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Astronomía y Astrofísica en el CosmosAstronomía y Astrofísica en el Cosmos Nivelación A c a d é m i c a Ciencias Naturales: Física Química Guía de Estudio © De la presente edición Colección: GUÍAS DE ESTUDIO - NIVELACIÓN ACADÉMICA DOCUMENTO: Unidad de Formación Astronomía y Astrofí sica en el Cosmos Documento de Trabajo Coordinación: Dirección General de Formación de Maestros Nivelación Académica Como citar este documento: Ministerio de Educación (2016). Guía de Estudio: Unidad de Formación “Astronomía y Astrofí sica en el Cosmos”, Equipo Nivelación Académica, La Paz Bolivia. LA VENTA DE ESTE DOCUMENTO ESTÁ PROHIBIDA Denuncie al vendedor a la Dirección General de Formación de Maestros, Telf. 2912840 - 2912841 Nivelación Académic a Astronomía y Astrofísica en el Cosmos Ciencias Naturales: Física Química 3 Datos del participante Nombres y Apellidos: ..................................................................................................................................................................................................... Cédula de identi dad: ..................................................................................................................................................................................................... Teléfono/Celular: ..................................................................................................................................................................................................... Correo electrónico: ..................................................................................................................................................................................................... UE/CEA/CEE: ..................................................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................................................... ESFM: ..................................................................................................................................................................................................... Centro Tutorial: ..................................................................................................................................................................................................... Puntaje 5 Índice Presentación .................................................................................................................... 7 Estrategia Formati va ........................................................................................................ 8 Objeti vo Holísti co de la Unidad de Formación .............................................................. 10 Orientaciones para la Sesión Presencial ........................................................................ 11 Materiales Educati vos .................................................................................................... 13 Parti endo desde Nuestra Experiencia y el Contacto con la Realidad. ............................ 14 Tema 1: Introducción a la Astrofí sica Básica ............................................................ 16 Profundización a parti r del diálogo con los autores y el apoyo bibliográfi co ................. 16 1. Panorama general del universo ................................................................................ 16 2. La esfera celeste ...................................................................................................... 19 3. Movimiento aparente ............................................................................................... 22 4. Movimientos de la Tierra .......................................................................................... 23 5. Las estaciones equinoccios y solsti cios......................................................................24 Tema 2: El Sistema Solar ......................................................................................... 26 Profundización a parti r del diálogo con los autores y el apoyo bibliográfi co ................. 26 1. Estructura y componentes del sistema solar. ........................................................... 26 2. Leyes de Kepler ......................................................................................................... 30 3. Ley de la gravitación universal de Newton ............................................................... 32 4. La Luna, órbita, fases, eclipses de Sol y de Luna ....................................................... 34 Tema 3: Estrellas ..................................................................................................... 42 Profundización a parti r del diálogo con los autores y el apoyo bibliográfi co ................. 42 1. Movimiento y evolución estelar ............................................................................... 42 2. Diagrama de Hertzprung Russell ............................................................................. 47 3. Estrellas en las secuencias pre principal, Principal y post principal .......................... 48 4. Etapas fi nales de las estrellas ................................................................................... 50 Orientaciones para la Sesión de Concreción .................................................................. 51 Orientaciones para la Sesión de Socialización ............................................................... 56 Bibliografí a ..................................................................................................................... 