratas de hacer lo que tu compañero está describiendo.

• Vuelve a leer el propósito (pregunta orientadora) de la investigación.

• Intenta expresar en voz alta el propósito del paso con tus propias palabras.

• Mira las pistas en las imágenes de la actividad.

• Echa un vistazo a los otros grupos a fin de saber si están haciendo el paso que te confunde.

• Dile a tu maestro exactamente qué es lo que te resulta confuso y por qué no tiene sentido para ti.

APÉNDICE E

118 ESPACIO

CÓMO LLEVAR UN CUADERNO DE CIENCIAS• Escribe con tinta azul o negra.

• Tacha los errores o cambios con una sola línea. No borres ni uses líquido corrector.

• Escribe con claridad.

• Anota la fecha de cada entrada.

• Para cada nueva investigación, escribe lo siguiente:

Título:

Propósito:Vuelve a escribir la pregunta orientadora con tus propias palabras. Sugerencia: ¿Qué vas a hacer? ¿Por qué vas a hacerlo?

Materiales:Escribe “√” aquí después de haber reunido los materiales necesarios.

Procedimiento:Escribe si comprendes el procedimiento.

Datos:Registra observaciones, mediciones y otros trabajos de laboratorio.Incluye tablas de datos, cuadros, diagramas o gráficos cuando sea necesario.Asegúrate de etiquetar tu trabajo claramente.

• A veces, es posible que desees hacer lo siguiente:

Hacer inferencias o sacar conclusiones en función de los datos.Creo que mis resultados significan. . .Creo que esto sucedió porque. . .

Reflexionar sobre cómo se desarrolló la actividad en tu grupo.Esto es lo que salió bien. . . Esto es lo que no salió bien. . .Si pudiera repetir esta actividad, haría. . .

Pensar en las preguntas que aún tienes.Me pregunto si. . .No estoy seguro de. . .

Mantener un registro de vocabulario e ideas nuevas.Una palabra clave que aprendí es. . .Me gustaría saber qué ocurre cuando. . .Una cosa interesante que se podría hacer sería. . .

APÉNDICE E

ESPACIO 119

CÓMO LLEVAR UN CUADERNO DE CIENCIAS (continuación)La siguiente es una guía para ayudarte a realizar investigaciones. Sin embargo, según la investigación, no siempre puedes usar todos los pasos que se detallan a continuación ni puedes usarlos en el mismo orden todas las veces.

Título: elige un título que describa la investigación.

Propósito: ¿qué estoy buscando? Escribe lo que estás tratando de descubrir en forma de pregunta.

Antecedentes: ¿qué sé sobre el tema? Escribe un resumen de la información de los antecedentes que tengas sobre el tema que condujo al propósito de la investigación.

Hipótesis: escribe una afirmación sobre lo que prevés ver como datos en el experimento para responder la pregunta del “Propósito” y por qué estás haciendo esa predicción.

Diseño experimental: ¿cómo responderás la pregunta?Describe los métodos que usarás (lo que harás) para responder la pregunta. Usa pasos cortos numerados que sean fáciles de seguir en el laboratorio.Haz una lista de los materiales que usarás para responder la pregunta.Describe las variables:

• Variable independiente (lo que se cambia) • Variable dependiente (lo que se mide) • Variable de control (lo que se usará como valor de referencia para comparación)

Datos: ¿qué encontraste?Registra observaciones y mediciones. Usa una tabla de datos cuando corresponda para organizar los datos. No olvides incluir unidades adecuadas y etiquetas claras.

Al final de tu investigación, haz lo siguiente:

Haz inferencias o saca conclusiones sobre los datos:Creo que mis resultados significan. . .Creo que esto sucedió porque. . .

Piensa en cualquier error que haya ocurrido durante la investigación:¿Qué no sucedió según lo planeado?¿Qué pasos fueron difíciles de seguir durante la investigación y por qué?

Piensa en las preguntas que aún tienes que podrían conducir a nuevas investigaciones:Me pregunto si. . .No estoy seguro de. . .

Mantén un registro del nuevo vocabulario y de las nuevas ideas que podrían conducir a nuevas investigaciones

Me gustaría saber qué ocurre cuando. . .Una cosa interesante que se podría hacer sería. . .

Reflexiona sobre cómo se desarrolló la actividad en tu grupoEsto es lo que salió bien. . . Esto es lo que no salió bien. . .Si pudiera repetir esta investigación, haría. . .

APÉNDICE E

120 ESPACIO

REDACCIÓN DE UN INFORME FORMAL DE LA INVESTIGACIÓN Usa la información de tu cuaderno de ciencias para escribir un informe formal sobre la investigación que realizaste.

