Ciencias Naturales 6 CABA Nuevo el mundo en tus manos

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Ciudad Autรณnoma de

Buenos Aires


La presente publicación se ajusta a la cartografía oficial establecida por el Poder Ejecutivo Nacional a través del Instituto Geográfico Nacional por Ley 22963, con número de expediente en trámite.

Dirección general José Juan Fernández Reguera Coordinación y edición Equipo Aique Corrección Cecilia Biagioli Producción industrial Pablo Sibione Ilustraciones Melina Canale - Martín Bustamante - Walter García - Nelson Castro - Rodrigo Folgueiras Fotografía Archivo Aique - AFP - Ingimage - INTA - Wikimedia - Claudio Botti - Ricardo Cenzano Nilce Enrietti - Ana Garabedian - Marcelo Perinetti - Pablo Picca - Mario Ravaglia

Ciencias Naturales 6 Ciudad Autónoma de Buenos Aires / Agustín Rela ... [et al.]. - 1a ed. Ciudad Autónoma de Buenos Aires : Aique Grupo Editor, 2017. 240 p. ; 27 x 22 cm. - (Nuevo el mundo en tus manos) ISBN 978-987-06-0697-0 1. Ciencias Naturales. 2. Educación Primaria. 3. Libro de Texto. I. Rela, Agustín CDD 372.357

© Aique Grupo Editor S. A. 2017 Francisco Acuña de Figueroa 352 (C1180AAF). Ciudad de Buenos Aires. Teléfono y fax: (011) 4865-5000 E-mail: centrodocente@aique.com.ar // Web: www.aique.com.ar LIBRO DE EDICIÓN ARGENTINA Hecho el depósito que previene la ley 11723. ISBN: 978-987-06-0697-0 Primera edición No se permite la reproducción parcial o total, el almacenamiento, el alquiler, la transmisión o la transformación de este libro, en cualquier medio, sea electrónico o mecánico, mediante fotocopias, digitalización u otros métodos, sin el permiso previo y escrito del editor. Su infracción está penada por las leyes 11723 y 25446. Esta edición se terminó de imprimir en enero de 2017 en Morello S.A., Victor Martínez 1881, Ciudad de Buenos Aires.


Ciudad Autónoma de

Buenos Aires

Agustín Rela, Jorge Sztrajman, Nora Stutman y Nancy Ribas Silvia Hurrell (Técnicas de Estudio)

Organizador de estudio

Liliana Acrich


índice

Las transformaciones de los materiales............. 23 Las transformaciones físicas ........................23 Las transformaciones químicas .....................24 Identificación de transformaciones químicas .... 25 La corrosión ........................................................26 ● Experimentos: ¿Se oxida el hierro? ................26 La combustión .....................................................27

El estudio de las Ciencias Naturales...10

Qué estudian las Ciencias Naturales. Ciencias que se abordan dentro de las Ciencias Naturales: la Biología, las Ciencias de la Tierra, la Física, la Astronomía, la Ecología y la Química. Cómo investigan los científicos. Cómo es el trabajo en las Ciencias Naturales.

Utilidad de soluciones y mezclas .28 ● Actividades finales .........................................30 ● Red conceptual. Para repasar y exponer.....31

¿Qué son las Ciencias Naturales? ......................10 ¿Cuáles son las Ciencias Naturales? ..................11 ¿De qué se ocupan los científicos? ....................12 ¿Cómo se trabaja en las Ciencias Naturales?.....13

Los seres vivos y el ambiente.................................32

Interacciones entre los materiales................................14

La célula como unidad de los seres vivos. Niveles de organización. Población, comunidad y ecosistema. Los seres vivos como sistemas abiertos. Relaciones de los seres vivos entre sí y con el ambiente. Diversidad de ambientes y de estructuras adaptativas (internas y externas). La nutrición en el ecosistema: las relaciones tróficas. El rol del ser humano en la modificación y en la preservación del ecosistema.

Mezclas y soluciones. Solvente y soluto. El agua somo solvente universal. Soluciones diluidas y concentradas. Separación de mezclas y de soluciones. Destilación. Potabilización y contaminación del agua. El modelo de partículas, caracterización de sólidos, líquidos y gases (el aire). Las transformaciones de los materiales. Transformaciones químicas y físicas (cambios de estado). La identificación de diferentes transformaciones de los materiales: la combustión. La corrosión.

La célula como unidad de los seres vivos.......... 34 La teoría celular .............................................34 De la célula al organismo ...............................35 Del organismo a la biosfera ...........................36 ● Educación en valores: Ecología y ecologismo no es lo mismo ....................................................36 Los sistemas abiertos ................................37 La diversidad de ambientes ................................38 Los ambientes acuáticos ...............................38 La vida en el agua ..........................................39 Los ambientes aeroterrestres........................ 40 La vida en el aire y en la tierra .......................41 Las relaciones alimentarias ...........................42 Las redes alimentarias ...................................43

Las mezclas y las soluciones ..............................16 Solvente y soluto ............................................16 Las soluciones según sus componentes .......17 Soluciones diluidas y concentradas ..............18 Separación de mezclas y soluciones ..................19 ● Educación en valores: Peligros de los solventes orgánicos .............................................................19 La destilación .................................................20 La contaminación y la potabilización del agua ... 21 El modelo de partículas.......................................22

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● Infográfica:


● Experimentos:

Las plantas y sus funciones... 43

Acciones para preservar las especies ................59

Problemas ambientales de la Argentina .............................................................44 ● Actividades finales......................................... 46 ● Red conceptual. Para repasar y exponer ....47

● Educación en valores: Conservar y preservar .... 59

Las especies biológicas .........48

El agua .............................................64

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● Infográfica:

Diversidad de relaciones entre los diferentes individuos y entre las distintas especies que viven en un mismo ambiente; distintos comportamientos y adaptaciones. Los cambios en los ambientes y su relación con las especies de seres vivos. La extinción de especies. Importancia de su preservación. Comparación entre organismos actuales y extinguidos. Relaciones evolutivas, mapas filogenéticos. Ubicación evolutiva del ser humano.