57 Anexo 7 Presentación El proceso de Nivelación Académica consti tuye una opción formati va dirigida a maestras y maestros sin perti nencia académica y segmentos de docentes que no han podido concluir dis- ti ntos procesos formati vos en el marco del PROFOCOM-SEP. EL mismo ha sido diseñado desde una visión integral como respuesta a la complejidad y las necesidades de la transformación del Sistema Educati vo Plurinacional. Esta opción formati va desarrollada bajo la estructura de las Escuelas Superiores de Formación de Maestras/os autorizados, consti tuye una de las realizaciones concretas de las políti cas de formación docente, arti culadas a la implementación y concreción del Modelo Educati vo Sociocomunitario Producti vo (MESCP), para incidir en la calidad de los procesos y resultados educati vos en el marco de la Revolución Educati va con ‘Revolución Docente’ en el horizonte de la Agenda Patrióti ca 2025. En tal senti do, el proceso de Nivelación Académica contempla el desarrollo de Unidades de Formación especializadas, de acuerdo a la Malla Curricular concordante con las necesidades formati vas de los diferentes segmentos de parti cipantes que orientan la apropiación de los contenidos, enriquecen la prácti ca educati va y coadyuvan al mejoramiento del desempeño docente en la UE/CEA/CEE. Para apoyar este proceso se ha previsto el trabajo a parti r de Guías de Estudio, Dossier Digital y otros recursos, los cuales son materiales de referencia básica para el desarrollo de las Unidades de Formación. Las Guías de Estudio comprenden las orientaciones necesarias para las sesiones presenciales, de concreción y de socialización. En función a estas orientaciones, cada tutora o tutor debe enriquecer, regionalizar y contextualizar los contenidos y las acti vidades propuestas de acuerdo a su experiencia y a las necesidades específi cas de las y los parti cipantes. Por todo lo señalado se espera que este material sea de apoyo efecti vo para un adecuado pro- ceso formati vo, tomando en cuenta los diferentes contextos de trabajo y los lineamientos de la transformación educati va en el Estado Plurinacional de Bolivia. RobertoIván Aguilar Gómez MINISTRO DE EDUCACIÓN 8 Estrategia Formativa El proceso formati vo del Programa de Nivelación Académica se desarrolla a través de la moda- lidad semipresencial según calendario establecido para cada región o contexto, sin interrupción de las labores educati vas en las UE/CEA/CEEs. Este proceso formati vo, toma en cuenta la formación, prácti ca educati va y expectati vas de las y los parti cipantes del programa, es decir, maestras y maestros del Sistema Educati vo Plurinacio- nal que no concluyeron diversos procesos formati vos en el marco del PROFOCOM-SEP y PPMI. Las Unidades de Formación se desarrollarán a parti r de sesiones presenciales en periodos intensivos de descanso pedagógico, acti vidades de concreción que la y el parti cipante deberá trabajar en su prácti ca educati va y sesiones presenciales de evaluación en horarios alternos durante el descanso pedagógico. La carga horaria por Unidad de Formación comprende: SESIONES PRESENCIALES CONCRECIÓN EDUCATIVA SESIÓN PRESENCIAL DE EVALUACIÓN 24 Hrs. 50 Hrs. 6 Hrs. 80 Hrs. X UF FORMACIÓN EN LA PRÁCTICA Estos tres momentos consisten en: 1er. MOMENTO (SESIONES PRESENCIALES). Parte de la experiencia coti diana de las y los par- ti cipantes, desde un proceso de refl exión de su prácti ca educati va. A parti r del proceso de refl exión de la prácti ca de la y el parti cipante, la tutora o el tutor pro- mueve el diálogo con otros autores/teorías. Desde este diálogo de la y el parti cipante retroa- limenta sus conocimientos, refl exiona y realiza un análisis comparati vo para generar nuevos conocimientos desde su realidad. 9 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS 2do. MOMENTO (CONCRECIÓN EDUCATIVA). Durante el periodo de concreción de la y el parti cipante deberá poner en prácti ca con sus estudiantes o en su comunidad educati va lo trabajado (contenidos) durante las Sesiones Presenciales. Asimismo, en este periodo de la y el parti cipante deberá desarrollar procesos de autoformación a parti r de las orientaciones de la tutora o el tutor, de la Guía de Estudio y del Dossier Digital de la Unidad de Formación. 3er. MOMENTO (SESIÓN PRESENCIAL DE EVALUACIÓN). Se trabaja a parti r de la socialización de la experiencia vivida de la y el parti cipante (con documentación de respaldo); desde esta presentación de la tutora o el tutor deberá enriquecer y complementar los vacío y posterior- mente avaluar de forma integral la Unidad de Formación. 10 Objetivo Holístico de la Unidad de Formación Una vez concluida la sesión presencial (24 horas académicas), la y el parti cipante deberá cons- truir el objeti vo holísti co de la presente Unidad de Formación, tomando en cuenta las cuatro dimensiones. 11 Orientaciones para la Sesión Presencial Dentro de cada guía que aborda una Unidad de Formación de la especialidad de Ciencias Naturales: Física - Química, se desarrollarán diferentes contenidos planteados a parti r de diversas acti vidades, las cuales permiti rán alcanzar el objeti vo del Proceso Formati vo. Al inicio del desarrollo de la presente guía de estudio, encontrarás una acti vidad ti tulada “Parti endo desde nuestra experiencia y el contacto con la realidad”, que nos permiti rá reforzar tus saberes y conocimientos en relación a la Unidad de Formación. La presente Unidad de Formación, por ser de carácter formati vo y evaluable, las y los parti cipantes trabajarán en la diversidad de acti vidades prácti co/teóricas programadas para el desarrollo de las temáti cas. Durante el proceso de desarrollo de la presente guía deben remiti rse constantemente desde el principio hasta el fi nal, al material bibliográfi co (dossier) que se les ha proporcionado, puesto que, nos ayudará a tener una visión más amplia y clara de lo que se trabajará en toda la Unidad de Formación, programada para el siguiente conjunto de temáti cas: • Introducción a la Astrofí sica Básica. • El Sistema Solar. • Estrellas. Para las sesiones presenciales debe tomarse en cuenta dos aspectos: 1. La organización del Aula: Para comenzar el desarrollo del proceso formati vo es fundamental considerar la organización del ambiente, de manera que sea un espacio propicio y adecua- do para el avance de las acti vidades planteadas. Tomando en cuenta el ti po de acti vidad o acti vidades que se realizarán durante la sesión. 2. Las acti vidades formati vas, considerando la profundización a parti r del diálogo con los au- tores y el apoyo bibliográfi co. Las acti vidades correspondientes a la Unidad de Formación “Astronomía y Astrofí sica en el Cosmos”, que a lo largo de los contenidos irán desarrollándose de acuerdo a las consignas en cada una de ellas, ti enen relevancia a parti r de las siguientes tareas: • Aplicación de las experiencias propias, pedagógicas en el contexto. 