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Int r oducción:

Int r oducción: La p r esente guía tiene por objeti v o p r opo r ciona r te distintas instancias didácticas r elacionadas con el p r oceso de a p r endizaje-enseñanza. Como cualquier ot r o material didáctico r equie r e de tu estudio sistemátic o .

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  1. Introducción: Lapresenteguíatieneporobjetivoproporcionartedistintasinstanciasdidácticasrelacionadas conelprocesodeaprendizaje-enseñanza.Comocualquierotromaterialdidácticorequiere detu estudiosistemático. Resolverás20 ejerciciosrelacionadosconlossiguientescontenidos: Eluniverso. Elsistema solar. Habilidadesdelaclase Conocimiento:conocerinformaciónexplícitaquenoimplicaunmayormanejode contenidos,se refiereal dominio conceptual de los contenidos Comprensión:ademásdelreconocimientoexplícitodelainformación,éstadebe serrelacionadaparamanejarel contenidoevaluado. Aplicación:eseldesarrolloprácticotangibledelainformaciónquepermiteaplicar loscontenidosasimilados. Análisis:es la más complejade las habilidadesevaluadas.Implica reconocer, comprender,interpretareinferirinformaciónapartirdedatosquenonecesariamente sondeconocimientodirecto. Esfundamentalqueescuchesatentamentelaexplicacióndetuprofesor,yaquelaP.S.U.no essólodominiodeconocimientos,sinotambién dominiodehabilidades. 2

  2. Física ¿Cuálessonlosconceptosfundamentalesquedebesaprenderen estaclase? Debesconocerelorigenylascaracterísticasdeluniverso,lasgalaxias,elsistemasolaryen generaldetodoslosastrosque componenestossistemas. ¿Quéeslofundamentalquedebesaprenderenestaclase? Eluniversoyelsistema solar Origendeluniverso Lateoría delBigBangogranexplosión,suponeque,haceentre12.000y15.000millones deaños,todalamateriadelUniversoestabaconcentradaenunazonaextraordinariamente pequeñadel espacio,yexplotó,generandolaexpansióndelamateriaen todasdirecciones. Loschoquesyunciertodesordenhicieronquelamateriaseagruparayseconcentrasemásen algunos lugaresdelespacio,yseformaronlasprimerasestrellasylasprimerasgalaxias.Desde entonces,el Universocontinúaen constantemovimientoyevolución. Estateoríasebasaenobservacionesrigurosasyesmatemáticamentecorrectadesdeuninstante despuésdelaexplosión,peronotieneunaexplicaciónparaelmomentocerodelorigendel Universo,llamado“singularidad”.

  3. Lasestrellas Sonenormesesferasdegasamuyaltatemperatura ypresiónquesemantienenenperfecto equilibrioycohesionadasgraciasalagravedad.Ensuinteriorhayreaccionesnucleares,que generanunapresiónhaciafuera,contrarrestandolacohesiónproducidaporlagravedad, evitandoasíel colapsodelaestrella. Estasesferaso masasdegas,queemitenluz,estánformadasprincipalmentedehidrógenoy helio. Lasestrellasnacencuandoseacumulaunagrancantidaddemateriaenunlugardelespacio. Secomprimeysecalientahastaqueempiezaunareacciónnuclear,queconsumelamateria, convirtiéndolaenenergía.Lasestrellaspequeñaslagastanlentamenteyduranmásquelas grandes. Lasgalaxias Unagalaxiaesungrupodeestrellas,gases ypolvo estelar,quesemantieneunido porefectodelagravedad. Cadagalaxiapuedeestarformadaporcentenaresdemilesdemillonesdeestrellasyotros astros. Enelcentrodelasgalaxias esdondeseconcentranmásestrellas. Cadacuerpodeunagalaxiasemueveacausadelaatraccióndelosotros.Engeneralhay, además,un movimientomásamplioque haceque todojunto girealrededordel centro. 4