Las especies en los ecosistemas ........................50 Distintos tipos de relaciones .........................50 Las relaciones interespecíficas ...........................51 Relaciones con beneficios .............................51 La depredación ..............................................52 La competencia ..............................................53 El parasitismo .................................................53 Las relaciones intraespecíficas ...........................54 Las relaciones cooperativas ..........................54 Las relaciones antagónicas ............................55 Las especies y los cambios ambientales ............56 ● Experimentos:

Competencia en el agua ........57 Especies en peligro de extinción ........................58

● Infográfica:

La evolución de la vida ................60 ● Actividades finales .........................................62 ● Red conceptual. Para repasar y exponer.... 63

El agua en nuestro planeta. El agua como mezcla y como solvente universal. El ciclo del agua en la naturaleza. Importancia del agua para los seres vivos. Usos y aprovechamiento del agua. Agua potable y no potable. Aguas contaminadas. Potabilización del agua.

El agua en nuestro planeta .................................66 ¿Pura o mezcla? .............................................66 El agua de los océanos ..................................67 El agua de los continentes .............................67 El hielo y la nieve: agua sólida .......................68 El vapor de agua ............................................68 El líquido vital ......................................................69 El agua como recurso ....................................69 ● Infográfica: El ciclo del agua ...........................70 El agua apta para consumo ................................72 ● Educación en valores: El agua, un recurso esencial............................................................... 72 El agua contaminada ...........................................73 ¿Cómo se potabiliza el agua? .............................74 ● Experimentos:

Filtro casero de agua .............75 ● Actividades finales .........................................76 ● Red conceptual. Para repasar y exponer ....77

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El tiempo atmosférico y el clima ...................97 ● Experimentos: Un pluviómetro .......................97 ● Infográfica: Terremotos y tormentas ...............98 Procesos que modifican el paisaje ...................100 La erosión .....................................................100 Los movimientos de las placas ....................101 Los estratos sedimentarios ..........................102 Los volcanes y los terremotos .....................103 Las eras geológicas ...........................................104 Los fósiles .....................................................105 ● Educación en valores: Cuidar el ambiente ....105 ● Actividades finales .........................................106

La energía.........................................78

Distintas formas y clases de energía. El calor como una forma de transferencia de energía. El efecto invernadero. El calentamiento global. La electricidad como forma de energía. Cómo cuidar la electricidad. Las fuentes alternativas de energía.

Las formas de la energía .....................................80 La energía potencial .......................................80 Las transformaciones de la energía ...............81 La energía a partir del calor ................................82 La máquina de vapor .....................................82 El movimiento y el calor ................................83 ● Experimentos: Un molinillo que se mueve solo .83 ● Infográfica: El efecto invernadero y el calentamiento global ..........................................84 La energía eléctrica .............................................86 El consumo de los aparatos eléctricos ..........87 ● Educación en valores: Ahorremos energía ......87 La seguridad eléctrica .........................................88 Las llaves termomagnéticas ..........................88 El disyuntor diferencial ..................................88 La conexión a tierra .......................................88 Fuentes alternativas de energía .........................89 ● Actividades finales ...........................................90 ● Red conceptual. Para repasar y exponer .....91

La Tierra y el universo .........108 Magnitudes características de distintos objetos o procesos. Valoración de las distancias, tiempos, velocidades, tamaños. Noción de año luz. La gravedad. Los cuerpos que integran el sistema solar, sus movimientos. Los eclipses. Las estrellas y las galaxias. Formas de las galaxias. La Vía Láctea. Instrumentos de exploración del universo: los telescopios, las sondas espaciales.

Las magnitudes características ........................110 Las distancias en el universo .......................110 Los tiempos en el universo ..........................111 La edad y el tamaño del universo ................111 Las fuerzas de atracción ...................................112 La gravedad y la distancia ............................112 La gravedad y la masa .................................113 Los agujeros negros .....................................113 Los cuerpos del sistema solar ..........................114 Los planetas y sus satélites .........................114 Otros cuerpos del sistema solar ..................115 ● Educación en valores: Los días de la semana.115 Los tamaños y las distancias .......................116 ● Experimentos: El tamaño del Sol ..................116 Las estrellas y las galaxias ................................117 Los tipos de estrellas ...................................117 Las galaxias ..................................................118

La Tierra y sus cambios ..........92 Capas de la geosfera: corteza, manto y núcleo. Placas tectónicas. Características de la atmósfera. Los fenómenos meteorológicos. Tiempo atmosférico y clima. Procesos que modifican el paisaje de forma lenta (erosión, orogenia, deriva continental) o violenta (volcanes, terremotos). El principio de superposición de los estratos. La historia de la Tierra: las eras geológicas. La formación de fósiles.

La Tierra............................................................... 94 Las placas tectónicas .....................................95 La atmósfera .......................................................96

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● Red conceptual. Para repasar y exponer ......107


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Las fases de la Luna ..........................................119 Los eclipses .......................................................120 Los eclipses de Sol .......................................120 Los eclipses de Luna ....................................120 Los eclipses y los descubrimientos científicos......................................................121 Los eclipses y las creencias .........................121 ● Infográfica: La exploración del universo .......122 ● Actividades finales .......................................124 ● Red conceptual. Para repasar y exponer... 125

La luz y los materiales................126

La propagación de la luz, su trayectoria rectilínea. Fuentes de luz. Cómo vemos los objetos. Objetos transparentes, translúcidos y opacos. Los colores de los objetos. La reflexión. Espejos: características, tipos. La refracción y las lentes. Tipos de lentes. Desviación que sufre la luz al propagarse de un medio a otro. La formación de imágenes debido a la desviación de la luz a través de las lentes. La lupa, el microscopio, el telescopio.

La propagación de la luz ...................................128 En línea recta ...............................................129 Regla de luz ..................................................129 Las fuentes de luz ........................................130 Cómo vemos los objetos ..................................131 ● Educación en valores: El cuidado de la vista .... 131 La luz y los objetos ............................................132 Los colores ........................................................133 Los colores primarios ...................................134 La reflexión y los objetos ..................................135 La refracción y las lentes ..................................136

Las lentes y la formación de imágenes .......137

● Experimentos:

Lentes de aceite ..................137 ● Infográfica: Microscopios y telescopios....... 138 ● Actividades finales .......................................140 ● Red conceptual. Para repasar y exponer.... 141 Sistemas de unidades y sistemas de referencia ......142 Medición: magnitud, cantidad, unidad y medida. Sistemas de unidades. El Sistema Internacional de unidades. El sistema de unidades inglesas. Las unidades de medida en los Estados Unidos de América y en la Argentina. Sistemas de referencia. Sistemas de coordenadas. Coordenadas cartesianas ortogonales. Coordenadas polares. Coordenadas esféricas. Ubicación en la superficie terrestre.