12 GUÍA DE ESTUDIO • Resolución de las acti vidades planifi cadas. • Descripción y construcción de gráfi cos (dibujos). • Análisis y profundización de lecturas. 13 Materiales Educativos El uso de los materiales y recursos educati vos son herramientas que apoyan el trabajo docente, que no sólo forman parte del proceso educati vo sino también transmiten conocimientos facilitando la comprensión de algunos contenidos, durante el desarrollo de la Unidad de Formación se uti lizaran los siguientes materiales: Descripción del Material/recurso educati vo Producción de conocimientos Documentos Digitales Fortalece de manera clara y refl exiva el desarrollo de los conocimientos nuevos a trabajar, poder analizar las concepciones brindadas, además son prácti cos y de fácil consulta. Material Audiovisual Facilita el poder llevar a la imaginación más allá de sólo teorizar, muestra la realidad de todo aquello que se busca conocer pero a veces no se puede tener de forma tangible, desarrolla del aprendizaje visual y auditi vo. Material de escritorio (hojas, lápices, colores, plasti lina, etc.) Desarrolla la capacidad interpretati va, ejecutando diversos trabajos, formando conocimientos propios a parti r de lo aprendido, volviendo suyo el conoci- miento y refl ejado en diversas acti vidades. Contexto/lugares de la región Permite el fortalecimiento del conocimiento a parti r de la observación y el análisis de la realidad. Cámara fotográfi ca Facilita la captura de imágenes que sirven como prue-bas de los diversos trabajos realizados. 14 Partiendo desde Nuestra Experiencia y el Contacto con la Realidad. Las culturas dentro del Estado Plurinacional de Bolivia ti enen sus propias concepciones acerca del comportamiento de los astros en el Cosmos, considerando su relación y comportamiento según las diferentes estaciones del año, en ese entendido, considera las siguientes cuesti onantes: A menudo dentro de las disti ntas comunidades se ti enen diversas festi vidades, ritos u otros, relacionados de manera directa con el comportamiento de los astros; ¿Qué acti vidades podrías nombrar dentro de tu comunidad? ¿Qué ti po de actos se realizan? ¿Consideran algún día es- pecífi co para realizar las acti vidades programadas?. Describe la acti vidad que más te llama la atención relatando la relación que se ti ene con el comportamiento de los astros o divinidades que se considere dentro de la cultura de tu contexto. Sistemati za las respuestas: 15 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS Se propone hacer un levantamiento de datos astronómicos a parti r del fi rmamento, para ello se debe realizar esta acti vidad en la noche, debido a que en ese horario se pueden observar las constelaciones y las diversas representaciones estelares, se debe ir a un lugar elevado dentro de la comunidad y observar detalladamente orientándose según los puntos cardinales, luego en el siguiente cuadro realiza una representación gráfi ca de todo lo que observas, identi fi cando en la misma las representaciones más sobresalientes que conoces como por ejemplo la cruz del sur. Una vez realizada la representación gráfi ca, responde las siguientespreguntas: ¿Qué elemento representati vo encontraste en el cielo? ¿Qué pudiste identi fi car según la ubicación de las estre- llas? ¿Se pudo observar sin difi cultad las constelaciones? ¿Qué interpretaste con la ubicación de las estrellas? ¿Qué información nos describen? ¿Qué creencias conoces a parti r de la posición del cosmos? ¿De qué manera infl uye el comportamiento de estos cuerpos en las acti vidades dentro de tu comunidad? ¿A qué distancia se encuentran aproximadamente ardiendo estos cuerpos? ¿Por qué algunas estrellas brillan más que otras? ¿Qué explicación te merece la forma de la luna? Sistemati za las respuestas: 16 “La astronomía es la más anti gua de las ciencias y la fuente de vastos conocimientos” (Martí n Lutero) Bienvenida/o esti mada/o parti cipante, a parti r del desarrollo del presente tema podremos co- nocer cómo las y los maestros de la especialidad de Física – Química desarrollarán el contenido en el tercer año de Educación Secundaria Comunitaria Producti va en el tema “El cosmos su representación metrológica y fenomenológica”, poniendo en prácti ca los conocimientos que se ti enen a parti r de las experiencias culturales dentro de la comunidad, para esto debemos tener en cuenta que la presente la relación que se establece desde las concepciones culturales según la incidencia de las estaciones del año con las explicaciones y estudios cientí fi cos realizados por diversos astrónomos, además se establecerá un análisis a la estructura y comportamiento del universo. Para nuestros estudiantes este contenido es esencial, porque es el inicio en el abordaje del estudio de la Astronomía y Astrofí sica, que quizá para ellos sea un capítulo nuevo, con un len- guaje propio de acuerdo a epistemología de la ciencia fí sica. Profundización a parti r del diálogo con los autores y el apoyo bibliográfi co 1. Panorama general del universo Una teoría que tuvo bastante aceptación dentro del origen del universo fue la de Big – Bang, donde se determina la formación que se tuvo y sus principales componentes. Para entender acerca de este panorama, realiza la lectura del documento (UMSA, 2010) “Astronomía y As- trofí sica” (Pág. 1 – 5), a parti r de ello describe como se encuentra estructurado el universo. Tema 1 Introducción a la Astrofísica Básica 17 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS Una vez realizada la descripción de la estructura del universo, realiza una descripción gráfi ca de todos los componentes dentro del universo. 18 GUÍA DE ESTUDIO Ahora en el siguiente cuadro interpreta y sistemati za los aspectos más importantes del esque- ma, que te presentamos, verti endo un comentario al respecto de la organización mostrada. 