  4. Física Lasgalaxias tienen unorigen yunaevolución.Lasprimerasgalaxiasseempezaron aformar1.000millonesdeañosdespuésdelBig-Bang.Lasestrellasquelasformantienenun nacimiento,unavidayunamuerte.ElSol,porejemplo,esunaestrellaformadaporelementos deestrellasanterioresmuertas. Losmovimientosdelasgalaxiasprovocan,aveces,choquesviolentos.Pero,engeneral,las galaxiassealejanlasunasdelasotras,comopuntosdibujadossobrelasuperficiedeunglobo que se infla. UnañoLuzsele llamaaladistanciaque recorrelaluz en un año,esdecir, 1añoluz =9,46millones demillones dekilómetros(9,46·1012Km). Lavíaláctea Esnuestragalaxia.Losromanoslallamaron“CaminodeLeche”. Esgrande,espiral ypuedetener unos100.000millones deestrellas,entre ellas,el Sol. Lavíalácteatieneundiámetrode100.000añosluz,unespesorde6.500añosluzygiraen tornoaun centro,dandounavueltacompletacada300millones deaños. 5

  5. ElSistemaSolarestáenunodelosbrazosdelaespiral,aunos30.000añosluzdelcentroyElSistemaSolarestáenunodelosbrazosdelaespiral,aunos30.000añosluzdelcentroy unos20.000 del extremo. Cada225millonesdeañoselSistemaSolarcompletaungiroalrededordelcentrodelagalaxia. Se mueveaunos270 km.porsegundo. Lasestrellasdelnúcleoestánmásagrupadasquelasdelosbrazos.Asualrededorhayunanube dehidrógeno,algunasestrellasycúmulosestelares. Nopodemosverelbrillantecentroporqueseinterponenmaterialesopacos,polvocósmicoy gasesfríos,que nodejanpasarlaluz. El sistemasolarestaformadoporunaestrellacentral,el sol,loscuerposque laacompañanyel espacioque quedaentre ellos. Existen ochoplanetasen el sistemasolar: 6

  6. Física Aquí sepresentannumeradossegúnsucercaníaalSol. 1.Mercurio 4.Marte 7.Urano 2. 5. 8. Venus Júpiter Neptuno 3. Tierra 6. Saturno El modelodel sistemasolaresheliocéntrico,esdecir,todoslosplanetasgiranen tornoalSol. Leyesdekepler 1ªLEY: Todoslosplanetassemuevenen órbitaselípticas,conel Sol en unodesusfocos. 2ªLEY: ElvectorposicióndecualquierplanetarespectodelSol,barreáreasigualesdelaelipseen tiemposiguales. 3ªLEY: Elcuadradodelperíododerevolucióndecadaplanetaesproporcionalalcubodeladistancia mediadel planetaalSol. T2 =K R3 LeydegravitaciónUniversalDeNewton Establecequelafuerza deatraccióngravitacionalesdirectamenteproporcionalalproducto delasmasasdeloscuerposinteractuanteseinversamenteproporcionalesalcuadradodela distanciaque lossepara. 7

  7. __________________________ ORIGENDELUNIVERSO • LATEORÍADELBIGBANG • Entre12.000y15.000millonesde añosatrás,todalamateriadelUniversoestabaconcentrada enuna zonaextraordinariamentepequeñadelespacio,lacualexplotó, • generandolaexpansióndelamateria entodasdirecciones. • Loschoquesyunciertodesorden hicieronquelamateriaseagruparay seconcentrase másenalgunos lugaresdelespacio,produciendo la formacióndelasprimerasestrellas • ygalaxias. __________________________ __________________________ __________________________ __________________________ LASESTRELLAS • Sonenormesesferasdegas,principalmentede hidrógenoyhelio,a muyaltatemperaturaypresiónquese mantienenenperfecto equilibrioy cohesionadasgracias • alagravedad. __________________________ __________________________ __________________________ 8