Título:Elige un título que describa la investigación.

Resumen: ¿qué estabas buscando en esta investigación y qué encontraste?Escribe un párrafo que resuma lo que ya sabías sobre el tema, tu propósito, tu hipótesis, y tus resultados y conclusiones.

Diseño experimental:Describe los materiales y métodos de investigación que utilizaste para responder la pregunta.Indica con qué variables trabajaste y los controles.

Datos: ¿qué encontraste?Informa las observaciones y mediciones. Incluye una tabla de datos organizada, si corresponde, a fin de que quien revise tu informe vea los resultados fácilmente.No olvides utilizar las unidades de medida adecuadas y escribir etiquetas claras paraçlas columnas de tu tabla.

Análisis de los datos: indica los datos de una manera que puedan interpretarse fácilmente.

Usa gráficos, diagramas o cuadros cuando corresponda para ayudar a un revisor açinterpretar tus datos.

Conclusión: ¿qué significan los datos?Resume los datos.Considera tu conclusión según la precisión de tu hipótesis y los datos que recopilaste.Analiza cualquier error que haya podido interferir en los resultados.Describe cualquier cambio que deba hacerse la próxima vez que se realice la investigación.Describe cualquier pregunta nueva que deba investigarse sobre la base de los resultados de esta investigación.

APÉNDICE E

ESPACIO 121

CONSTRUCCIÓN DE UN MAPA CONCEPTUAL 1. Trabaja con tu grupo para crear una lista de 15 a 20 palabras

relacionadas con el tema.

2. Si no estás seguro del significado de una palabra, búscalo en el libro o en tus notas, o háblalo con tu grupo.

3. Debate con tu grupo sobre cómo se relacionan todas las palabras de tu lista y clasifica tu lista de palabras en tres a cinco categorías, según estas relaciones.

Recuerda escuchar y considerar las ideas de otros miembros de tu grupo. Si no estás de acuerdo con los demás miembros de tu grupo, explícale al resto del grupo por qué no estás de acuerdo.

4. Identifica las palabras que pueden usarse para describir cada categoría.

5. Trabaja con tu grupo para crear un mapa conceptual sobre este tema. Sigue estos pasos:

a. Escribe el tema en el centro de tu hoja y enciérralo con un círculo.

b. Anota las palabras que describen cada categoría relacionada con el tema. Encierra con un círculo cada palabra.

c. Dibuja una línea entre el tema y cada categoría. En cada línea, explica la relación entre el tema y la categoría.

d. Repite los pasos 5b y 5c a medida que continúes agregando todas las palabras de la lista a tu mapa conceptual.

e. Agrega líneas para vincular otras palabras relacionadas. Explica la relación entre las palabras de la línea.

6. Observa los mapas conceptuales de otros grupos. Mientras observas los mapas conceptuales de otros grupos, analiza las similitudes y diferencias entre sus mapas y los tuyos. Debate tus observaciones con los miembros de tu grupo.

APÉNDICE E

122 ESPACIO

DESARROLLO DE HABILIDADES DE COMUNICACIÓN

comunicación iniciadores de oraciones

Para comprender mejor Un punto que no estaba claro para mí fue. . .

¿Estás diciendo que. . .?

¿Puedes aclarar. . .?

Para compartir una idea Otra idea es. . .

¿Qué pasa si intentamos. . .?

Tengo una idea. Podríamos intentar. . .

Para mostrar desacuerdo Entiendo tu punto, pero ¿qué pasa con. . .?

Otra forma de analizarlo es. . .

Todavía no estoy convencido de. . .

Para formular objeciones ¿Cómo llegaste a la conclusión de que. . .?

¿Qué te hace pensar que. . .?

¿Cómo se explica que. . .?

Para recibir comentarios ¿Qué me ayudaría a mejorar. . .?

¿Tiene sentido lo que dije sobre. . .?

Para brindar comentarios positivos Una fortaleza de tu idea es. . .

Tu idea es buena porque. . .

Tengo una idea. Podríamos intentar. . .

Para hacer comentarios constructivos El argumento sería más sólido si. . .

Otra forma de hacerlo sería. . .

¿Qué te parece si lo dices así. . .?

Para debatir la información presentada en texto y gráficos

No estoy seguro de entender completamente esto, pero creo que puede significar. . .

Sé algo sobre esto de. . .

Una pregunta que tengo sobre esto es. . .

Si miramos el gráfico, vemos que muestra. . .