19 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS 2. La esfera celeste En la anti güedad consideraban que la Tierra era el centro del universo (Teoría Geocéntrica) que ocupaba una bóveda donde estaban situadas las estrellas. Hoy sabemos que nuestro planeta no ocupa una posición preferente, ni en el sistema solar ni mucho menos en el universo y que realiza unos movimientos defi nidos. A conti nuación, considerando tus conocimientos previos, realiza la representación gráfi ca de la ubicación de nuestro planeta dentro de la bóveda celeste. 20 GUÍA DE ESTUDIO El estudio de la esfera celeste no se dedica a comprender la ubicación de los planetas, sino des- cribe formas referenciales dentro del universo. A conti nuación realiza una descripción conceptual de las mismas considerando la lectura (UMSA, 2010) “Astronomía y Astrofí sica” (Pág. 5 – 12). A parti r de la siguiente imagen, describe las posiciones que se presentan según las orientaciones de los puntos cardinales. 21 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS Un segundo grupo de elementos del referencial ti ene que ver con el lugar que ocupa el obser- vador sobre la superfi cie de la Tierra, en función a la lectura anterior, ¿de qué manera podrías explicar las líneas de las siguientes imágenes? ¿Qué relación encuentras entre las fi guras con el átomo? Sistemati za las respuestas: 22 GUÍA DE ESTUDIO 3. Movimiento aparente En el curso de un año podemos observar como varía la posición del Sol y su recorrido en el cielo. Para explicar este fenómeno recurrimos de nuevo a la esfera celeste. En este sistema de referencia la Tierra permanece en el centro y el Sol describe un movimiento aparente a lo largo de la eclípti ca a razón de un grado aproximadamente por día, a parti r de la posición que posee el planeta Tierra. ¿Cómo identi fi cas los sucesos que se ti ene respecto al movimiento que se muestra en la fi gura? Dentro de los movimientos aparentes se establece defi niciones concisas al estudio de los astros. Para poder conceptualizar los mismos, realiza la lectura del documento de (A.A., 2007) “Física Geográfi ca” (Pág. 84 -88) y completa el siguiente cuadro: Movimiento Bóveda Celeste Orto y Ocaso Estación Circumpolares Día Sideral 23 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS 4. Movimientos de la Tierra Nuestro planeta Tierra ti ene una masa aproximada de 5.97x1024 kg., un radio ecuatorial de 6378.14 km., no es completamente esférica, sino achatada en los polos de manera que el radio hacia el polo norte o sur es 22.5 km., más corto que el medido en el ecuador, teniendo movimientos defi nidos, estos elementos se describen en la lectura (A.A., 2004) “Curso de As- tronomía” (Pág. 5 – 8), en función a la misma completa el siguiente cuadro: Rotación Traslación Precesión Nutación Representación Gráfi ca Conociendo la descripción de los movimientos que atraviesa la Tierra; ¿Qué relación encuentras entre ellos? ¿Según el calendario cuando se produce cada movimiento y que es lo que sucede dentro de la ti erra? Sistemati za las respuestas: 24 GUÍA DE ESTUDIO 5. Las estaciones equinoccios y solsti cios Se conoce que las estaciones del año son cuatro, teniendo un periodo de duración de tres meses cada una, haciendo cambios en función al movimiento de la Tierra, analiza la siguiente imagen y en el cuadro conti guo explica toda la información que nos brinda, piensa, ¿qué sucedería si el ciclo procesual iría en senti do contrario? 25 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS La infl uencia de los rayos del sol, producen dos fenómenos dentro de las estaciones, a conti - nuación observa la siguiente imagen y responde; ¿Qué enti endes por equinoccio y solsti cio? ¿Cuándo suceden estos fenómenos? ¿Qué relación existe con las estaciones del año? ¿Cómo explicas la posición de los hemisferios? Sistemati za las respuestas: A conti nuación realiza la lectura (A.A., 2004) “Curso de Astronomía” (Pág. 27 – 29) y en función a su contenido, elabora un esquema conceptual, defi niendo de manera clara las estaciones y sus procesos de cambio. 26 Tema 2 El Sistema Solar “Lo infi nitamente pequeño es análogo a lo infi nita- mente grande. Un átomo es todo un sistema en mi- niatura”. (Samael Aun Wear) De acuerdo al Programa de Estudio, el estudio del sistema solar, se aborda en el quinto año de Educación Secundaria Comunitaria Producti va dentro del tema “La Madre Tierra, el Cosmos y su interacción recíproca”, considerando un análisis descripti vo de la composición que ti ene el sistema solar. Las y los maestros de Física – Química, considerarán la composición que ti ene el universo a parti r del sistema solar, explicando en ello las leyes fí sicas que regentan los diversos movimien- tos como la de Kepler y su relación con las distancias interplanetarias, el estudio de Newton y la relación de la gravedad entre los planetas, integrando a la vez el estudio de las partí culas atómicas que existen dentro del sistema, haciendo énfasis en la luna y el sol. Para las y los estudiantes, comprender acerca del sistema solar, ayudará a entender el compor- tamiento cósmico y la relación que le dan las personas dentro de la comunidad, relacionaran la estructura que posee con la de un átomo, además entenderán el comportamiento, fases y ciclosde la luna y el sol. Profundización a parti r del diálogo con los autores y el apoyo bibliográfi co 1. Estructura y componentes del sistema solar Considera la acti vidad de inicio (realizada en la noche), observa ahora nuevamente el cielo; ¿Qué puedes describir de los dos acontecimientos? Gráfi ca de acuerdo al siguiente cuadro: Día Noche 27 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS Analizando ambas situaciones, ¿identi fi cas algún punto de referencia entre ambos? ¿Qué si- tuaciones contemplas? El mundo que encierra el sistema solar es bastante inmenso, en base a la lectura de (Nowa- jewsky, 2005) “Sistema Solar” (Pág. 2 – 30), realiza una descripción acerca de los componentes que se encuentran en la misma, explicando la relación que se ti ene con las leyes fí sicas y la relación que se da entre ellos. 28 GUÍA DE ESTUDIO Considerando a los planetas como elementos representati vos dentro del sistema solar, elabora fi chas técnicas de las mismas a parti r de sus propiedades fí sicas. 