Grado 4 - Contenidos para aprender
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Grado 4 Clase: Ciencias Naturales Unidad 1 ¿CUÁLES SON LOS CUERPOS CELESTES QUE SE ENCUENTRAN EN LAS GALAXIAS? Nombre: INTRODUCCIÓN Sistema Solar ¿Reconoces alguna de las siguientes imágenes? SOL TIERRA ESTRELLA COMETA ¿Qué constituye el universo y dónde estamos? Objetivo Ilustrar la estructura y los principales cuerpos celestes que se encuentran en las galaxias. 1 Fig. 001 Grado 4 Ciencias Naturales ACTIVIDAD 1 Cometas, meteoritos, y asteroides Cometas Son fragmentos o bloques rocosos de hielo provenientes de la Nube de Oort, con tamaños que van desde unos pocos metros hasta algunos kilómetros, compuestos principalmente de agua congelada y silicatos, aunque también puede encontrarse metano, magnesio, hierro, amoníaco y sodio. En algunas ocasiones la fuerza gravitacional que ejerce el Sol atrae estos fragmentos desde las zonas periféricas del Sistema Solar hacia las zonas centrales, de modo que los cometas pueden definir tres trayectorias diferentes: i) llegar directamente al Sol, desintegrándose en él ii) pasar cerca al Sol y luego perderse en el espacio más allá del Sistema Solar, de donde no regresará sino hasta centenares o miles de años, e incluso podrá no volver, y iii) pasar cerca al Sol y adoptar una trayectoria elíptica repetitiva dentro del Sistema Solar. Cuando los cometas se acercan al Sol, entre las órbitas de Júpiter y Marte, el material superficial del cometa comienza a liberarse, formando las denominadas “colas” cometarias. El gas y el agua, aún congelada pero fragmentada en trozos muy pequeños y finos, forma una cola larga, estrecha y de color azulado, mientras el polvo forma una cola más ancha, difusa y con una tonalidad anaranjada. Meteoritos Los meteoritos son partículas que orbitan alrededor del Sol, que pueden ser casi tan grandes como un cometa o tan pequeños como polvo. Los meteoritos se clasifican en i) rocosos, denominados lititos, que están compuestos de silicato; ii) ferrosos, llamados sideritos, los cuales están compuestos de hierro y níquel; y iii) los denominados litosideritos, que son meteoritos rocosos-ferrosos, 2 Grado 4 Ciencias Naturales es decir, son combinaciones de las dos clases anteriores. Cuando estas partículas, en su curso a través del Sistema Solar, penetran la atmósfera de la Tierra, se calientan y se desintegran debido a la fricción con el aire, formando las estelas de luz conocidas vulgarmente como “estrellas fugaces”. La mayoría de los meteoritos se desintegran completamente y otros, en muy baja proporción, alcanzan a colisionar contra el planeta, dejando cráteres como por ejemplo el que se encuentra en Australia, causado por un meteorito hace trescientos mil años. Asteroides Los asteroides son cuerpos mayores o pedazos de rocas que orbitan alrededor del Sol. Estos son muy abundantes en Sistema Solar, pues se calculan que existen millones y miden desde pocos metros de diámetro hasta cientos de kilómetros. Generalmente se encuentran en el cinturón de asteroides, entre las órbitas de Marte y Júpiter, aunque algunos tienen una órbita muy alargada y llegan a cruzar las órbitas de Marte y de la Tierra por un lado, y las de Júpiter y Saturno por el otro. Algunos son muy grandes, esféricos y su naturaleza es similar a la de los planetas. Completa el siguiente cuadro comparativo: Composición Tamaño Cometas Meteoritos Asteroides 3 Movimiento Grado 4 Ciencias Naturales ACTIVIDAD 2 Planetas del Sistema Solar El Sistema Solar se encuentra en el brazo de Orión, en la galaxia conocida como la Vía Láctea. Está constituido por una estrella, el Sol; los planetas que circulan alrededor de esta estrella: Júpiter, Marte, Mercurio, Neptuno, Saturno, Tierra, Urano y Venus; los cuerpos o planetas menores: Ceres, Eris, Haumea, Makemake y Plutón; entre otros componentes que se encuentran en el espacio interplanetario como asteroides, cometas y los satélites de los planetas. El Sol, estrella del Sistema Solar, apareció hace unos 5000 millones de años y, debido a la fuerza gravitacional que ejerce, los planetas giran a su alrededor. De acuerdo su distancia y cercanía con respecto a esta estrella, el orden de los planetas es: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Fig. 005 Los planetas interiores, denominados terrestres o telúricos, son los cuatro planetas más cercanos al Sol, es decir, Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Ahora bien, la principal característica física de la Tierra es su atmósfera gaseosa y transparente, lo que hace que sobre la superficie la temperatura sea la adecuada para permitir la formación de agua líquida y de los compuestos orgánicos necesarios para el desarrollo de la vida. Es por esto que nuestro planeta es el único del que se sabe que existe vida en su interior. 4 Grado 4 Ciencias Naturales Mercurio Venus Fig. 006 Fig. 007 Diámetro (km) 4878 Diámetro (km) Masa (con respecto a la Tierra) 0,056 Masa (con respecto a la Tierra) 0,82 Distancia media al Sol (UA) 0,39 Distancia media al Sol (UA) 0,72 Periodo orbital (años) 0,241 Periodo orbital (años) 0,615 Periodo de rotación (días) 58,6 Periodo de rotación (días) Periodo de revolución (días) 87,9 Periodo de revolución (días) 0 Satélites Composición de la atmósfera 12100 Composición de la atmósfera Tierra 224,7 0 Satélites Trazas de Hidrógeno y Helio 243 96% CO2 , 3% Nitrógeno, 0,1% Agua Marte Fig. 008 Diámetro (km) Masa (con respecto a la Tierra) Fig. 009 12756 1 (5,9 x 10kg) Diámetro (km) 6787 Masa (con respecto a la Tierra) 0,11 Distancia media al Sol (UA) 1 Distancia media al Sol (UA) 1,52 Periodo orbital (años) 1 Periodo orbital (años) 1,88 24,6 Periodo de rotación (días) 23,9 Periodo de rotación (días) Periodo de revolución (días) 365,2 Periodo de revolución (días) Satélites Composición de la atmósfera 1 Satélites 78% Nitrógeno, 21% Oxígeno, 1% Argón Composición de la atmósfera 686,9 2 95% CO2 , 3% Nitrógeno, 1,6 % Argón Los planetas exteriores o gigantes son todos aquellos que poseen anillos a su alrededor. Los planetas Júpiter y Saturno se conocen como gigantes gaseosos, mientras Urano y Neptuno, gigantes helados. 5 Grado 4 Ciencias Naturales Júpiter Saturno Fig. 011 Fig. 010 142984 Diámetro (km) 120536 Diámetro (km) Masa (con respecto a la Tierra) 318 Masa (con respecto a la Tierra) Distancia media al Sol (UA) 5,2 Distancia media al Sol (UA) 9,54 Periodo orbital (años) 29,46 11,86 Periodo orbital (años) 95 Periodo de rotación (días) 9,8 Periodo de rotación (días) 10,6 Periodo de revolución (días) 11,8 Periodo de revolución (días) 29,4 17 Satélites Composición de la atmósfera 22 Satélites 90% H, 10% Helio, trazas de Metano Composición de la atmósfera Urano 96% H, 3% Helio, 0,5 Metano Neptuno Fig. 012 Diámetro (km) Masa (con respecto a la Tierra) Fig. 013 51108 Diámetro (km) 15 Masa (con respecto a la Tierra) 49538 17 Distancia media al Sol (UA) 19,19 Distancia media al Sol (UA) 30,06 Periodo orbital (años) 84,01 Periodo orbital (años) 164,79 Periodo de rotación (días) 9,8 Periodo de rotación (días) Periodo de revolución (días) 11,8 Periodo de revolución (días) Satélites Composición de la atmósfera 21 Satélites 83% H, 15% Helio, 1,99% Metano Composición de la atmósfera 6 16 164,8 8 84% H, 14% Helio, 2% Metano Grado 4 Ciencias Naturales En el siguiente cuadro sinóptico clasifica los planetas del Sistema Solar de acuerdo a su distancia con respecto al Sol, su composición, color, tamaño, presencia de satélites, atmósfera, anillos y presencia de vida: Planetas interiores Planetas del Sistema Solar Planetas exteriores De acuerdo al video, describe brevemente el movimiento de rotación y traslación en la Tierra y su relación con la sucesión entre el día y la noche y los cambios de estaciones, respectivamente. 