Los sistemas en la Física.................................. 144 Las mediciones .................................................145 Los sistemas de unidades .................................146 El Sistema Internacional ..............................146 El Sistema Métrico Legal Argentino .............147 Órdenes de magnitud .......................................148 Los sistemas de referencia ...............................149 Múltiples sistemas de referencia .................150 Las coordenadas en la vida diaria ...............150 Coordenadas polares ...................................151 ● Educación en valores: Unidades y convivencia...151 Ubicación en la superficie terrestre .................152 ● Experimentos: Medir el grosor de un cabello....153 ● Infográfica: Referencias universalmente aceptadas ..........................................................154 ● Actividades finales .....................................156 ● Red conceptual. Para repasar y exponer ...157 Efemérides ........................................................158

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Cómo es

?

Así son los capítulos del libro Páginas de apertura

Detalle de cada uno de los contenidos.

Preguntas que ayudan a evaluar los saberes previos de los temas que van a estudiarse.

idos

Páginas de conten

Técnicas de estudio: en todos los capítulos se ofrece una progresión de estas técnicas destinadas a adquirir mejores hábitos de estudio, a desarrollar competencias para comprender los textos e integrar los conocimientos.

Glosario: definiciones claras de los conceptos más importantes de cada capítulo.

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Actividades: diferentes propuestas didácticas para resolver de manera individual o en grupo. Operan sobre la comprensión y sistematización de los contenidos fundamentales.

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Diferentes tipos textuales presentan los contenidos del capítulo.


Organizador de estudio

Secciones especiales

Un nuevo espacio de aprendizaje con las siguientes secciones: Actividades Para saber +: textos que complementan o amplían los contenidos centrales.

Experimentos: procedimientos de fácil realización que nos ayudan a aprender haciendo.

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Actividades finales: al concluir cada capítulo, propuestas para repasar lo estudiado. Red conceptual: un esquema para repasar y exponer de manera oral los temas estudiados. Infográfica: mediante imágenes atractivas y textos breves, se profundiza en un tema clave relacionado con el capítulo.

Variedad de propuestas didácticas (cuestionarios, cuadros, esquemas, entre otras) para repasar y ahondar en los contenidos abordados en cada capítulo.

Ficha resumen Para completar sobre uno de los temas del capítulo. Esta sección posibilita ordenar las ideas y exponer de manera oral con mayor claridad.

Autoevaluación

Educación en valores: para conocer y reflexionar sobre los principios éticos para una mejor convivencia.

Historias de vida: información que destaca las cualidades o virtudes de los hombres y mujeres que hicieron historia.

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Se concreta mediante diferentes propuestas, como laberintos, crucigramas, epígrafes “perdidos”, sopas de letras, ¿verdadero o falso?, entre otras.


La Tierra y el universo Contenidos

● Magnitudes características de distintos objetos o procesos. ● Valoración de las distancias, tiempos, velocidades, tamaños. ● Noción de año luz. ● La gravedad. ● Los cuerpos que integran el sistema solar, sus movimientos. ● Los eclipses. ● Las estrellas y las galaxias. Formas de las galaxias. ● La Vía Láctea. ● Instrumentos de exploración del universo: los telescopios, las sondas espaciales.

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Anteojo astronómico

“Combinación de dos lentes que sirve para ver objetos lejanos y para refutar a Aristóteles. ‘El firmamento es eterno, inmutable y sin origen’, había decretado el sabio de Estagira. Galileo se limitó a dar tres conferencias ante mil personas sobre la estrella nueva aparecida en la constelación de la Serpiente. La disputa se exacerbó cuando empezó a escrutar el cielo con su anteojo y a encontrar cosas raras. Primero descubrió las fases de Venus, e hizo notar que ese hecho era la mejor prueba de la hipótesis copernicana. Luego descubrió los satélites de Júpiter, que si bien constituían otra prueba de esa hipótesis, eran filosóficamente absurdos: según los aristotélicos, un cuerpo en movimiento no podía ser centro de otro movimiento”. Ernesto Sábato: Uno y el universo. Buenos Aires: Sudamericana, 1973. (Adaptación).

¿Cómo se llama hoy al anteojo astronómico? ¿Cuál era la hipótesis de Copérnico? ¿Qué es un satélite?

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Watt: 1 watt es la potencia que desarrollamos, aproximadamente, cuando subimos un objeto de 1 kilogramo con una velocidad de 10 centímetros por segundo.

Las magnitudes características Los científicos usan números para describir los objetos que nos rodean. Los números informan sobre las propiedades de esos objetos. Una medición consiste en atribuir un valor numérico a una propiedad del objeto, como la longitud. Esta y otras propiedades de un objeto que se pueden cuantificar se llaman magnitudes físicas. Los diferentes objetos tienen distintas magnitudes características. Por ejemplo, entre las que caracterizan un auto, están su longitud y la velocidad máxima que alcanza. Para una mesa, las magnitudes características son su altura y el peso que puede soportar este objeto sin romperse. Para una lamparita, su magnitud más importante es la potencia; es decir, la energía que emite por unidad de tiempo, que se mide en watts.

Las distancias en el universo

El Sol tiene una potencia de unos 400.000.000.000.000.000.000.000.000 de watts; es decir, unos 400 cuatrillones de watts. La Tierra recibe una fracción muy pequeña de ese valor enorme.