29 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS En base al contenido ya analizado de la lectura propuesta, en el siguiente cuadro, elabora un esquema conceptual en base al sol y la relación interplanetaria, haciendo mención al décimo planeta. 30 GUÍA DE ESTUDIO 2. Leyes de Kepler Para dar explicación al movimiento en función a la estructura planetaria, Kepler formuló tres leyes, donde considera el radio y las distancias a trabajar, entendiendo de esta manera el mo- vimiento que se podía generar. Profundiza este contenido en la lectura (Bernardini, s.f.) “Leyes de Kepler” (Pág. 1 – 5) la cual describe de forma teórica y ecuacional lo sucedido entre la con- formación planetaria; en ese entendido, completa el siguiente cuadro: Descripción Fórmulas Representación Gráfi ca Primera Ley Segunda Ley Tercera Ley 31 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS Dentro tu Unidad Educati va, ¿a parti r de qué material realizarías la representación de estas leyes? ¿Cuál de las leyes consideras ti ene mayor relevancia en el estudio de la astrofí sica? ¿De qué manera explicarías en la noche estos sucesos? Sistemati za las respuestas: 32 GUÍA DE ESTUDIO 3. Ley de la gravitación universal de Newton La ley de la gravitación universal establece la fuerza con la que se atraen dos cuerpos por el simple hecho de tener masa. Esta ley fue desarrollada por Sir Isaac Newton en el tercer libro de su obra “Principios matemáti cos de fi losofí a natural”, ti tulado sobre el sistema del mundo, en este apartado estudiaremos: • La fórmula de la fuerza gravitatoria, para una y varias masas. • La deducción de la ley de la gravedad. La expresión de la ley de gravitación universal se plasma en la expresión de la fuerza gravita- toria o fuerza de la gravedad, ya estudiada en mecánica clásica, en ese entendido, a parti r del siguiente gráfi co, ¿qué interpretación le puedes dar a la posición del Sol vs. la Tierra? Responde a la pregunta planteada. 33 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS El estudio de la gravedad interplanetaria establece en cada uno de los planetas una fuerza de atracción centrípeta, efectuada entre si y hacia los demás. Para entender mejor acerca de esta explicación cientí fi ca, revisa lectura (A.A., s.f.) “Ley de la Gravedad Universal” (Pág. 1 – 25), en función a ella, completa la siguiente tabla de manera formular: Fuerza Gravitacional Movimiento Angular Relación con las Leyes de Kepler Fuerza centrípeta Geometría orbital Formación Elípti ca 34 GUÍA DE ESTUDIO 4. La Luna, órbita, fases, eclipses de Sol y de Luna La Luna es el único satélite natural de la Tierra, su diámetro es de unos 3.476 km, aproximada- mente una cuarta parte del de la Tierra, completa su vuelta alrededor de la Tierra, siguiendo una órbita elípti ca, en 27 días, 7 horas, 43 minutos y 11,5 segundos, para cambiar de una fase a otra similar, o mes lunar, la Luna necesita 29 días, 12 horas, 44 minutos y 2,8 segundos. A conti nuación, en base a la lectura (A.A., 2004) “Curso de Astronomía” (Pág. 47 – 60), realiza las siguientes acti vidades: De acuerdo a estudios se dice que existen tres posibilidades en cuanto a la formación de la Luna: 1.- Era un astro independiente que, al pasar cerca de la Tierra, quedó capturado en órbita. 2.- La Tierra y la Luna nacieron de la misma masa de materia que giraba alrededor del Sol. 3.- La Luna surgió de una especie de “hinchazón” de la Tierra que se desprendió por la fuerza centrífuga. Actualmente se admite hasta una quinta formación, en base a la lectura propuesta, representa la formación de la luna por medio de diagramas de fl ujo, trabajando cada una por separado. 35 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS La Luna es un satélite y, por tanto, gira alrededor de la Tierra a una distancia media de 384 400 kilómetros, aunque la distancia real varía a lo largo de su órbita, gira alrededor de su eje (rotación) en aproximadamente 27.32 días (mes sidéreo) y se traslada alrededor de la Tierra (traslación) en el mismo intervalo de ti empo, de ahí que siempre nos muestra la misma cara; ¿Qué puedes describir en función a la siguiente imagen? En este espacio responde a la cuesti onarte planteada: 36 GUÍA DE ESTUDIO Los movimientos de la luna se encuentran defi nidos por las diversas etapas que se dan en los periodos de rotación de la ti erra, en base a la siguiente imagen describe los movimientos que posee. 37 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS Las fases de la Luna son las diferentes iluminaciones que presenta nuestro satélite en el curso de un mes, a parti r de la siguiente imagen; ¿Qué ti pos de fases observas? ¿Cómo describes cada una de ellas? 38 GUÍA DE ESTUDIO Observa el ciclo que posee la luna: A parti r de dicha observación, ¿cómo explicas el fenómeno descrito en la imagen? ¿En qué épocas del año consideras sucede cada etapa? ¿Es fácil reconocer los cambios que sufre la luna? ¿Por qué? Sistemati za las respuestas: 39 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS Analiza la siguiente tabla, respecto a la visibilidad que ti ene la luna: Nombre Visible (*) ¿Cuándo se ve? Luna nueva 0-2% No se ve, invisible Creciente cóncava 3-34% Por la tarde y poco después de la puesta del sol Cuarto creciente 35-65% Por la tarde y en la primera mitad de la noche Creciente convexa 66-96% Por la tarde, gran parte de la noche Luna Llena 97-100% Toda la noche Menguante convexa 96-66% Gran parte de la noche, comienzo de la mañana Cuarto menguante 65-35% Madrugada y de mañana Menguante cóncava 34-3% Fin de la madrugada y de mañana Dentro de tu comunidad, ¿cuándo puedes describir cada proceso? ¿De qué depende la visibi- lidad de la luna? Sistemati za las respuestas: 40 GUÍA DE ESTUDIO Una vez identi fi cados los sucesos o fenómenos respecto a la Luna, es hora de introducirnos al estudio del Sol, en base a la lectura propuesta responde ¿En qué consiste un eclipse de Sol? Realiza su representación gráfi ca. Elabora representaciones gráfi cas de las siguientes consignas: Nodo Eclipse Sol anular Eclipse perfecto 41 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS Comprendiendo las fases por las