7 Grado 4 Ciencias Naturales ACTIVIDAD 3 Galaxia Las galaxias están constituidas principalmente de estrellas, planetas, nubes de gas y polvo cósmico. Su clasificación depende de su estructura y forma, siguiendo los estándares de las secuencias Hubble. Así pues, existen cuatro tipos de galaxias: las elípticas, las espirales, las lenticulares y las irregulares. Galaxias Elípticas Galaxias Espirales Fig. 014 Su forma es en elipse Galaxias lenticulares Fig. 015 Fig. 016 Transición entre las galaxias elípticas y las espirales Su forma es circular con brazos Completa los siguientes cuadros: ¿Qué elementos componen a las galaxias? ¿Qué elementos componen a las galaxias? 8 Galaxias irregulares Fig. 017 Fig. 012 No posee ninguna forma definida por la secuencia Hubble Grado 4 Ciencias Naturales ACTIVIDAD 4 Buscando vida en satélites del Sistema Solar La Tierra es el único planeta en el Sistema Solar en el que hasta el momento se ha encontrado vida. Sin embargo, algunos planetas poseen satélites grandes, como la Luna (Tierra), Ganimedes (Júpiter) y Titán (Saturno), parecen tener las condiciones suficientes para que se pueda presentar el fenómeno de la vida. No obstante, las exploraciones más importantes se han realizado en Titán, pues es el cuerpo celeste que, después de la Tierra, presenta una atmósfera significativa, la cual posibilitaría el desarrollo de la vida. Además, sobre su superficie se han encontrado cuerpos de agua sólidos, así como otros elementos fundamentales para el desarrollo de la vida. Este satélite fue descubierto por el astrónomo holandés Christiaan Huygens, el 25 de marzo de 1655, siendo el primer satélite reportado para Saturno. Pero fue hasta 1944 que otro astrónomo holandés, Gerard Kuiper, descubrió la atmósfera de Titán, identificando principalmente metano y amoniaco en ella por medio de sus observaciones espectroscópicas. Esto motivó a la comunidad científica a iniciar exploraciones en este satélite, y las primeras observaciones superficiales de Titán se llevaron a cabo por medio de las sondas espaciales Pioneer 11, Voyager 1 y Voyager 2. En las últimas décadas, la misión Cassini/Huygens ha generado excelentes resultados, pues gracias a la sonda Huygens los científicos han llegado a concluir que en este satélite probablemente existe vida ya que la atmósfera es abundante en metano, un gas que, por la alta radiación UV, no existiría sobre la superficie de Titán; motivo por cual se piensa que este gas debe ser producido constantemente al interior del satélite por medio de ciertos procesos en los que, además, se liberan hidrógeno y acetileno, los cuales se distribuirían también por la atmósfera de Titán. Estos inquietantes resultados pondrían en duda la idea según la cual el planeta Tierra es el único lugar donde se pudo haber generado la vida. ¿Por qué se piensa que el satélite Titán puede tener vida? 9 Grado 4 Ciencias Naturales ACTIVIDAD 5 Observemos los cuerpos celestes Los telescopios son instrumentos ópticos que se utilizan para observar detalladamente objetos distantes. Estos han sido durante siglos la herramienta principal de los astrónomos para estudiar los cuerpos celestes. Con el telescopio se ha vislumbrado, como nunca se podría hacer a simple vista, tanto al Sol como a los planetas y sus satélites, cometas, meteoritos y asteroides. El telescopio