Imagínate leyendo Una revista. Un artículo destacado resume estudios recientes sobre la efectividad de los suplementos vitamínicos y

concluye que tomar píldoras y líquidos vitamínicos es una pérdida de dinero. Unas páginas después, un anuncio de una empresa de vitaminas afirma que uno de sus productos te protegerá de todo tipo de enfermedades. Esas diferencias tan amplias en las afirmaciones que verás en los medios populares son comunes, ¿entonces cómo puedes saber cuál es la correcta? La “alfabetización mediática” es el término que abarca las habilidades que necesitamos desarrollar para analizar y evaluar con eficacia el aluvión de información que encontramos todos los días. La alfabetización mediática también incluye la capacidad de usar varios medios para crear y comunicar nuestros propios mensajes.

Una sólida formación en el proceso de la ciencia te ayuda a desarrollar dos habilidades importantes de la alfabetización mediática: poder identificar la prueba válida y adecuada que hay detrás de una afirmación, y evaluar si esa afirmación es una conclusión lógica basada en evidencia. Las habilidades tienen mucho en común con el proceso de investigación científica, en el que aprendes a buscar información, evaluar la información y llegar a una conclusión basada en tus hallazgos.

EVALUACIÓN DE MENSAJES MEDIÁTICOSUn “mensaje mediático” es un mensaje visual electrónico, digital, impreso, audible o artístico creado para transmitir información. Los mensajes de los medios pueden incluir artículos de periódicos, anuncios políticos, discursos, obras de arte o incluso vallas publicitarias. Los siguientes son algunos de los tipos de preguntas que puedes formular a los medios a medida que aprendes a analizar críticamente y a evaluar los mensajes de varios tipos de medios. En la página siguiente, hay tres ejemplos de mensajes mediáticos, todos relacionados con un tema común. Usa estos tres ejemplos para analizar y evaluar los mensajes.

Alfabetización mediáticaF

ESPACIO 123

a p é n d i c e

APÉNDICE F

124 ESPACIO

1. ¿Quién creó este mensaje? ¿Es esta persona una experta en el contenido del mensaje? ¿Qué credenciales tiene esta persona que la haría experta en este tema? ¿Tiene esta persona algún conflicto de interés que pueda predisponerla de algún modo? ¿Quién patrocinó (o pagó) el mensaje? ¿La fuente de financiación tiene algún conflicto de intereses?

BAY MEDICAL JOURNALLa revista mensual de Bay Region Medical Society Vol. XXXIV, N.º 8

La vitamina Z reduce la gravedad del resfriado común en un 15%

P. M. Chakravarty, M.D., Harbord University Medical School, Departamento de Estudios Clínicos

Loretta Arrienza, Ph.D., Universidad de la Región de la Bahía, Departamento de Epidemiología

Mary S. Lowe, M.D., Mid-Bay Hospital, Directora de Atención al Paciente

William Ness, M.P.H., N.P., Mid-Bay Hospital, Director de Enfermería

RESUMEN: EN UN ESTUDIO DE DOCE MESES con 626 participantes masculinos y femeninos sanos de entre 21 y

36 años, y ubicados en la región general de la bahía, los autores encontraron que una dosis regular de

vitamina Z parecía reducir la gravedad del resfriado común en un 15%. En este estudio controlado,

313 participantes recibieron un placebo y 313 participantes recibieron una dosis de 500 mg de vitamina Z

al día. Los médicos que administraron la dosis no sabían qué pacientes estaban recibiendo la vitamina en

este estudio doble ciego. Durante los doce meses, los participantes promediaron 0.9 incidentes de

enfermedad cada uno, definidos como rinovirus con síntomas generales de resfriado. Se solicitó a los

pacientes que autoinformaran sobre la gravedad, el tipo y la duración de los síntomas, utilizando un

formulario de evaluación. En promedio, los que recibieron vitamina Z informaron síntomas menos severos

y una duración más corta, en aproximadamente un 15%. Los efectos variaron en cierta medida según los

tipos de pacientes y la cantidad de enfermedades que experimentaron. Se solicitó a los participantes que

no usen ningún otro remedio para el resfriado o alivio de los síntomas durante el estudio, aunque solo el

65% cumplió esta solicitud. Se proporcionan análisis de datos y gráficos, que muestran los resultados

agregados e incluyen estimaciones de probabilidades de márgenes de error.

¿DESPERDICIAS dinero cuando compras VITAMINAS?

Revista HOME & HEALTH

Septiembre

Donna S. se preguntaba si las vitaminas podrían aportarle la energía y buena salud que sentía que iban disminuyendo desde que se mudó a Springfield con su familia por un nuevo trabajo.

SUZANNE BERYL WALKER

APÉNDICE F

ESPACIO 125

2. ¿Qué técnicas creativas del mensaje atraen la atención de una persona?¿Hay palabras, imágenes o sonidos relacionados con los sentidos o las emociones que capten la atención del espectador? ¿Alguna de estas palabras, imágenes o sonidos intenta despertar emociones e influir en las ideas del espectador?