que atraviesa la Luna y el Sol, ¿qué relación encuentras entre ambas? ¿Algún momento coinciden el Sol y la Luna juntos? ¿Por qué? Sistemati za las respuestas: 42 Tema 3 Estrellas “No mires las estrellas sólo como puntos brillantes. Trata de disfrutar de la inmensidad del Universo.” (María Mitchell) De acuerdo al Programa de Estudio, el tópico del sistema solar, se aborda en el cuarto año de Educación Secundaria Comunitaria Producti va dentro del tema “El Cosmos su representación metrológica y fenomenológica”, considerando posición, ubicación y propiedades estelares. Las y los maestros de Física – Química, integraran el contenido considerando la evolución este- lar que se dio desde el origen del universo, los procesos y etapas que se refl ejan en el cosmos, basada en la explicación de diagramaciones en el espacio,en función a secuencias evoluti vas de las estrellas, relacionando a la vez los efectos electromagnéti cos dentro de la fí sica cuánti ca, describiendo a la vez sus propiedades fí sicas y la variabilidad que sucede dentro del fi rmamento. Para las y los estudiantes, conocer respecto a las estrellas, favorecerá hacer una interpreta- ción del cosmos, a parti r de sus conocimientos empíricos y prácti cas dentro de la comunidad, valorando la complementación de las estrellas según la región de ubicación, clasifi cando los diferentes ti pos que se dan, ubicando las secuencias que se dan en su movimiento, donde podrán representar la estructura de las mismas mediante diagramaciones por medio de una observación nocturna. Profundización a parti r del diálogo con los autores y el apoyo bibliográfi co 1. Movimiento y evolución estelar Las estrellas no son inmutables, pasan por diferentes etapas dependiendo de su masa, al fi nal de su vida, cuando toda la masa fusionable se ha consumido, una estrella normal se puede conver- ti r en un objeto cósmico exóti co: un agujero negro, una estrella de neutrones, una supernova, una gigante roja, una enana blanca, etc. Considerando lo anteriormente expuesto, ¿alguna vez escuchaste sobre estas denominaciones? ¿Qué sucesos raros observaste en tu comunidad con respecto al comportamiento de las estrellas? 43 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS Analiza la lectura (A.A., 2004) “Curso de Astronomía” (Pág. 75 – 83) y realiza la nominación de las mismas caracterizando cada una por medio de una descripción y su representación gráfi ca. 44 GUÍA DE ESTUDIO Analizada la posición, composición y organización estelar, analiza y responde; ¿Qué ti empo de vida le queda al sol? ¿Cómo defi nes a un agujero negro? ¿Cómo se forma un agujero negro? ¿Existe agujeros negros en nuestra galaxia? Sistemati za las respuestas: Dentro la malla curricular, ¿cómo integrarías el estudio de las estrellas con tus estudiantes? ¿Qué prácti cas realizarías para poder explicar a tus estudiantes el proceso evoluti vo de las estrellas? Sistemati za las respuestas: 45 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS Hay estrellas más brillantes que el Sol, y otras menos brillantes, también hay estrellas más calien- tes que otras, lo cual se puede apreciar en una gráfi ca del brillo en función de la temperatura. Dentro tu experiencia educati va, ¿algunas vez pudiste observar este ti po de fenómenos a simple vista? ¿Con qué proceso fí sico podrías relacionar estas similitudes? Sistemati za las respuestas: 46 GUÍA DE ESTUDIO En todo el cosmos se encuentran una variedad de constelaciones, a parti r de la lectura (A.A., 2004) “Curso de Astronomía” (Pág. 84 – 100), describe cada una por medio de su descripción conceptual y su representación gráfi ca. 47 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS 2. Diagrama de Hertzprung Russell En 1911 el astrónomo Ejnar Hertzprung usó este ti po de diagrama por primera vez, más tarde en 1913 y de forma independiente Henry Norris Russell hizo lo mismo por la calidad y canti dad de información revelada en este sencillo diagrama, que se llama el diagrama Hertzprung-Russell (H-R), este representa un gran logro para la astrofí sica ya que es una herramienta valiosísima para los astrónomos, usando este diagrama, por ejemplo, se puede hallar la edad de los cú- mulos globulares. Para conocer más acerca de este contenido, revisa la lectura (UMSA, 2008) “Astronomía y Astrofí sica” (Pág. 3 – 6), y en el siguiente cuadro explica de manera detallada en qué consiste la diagramación H – R. Habiendo comprendido el proceso H – R, en el siguiente cuadro realiza una diagramación estelar dentro del fi rmamento de tu comunidad. 48 GUÍA DE ESTUDIO 3. Estrellas en las secuencias pre principal, principal y post principal Para una estrella comparable al Sol, la mayor parte de la vida de la estrella ocurre durante la fase de fusión de hidrógeno en helio, a medida que la estrella consume hidrógeno se va formando un núcleo de helio donde también se pueden fusionar elementos más pesados. Durante esta etapa la estrella se hace más caliente y más brillante, en el diagrama H - R las estrellas que pa- san por esta etapa aparecen en la región llamada secuencia principal, más adelante cuando se agota el hidrógeno estas estrellas abandonan la secuencia principal y se convierten en gigantes rojas, entre mayor sea la masa original de la estrella más rápidamente quema su combusti ble y por lo tanto más corto es su paso por la secuencia principal en la evolución estelar. Bajos estas consideraciones, en función a la lectura (Sánchez, 2013) “Pulsaciones de estrellas de baja masa en la secuencia principal” (Pág. 1 – 20), de acuerdo al siguiente cuadro, describe el proceso estelar secuencial que se da en el cosmos. Secuencia Pre – Principal Secuencia Principal Secuencia Post - Principal 49 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS En función a la lectura propuesta, completa el siguiente cuadro: Pulsaciones Modo Presión Modo Gravedad Estrellas Pulsadoras Scuti Doradus 50 GUÍA DE ESTUDIO 4. Etapas fi nales de las estrellas Las etapas de las estrellas dependen de la masa que poseen cada una, en la lectura (Percy, s.f.) “Evolución de las Estrellas” (Pág. 1 – 16), se describe el ciclo vital de las mismas, considerando el contenido