El radio terrestre es la distancia desde el centro de la Tierra hasta su superficie, el radio mide unos 6500 kilómetros. Aunque parezca una distancia muy grande, es muy pequeña comparada con otras del universo. Por ejemplo, la distancia a la estrella más cercana, llamada Alfa Centauri, es de unos 40.000.000.000.000 de kilómetros. Trabajar con números de tantas cifras es incómodo; por eso, los astrónomos crearon unidades más prácticas para distancias tan grandes; una de ellas es el año luz: la distancia que recorre la luz durante un año equivale a unos casi diez billones de kilómetros. La velocidad de la luz en el vacío es de 300.000 kilómetros por segundo. Como un año tiene 365 días, y cada día tiene 86.400 segundos, en un año, la luz recorre: (300.000 x 365 x 86.400) km = 9.460.000.000.000 km = 1 año luz. Para distancias en nuestro sistema solar, se utiliza la unidad astronómica (UA), que es la distancia entre nuestro planeta y el Sol; equivale a unos 150 millones de kilómetros. Otra unidad astronómica es el pársec, que equivale a un poco más de treinta billones de kilómetros.

Historias

de vida

Stephen Hawking

El físico inglés Stephen Hawking, nacido en 1942, es quizá el más importante investigador sobre la formación del universo y las leyes que lo gobiernan. Descubrió que los agujeros negros emiten radiación. Debido a una rara enfermedad, este investigador se encuentra gravemente discapacitado y se comunica mediante una voz electrónica, lo cual no le ha impedido mantener su actividad científica.

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Glosario


Capítulo 7 • Ciencias Naturales 6 • Ciudad de Buenos Aires

Los tiempos en el universo

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El tiempo es una magnitud física que mide la duración de sucesos o de acontecimientos; por ejemplo, lo que se tarda en ir de una dirección a otra o de una ciudad a otra. Los tiempos en que ocurren los procesos en el universo son muy diferentes. Algunos son muy breves; otros, enormemente grandes. La siguiente tabla te muestra algunos ejemplos. Procesos

Tiempos

Viaje de la luz de la Tierra a la Luna.

1 segundo

Viaje de la luz del Sol a la Tierra.

8 minutos

Rotación de la Tierra sobre su propio eje.

24 horas

Traslación de la Luna alrededor de la Tierra.

28 días

Traslación de la Tierra alrededor del Sol.

1 año

Tiempo que tarda el cometa Halley en recorrer su órbita.

76 años

Tiempo que tarda el cometa Kohoutek en recorrer su órbita. 216.500 años Edad de la Tierra y del Sol.

4500 millones de años

Edad del universo.

15.000 millones de años

La estrella de mayor masa que se conoce fue detectada en 2010. Se halla en la galaxia de la Gran Nube de Magallanes, a 165.000 años luz de nuestro planeta. Su masa es 265 veces la del Sol y es diez millones de veces más luminosa que él. Los astrónomos calculan que se extinguirá dentro de 800.000 años. Tiene un nombre muy poco poético: R136a1.

La edad y el tamaño del universo El eón es una medida de tiempo que, en términos astronómicos, equivale a mil millones de años. Los científicos han llegado a la conclusión de que el universo se originó hace 15.000 millones de años; es decir, 15 eones. El Sol y la Tierra se originaron hace 4,5 eones. Y la vida en nuestro planeta habría aparecido hace unos 3,8 eones. El origen del universo ha sido explicado por medio de la teoría del big bang —expresión inglesa que significa ‘gran explosión’—. Según esa teoría, en aquel momento inicial, toda la materia que hoy forma el universo estaba concentrada en un punto infinitamente pequeño. Por motivos que se desconocen, este comenzó a agrandarse, es decir, a expandirse. A partir del big bang, el universo fue aumentando de tamaño. Los objetos más distantes observados en la actualidad se encuentran a unos 32.000 millones de años luz entre sí. Esa distancia puede considerarse la mayor posible entre dos puntos del universo conocido.

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Actividades El año luz, ¿es una unidad de tiempo? ¿Cómo se define? ¿Qué es un eón? ¿Cuál es el tamaño actual del universo?

Representación del universo en expansión a partir del big bang. Poco después del big bang, el universo era muy pequeño y muy caliente. Con el paso del tiempo, se fue agrandando y enfriando.


de estudio

Buscar contenidos

Internet III: Buscar mejor Al usar buscadores, conviene elegir palabras clave que no sean ambiguas, ingresar frases exactas entre comillas, utilizar los signos “+” y “-” para incluir o descartar palabras, y no olvidar anotar los mejores resultados de la búsqueda. • Subrayá las palabras clave de esta página y buscalas, combinándolas de diferentes maneras, en algún buscador de Internet. Compará los resultados.

Para saber

Las fuerzas de atracción Cuando un lápiz no tiene nada que lo sostenga —por ejemplo, la mano de una persona—, se cae, debido a su propio peso. El peso de un objeto es la fuerza con la que la Tierra lo atrae, y esta fuerza es una manifestación de la gravedad. Esta es la fuerza de atracción que ejercen los cuerpos entre sí; para el caso anterior, el lápiz y la Tierra. La fuerza de gravedad atrae a todos los objetos hacia el centro de nuestro planeta. La velocidad a la que hay que arrojar un objeto hacia arriba para que no vuelva a caer se llama velocidad de escape; esta se aplica a cualquier cuerpo que supere la gravedad de la Tierra o de otro cuerpo similar. Para nuestro planeta, la velocidad de escape es de unos 40.000 kilómetros por hora.

La gravedad y la distancia La fuerza de gravedad no actúa solo en la Tierra: todos los cuerpos del universo se atraen entre sí. La gravedad del Sol atrae a nuestro planeta y a los otros cuerpos del sistema solar, que se mantienen girando alrededor de aquel; la gravedad de la Tierra atrae a la Luna, su satélite natural, que no se aleja de nuestro planeta. En estos ejemplos, vemos que la gravedad actúa, aunque los cuerpos no se toquen: se trata de una fuerza a distancia.

Una manzana famosa La gravedad fue estudiada por el físico inglés Isaac Newton (16421727), quien estableció que esta fuerza disminuye mucho cuando la distancia entre los cuerpos aumenta. Por ejemplo, si la separación entre los cuerpos se duplica, la fuerza de gravedad entre ellos no se reduce a la mitad, sino que disminuye a la cuarta parte. La leyenda cuenta que Newton se inspiró en la caída de una manzana del árbol debajo del cual él descansaba. Entonces pensó que la caída de los cuerpos hacia el suelo y el giro de la Luna alrededor de la Tierra eran fenómenos semejantes, gobernados por la fuerza de gravedad.

