Magnitudes características

6º GRADO

Extracto secuencia Documento Grados de Aceleración 6/7 1er bimestre 2005

Presentación

En esta secuencia se propone un estudio del universo que favorezca el acercamiento de los alumnos a la noción de lo muy grande en el marco de las ideas intuitivas que ellos tienen de lo que es grande. Como en el Universo las distancias, las cantidades y los tamaños de los objetos que estudiamos son mucho más grandes que los cotidianos, es conveniente acudir a magnitudes especiales para describirlos. Así, se introducen magnitudes como la unidad astronómica y el año luz, que son las que se utilizan usualmente en Astronomía, y constituyen magnitudes características de diferentes escalas que distinguimos en el universo.

A lo largo de la secuencia se propone un acercamiento progresivo a esta idea de grandes magnitudes mediante el recurso de un viaje imaginario que parte de las escalas más conocidas, como la de los objetos cotidianos; y avanza, a medida que se aleja de la Tierra, hacia la escala terrestre para la cual las distancias o el tamaño de los objetos considerados están en el rango del diámetro de la Tierra o los planetas: la escala del sistema solar, en la que distinguimos distancias tan grandes como las de todo el sistema solar, y la escala galáctica, en donde el tamaño o la distancia de los objetos con los que trabajamos son aproximadamente los del diámetro de una galaxia.

El trabajo está especialmente centrado en la lectura e interpretación de textos, y también, en las explicaciones del docente. La actividad de los alumnos en este caso hará foco principalmente en un ejercicio permanente de imaginación de situaciones muy alejadas de lo cotidiano y en el establecimiento de relaciones con la información aportada por los textos y por el docente.

Las actividades realizadas en el aula serán complementadas con una visita a la Asociación Argentina de Amigos de la Astronomía, en la que podrán observar videos sobre el universo y escuchar las explicaciones de los especialistas. Se espera que los alumnos puedan realizar algún trabajo final (lámina, maqueta, cuadernillo, charla para la escuela, etc.) en el que sinteticen lo aprendido en clase y lo que aprendieron en la visita.

Sentido de las actividades

Familiarización con las grandes escalas del universo mediante la manipulación de magnitudes características para estimar tamaños, distancias, cantidades. Información sobre los objetos que pueblan el universo.

Actividad 1: Discusión acerca de la distancia a la que se encuentran los objetos celestes. Determinación de distancias mediante el conocimiento de la relación entre distancia, tiempo y velocidad en las escalas cotidianas

Dado que es difícil formarse una representación intuitiva de las distancias que se quieren analizar -porque son muy grandes y porque los objetos están muy distantes entre sí-, se procederá por comparación con objetos cuya distancia nos es más conocida. Por eso se trabaja aquí con las distancias conocidas, los tiempos que tardamos en recorrerlas y la rapidez con que lo hacemos para, luego, en las siguientes actividades de la secuencia, poder compararlas con las de los objetos del universo.

Primera parte

El docente podrá comenzar la clase comentando el tema que se trabajará en las siguientes clases: las distancias de los objetos en el Universo. Podrá proponer a los alumnos un ejercicio de imaginación acerca de cuál será la distancia de la Tierra al Sol o a la Luna tomando como referencia distancias conocidas. Podrá comentar, por ejemplo:

En la Tierra, muchas veces medimos distancias usando unidades como la cuadra, el metro o el kilómetro. Así podemos decir que la casa de alguien queda a 3 cuadras o a trescientos metros. ¿Pueden imaginar cuántas cuadras habrá entre la Tierra y la Luna? ¿Y entre la Tierra y el Sol? ¿Serán cientos, miles, millones o miles de millones?

Se registrarán las respuestas de los alumnos de manera de poder volver a ellas a lo largo de la secuencia, cuando se vaya profundizando en el tema.

Luego propondrá una discusión acerca del tiempo que tardaríamos en llegar a un lugar más o menos lejano y conocido. Hará hincapié en argumentos que permitan que los alumnos reconozcan que el tiempo que tardamos en recorrer una distancia está relacionado con la velocidad con que la recorremos. Podrá dar ejemplos tales como que, en la época en que sus abuelos eran niños, viajar desde Córdoba hasta Buenos Aires en auto llevaba aproximadamente dos días, mientras que hoy el mismo recorrido se realiza en siete horas, ya que los transportes pueden alcanzar mayores velocidades. Desde ese punto de vista, el tiempo característico para recorrer la distancia Buenos Aires-Córdoba ha variado en relación con la velocidad de los transportes.