Hubble, que se encuentra orbitando la Tierra en el espacio exterior, es el más importante actualmente, pues gracias a él los astrónomos han logrado obtener imágenes mucho más definidas de galaxias, estrellas y otros cuerpos que, desde la Tierra, sería imposible obtener por la absorción de la radiación electromagnética que hace la atmósfera terrestre. ¿Qué cuerpos celestes podemos observar con el telescopio? ACTIVIDAD 6 Exposición por grupos • Cometas, meteoritos y asteroides. • Sistema Solar. • Planetas interiores. • Planetas exteriores. • Galaxias. • Importancia del telescopio. Nota: Todos los temas deben ser expuestos en clase. 10 Grado 4 Ciencias Naturales RESUMEN Conoce las diferencias de cometas, meteoritos y asteroides. Meteorito Cometa Fig. 018 Fragmentos o bloques rocosos de hielo. Cuando están cerca al Sol, el material superficial se libera y forma las conocidas “colas” cometarias. Asteroide Fig. 019 Partículas que orbitan alrededor del Sol. Al llegar a la atmósfera terrestre se desintegran, produciendo las conocidas “estrellas fugaces”. Fig. 020 Fig. 012 Los asteroides son cuerpos mayores o pedazos de rocas que orbitan alrededor del Sol. Determina cuáles son las principales diferencias que existen entre los planetas que posee el Sistema Solar. Fig. 021 11 Grado 4 Ciencias Naturales De acuerdo a la información que brinda el video que se encuentra en el material didáctico, describe el movimiento de traslación y rotación de la Tierra. 12 Grado 4 Ciencias Naturales TAREA Establece las diferencias entre cometas, meteoritos y asteroides. Responde en el siguiente cuadro qué es una galaxia. Además, en el cuadro debajo de cada imagen, escribe el tipo de galaxia según corresponda. Fig. 022 Fig. 023 Fig. 024 13 Fig. 025 Grado 4 Ciencias Naturales Clasifica los planetas del Sistema Solar de acuerdo a la distancia respecto al Sol, la composición de la atmósfera, el tamaño y presencia de satélites. Fig. 026 Distancia respecto al Sol Composición de la atmósfera 1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4. 5. 5. 6. 6. 7. 7. 8. 8. Tamaño Presencia de satélites 1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4. 5. 5. 6. 6. 7. 7. 8. 8. 14 Grado 4 Ciencias Naturales En el siguiente cuadro, explica el papel del telescopio en la indagación del universo: REFERENCIA Cruikshank . P. (2005). Solar system observations with Spitzer Space Telescope: Preliminary results. Advances in Space Research 36:1070–1073. Roush, T.L. & Dalton, J.B. (2004). Reflectance spectra of hydrated Titan tholins at cryogenic temperatures and implications for compositional interpretation of red objects in the outer Solar System. Icarus 168:158–162. Sadhishkumar, S. & Balusamy, T. (2014). Performance improvement in solar water heating systems—A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 37: 191–198. 15 Grado 4 Ciencias Naturales Créditos Figura 002, 018 Cometa. Soerfm (1986). Lspn comet Halley. Recuperado Septiembre, 11, 2014, de Wikipedia: Recuperado el 08, septiembre, 2014 de URL: Figura 003, 019 Meteorito. Murch, B (2009). Meteorito Caperr, Hierro IIIAB. Recuperado Septiembre, 11, 2014, de Wikipedia: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Saturn_(planet)_large.jpg http://es.wikipedia.org/wiki/Cometa_Halley#mediaviewer/File:Lspn_comet_halley.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Museo_de_La_ Plata_-_Meteorito_Kapper.jpg Figura 004, 020 Figura 4. Asteoride. Xosema (2005). WholeEros. Recuperado Septiembre, 11, 2014, de Wikipedia: http://es.wikipedia.org/wiki/Objeto_pr%C3%B3ximo_a_ la_Tierra#mediaviewer/File:WholeEros.jpg Figura 005, 021, 026 Sistema Solar. Comfreak. 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