Los cohetes de las naves espaciales vencen la gravedad.

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La Luna se mantiene próxima a la Tierra gracias a la fuerza de gravedad.

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Técnicas


Capítulo 7 • Ciencias Naturales 6 • Ciudad de Buenos Aires

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La gravedad y la masa Isaac Newton estableció asimismo que la gravedad aumenta en la misma medida en que aumenta la masa de los cuerpos. La masa es la magnitud física que cuantifica la cantidad de materia de un cuerpo. No se debe confundir la masa con el peso. El peso es una fuerza que depende de la gravedad; la masa es una propiedad de los objetos y no depende de la fuerza de gravedad. Una persona de 60 kilogramos de masa tiene, en la superficie terrestre, 60 kilogramos de peso; la misma persona en la superficie de la Luna pesaría unos 10 kilogramos, pero su masa seguiría siendo de 60 kilogramos. Cuando los objetos que se atraen son pequeños, la gravedad es tan chica que es muy difícil notar su efecto. Por ejemplo, dos objetos de un kilogramo cada uno, separados por una distancia de un metro, se atraen con una fuerza de gravedad muy inferior a la millonésima parte de un gramo. En cambio, cuando al menos uno de los objetos tiene mucha masa —como un planeta—, la fuerza de gravedad se vuelve importante.

Los agujeros negros En las proximidades de los cuerpos llamados agujeros negros, la fuerza de gravedad es tan potente que ni siquiera la luz puede escapar de ellos. Se ha calculado que un cuerpo semejante al Sol, pero con un radio 500 veces mayor, tendría una velocidad de escape igual a la de la luz, y sería invisible. Para que un objeto sea un agujero negro, su masa debe estar concentrada en un radio muy pequeño. Si la Tierra fuese un agujero negro, toda su masa estaría concentrada en una esfera de un centímetro de radio. Si es invisible, ¿cómo se puede saber dónde hay un agujero negro? Se los detecta por los efectos que producen a su alrededor. Por ejemplo, la materia que está cerca de un agujero negro se acelera mucho por la gravedad y, entonces, emite una gran cantidad de radiación. Esa radiación es una evidencia de que allí hay un agujero negro.

Los agujeros negros no solo absorben materia. También distorsionan el paso del tiempo en las proximidades del agujero.

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En 1798 el astrónomo francés Pierre-Simon Laplace calculó que, si un objeto tuviera la suficiente masa contenida en un tamaño suficientemente pequeño, no dejaría escapar la luz de su superficie y se convertiría en un agujero negro.

Actividades ¿Qué es la velocidad de escape? ¿Qué significa que la fuerza de gravedad es una fuerza a distancia? ¿Qué diferencia hay entre la masa y el peso de un cuerpo? ¿Qué es un agujero negro?


Los cuerpos del sistema solar

de estudio

Acompañar la lectura

Subrayar aclaraciones y ejemplos Muchas veces, las ideas principales se presentan acompañadas de aclaraciones y ejemplos que ayudan a que dichas ideas se comprendan mejor. • Después de leer dos veces esta página, subrayá todas las aclaraciones y los ejemplos que aparecen en el texto. Usalos para resolver la actividad 4 del Organizador de estudio. Voy al Organizador.

El Sol y todos los cuerpos que se mueven en sus proximidades (planetas, satélites, planetas enanos, asteroides y cometas) constituyen el sistema solar. Esos cuerpos se mantienen girando alrededor del Sol por la fuerza de gravedad de este, que los atrae. El Sol es una estrella, genera gran cantidad de energía en su interior y emite luz propia, a diferencia de los otros cuerpos del sistema solar.

Los planetas y sus satélites Los planetas del sistema solar son ocho, a partir del Sol: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Todos ellos se mueven alrededor del Sol en recorridos casi circulares, llamados órbitas. El movimiento de los planetas en torno al Sol se llama traslación. El tiempo que tardan en dar una vuelta completa es un año; en la Tierra, equivale a 365 días. Los planetas también giran sobre su propio eje; este movimiento se denomina rotación. El tiempo en dar un giro completo es un día; en la Tierra, 24 horas. Los satélites son cuerpos que giran alrededor de los planetas; y también, sobre su propio eje. Acompañan a los planetas en su traslación alrededor del Sol. El satélite natural de la Tierra es la Luna. Sol Venus

El Sol y los planetas del sistema solar. La ilustración no está a escala, pues de este modo, pueden apreciarse sus distintos elementos. Planetas

Mercurio

Diámetro

Satélites

(en kilómetros)

Marte

Tierra

Júpiter

Saturno

Urano Neptuno

Distancia al Sol

Año

Día

(en UA)

(traslación)

(rotación)

Mercurio

5000

0,4

88 días

58,7 días

Venus

12.000

1,7

224,7 días

243 días

Tierra

13.000

1

1

1 año

1 día

Marte

6700

2

1,5

687 días

24,6 horas

Júpiter

140.000

63

5,2

11,86 años

9,8 horas

Saturno

120.000

56

9,5

29,46 años

10,7 horas

Urano

50.000

27

19,2

84 años

17,2 horas

Neptuno

48.000

13

30

164,8 años

16 horas

Tabla comparativa de los planetas del sistema solar. La duración de los años y de los días se expresa en unidades de tiempo terrestre.

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Capítulo 7 • Ciencias Naturales 6 • Ciudad de Buenos Aires

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Otros cuerpos del sistema solar

Actividades

Los planetas enanos son cuerpos redondeados, más chicos que los planetas y más grandes que los asteroides. En la actualidad, se conocen cinco planetas enanos. Ceres es el único que se halla en el cinturón de asteroides; los cuatro restantes se ubican más allá de Neptuno; estos son Plutón —hasta 2006, considerado el noveno planeta del sistema solar—, Eris, Makenake y Haumea. Los asteroides son cuerpos de forma irregular, mucho más pequeños que los planetas. En su mayoría, se concentran en la zona comprendida entre las órbitas de Marte y de Júpiter, llamada cinturón de asteroides. Los meteoritos son fragmentos que no se desintegran y alcanzan la superficie terrestre. Los cometas son pequeños cuerpos formados, en su mayor parte, por materiales congelados. Al pasar cerca del Sol, desprenden gases que forman su cola o cabellera, que apunta en dirección opuesta a aquel. Las estrellas fugaces son restos de cometas que se queman al ingresar en la atmósfera.