del texto, desarrolla de manera conceptual la siguiente tabla: Estrellas Estructura Fuente Energéti ca Nacimiento del Sol Nacimiento de las estrellas Vida y Muerte estelar 51 Orientaciones para la Sesión de Concreción Al llegar a la culminación del trabajo estructurado en toda la guía, pasaremos a la concreti zación del involucramiento que se dio por parte de las/los maestros, las/los estudiantes y la comunidad, a parti r de este momento la Unidad de Formación “Astronomía y Astrofí sica en el Cosmos”, nos refl ejará todos los resultados obtenidos. Para el desarrollo de la Sesión de Concreti zación tomaremos los siguientes aspectos: 1. Profundización de las lecturas/programas complementarios. Es necesario el poder profundizar los conocimientos y hacer un proceso refl exivo acerca de los contenidos, considerando la importancia del sistema solar, para ello revisa la lectura: • (Cide@d, s.f.) “Sistema Solar”. Analizado el contenido, realiza una conceptualización considerando el tema de mayor relevancia y relaciona con el contenido estudiado dentro de la Unidad de Formación. 52 GUÍA DE ESTUDIO 2. Trabajo con las y los estudiantes para arti cular con el desarrollo curricular y relacionarse e involucrarse con el contexto. A parti r de la Unidad de Formación abordada se plantea el análisis virtual del universo, para ello se trabajará con dos programas de aplicación: • BlueStacks • StarCal Los cuales permiten poder hacer apreciaciones del universo sin la necesidad de tener que trasla- darse a un observatorio o tener que esperar a que anochezca, dentro del material se encuentra adjunto las carpetas con dichos programas para lo cual debes proceder a su instalación que esta generada dentro de dicha carpeta de trabajo, una vez instalado empieza a realizar pruebas y simulaciones, relaciona a tus estudiantes en un aula virtual y propón ti empos de trabajo para explorar el cosmos. Describe las acti vidades planifi cadas, es decir, la problemáti ca planteada en función a la apli- cación tecnológica de simulación astronómica. 53 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS Coloca tu Plan de desarrollo Curricular en función a los contenidos que arti cularias en base a las aplicaciones de los programas propuestos. 54 GUÍA DE ESTUDIO 3. Descripción de la Experiencia Educati va. Durante todo el proceso formati vo se busca consolidar nuestras experiencias Educati vas Trans- formadoras, donde parti remos de los siguientes aspectos: • Análisis de la parti cipación y aceptación de todos los actores involucrados (estudiantes, maestras/os y comunidad). • Relación de las acti vidades con el PSPde la Unidad Educati va. • Aceptación o rechazo por parte de los actores involucrados. Este aspecto será esencial, puesto que relatarás el proceso formati vo de la acti vidad de concre- ción y así poder consolidar nuestra Experiencia Educati va Transformadora, para ello deberás hacerlo de manera críti ca y refl exiva, de acuerdo a los siguientes criterios: • Análisis de la parti cipación de los actores educati vos (estudiantes, maestras/os y comu- nidad) durante la Experiencia Educati va Transformadora. • El impacto que tuvo la acti vidad de concreción con relación al PSP de la Unidad Educati va. Coloca las evidencias de acuerdos establecidos y propuestas realizadas en función al trabajo realizado. Evidencias de trabajos, fotos, etc. 55 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS 56 Orientaciones para la Sesión de Socialización Al haber concluido y llegar hasta este punto, será de gran importancia el proceso evaluati vo en todo el trabajo desarrollado, debido a que permiti rá valorar todos los conocimientos prácti cos y/o teóricos, mostrando logros dentro del objeti vo trazado. Al concluir la Guía de Estudio “Astronomía y Astrofí sica en el Cosmos”, la o el parti cipante deberá presentar los productos de su proceso formati vo. Para la valoración, la o el tutor a cargo, tomará lo siguientes criterios: Evidencias: • Verifi cación de las evidencias de la acti vidad de concreción (fotos, materiales, actas, acuerdos, diario de campo, videos, etc.) • Valoración de evidencias de producto a parti r de la bibliografí a propuesta en la Guía de Estudio. Socialización de la sesión de concreción: • Se debe socializar respecto a cómo y a parti r de qué se desarrolló la arti culación de los contenidos con la malla curricular, mostrando el plan de desarrollo curricular elaborado para el contenido, demostrando el relacionamiento con el PSP de la Unidad Educati va. • Socialización de su Experiencia de Prácti ca Educati va desarrollada con sus estudiantes. • Uso y adaptación de los materiales y su adecuación a los contenidos. • Involucramiento de la comunidad a la acti vidad desarrollada. • Valoración de productos tangibles e intangibles que se originaron a parti r de la concre- ción. • Conclusiones. • Evaluación individual. Profundización y refl exión de los contenidos temáti cos de la Unidad de Formación: • Introducción a la Astronomía Básica • Sistema Solar • Estrellas 57 Bibliografía A.A. (2004). Curso de Astronomía. A.A. (2007). Física Geográfi ca. A.A. (s.f.). Ley de la Gravedad Universal. Cide@d. (s.f.). Sistema Solar. De Bernardini, E. (s.f.). Leyes de Kepler. Nowajewsky, P. (2005). Sistema Solar. Percy, J. (s.f.). Evolución de las Estrellas. Sánchez, J. (2013). Pulsaciones de estrellas de baja masa en la secuencia principal. UMSA. (2008). Astronomía y Astrofí sica. La Paz - Bolivia. UMSA. (2010). Astronomía y Astrofí sica. La Paz - Bolivia. 