Otra idea interesante para reflexionar sobre este tema es que cuando el terreno es muy escarpado o montañoso la velocidad a que pueden recorrerlo los vehículos es prácticamente la misma y es común que se indique la distancia informando acerca del tiempo que se tarda en llegar ("queda a 3 horas de aquí"). Así podrá hacer notar lo raro que puede resultar que se indique una distancia utilizando unidades de tiempo.

Segunda parte

En esta segunda parte se propone a los alumnos poner en juego la idea de medir distancias utilizando tiempos.

Para ello trabajarán con la ficha: "Mido las distancias utilizando los tiempos característicos que se tarda en recorrerlas".

Se sugiere que, antes de realizar esta actividad, se les pida a varios alumnos que midan el tiempo que tardan en recorrer una cuadra. Para ello necesitarán un reloj con segundero. Cada alumno anotará la hora de salida y la hora de llegada, y el tiempo que tardó en hacer el recorrido. Seguramente habrá distintos valores, unos habrán tardado más y otros, menos, pero se podrá llegar a un acuerdo general, comparando los tiempos, y asumir que el tiempo que se tarda es de aproximadamente 1 minuto. La maestra explicará que no es necesario encontrar un valor exacto ya que lo que se busca es estimar, es decir, tener una idea aproximada de las distancias. A ese valor aproximado se lo llama tiempo característico para recorrer una cuadra. Finalmente, en pequeños grupos, completarán la ficha.


Se espera que al finalizar este intercambio los alumnos logren concluir que:

• para tener idea de las distancias se necesita poder compararlas con distancias conocidas;
• podemos comparar dos distancias conociendo el tiempo que tardamos en recorrerlas siempre que la rapidez con que nos movemos sea la misma.

Recomendaciones

Es importante que el docente haga notar que las cantidades que se eligen para hacer comparaciones, por ejemplo el tiempo que se tarda en recorrer una cuadra o las distancias a las que se encuentran los astros, son cantidades aproximadas. Debe recalcar que se "redondea" y se eligen números sencillos, por ejemplo un minuto para recorrer una cuadra, porque esto permite hacer muchas cuentas sencillas para "darse una idea" de lo que sucede globalmente. También es importante que tenga en cuenta que ese "darse una idea" es todo lo que se necesita para avanzar en el conocimiento. Por ejemplo, si en vez de haber establecido que el tiempo característico para recorrer una cuadra es 1 minuto hubiéramos hecho un promedio con los resultados de los alumnos, habiendo sido 1,14 segundos, este valor nos hubiera complicado para hacer las cuentas sin modificar los resultados globales y nos hubiera impedido tener una visión de conjunto. Por otro lado, ese valor que parece más preciso no hubiera sido más que un promedio particular de los alumnos de una escuela determinada, y no un valor universal.

En el mismo sentido, se recomienda que el docente haga notar a los alumnos que, al analizar los distintos casos (el largo de la Ciudad de Buenos Aires, la distancia a Córdoba, o el tiempo de recorrido de un colectivo), nos estamos planteando situaciones ideales, en las que no se toman en cuenta situaciones particulares que pudieran surgir y que no permitirían hacer comparaciones ya que no son previsibles ni generalizables (suponemos que todas las cuadras a lo largo de la Avenida Rivadavia son iguales y eso nos da una medida del largo de la Ciudad; en el viaje a Córdoba no se consideran las paradas, las reducciones de velocidad en la ruta, un eventual pinchazo de goma, etc.). Plantearnos situaciones ideales nos permite hacer un estudio de los problemas y extraer algunas conclusiones generales en la clase de Ciencias Naturales. Por supuesto que si tenemos que hacer un viaje real a Córdoba, y necesitamos calcular el tiempo, podremos realizar un primer cálculo estimativo, pero luego ajustarlo en función de los posibles imprevistos.

Actividad 2: Reconocimiento de la relación que existe entre la distancia a la que nos encontramos de los objetos, el tamaño y el grado de detalle que percibimos de ellos.

Esta actividad está destinada a que los alumnos puedan reflexionar acerca de cómo se ven los objetos desde muy lejos, y cómo cambia lo que vemos si lo observamos desde diferentes distancias.