¿Qué mantiene unidos a los integrantes del sistema solar? ¿Qué son las estrellas fugaces?

En astronomía, cada integrante del sistema solar tiene un símbolo. Los de Marte y Venus también se utilizan para representar al hombre y a la mujer, respectivamente. El de Marte muestra un escudo y una lanza. El de Venus, un espejo antiguo, con una empuñadura para sostenerlo.

Educación en

valores

Los días de la semana

Los nombres de algunos integrantes del sistema solar se relacionan con figuras de las mitologías de los antiguos romanos o griegos, y también con los días de la semana. Cuerpo

Figura mitológica

Día de la semana

Mercurio

Dios romano del comercio

Miércoles

Venus

Diosa romana del amor y la belleza

Viernes

Marte

Dios romano de la guerra

Martes

Júpiter

Dios supremo de los romanos

Jueves

Saturno

Dios romano de la agricultura

Sábado (en inglés: Saturday)

Urano

Dios griego del cielo

Neptuno

Dios romano de los mares

Luna

Selene, diosa griega de la Luna

Lunes

Sol

Helios, dios griego del Sol

Domingo (en inglés: Sunday, sun ‘sol’ y day ‘día’)

1. Buscá en alguna enciclopedia, o en Internet,

2. Compartí los resultados de tu búsqueda con

los símbolos de los otros integrantes del sistema solar.

los que obtuvieron tus compañeros.

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Las apariencias engañan En apariencia, las estrellas son mucho más pequeñas que el Sol; pero comparadas con este, muchas son gigantescas. Por ejemplo, Aldebarán es la estrella más brillante de la constelación de Tauro y se halla a 65,1 años luz del Sol; su radio es 44 veces mayor que el de nuestra estrella, y su luminosidad es 350 veces mayor.

Los tamaños y las distancias Basta con mirar el Sol y la Luna en el cielo para pensar que tienen tamaños similares. Sin embargo, los tamaños de estos dos cuerpos son bien distintos. El diámetro de la Luna es de 3500 km, casi la cuarta parte del diámetro de la Tierra; en cambio, el diámetro del Sol es más de cien veces el de nuestro planeta. La razón por la que se ven el Sol y la Luna de tamaños similares en el cielo se debe a que aquel se encuentra a 150 millones de kilómetros de la Tierra; y a que la Luna se halla a 380.000 km de distancia de nuestro planeta. El Sol es mucho más grande que la Luna, pero se encuentra mucho más lejos que esta.

El tamaño del Sol

Experimentos Cartón

Con la experiencia que te proponemos, vas a poder medir el tamaño del Sol. Es muy fácil. Vas a necesitar: un cuadrado de cartón o cartulina, una tijera, cinta adhesiva, papel de aluminio (del que se usa para cocinar), una aguja o alfiler, o pinche para sujetar papeles, y una regla. 1. Recortá un cuadrado de unos 2 cm de lado en el centro del cartón y pegá un pedacito de papel de aluminio de manera que cubra el cuadrado. 2. Con la aguja hacé un agujerito en el centro del aluminio. 3. Usá el agujerito para proyectar una imagen del Sol en la pared o sobre una hoja de papel, y medí con la regla el diámetro de la imagen y la distancia entre el agujerito y la imagen. (No mires directamente al Sol porque te puede dañar los ojos). 4. Es posible calcular el diámetro del Sol aplicando la siguiente fórmula:

Cinta adhesiva Papel de aluminio

Agujerito

La distancia entre la Tierra y el Sol aparece en el texto anterior a este experimento. 5. Respondé a estas preguntas. a. ¿Cuál fue el resultado de tu cálculo? b. Buscá en Internet o en alguna enciclopedia el diámetro del Sol. Tu medición, ¿resultó parecida a ese valor? c. Discutí con tus compañeros qué otras cosas podrías medir con ese mismo método.

diámetro de la imagen x distancia entre la Tierra y el Sol diámetro del Sol = Distancia entre el agujerito y la imagen

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Para saber


Capítulo 7 • Ciencias Naturales 6 • Ciudad de Buenos Aires

Las estrellas y las galaxias

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Aunque el Sol es uno de los miles de millones de estrellas del universo, para nuestro planeta, es la estrella más importante porque nos provee de luz y de calor. Para producir luz y calor, hace falta algún tipo de combustible. Por ejemplo, si queremos mantener un fuego encendido, tenemos que alimentarlo con leña, carbón, gas u otro tipo de material que se pueda quemar. El Sol, y las otras estrellas, están formados por hidrógeno y otras sustancias. A temperaturas muy altas, como las del interior del Sol, el hidrógeno se transforma en helio —el gas con el que se inflan los globos que, cuando se sueltan, ascienden por el aire—. La transformación de hidrógeno en helio se llama fusión nuclear, y libera mucha energía en forma de luz y de calor.

Los tipos de estrellas Las estrellas no son todas iguales. Algunas son más calientes que otras, y esto hace que brillen con colores diferentes. La siguiente tabla muestra el color de las estrellas de acuerdo con la temperatura de su superficie, y además, te brinda algunos ejemplos. Tipo

Color

Temperatura (ºC)

Ejemplos

O

azul

40.000-25.000 Zeta Ofiuco (constelación de Ofiuco)

B

blanco-azul

25.000-11.000 Rigel (constelación de Orión)

A

blanco

11.000-7500

F

blanco-amarillo 7500-6000

Procyon A (constelación del Can menor)

G

amarillo

6000-5000

Sol

K

naranja

5000-3500

Arturo (constelación del Pastor)

M

rojo

3500-3000

Betelgeuse (constelación de Orión)

Vega (constelación de la Lira)

Para saber

Cuestión de brillo Se llama magnitud a la medida del brillo de una estrella. Las estrellas que brillan mucho se llaman de primera magnitud. Estas aparecen después del ocaso y son las últimas en desaparecer tras el amanecer. Las siguen las llamadas de segunda magnitud, y así hasta las estrellas de sexta magnitud, las que únicamente son visibles con oscuridad total.