3. ¿El mensaje cita o menciona fuentes apropiadas de información basada en hechos?¿El autor cita fuentes en primera persona cuando informa hechos? ¿Las fuentes del autor provienen de organizaciones creíbles?

4. ¿La prueba presentada respalda completamente la afirmación? ¿Podría haber otra información que pueda respaldar o desacreditar el mensaje? ¿El autor hace inferencias y saca conclusiones lógicas de la prueba presentada en el artículo?

5. ¿Quién es el público objetivo de este mensaje?¿Cómo se dirige este mensaje a este público en particular?

6. ¿El mensaje promueve ciertos valores, estilos de vida, posiciones o ideas, ya sea directa o indirectamente?¿Hay posiciones o ideas promocionadas que no están explícitas en el mensaje?

EVALUACIÓN DE FUENTES DE INTERNETImagina que deseas buscar en Internet la efectividad de los suplementos vitamínicos para llegar a tu propia conclusión. Cuando buscas información en línea, un motor de búsqueda está buscando en más de un billón de sitios web.1 Es difícil determinar qué sitios web y fuentes de información son confiables y cuáles tienen sesgos. Para tomar una decisión informada sobre este tema, deberás identificar sitios web precisos e imparciales. A continuación, aparece una lista sugerida de preguntas que te ayudarán a determinar si un sitio web en particular es una fuente de información exacta e imparcial.

1. En el sitio web, ¿están claramente identificados los nombres de los autores, la información de contacto y las credenciales?Los sitios web precisos suelen contener información de autores expertos que tienen sus nombres, credenciales e información de contacto claramente visibles. Algunos sitios web son administrados por un grupo de personas o una organización, y es posible que no esté claramente indicada la información sobre el autor específico.

1. Alpert, Jesse y Hajaj, Nissan. (25 de julio de 2008). We knew the Web was big... The Official Google Blog. Obtenido en agosto de 2010 de http://googleblog.blogspot.om /2008/07/we-knew-web-was-big.html.

APÉNDICE F

126 ESPACIO

Sin embargo, estas organizaciones deben indicar en su sitio web los nombres, la información de contacto y las credenciales de las personas que representan a la organización.

2. ¿La información y el sitio web están actualizados?Parte de la información que puedes estar buscando debe estar actualizada. Por ejemplo, si estuvieras buscando la cantidad de autos en los Estados Unidos, necesitarías los datos más recientes. Un estudio realizado en 1982 no sería útil en este caso. Cuando busques información que necesita estar actualizada, determina si la fecha en que se escribió el artículo o la información está claramente indicada en el sitio web, de modo que puedas estar seguro de que estás consultando la información más reciente. Los sitios web creíbles suelen indicar la fecha en que se creó o actualizó el artículo o la información. Además, la persona u organización que mantiene el sitio web debe actualizarlo regularmente, de modo que funcione la mayoría de los enlaces a otros sitios web.

3. ¿Las fuentes de información están claramente citadas?Cuando se indica información objetiva en un sitio web, ¿se cita claramente la fuente para que puedas consultarla nuevamente?

4. ¿Hay enlaces a más recursos sobre este tema?Los sitios web autorizados suelen proporcionar enlaces a más información de otras fuentes que respaldan su afirmación. Los autores de sitios web que contienen información parcial o inexacta, generalmente, no brindan información adicional que respalde sus afirmaciones.

5. ¿Qué dicen otras personas sobre el autor o la organización que produjo esta información?Si encuentras información de un autor u organización con la que no estás familiarizado, realiza una búsqueda de otra información sobre el autor o la organización. ¿Qué escriben los expertos sobre otro trabajo del autor u organización?

6. ¿Por qué este sitio web está en Internet?¿Se publicó esta información en Internet para informar o para persuadir? ¿El autor está vendiendo algo? ¿Cuál es la motivación del autor para proporcionar esta información?

Recursos adicionalesThier, M. y Daviss, B. (2002). The new science literacy. Portsmouth, NH: Heinemann.

Center for Media Literacy. http://www.medialit.org.

PBS Teachers. Media literacy. http://www.pbs.org/teachers/media_lit.