  8. Física __________________________ • LASGALAXIAS • Unagalaxiaesungrupode estrellas,gasesypolvo estelar,quesemantiene unidoporefectodela gravedad. • Cadagalaxiapuedeestar formadaporcentenaresde milesdemillonesdeestrellas yotrosastros. __________________________ __________________________ __________________________ __________________________ TIPOSDEGALAXIAS • GalaxiasElípticas:Presentanla mismaaparienciaqueunnúcleosin disco,conunaluminosidad aparentementeuniforme.Carecende gasypolvoyestánformadaspor estrellasviejas,amarillasydebajametalicidad. __________________________ __________________________ • GalaxiasEspirales: • Deben su nombre a los brazos luminosos • conformaciónestelardentrodeldiscoque seprolonga,másomenoslogarítmicamente, desdeelnúcleocentral.Presentanunnúcleo formadoporestrellasviejas,yundiscocongran cantidaddegasypolvointerestelar,loqueindica formacióndeestrellasjóvenes,azuladasymuy metálicas. __________________________ TIPOSDEGALAXIAS • Lenticulares:Presentanlaapariencia deunnúcleoconundisco,perosin brazosespirales.Estánformadaspor estrellasviejas,pocometálicas,ysin gasopolvointerestelar. • GalaxiasIrregulares: Son galaxiasquenopresentansimetría • deningúntipo,noaparecedefinido • unnúcleoniundisco.Los • ejemplosmásnotablessonlasdos galaxiassatélitesdenuestraVía Láctea:lasNubesdeMagallanes.

  9. __________________________ LAVELOCIDADDELALUZ __________________________ • Lavelocidaddelaluzesde300.000(km/s). • Aestavelocidad: • Sedalavueltaenteraalatierraen0,02(s). • Seviajaalalunaen1,3(s). • SellegaalSolen8,3(min). • Sellegaalaestrellamáscercanaen4,2(años). __________________________ Unañoluzsedenominaladistanciaque recorrelaluzenunaño,esdecir, 1añoluz=9,46millonesdemillonesde kilómetros(9,46·1012km). __________________________ __________________________ LAVÍALÁCTEA __________________________ __________________________ • Esnuestragalaxia.Losromanos lallamaron"CaminodeLeche". Esgrande,espiralypuedetener unos100.000millonesde estrellas,entreellas,elSol. __________________________ __________________________ LAVÍALÁCTEA • TipodeGalaxia:espiral. • Cantidaddebrazos:2 centralesconramificaciones • Luminosidad:14.000millones deluminosidadessolares. • Masatotal:1millóndemillones demasassolares • Diámetro:100.000añosluz. • Espesordeldisco:2.000añosluz. • Espesordelbultocentral: • 6.000añosluz. __________________________ __________________________ __________________________ • Las estrellas del núcleo están más agrupadas que las de los brazos. • A su alrededor hay una nube de hidrógeno, algunas estrellas y cúmulos estelares. 10

  10. Física __________________________ ELSISTEMASOLAR • Estáubicadoenuno __________________________ delosbrazosdela espiraldelavíaláctea, aunos30.000añosluz delcentroyunos 20.000delextremo. Cada225millonesde añoselSistemaSolar __________________________ completaungiro alrededordelcentrode lagalaxia.Semuevea unos270(km)porsegundo. __________________________ __________________________ ELSOL • Es una esfera gigante de gas, formada principalmente de hidrógeno y helio. Estos gases son tan calientes que hacen que el Sol brille. Este brillo no es como un fuego que arde, sino que es una reacción de estos gases al calory __________________________ __________________________ a la presión del Sol, lo __________________________ que causa que los átomos se "fusionen." Esta fusión produce energía nuclear. • MODELOSDELSISTEMASOLAR • GEOCÉNTRICO: La Tierraestá inmóvil en elcentrodeluniversoy todoslos astros giran entornoaella. • HELIOCÉNTRICO: Todos los planetas giranentornoalSol. 11