Aunque las veamos con puntas, y se las dibuje de esa manera, las estrellas del cielo no las tienen: son cuerpos esféricos. Las puntas son efectos de la luz que llega a los bordes de nuestras pupilas.

Actividades El color rojo da idea de calor; el azul, de frío. Por eso, a veces, se usan estos colores para distinguir las canillas de agua caliente (roja) de las de agua fría (azul). Sin embargo, los cuerpos que emiten luz azul tienen mayor temperatura que los que emiten luz roja.

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Si el Sol es más grande que la Luna, ¿por qué los vemos en el cielo de tamaños similares? Las estrellas, ¿de dónde obtienen su energía? ¿Qué es la magnitud de una estrella?


de estudio

Organizar la información

Resumir Un resumen es un texto único que contiene las ideas principales de los párrafos que conforman un texto. Son resúmenes las fichas que vas completando capítulo por capítulo en tu Organizador de estudio. • Leé más de una vez esta doble página, subrayá las ideas principales y confeccioná con ellas un resumen.

Las estrellas forman grupos llamados galaxias. No confundas las galaxias con las constelaciones, que son los conjuntos de estrellas que vemos desde la Tierra en el cielo nocturno, asociadas a figuras diversas. Cada galaxia contiene miles de millones de estrellas. El Sol se encuentra en una de ellas que, desde la Tierra, se ve como una franja blanca en el cielo; por eso, nuestra galaxia se llama Vía Láctea — la palabra galaxia, en griego, significa ‘leche’—. La Vía Láctea está constituida por 100.000 millones de estrellas, tiene una extensión de 100.000 años luz y un espesor de 10.000 años luz. Si pudiéramos observarla desde afuera, veríamos que tiene forma de espiral. El Sol no se ubica en su centro, sino en uno de sus brazos exteriores. No todas las galaxias tienen la forma espiralada, como la nuestra. Algunas adquieren una forma elíptica, y otras, una forma irregular. Se calcula que existen unos 100.000 millones de galaxias en el universo. La galaxia más cercana a la Vía Láctea es la del Can Mayor, que se halla a una distancia de unos 42.000 años luz. Región central de la Vía Láctea.

Galaxia NGC 4414, en imágenes combinadas del telescopio espacial Hubble. Se encuentra a unos 62 millones de años luz y tiene un diámetro de unos 56.000 años luz.

Galaxia NGC 5010, de forma elíptica.

Imagen de la Vía Láctea completa, con sus brazos.

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Las galaxias

Técnicas


Capítulo 7 • Ciencias Naturales 6 • Ciudad de Buenos Aires

Las fases de la Luna La Luna aparece en el cielo con distintas formas. Por ejemplo, a veces se la ve como un disco, y otras, como una medialuna. Esos distintos aspectos se conocen como fases de la Luna y son cuatro:

Cuarto menguante

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Luna llena

Cuarto creciente Luna nueva Cuando la Luna tiene forma de letra C, es la fase creciente y se va haciendo cada vez más visible hasta transformarse en Luna llena. Luego empieza a adoptar la forma de letra D y desaparece de la vista al llegar a Luna nueva.

Las cuatro fases corresponden al tiempo que tarda la Luna en dar una vuelta alrededor de la Tierra, unas cuatro semanas. Por eso, cada fase dura una semana.

Actividades ¿Qué es una galaxia? ¿En cuál se encuentra el sistema solar? ¿A qué se deben las fases de la Luna?

La Luna no emite su propia luz, sino que refleja la del Sol y, en el movimiento lunar, hay partes que son iluminadas y otras que quedan a oscuras. Por eso, nuestro satélite va cambiando de aspecto.

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¿Por qué será que, cuando nosotros vemos la Luna con forma de C, en el hemisferio norte la ven con forma de D?


Para saber

Los eclipses en el sistema solar En Mercurio y Venus, no hay eclipses porque esos planetas no tienen satélites. En Marte sí hay eclipses, pero parciales, porque sus satélites son tan pequeños que no alcanzan a tapar el Sol. En Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, que tienen muchas lunas, los eclipses son muy frecuentes.

Los eclipses Entre otras acepciones, el verbo eclipsar significa ‘desaparecer’ u ‘oscurecer’. Un eclipse (del griego ekleipsis, ‘desaparición’) es un fenómeno en el cual la luz que proviene de un cuerpo celeste es bloqueada por otro, que la hace desaparecer. Por ejemplo, si la Luna, el Sol y la Tierra están alineados, y la Luna se interpone entre el Sol y la Tierra, nuestro satélite tapa el Sol, para quien observa desde la superficie terrestre, y decimos que se produce un eclipse de Sol. Si la Tierra se interpone entre la Luna y el Sol, la Luna no recibe la luz solar y queda oscurecida; en ese caso, hay un eclipse de Luna.

En un eclipse de Sol, la Luna lo oscurece, porque se interpone entre aquel y la Tierra. Esto solo ocurre cuando nuestro satélite se halla en la fase de Luna nueva —la parte iluminada de la Luna no se ve desde la Tierra—. En el esquema, a la zona más oscura, llamada umbra, no llega nada de luz solar porque la Luna tapa el Sol por completo; desde esa zona se ve un eclipse de Sol total. En cambio, a la zona gris, llamada penumbra, llega algo de luz; entonces, el eclipse de Sol se ve parcial desde ahí: la Luna no tapa el Sol por completo.

Luna Eclipse total de Sol.

Tierra

Sol Penumbra

Umbra

Los eclipses de Luna En el eclipse de Luna, la Tierra es el cuerpo que se interpone entre el Sol y la Luna; y solo puede ocurrir cuando nuestro satélite se encuentra en la fase de Luna llena —se ve iluminada por completo—. Cuando la Luna atraviesa la zona de umbra, no recibe nada de luz; y el eclipse de Luna es total. Al pasar por la zona de penumbra, le llega algo de luz; y el eclipse de Luna es parcial. Tierra Sol

Penumbra Umbra Luna Penumbra

Eclipse parcial de Luna.

