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Construcción Sistema Solar a escala y cómo utilizarlo: Taller AstroUDP para Profesores

En este taller proponemos la construcción de un Sistema Solar táctil a dos escalas: una para los planetas y el Sol entre si, y otra, 1000 veces menor, para la distancia entre ellos. Este modelo forma parte de una actividad desarrollada por el Núcleo de Astronomía UDP para personas con discapacidad visual: “Formación estelar y planetaria: Cómo nació nuestro hogar”, donde la posibilidad de acceder a esta forma de visualizar nuestro Sistema Solar -y la experiencia de prescindir de la visión y utilizar el sentido del tacto para quienes la viven con los ojos vendados- ha mostrado ser muy efectiva a la hora de asombrar, y abrir nuevas perspectivas, al público.

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Una información en teoría fácil de encontrar, pero difícil de comprender, son las escalas de tamaños y distancias en el Universo. Nuestro propio Sistema Solar nos sorprende con lo enorme que es, comparado con nuestro planeta, y lo difícil que resulta visualizarlo a escala real. Una vez que somos capaces de verlo, invariablemente sobreviene el asombro y la comprensión de nuestra fragilidad -y nuestra responsabilidad- sobre el planeta Tierra, como lo expresara Carl Sagan en su reflexión “el Pálido Punto Azul”.

“Se ha dicho que la astronomía es una experiencia de humildad y construcción de carácter. Quizá no hay mejor demostración de la tontería de la soberbia humana que ésta imagen distante de nuestro minúsculo mundo. Para mí, subraya nuestra responsabilidad de tratarnos los unos a los otros más amablemente, y de preservar y cuidar el pálido punto azul, el único hogar que jamás hemos conocido”

– Carl Sagan, El Pálido Punto Azul

Objetivo

Construir material concreto para desarrollar actividades sobre el Sistema Solar, las escalas de tamaño y de distancia entre los planetas y el Sol.

Versión imprimible del artículo acá: Taller_Profesores_SistSolar_2esc

Materiales

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  • 1 pelota madera 3mm (Mercurio)
  • 1 pelota madera 4mm (Marte)
  • 2 pelotas madera 6mm (Tierra y Venus)
  • 2 pelota plumavit 2,5 cm (Urano y Neptuno)
  • 1 pelota plumavit 6 cm partida en dos (Saturno)
  • 1 pelota plumavit 7 cm (Júpiter)
  • Disco de mica 12cm (anillos de Saturno)
  • Cordel 250cm con marcas donde van los planetas (Ver imagen 1) :
    • rojo donde van los anillos para sujetarlo (extremos),
    • azul para los nudos: 1 en planetas chicos, 2 en planetas grandes
  • brocheta para perforar plumavit
  • 2 anillos para sujetar los extremos
  • Silicona líquida
  • Cartulina con varios cortes pequeños a ambos lados (para enrollar el cordel que sostiene a los planetas)
  • Bolsa para guardar el sistema solar una vez terminado.

Este sistema está hecho en base a una pelota de pilates de 60 cm de diámetro representando al Sol.

Los implementos usados son los que más se asemejan a los tamaños proporcionales entre los planetas. Para mayor información, vea la Tabla 1

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Construcción

Planetas de madera (pequeños):

Colocaremos los planetas insertándolos en el cordel, y fijándolos con un nudo y silicona líquida por dentro de la pelotita:

  • Para colocar un planeta, haremos 1 nudo en el cordón (marca azul correspondiente -> ver imagen 1) y enhebramos la pelotita con el cordón.
  • Una vez hecho el nudo, coloque un poco de silicona líquida sobre este, y deslice la pelota para que calce. Deje secar.
  • Repetir con cada planeta.

Taller_SS_02

Planetas de plumavit (grande):

Perforaremos las pelotas de plumavit y las atravesaremos con el cordel, utilizando 2 nudos para fijarlos con silicona por dentro de la pelota:

  • Con el palo de brocheta, perfore cada bola de plumavit (excepto la dividida en 2), cuidando de hacer un agujero recto y que pase lo más al centro posible de la pelota.
  • Pelota dividida en 2 -> SATURNO: debemos colocar la mica entre las dos mitades. La perforación puede ser ortogonal a los anillos, o puede tener un ángulo de 30º aprox. con respecto al plano de los anillos -para recrear la inclinación del eje de rotación del planeta en el Sistema Solar- . Especial cuidado en que esta perforación se haga con las dos mitades juntas, y que pase por el centro de la pelota y la mica que representa los anillos.
  • Haga los 2 nudos en las marcas azules del cordel.
  • Una vez lista las perforaciones, utilice el alambre doblado para enhebrar los planetas en el cordel.

Imagen 4: Utilice el alambre doblado en dos para enhebrar los planetas de plumavit

Coloque un poco de silicona sobre los nudos, e introdúzcalos en el interior de las pelotas. Deje secar.

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Imagen 5: Planetas grandes se fijan con dos nudos, para poder ubicar correctamente su posición en el cordel (la foto muestra un corte transversal de los nudos al interior del planeta)

Extremos:
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Imagen 6: S.S. extendido. Los planetas rocosos están todos en la mano que lo sostiene. La pelota de pilates representa al Sol en la misma escala de tamaño de los planetas.