Conceptos comunesG

ESPACIO 127

a p é n d i c e

patrones Un patrón es un conjunto de elementos o hechos repetitivos. Los científicos observan patrones en sus datos. Los patrones conducen a preguntas sobre las relaciones e ideas acerca de las causas de estas relaciones.

causa y efecto Los hechos tienen causas. Si “A” provoca que ocurra “B”, tienen una relación de causa y efecto. Una actividad principal de la ciencia es explicar cómo sucede esto. Algunas veces, las causas son simples; otras veces, son complejas. A veces, tanto A como B ocurren, pero uno no causa el otro.

escala, proporción y cantidad

Los fenómenos científicos ocurren en diversas escalas de tamaño, tiempo y energía. Los fenómenos observados en una escala pueden no ser observables en otra escala. Los científicos usan relaciones proporcionales para comparar mediciones de objetos y eventos. A menudo, usan expresiones matemáticas y ecuaciones para representar estas relaciones.

sistemas y modelos de sistema

Un sistema es un grupo de objetos o procesos que interactúan. La descripción de un sistema, incluidos sus componentes, interacciones y límites, y la creación de modelos de ese sistema ayudan a los científicos e ingenieros a comprender fenómenos y probar ideas.

energía y materia El seguimiento de los cambios de energía y materia fuera y dentro de los sistemas ayuda a los científicos a comprender las posibilidades y limitaciones de los sistemas. Muchas relaciones de causa y efecto resultan de cambios de energía y materia.

estructura y función

La estructura (forma, composición, construcción) de un objeto o ser vivo determina muchas de sus propiedades y funciones (lo que la estructura puede hacer).

estabilidad y cambio Tanto para los sistemas naturales como para los construidos, las condiciones a veces son estables (las mismas o dentro de un rango), y algunas veces cambian. Los científicos estudian qué condiciones conducen a la estabilidad o al cambio.

Patterns

A ➞ B Cause and E�ect

Scale, Proportion, and Quantity

Energy and Matter

Structure and Function

Stability and Change

Sysytem and System Models

y

x

O

H H

?

Patterns



Energy and Matter




y

x

O

H H

?

Patterns



Energy and Matter




y

x

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H H

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Patterns



Energy and Matter




y

x

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?Patterns



Energy and Matter




y

x

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?Patterns



Energy and Matter




y

x

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H H

?

Patterns



Energy and Matter




y

x

O

H H

?

APÉNDICE A

128 ESPACIO

astrónomo Un científico que estudia objetos y eventos más allá de la atmósfera de la Tierra, como el movimiento de las estrellas y los planetas.

atmósfera La mezcla de gases (“aire”) que rodea un planeta.

beneficio Ventaja, beneficio o ganancia.

ciclo Una secuencia de eventos que se repite.

ciencia Estudio sistemático del mundo natural.

científico Alguien que persigue la comprensión del mundo natural mediante el uso de pruebas para responder preguntas.

Cohetes espaciales, satélites, sondas, estaciones espaciales y transbordadores espaciales que llevan varias herramientas y equipos para recopilar datos sobre el espacio y los objetos espaciales.

compensación Resultado deseable al que se renuncia para obtener otro resultado deseable.

componentes Las sustancias, materiales y procesos que componen un sistema. Ver sistema.

datos Información recopilada de un experimento u observaciones.

eclipse lunar Cuando la luna pasa a la sombra de la tierra.

eclipse solar Cuando la Luna pasa entre la Tierra y el Sol, de manera que la sombra de la Luna hace que algunos lugares de la Tierra experimenten oscuridad durante el día.

eje de la Tierra Línea imaginaria alrededor de la cual un objeto gira o rota. La Tierra gira alrededor de un eje que va directamente a través de la Tierra desde el polo norte hasta el polo sur.

energía Capacidad de hacer que los objetos cambien, se muevan o funcionen.

energía solar Energía que proviene del sol.

error Variación entre una medición y el verdadero valor de una cantidad.

escala La relación entre el tamaño de un objeto real y un modelo, mapa, diagrama u otra representación del objeto. También se puede utilizar para referirse al tamaño general de los objetos a los que se hace referencia, por ejemplo, la escala molecular.

evidencia Información que respalda o refuta una afirmación.

fases de la luna Las diferentes formas de la luna visibles desde la tierra.

fuerza Atracción o empujón.

fuerza gravitacional Cantidad de atracción gravitacional entre dos objetos. Ver gravedad.