  11. __________________________ LOSPLANETASSISTEMASOLAR Elsistemasolarestáformadoporunaestrellacentral,elsol,los cuerposquelaacompañan yelespacioquequedaentreellos. __________________________ __________________________ Existenochoplanetasenelsistemasolar Aquísepresentannumerados segúnsucercaníaalSol 1. Mercurio 4. Marte 7. Urano 2.Venus 5. Júpiter 8. Neptuno 3.Tierra 6. Saturno __________________________ Elmodelodelsistemasolaresheliocéntrico, esdecir,todoslos planetasgiranentornoalSol. __________________________ LEYESDEKEPLER __________________________ • 1ªLEY:Todoslosplanetassemuevenenórbitaselípticas, conelSolenunodesusfocos. __________________________ __________________________ __________________________ LEYESDEKEPLER • 2ª LEY: El vector posición de cualquier planetarespectodelSol,barreáreasiguales delaelipseentiemposiguales. __________________________ __________________________ B AA __________________________ Sol A= B

  12. Física __________________________ • LEYESDEKEPLER • 3ªLEY: Elcuadrado delperíodo (T)de __________________________ revolución de cada planeta es proporcionalalcubodeladistanciamedia (R)delplanetaal Sol.Siendok constante,la mismaparatodosplanetas. unalos __________________________ T2 R3 =κ __________________________ __________________________ • LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL • La ley de gravitación universal establece quetodosloscuerposinteractúanentresí. __________________________ __________________________ GM M 1 2 F 2 r __________________________ 11Nm2 G6,6710 kg2 SÍNTESISDELACLASE Víaláctea Sistemasolar Regidopor Leyesde Contieneal Formadopor Kepler Leydegravitaciónuniversal Estrellas Losplanetas Júpiter Mercurio Sol Representado pormodelos Saturno Venus Asteroides ycometas Urano Tierra Geocéntrico Marte Heliocéntrico Neptuno 13

  13. Eluniversoyelsistemasolar 1. El primer modeloheliocéntrico,fue presentadopor: A) B) C) D) E) Ptolomeo Copérnico Brahe Kepler Newton 2. El primeroen determinarque lasórbitasdelosplanetaseranelípticas fue: A) B) C) D) E) Galileo Galilei NicolásCopérnico TychoBrahe JohanesKepler IsaacNewton 3. El planetademayormasadel sistemasolares: A) B) C) D) E) Tierra Júpiter Saturno Urano Neptuno 4. LaprimeraleydeKeplerproponeque: A) B) C) D) E) El Sol semueveen órbitacircularen tornoalaTierra. LaTierrasemueveen círculosen tornoalSol. Losplanetassiguentrayectoriaselípticas en tornoalSol. El Sol sigueunatrayectoriaelíptica en tornoalaTierra. Latierraseubicaen el focodeunatrayectoriaelíptica. 4

  14. Física 5. “Songalaxiasquenopresentansimetríadeningúntipo,noaparecedefinidounnúcleoni un disco” Esta definición corresponde a galaxias de tipo A) B) C) D) E) espirales. lenticulares irregulares. elípticas. elípticas ylenticulares. 6. Segúnlateoríadegravitaciónuniversal,¿cuál(es)delassiguientescondicionesson necesariasparaque doscuerposejerzanunamayorfuerzaentre sí? I) II) III) Lasmasasdeloscuerposseincrementan. Ladistanciaentre loscuerposseincrementa. Ladistanciaentre loscuerposdisminuye. Es(son)correctas A) B) C) D) E) sóloI. sóloII. sóloIII. sóloI yII. sóloI yIII. 7. En el Sistemasolar,el planetaque tiene el díamáslargoes: A) B) C) D) E) Mercurio Venus Tierra Júpiter Marte 8. “LarectaqueuneaunplanetaconelSol,describeáreasigualesentiemposiguales”.Esta leyimplica que el planetasemueve A) B) C) D) E) siempre conlamismarapidez. másdeprisacuandopasacercadel Sol. máslento cuandopasacercadel Sol. másdeprisaen losequinoccios. en unatrayectoriacircunferencial.