58 GUÍA DE ESTUDIO An ex o ES PE CI AL ID AD : C IE N CI AS N AT U RA LE S: F ÍS IC A - Q U ÍM IC A U N ID AD D E FO RM AC IÓ N : A ST RO N O M ÍA Y A ST RO FÍ SI CA E N E L CO SM O S NIT AR IA PR OD UC TIV A ¿U NID AD DE FO RM AC IÓN : Á LG EB RA LIN EA L, D ISE ÑO Y P RO DU CC IÓN . Te m as U ti l id ad p ar a la o e l m ae st ro Ap lic ab ili da d en la vi da Co nt en id os Bi bl io gr afí a d e pr of un di za ci ón In tr o d u cc ió n a la A st ro fí s ic a Bá sic a La s y lo s m ae st ro s d e la e sp ec ia lid ad de F ísi ca – Q uí m ic a de sa rr ol la rá n el co nt en id o en e l t er ce r añ o de E du - ca ci ón S ec un da ria C om un ita ria P ro - du cti v a en e l te m a “E l co sm os s u re pr es en ta ci ón m et ro ló gi ca y fe no - m en ol óg ic a” , p on ie nd o en p rá cti c a lo s co no ci m ie nt os q ue s e ti e ne n a pa rti r d e la s ex pe rie nc ia s cu ltu ra le s de nt ro d e la c om un id ad , p ar a es to de be m os t en er e n cu en ta q ue l a pr es en te la re la ci ón q ue se e st ab le ce de sd e la s c on ce pc io ne s c ul tu ra le s s e- gú n la in ci de nc ia d e la s e st ac io ne s d el añ o co n la s ex pl ic ac io ne s y es tu di os ci en tí fi c os r ea liz ad os p or d iv er so s as tr ón om os , a de m ás s e es ta bl ec er á un a ná lis is a la e st ru ct ur a y co m po r- ta m ie nt o de l u ni ve rs o. Pa ra la s y lo s es tu di an te s es te c on te ni do e s e se nc ia l po rq ue e s el in ic io e n el ab or da je d el e st ud io d e la As tr on om ía y A st ro fí s ic a, qu e qu izá p ar a el lo s se a un c ap ítu lo n ue vo , c on u n le ng ua je p ro pi o de a cu er - do a e pi st em ol og ía d e la ci en ci a fí s ic a. Pa no ra m a ge ne ra l d el u ni ve rs o UM SA ., (2 01 0) . A st ro no m ía y As tr ofí s ica . L a Pa z - B ol iv ia . ( Pá g. 1 – 5 ). La e sf er a ce le st e U M SA ., (2 01 0) . A st ro no m ía y A st ro fí s ic a. L a Pa z - B ol iv ia . ( Pá g. 5 - 1 2) . M ov im ie nt o ap ar en te A. A. , ( 20 04 ). Cu rs o de A st ro no m ía . ( Pá g. 1 6 – 20 ). A. A. , ( 20 07 ). Fí sic a Ge og rá fi c a. (P ág . 8 4 – 88 ). M ov im ie nt os d e la T ie rr a A. A. , ( 20 04 ). Cu rs o de A st ro no m ía . ( Pá g. 5 - 8) . La s e st ac io ne s: e qu in oc ci os y so lsti c io A. A. , ( 20 04 ). Cu rs o de A st ro no m ía . ( Pá g. 2 7 - 2 9) . Bl ue St ac ks St ar Ca l 59 ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA EN EL COSMOS Si st em a So la r De a cu er do a l P ro gr am a de E st ud io , el tó pi co d el s ist em a so la r, se a bo r- da e n el q ui nt o añ o de E du ca ci ón Se cu nd ar ia C om un ita ria P ro du cti v a de nt ro d el te m a “L a M ad re T ie rr a, e l Co sm os y s u in te ra cc ió n re cí pr oc a” , co ns id er an do u n an ál isi s de sc rip ti v o de la c om po sic ió n qu e ti e ne n el s is- te m a so la r. La s y lo s m ae st ro s de F ís ic a – Q uí - m ic a, c on si de ra ra n la c om po si ci ón qu e ti e ne e l un iv er so a p ar ti r d el sis te m a so la r, ex pl ic an do e n el lo la s le ye s fí s ica s q ue re ge nt an lo s d iv er so s m ov im ie nt os c om o la d e Ke pl er y s u re la ci ón c on la s di st an ci as in te rp la - ne ta ria s, e l e st ud io d e N ew to n y la re la ci ón d e la g ra ve da d en tr e lo s p la - ne ta s, in te gr an do a la v ez e l e st ud io de la s p ar tí c ul as a tó m ica s q ue e xi st en de nt ro d el si st em a, h ac ie nd o én fa sis en la lu na y e l s ol . Pa ra la s y lo s es tu di an te s co m pr en de r a ce rc a de l s is- te m a so la r, ay ud ar á a en - te nd er e l c om po rt am ie nt o có sm ic o y la r el ac ió n qu e le d an la s p er so na s d en tr o de la c om un id ad , r el ac io - na ra n la e st ru ct ur a qu e po se e co n la d e un á to m o, ad em ás en te nd er án el co m po rt am ie nt o, f as es y ci cl os d e la L un a y el S ol . Es tr uc tu ra s y c om po ne nt es d el si st em a so la r N ow aj ew sk y, P. , ( 20 05 ). Si st em a So la r. (P ág . 1 – 3 0) .Le ye s d e Ke pl er De B er na rd in i, E. , ( s.f .). L ey es d e Ke pl er . ( Pá g. 1 – 5 ). Le y de la g ra vi ta ci ón u ni ve rs al d e N ew to n A. A. , ( s.f .). L ey d e la G ra ve da d U ni ve rs al . ( Pá g. 2 – 2 5) . La lu na , ó rb ita , e cl ip se s d e so l y lu na A. A. , ( 20 04 ). Cu rs o de A st ro no m ía . ( Pá g. 4 7 - 6 0) . Ci de @ d. , (s .f. ). “S ist em a So la r” 60 GUÍA DE ESTUDIO Es tr el la s De a cu er do a l P ro gr am a de E st ud io , el tó pi co d el si st em a so la r, se a bo rd a en cu ar to a ño d e Ed uc ac ió n Se cu nd a- ria C om un ita ria d en tr o de l t em a “E l Co sm os su re pr es en ta ci ón m et ro ló gi - ca y fe no m en ol óg ic a” , c on sid er an do po si ci ón , ub ic ac ió n y pr op ie da de s es te la re s. La s y lo s m ae st ro s de F ís ic a – Q uí - m ic a, in te gr ar an e l c on te ni do c on si- de ra nd o la e vo lu ci ón e st el ar q ue s e di o de sd e el o rig en d el u ni ve rs o, lo s pr oc es os y e ta pa s q ue se re fl e ja n en el c os m os , b as ad a en la e xp lic ac ió n de d ia gr am ac io ne s en e l e sp ac io , e n fu nc ió n a se cu en ci as e vo lu ti v as d e la s es tr el la s, r el ac io na nd o a la v ez lo s ef ec to s el ec tr om ag né ti c os d en - tr o de la fí sic a cu án ti c a, d es cr ib ie nd o a la v ez s us p ro pi ed ad es fí sic as y la va ria bi lid ad q ue s uc ed e de nt ro d el fi r m am en to . Pa ra la s y lo s es tu di an te s co no ce r re sp ec to a la s es tr el la s fa vo re ce rá h ac er un a in te rp re ta ci ón de l co sm os , a pa rti r d e su s co no ci m ie nt os e m pí ric os y pr ác ti c as d en tr o de l a co m un id ad , va lo ra nd o la co m pl em en ta ci ón d e la s es tr el la s se gú n la r eg ió n de u bi ca ci ón , c la sifi c an do lo s d ife re nt es ti po s q ue se da n, u bi ca nd o la s se cu en - ci as q ue s e da n en s u m o- vi m ie nt o, d on de p od rá n re pr es en ta r la e st ru ct ur a de la s m is m as m ed ia nt e- di ag ra m ac io ne s po r m e- di o de u na o bs er va ci ón no ct ur na . M ov im ie nt o y ev ol uc ió n es te la r A. A. , ( 20 04 ). Cu rs o de A st ro no m ía . ( Pá g. 7 5 - 1 00 ). Di ag ra m a de H er tz pr un g Ru ss el l UM SA ., (2 00 8) . A st ro no m ía y As tr ofí s ica . L a Pa z - B ol iv ia . ( Pá g. 3 – 6 ). Es tr el la s e n la s s ec ue nc ia s p re – p rin ci pa l, pr in ci pa l y p os t - p rin - ci pa l Sá nc he z, J. , ( 20 13 ). Pu lsa ci on es d e es tr el la s de b aj a m as a en la se cu en ci a pr in ci pa l. (P ág . 1 – 2 0) . Et ap as fi na le s d e la s e st re lla s Pe rc y, J., (s .f. ). Ev ol uc ió n de la s E st re lla s. (P ág . 1 – 1 6) . Astronomía y Astrofísica en el Cosmos Nivelación A c a d é m i c a Ciencias Naturales: Física Química Guía de Estudio