Glosario

GLOSARIO

ESPACIO 129

galaxia Una colección de estrellas y sus sistemas solares que están gravitacionalmente unidos entre sí.

gramo (g) Unidad de masa en el sistema métrico; 1 gramo equivale a 1,000 miligramos.

gravedad Un fenómeno natural que hace que los objetos se atraigan entre sí en función de la masa de cada objeto y la distancia entre ellos.

inclinación de la Tierra El ángulo del eje de la Tierra (aproximadamente 23.5 grados desde la perpendicular) con respecto al plano orbital de la Tierra alrededor del Sol.

interacciones Relaciones entre los componentes de un sistema. Ver componentes y sistema.

límites El alcance del sistema, lo cual separa aquellos componentes y procesos que son parte del sistema de aquellos que no lo son. Ver componentes y sistema.

masa Cantidad de materia en un objeto.

materia Lo que compone todos los objetos vivos y no vivos.

metro (m) Unidad de longitud del sistema métrico; 1 metro equivale a 100 centímetros o 1,000 milímetros.

modelo científico Ver modelo.

modelo Cualquier representación de un sistema (o sus componentes) utilizado para ayudarnos a comprender y comunicar cómo funciona.

newton (N) Unidad de fuerza en el sistema métrico, equivale a 1 kg m/s2.

observación Cualquier descripción o medida recopilada por los sentidos o instrumentos.

órbita Trayectoria curva que un objeto espacial toma alrededor de una estrella, planeta o luna.

patrón Algo que sucede de manera repetida y predecible.

plano orbital Un plano bidimensional donde un objeto espacial está en cualquier punto de su órbita.

sistema Grupo de objetos o procesos que interactúan. Cada sistema incluye componentes, interacciones y límites. Ver límites, componentes e interacciones.

sistema métrico Sistema de medición mundial utilizado por los científicos. También conocido como Sistema Internacional de Unidades (SI).

sistema solar Una estrella y todos los objetos que la orbitan.

tecnología Cualquier producto o proceso realizado por ingenieros y científicos.

transferencia de energía Movimiento de energía de un objeto a otro.

transformación de energía Cambio de energía de un tipo a otro, como de energía química a térmica.

unidad astronómica (ua) La distancia media, o promedio, entre la Tierra y el Sol (149,597,870,700 m).

unidades SI El Sistema Internacional de Unidades (de Système Internationale d’Unités) establecido por acuerdo internacional. Las unidades SI son ampliamente utilizadas en ciencia, industria y medicina.

APÉNDICE A

130 ESPACIO

APÉNDICE A

AAAAS (Asociación Estadounidense para el

Avance de la Ciencia), 95alfabetización mediática, 123–125, 124anillos de Saturno, 69año de la Tierra, papel en los cambios

estacionales, 44–45, 44–45año, en la Tierra, 33, 33astronautas

programa Apolo, 5en la luna, 4, 5, 75en órbita, 73

astronave. Ver también nave espacial específica.definición, 129Juno 65Mariner 2, 64Messenger, 65Voyager 1, 63Voyager 2, 65

astrónomos 49, 128atmósfera, 128

Bbeneficio, 128

Ccálculo del volumen de un líquido, 102, 102cambio, 127cambios estacionales

ángulo del sol, 46inclinación de la Tierra, rol de, 39–41,

44–45, 45más de un año, 43, 44, 45papel de la órbita de la Tierra, 91–92visto desde el espacio, 44, 45

cantidad, 127causa y efecto, 127ciclo, 128ciencia

definición, 129naturaleza de, 95–97

científico, 129

cohetes. Ver astronave.cómo enfocar un microscopio, 111cómo escribir un informe formal de

investigación, 120compensación, 9, 129componentes, 128cuadernos, cómo llevarlos, 118–119Curiosity Rover

en Marte, 8descripción de la misión, 8–9helicóptero grúa, 9, 9

Ddatos, 128dibujo de vistas microscópicas, 112, 112

Eeclipse lunar, 23, 23, 128Eclipse solar, 23, 23, 129eclipses

causas de, 91de Luna. Ver eclipse lunar.de Sol. Ver eclipse solar.

eje de la Tierra, 128 elementos de diseño experimental, 110energía

definición, 128seguimiento, 127transferir, 128transformación, 128

energía solar, 129error, 128escala, 55, 127, 129estabilidad, 127estaciones espaciales. Ver astronave.estrategias de alfabetización

habilidades de comunicación, 122mapas conceptuales, 121fuentes de Internet, evaluación, 125–126llevar un cuaderno, 118–119mensajes de los medios de comunicación,

evaluación, 123–125, 124presentaciones orales, 116

Índice

El número de página en negrita indica una definición. El número de página en cursiva indica una ilustración.