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Los eclipses de Sol


Capítulo 7 • Ciencias Naturales 6 • Ciudad de Buenos Aires

Los eclipses y los descubrimientos científicos

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Los eclipses son fenómenos naturales que llaman mucho la atención, pero también dieron lugar a descubrimientos importantes. En 1868 el astrónomo francés Pierre Janssen analizó la luz del Sol durante un eclipse solar y llegó a la conclusión de que había un nuevo elemento químico, que poco después sería llamado helio. En 1919 se aprovechó otro eclipse solar para comprobar la teoría de la gravedad de Einstein, que afirma que la luz de las estrellas cambia de dirección, por efecto de la gravedad, al pasar cerca del Sol.

Las estrellas que se ven cerca del Sol aparecen un poco desplazadas debido a que su luz se desvía por la gravedad del Sol. Esto solo se ve durante los eclipses; en ausencia de estos, el brillo del Sol hace que no se puedan ver las estrellas.

Para saber

Ni más ni menos

Los eclipses y las creencias Antes de que se supiera la causa de los eclipses, muchas culturas inventaron explicaciones sobrenaturales. Los sacerdotes de los antiguos egipcios, que habitaban en el valle del río Nilo, afirmaban que el cielo era semejante a ese río y que por allí viajaba Ra (dios egipcio del Sol). Así cada día Ra navegaba por el cielo de este a oeste y, por la noche, volvía al punto de partida luego de atravesar el mundo subterráneo de los muertos. Según esa creencia, los eclipses eran ataques que sufría su embarcación. Gracias a sus conocimientos de astronomía, en 1503, Cristóbal Colón pudo mantener a su tripulación con vida después de una gran tormenta. Colón sabía que la noche del 6 de septiembre se produciría un eclipse de Luna y les hizo creer a los nativos que él podía hacer que la Luna se apagara. El eclipse ocurrió; y los indígenas que creyeron en sus poderes divinos, le ofrendaron alimentos.

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La Tierra es el único lugar del sistema solar desde donde se ven eclipses totales de Sol. ¿Sabés a que se debe ese privilegio? El diámetro del Sol es unas 400 veces más grande que el diámetro de la Luna, y la distancia entre la Tierra y el Sol es unas 400 veces la distancia entre la Tierra y la Luna. Esta coincidencia hace que, desde nuestro planeta, el Sol y la Luna luzcan del mismo tamaño. Por eso, en los eclipses totales la Luna tapa justo todo el Sol.


Infográf i c a La exploración del universo Los astrónomos obtienen información sobre los cuerpos del universo utilizando diversos instrumentos. El fundamental es el telescopio, cuyas lentes y espejos permiten agrandar la imagen de los objetos lejanos y, así, apreciar detalles que no se pueden percibir a simple vista.

El telescopio moderno Los telescopios se han ido perfeccionando y, en la actualidad, son los instrumentos fundamentales de los astrónomos.

El pionero En 1609, el astrónomo italiano Galileo Galilei utilizó un telescopio de veinte aumentos, con el que descubrió montañas y cráteres lunares, cuatro satélites de Júpiter y estrellas de la Vía Láctea.

Un gigante Algunos son enormes, como el llamado Very Large Telescope (VLT: ‘telescopio muy grande’), que se encuentra en Chile y está compuesto por cuatro aparatos, cada uno con un espejo de ocho metros de diámetro.

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Capítulo 7 • Ciencias Naturales 6 • Ciudad de Buenos Aires

Las naves espaciales

Los radiotelescopios

Otra forma de explorar el universo es mediante na-

Algunos objetos del universo emiten

ves espaciales automáticas que viajan hasta lugares muy distantes, toman imágenes y las transmiten a nuestro planeta. En 1977 se lanzaron dos sondas gemelas, Voyager 1 y Voyager 2, para investigar los planetas más alejados del Sol, las cuales funcionarán

radiaciones no visibles, como las ondas de radio, que pueden captar los radiotelescopios, provistos de grandes antenas redondeadas.

hasta el año 2025. A fines del 2011, la Voyayer 1 se encontraba a una distancia de 120 UA, a punto de abandonar el sistema solar.

El Hubble El telescopio espacial Hubble, puesto en órbita en 1990, se halla a unos 600 kilómetros de altura, en los bordes de la atmósfera terrestre. Con él se han obtenido imágenes muy nítidas de las estrellas lejanas.

Los telescopios espaciales Los telescopios más eficientes son los espaciales, en órbita alrededor de la Tierra. Pueden tomar imágenes muy nítidas de lugares muy distantes del universo, gracias a que la luz que reciben no atraviesa la atmósfera terrestre.

Actividades ¿Cuáles son los instrumentos que utilizan los astrónomos para obtener información de los cuerpos del universo? ¿Qué vent aja tienen los telescopios espaciales? ¿Para qué sirve un radiotelescopio?

123


Actividades finales Los objetos del universo

1

La siguiente lista corresponde a algunos objetos del universo. Ordenalos de menor a mayor, e indicá brevemente qué significa cada uno. Satélite

Meteorito

Galaxia Estrella fugaz

Planetas Asteroide

Verdades y mentiras del universo

2

3

La figura muestra ocho posiciones de la Luna alrededor de la Tierra. Dibujá en tu carpeta cómo la veríamos desde nuestro país, para las posiciones indicadas como 1, 3, 5 y 7, y mencioná a qué fase lunar corresponde cada una.

Indicá cuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) y cuáles son falsas (F).

Las formas de la Luna

El año luz es una unidad de longitud igual a la distancia entre la Tierra y el Sol. De acuerdo con las teorías actuales, la edad del universo es de 15 eones.

Sol

1

La masa y el peso son dos palabras que designan la misma cosa.

El planeta más grande del sistema solar es Júpiter.

Las fases de la Luna se deben a la sombra que proyecta la Tierra sobre ella.

2

8

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6 5

El sistema solar se encuentra en una galaxia llamada Vía Láctea.

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Estrella


Capítulo 7 2 • Ciencias Naturales Sociales 4 6• •Ciudad CiudaddedeBuenos BuenosAires Aires

4

Red conceptual. Para repasar y exponer Leé esta red y repasá lo aprendido en este capítulo. Te servirá para organizar los contenidos y exponerlos oralmente.

Sistema solar Sol

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Planeta enano

Cometa

Satélite

Planeta

Galaxia Estrellas (miles de millones)

Eclipses Sol

Sol

Luna

Tierra

Tierra

Luna

Eclipse de Sol

Eclipse de Luna

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Asteoride


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