  15. DosplanetasdemasasMym seatraenconunafuerzaFcuandoseencuentran separadosporunadistanciaR.Silosplanetasseseparanaldobledesudistanciainicial, entonceslanuevafuerzaentre ambosestaríadadapor: 9. F/4 4F 16FF/16 F A) B) C) D) E) 10. Enlafigurasemuestranlasposiciones deunplanetaensuórbita.Silasposicionesse registraron cada hora,entonces,se afirma: I) II) III) El períodoorbitalesde12horas. Las superficies achuradas son iguales. Larapidezen Aesmayorque larapidezen B. Es(o son)correctas A B A) B) C) D) E) sóloI sóloI yII sóloI yIII sóloII yIII Ninguna 11. Sielradiodelaórbitadeunsatélitealrededordeunplanetasecuadruplica,entoncesel períododedichosatélite alrededordel planetase A) B) C) D) E) duplica. cuadruplica.multiplica porocho.reduceala cuartaparte.reduceala octavaparte. 16

  16. Física 12. “Enormesesferasdegas,principalmentedehidrógenoy helio,a muyaltatemperaturay presiónquesemantienenenperfectoequilibrioycohesionadasgraciasalagravedad” Esta definición se refierea: A) B) C) D) E) El sistemasolar. Latierra. Lavíaláctea. Lasestrellas. Lasgalaxias. 13. El sistemasolarestáubicado A) B) C) D) E) en el centrodelavíaláctea. en unodelosbrazosdelaespiral delavíaláctea. cercanoalavíaláctea. en unagalaxiadetipo lenticular. en unagalaxiadetipo elíptica. 14. Unobjeto,colocadoentrelaTierraylaLunaquedasujetoalaaccióndelasfuerzasde atraccióndeambos.Existeunaposiciónenlacualestasfuerzasestánenequilibrio.Enla figura,¿qué punto(s) puede(n) representar la situación? P1 P2(puntomedio) P3 I) II) III) A) B) C) D) E) SóloI. SóloII. Sólo III. SóloI yII. SóloII yIII. P1 P2 P3 Tierra Luna

  17. 15. ImaginequelamasadelSolsecuadruplicara.ParaquelafuerzadeatraccióndelSolsobre laTierranosufriesealteración,ladistanciaentre el Sol ylaTierradebería A) B) C) D) E) cuadruplicarse. reducirsealacuartaparte. duplicarse. reducirsealamitad. volverseochovecesmayor. 16. ElperíododetraslacióndelplanetaVenusentornoalSolesmenorqueeldelaTierra, donde,porlasleyesdeKepler,setiene que: A) B) C) D) E) lamasadeVenusesmenorque ladelaTierra. El radiodelaórbitadeVenusesmenorque el delaTierra. Venusestámásdistantedel Sol que laTierra. El diámetrodeVenusesmenorque el delaTierra. El períododerotacióndeVenusesmenorque el delaTierra. 17. ¿Decuántosañosaproximadamenteseráelperíododeunplaneta,girandoentorno alSol,siladistanciadesdesucentrodegravedadhastaelsolesde4vecesladistancia Tierra– Sol? A) B) C) D) E) 8años 23años64años512añosOtro valor

  18. Física 18. LaelipsemostradaenlafigurarepresentalatrayectoriadeJúpiterentornoalSol.Todas las áreasombreadassonigualesentresí.SiJúpitertardaunañoenrecorrerelarcoAB, ¿cuántotardaen recorrerel arcoCD? H G A F A) B) C) D) E) año años3años4años8años E D B C 19. El sistemageocéntricodePtolomeoestablecía: I) II) III) Losplanetasgiranen tornoalaTierra. Losplanetasdescribenórbitascirculares. Losplanetasdescribenórbitaselípticas. Es(oson)correctas A) B) C) D) E) sóloI. sóloII. sóloIII. sóloI yII. sóloI yIII. 20. Con respecto a la ley de gravitación universal,es correcto afirmar: I) LafuerzadeatraccióndelaTierrasobreunsatéliteartificialesnulaporqueestá muyalejadodesucentro. UncoheteyanoesatraídoporlaTierraunavezquelleguea regionesfueradela atmósferaterrestre. LafuerzadeatraccióndelaTierrahacevariarladireccióndelavelocidaddeun satélite que seencuentraen órbitaen tornoalaTierra. II) III) Es(oson)correctas A) B) C) D) E) sóloI. sóloII. sóloIII. sóloI yII. I,II yIII.

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