ÍNDICE

ESPACIO 131

lectura de procedimientos científicos, 117cómo escribir un informe formal de

investigación, 120estrellas, observación, 53estructura, 127evidencia, 9, 128

Ffases de la luna

causas de, 15–17definición, 11, 129ilustraciones 15, 19predicción, 11–13ciclo de repetición, 19papel de la órbita lunar, 19–21simulación, 19–21resumen de, 91

Feria Mundial, 1964, 39formulario de acuerdo de seguridad, 100frasco con gotero, uso adecuado de, 103fuentes de Internet, evaluación, 125–126fuerza de gravedad, 69, 69–72, 128fuerza, 128función, 127

Ggalaxias

colisión 76definición, 73, 128gravedad, 92observación, 53visto por el telescopio espacial Hubble, 82

galaxias en colisión, 76Galileo, 3globo Unisphere, 39gráfico de barras, habilidades requeridas,

104–105gráficos

gráficos de barras, 104–105interpretación, 108–109gráficos de líneas, 106–107gráficos de dispersión, 106–107

gráficos de dispersión, 106–107gráficos de líneas, 106–107gramo (g), 128gravedad

astronauta en órbita, 73astronautas en la luna, 75galaxias en colisión, 76materia oscura, 83definición, 69, 128dirección de, 74efectos de, 73–79formación de un sistema solar, 78, 78–79en la galaxia, 92

tiempo y distancia, 74–76modelado, 81–84y objetos en órbita, 76, 76–77satélite que orbita la Tierra, 77en el sistema solar, 92fuerza de, 74–76

gravedad y objetos en órbita, 76, 76–77

Hhabilidades científicas

gráfico de barras, 104–105comunicación, 122mapas conceptuales, 121buen diseño experimental, 110interpretación de gráficos, 108–109llevar un cuaderno, 118–119gráficos de líneas, 106–107medición del volumen de un líquido, 102presentaciones orales, 116lectura de una probeta, 102lectura de procedimientos científicos, 117gráficos de dispersión, 106–107cómo usar un frasco con gotero, 103cómo escribir un informe formal de

investigación, 120habilidades de comunicación, 122

Iinclinación de la Tierra. Ver inclinación de

la Tierra.inclinación de la Tierra. Ver también órbita

de la Tierra.ángulo del Sol, 45–46, 45–46longitud de la luz solar, 46–47, 47definición, 35, 128ilustración, 35papel en los cambios estacionales,

39–41, 44–45simulación, 39–41globo Unisphere, 39

informeshabilidades de comunicación, 122mapas conceptuales, 121investigación formal, 120llevar un cuaderno, 118–119presentaciones orales, 116

informes formales de investigación, redacción, 120

ingenieros, rol en el diseño de ingeniería, 96–97

interacciones, 128interpretación de gráficos, 108–109investigación científica, 96

ÍNDICE

132 ESPACIO

Kkilo- prefijo, 114

Llaboratorio de ciencia de Marte, 8–9lectura

probeta, 102procedimientos científicos, 117

límites, 128líquido, cálculo del volumen de, 102, 102Luna

eclipse lunar, 23, 23, 128observación, 53plano orbital, 25papel en los eclipses, 23–26formas. Ver fases de la luna.Eclipse solar, 23, 23, 129

luz del solHemisferio Norte en comparación con

Hemisferio Sur, 31en el transcurso de un año, 27–31verano en comparación con invierno, 27

Mmapas conceptuales, 121Marte, fotografía de la superficie, 4masa

definición, 69, 128de nuestro Sol, 82–83

masa y distancia, gravedad, 74–76materia

materia oscura, 83definición, 128seguimiento, 127

meniscos, 102, 102meteoros, observando, 53metro (m), 128microscopios

dibujo de vistas microscópicas, 112, 112enfoque, 111partes de, 111pautas de seguridad, 111

misión de Saturno, 6–7misiones al espacio

programa Apolo, 5–6Cassini, 4, 6–7, 85, 85elegir, 85–89Curiosity Rover, 8, 8–9helicóptero grúa Curiosity Rover, 9, 9telescopio espacial Hubble, 7, 7–8sonda Huygens de Titán, 6, 6–7laboratorio de ciencia de Marte, 8–9Luna, 5–6Saturno, 6–7

misiones Cassini, 6–7, 85, 85misiones espaciales. Ver misiones al

espacio.misiones lunares

astronautas del Apolo, 4, 5programa Apolo, 5–6tipos de rocas lunares, 5

modelado. Ver también modelos a escala; simulación.Órbita de la tierra, 33, 33–37gravedad, 81–84el Sistema Solar, 55–58sistemas, 127

modelo a escala. Ver también modelado.arquitectónico, 55planetas, 59–62del Sistema Solar, 55–58, 57, 92

modelo científico. Ver modelo.modelos del sistema, 127modelos, definición, 15, 129

NNASA (Administración Nacional de

Aeronáutica y del Espacio), 3nave espacial Cassini, en el simulador

espacial, 4Nave espacial Juno, 65nave espacial Mariner 2, 64nave espacial Messenger, 65nave espacial Voyager 1, 63nave espacial Voyager 2, 65nave espacial, Cassini

descripción de la misión, 6–7misiones 4, 6–7, 85, 85en el simulador espacial, 4

newton (N), 129

OObjetos en el espacio, observación. Ver

observación de objetos en el espacio.observación de objetos en el espacio

astrónomos 49ejemplos, 51galaxias, 53meteoros, 53Luna, 53planetas, 53satélites, 53sistemas solares, 49estrellas, 53

observación, 11, 129órbita

definición, 16, 129Tierra. Ver órbita de la Tierra.Luna. Ver órbita de la Luna.