El docente podrá iniciar la clase haciendo notar que cuando los objetos son muy lejanos se ven muy pequeños. Puede poner por caso que, a la distancia, la arena de un arenero parece un suelo liso y unido porque no llegamos a percibir los granos de arena que lo forman; y que sólo si nos acercamos suficientemente descubrimos que está formado por pequeñas partículas separadas entre sí.

Puede ilustrar también comentando que la banda brillante que se observa en el cielo en las noches estrelladas, la Vía Láctea, fue llamada así en la Antigüedad por su parecido con un camino blanco como la leche. Cuando Galileo Galilei en el año 1600 observó por primera vez el cielo utilizando un telescopio, descubrió que la banda blanca que parecía una nube con forma de camino no era más que un conjunto enorme de estrellas que vistas a la distancia parecía una cinta continua. Comentará que ésa fue la primera vez que se utilizó un telescopio.

Luego se propone que se lea en clase y entre todos la ficha: "Un viaje imaginario: la Tierra vista desde el cielo" y que discutan entre todos las respuestas a las preguntas. Posteriormente, luego de la discusión las completarán por escrito y en forma individual.

Actividad 3: Introducción al manejo de grandes distancias en el Universo. Aproximación a la noción de Unidad Astronómica y año luz.

Esta actividad está destinada a que los alumnos adquieran destreza en el trabajo con distancias grandes y que comprendan la necesidad de utilizar nociones como la de año luz para poder concebirlas.

Para introducir el tema de las grandes distancias, el maestro puede promover una discusión haciendo ver lo inconveniente que resulta medir distancias grandes con unidades de medida pequeñas. Por ejemplo, puede comentar que la distancia de Buenos Aires a Rosario es de 300 kilómetros y hacerles notar lo engorroso que sería medir esa distancia en unidades de milímetros o en centímetros y hacer operaciones con esos valores.

Luego leerán en conjunto la ficha "Enormes distancias: unidades de medida en el Universo" y discutirán entre todos las respuestas a las actividades de la ficha "Inventando unidades de medida" que después completarán individualmente. (Tener en cuenta que el texto sobre las enormes distancias es continuación de otro que lleva el título: "Un Viaje Imaginario")

Recomendaciones

Luego de la lectura de la ficha y la realización de las actividades, se sugiere que el docente proponga hacer una síntesis por escrito de los temas tratados. Podrá orientarlos con preguntas como: ¿qué problema plantea el texto en relación con las medidas en el universo?, ¿cuál es la solución que se propone?, ¿cuáles son las unidades más utilizadas para medir distancias en el Universo?, ¿cómo se determina cada una de ellas?
El docente podrá organizar la tarea pidiendo a los alumnos que le dicten lo que consideran que deben escribir, y entre todos, discutir cómo formularlo.
También, podrá sugerir a los alumnos que ellos mismos piensen en problemas que impliquen utilizar magnitudes equivalentes (km, unidad astronómica, año luz) para expresar las distancias entre los astros o entre los astros y el Sol que estudiaron al preparar la clase sobre el sistema solar, y discutir la adecuación de unas y otras en relación con la escala.

El Universo : Las galaxias

Extracto de secuencia del Documento de Grados de Aceleración 6/7 1er bimestre 2005

Presentación

Esta actividad tiene como propósito que los alumnos conozcan información acerca de la variedad de estrellas conocidas y sobre la forma en que éstas se agrupan en galaxias. También se espera que reconozcan que el trazo de gran luminosidad que se observa en el cielo, llamado Vía Láctea, forma parte de la galaxia a la que pertenecemos.

Se propone la lectura de la ficha para el alumno "Las estrellas del universo: un viaje intergaláctico". (Tener en cuenta que este texto es continuación de otro: "Un viaje imaginario")

Recomendaciones

Se sugiere una primera lectura en conjunto del texto. Es conveniente que, a medida que leen, el docente vaya haciendo pausas y preguntas para asegurarse de que los alumnos van comprendiendo la lectura (entre paréntesis, en el texto, sugerimos algunas de esas preguntas).
Al finalizar, los alumnos, por grupos, podrán realizar los dibujos que se sugieren junto con las preguntas.

Si en la biblioteca de la escuela cuentan con el libro Cosmos se recomienda que los chicos puedan observar varias imágenes de galaxias. Aunque los epígrafes tienen información compleja, puede ser interesante alentar a los alumnos a leerla y a tomar nota de lo que sí pueden comprender, para luego utilizar esa información al hacer la síntesis final.