ESPACIO 133

ÍNDICE

órbita de la Lunaciclo de repetición, 19papel en los eclipses, 23–26papel en las fases de la luna, 16, 19–21

órbita de la Tierramodelado, 33, 33–37papel en los cambios estacionales,

44–45, 91–92

Ppatrones, 127, 129pautas de seguridad

transporte de microscopios, 111general, 98–100

planetas. Ver también planetas específicos.diámetros de, 57, 57, 60distancias desde el sol, 56–57observación, 53modelo a escala, 59–62

plano orbital, 25, 129Plutón, 67predicción de las fases lunares, 11–13prefijo central, 114prefijos

centi, 114kilo, 114sistema métrico, 114

presentaciones orales, 116probeta, lectura, 102, 102procedimientos científicos, lectura, 117programa Apolo, 5, 5–6

Rrelaciones proporcionales, 127Rocas lunares, tipos de, 5Rubin, Vera, 83

Ssatélite que orbita la Tierra, 77satélites, observando, 53. Ver también

nave espacial.SI (Sistema Internacional de

Unidades), 113–114simulación. Ver también modelado.

inclinación de la tierra, 39–41fases de la luna, 19–21

Sistema Internacional de Unidades (SI), 113–114

sistema métricounidades base, 113–114definición, 129prefijos, 114SI (Sistema Internacional de

Unidades), 113–114sistema solar

UA (unidades astronómicas), 58gravedad, 92modelado, 55–58diámetros planetarios, 57, 57distancias planetarias, 56–57modelo a escala, 92tamaño y escala, 92. Ver también

maquetas a escala, del Sistema Solar.sistemas

componentes de, 17definición, 17, 127, 129

sistemas solaresdefinición, 49, 129formando, 78, 78–79

Solángulo de 45–46, 45–46eclipse lunar, 23, 23, 128masa de, 82–83Eclipse solar, 23, 23, 129

sonda Huygens de Titán, 6, 6–7sondas. Ver astronave.

Ttecnología, 129Telescopio espacial Hubble

descripción, 7–8fotografía de galaxias, 82fotografía del espacio, 4en el espacio, 7

Titánmisión Cassini, 85sonda Huygens, 6, 6–7propuestas de misión, 85–89en la órbita de Saturno, 86

trasbordadores espaciales. Ver astronave.

UUA (unidades astronómicas), 58unidades SI, 129

Créditos

Abreviaturas: ar (arriba), m (medio), ab (abajo), i (izquierda), d (derecha), c (centro)

Todas las ilustraciones fueron realizadas por Seventeenth Street Studios.

Foto de portada y apertura de unidad: NASA; página 3: Mark Garcia/NASA; Página 4, todas las fotos: NASA; página 5: NASA; página 6: NASA; página 7: NASA; página 8: NASA; página 9: Stocktrek Images, Inc./Alamy Stock Photo; página 11: Angélica Mocco/Shutterstock; página 15: David Nunuk/Photo Researchers, Inc.; página 19: Photodisc/Getty Images; página 21: NASA; página 23: NASA; página 39: © Philip Gendreau/Bettmann/Corbis; página 43: Hannamariah/Shutterstock; página 44: Reto Stöckli/NASA; página 45: Reto Stöckli/NASA; página 51, ari: Elena Mamai/Alamy Stock Photo, ard: John Spade, mi: NASA, md: Andrea Tosatto, abi: NASA/W. Liller, abd: NASA, página 55: elnariz/Adobe Stock; página 63: NASA; página 64: NASA; página 65: NASA; página 66: NASA; página 69: NASA; página 73: Photodisc/Getty Images; página 75: NASA; página 76: NASA/The Hubble Heritage Team; página 77: 3DSculptor/iStock; página 78: NASA; página 81: NASA; página 83: Institución Carnegie para la Ciencia; página 86: NASA; página 87: NASA; página 86: NASA JPL/Corby Waste; página 88: NASA GRC; página 89: NASA

El Sistema Solar DE LA TIERRA y más allá · el sistema solar y más allá the lawrence hall of...

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