Coloque un anillo amarrado en cada extremo del cordel (marcas rojas). La marca del anillo cerca de Mercurio representa la posición del Sol en la escala de distancias del modelo (que es 1000 veces menor a la de tamaño de los planetas). El anillo cerca de Neptuno no representa ninguna distancia en particular, pueden colocarlo donde les acomode.

¡Y el Sistema Solar a dos escalas está listo!

Puede complementarlo con una pelota de pilates (60 cm diámetro) representando al Sol en la misma escala de tamaño.

Actividades sugeridas

  1. Experiencia de Inclusión:

    Cubrir los ojos de los alumnos con una venda, y dejar que toquen los planetas para descubrir sus tamaños y distancias sin mirarlos.

  • Sentar a los alumnos en círculo (que puedan pararse fácilmente) / Opción 2: hacerlos pasar de a uno a la vez por un “túnel” (espacio diseñado para ocultar el modelo de SS a dos escalas, de manera que no puedan verlo antes de tocarlo) y adaptar el resto de la mecánica a este formato.
  • Vendar los ojos de los alumnos: Explicarles que aprenderán usando el tacto, y que por un momento estarán en los zapatos de alguien que no puede ver.
    • IMPORTANTE: Estar con la vista tapada puede causar ansiedad a algunas personas. Se recomienda no forzar a quien no quiera mantenerse así.
  • Sostener el modelo entre dos personas, y que una tercera persona vaya a buscar a cada alumno y lo guíe hasta el modelo. Colocar los dedos de este sobre Mercurio, y decirle que vaya siguiendo el cordel y explorando los planetas hacia el lado.
    • Para el resto de los alumnos que están esperando, se sugiere colocar una música ambiental suave (de “ascensor”) que los mantenga entretenidos y genere un ambiente más relajado. También se recomienda dejarlos conversar entre ellos.
  • Mientras el alumno está recorriendo el modelo del S.S. con las manos, se le puede preguntar si sabe los nombres de los planetas, hablar de la temperatura, por la cercanía al Sol, y temas que estén relacionados y no lo desconcentren demasiado de la experiencia de captar el modelo a través del tacto (lo que requerirá de gran parte de su atención).
  • Se puede también señalar que las distancias también están a escala entre sí, pero una que es mil veces menor que la de los planetas, y que si estuviesen a la misma escala, el cordel mediría 2 kilómetros en lugar de dos metros.
  • SOL: Al final de la experiencia, se puede utilizar una pelota de pilates para representar al Sol en la misma escala (60 cm de diámetro aprox.).
    • Todos vuelven a sus asientos con la vista tapada.
    • Se les pide que indiquen con sus manos de que tamaño creen que sea el Sol, en la misma escala.
    • Luego se les va pasando la pelota uno por uno.

Nota: si después de esta experiencia tienen la oportunidad de rescatar retroalimentación de parte de los estudiantes, nos gustaría mucho que nos cuenten a astrodifusion@mail.udp.cl

 

 

  1. Experiencia de visión directa:

Mostrar el sistema extendido a los estudiantes, esperando que ellos identifiquen cada planeta

  • Al principio puede que no vean los planetas más pequeños, pero cuando los encuentran, se asombran con el tamaño y las distancias.
  • En esta experiencia la información de las escalas se capta mucho más rápidamente, y queda tiempo para ser complementada con otros datos del Sistema Solar.
  • Sugerencias de temas complementarios:
    • Planeta rocoso/gaseoso
    • Temperaturas
    • Atmósfera
    • Satélites
    • Anillos
    • Colores (Se pueden pintar los planetas)
    • Períodos de rotación y translación
    • Ángulo de inclinación del eje de rotación
    • Características asombrosas*

Para detalles sobre cada planeta, ver este sitio web de Astromia

Algunas características asombrosas*

 Mercurio tiene la órbita más inclinada de todos. Su elipticidad y su baja velocidad de rotación producen que en ciertos momentos, desde algún lugar de Mercurio, el Sol salga, se devuelva, y vuelva a salir desde el horizonte (doble amanecer).

Venus es más caliente que Mercurio, pese a estar más lejos del Sol, debido al efecto invernadero de su gruesa atmósfera que mantiene la superficie con unos 500ºC y una presión de 100 veces la presión terrestre al nivel del mar. Rota en dirección contraria al resto de los planetas, y su día es mas largo que su año

La Tierra es maravillosa. La más densa de todos.

Marte tiene una inclinación de su eje casi igual, y día que dura casi lo mismo, que en la Tierra.

TODOS los planetas gaseosos tienen anillos (sólo los de Saturno son muy grandes y brillantes), tienen muchas lunas (sobre 20) y su día es más corto que el nuestro (como la mitad)

Júpiter tiene más de 60 lunas, aparte de las 4 galileanas (que se pueden ver con binoculares). Europa, una de estas lunas, podría tener un océano líquido bajo su gruesa capa de hielo.

Saturno tiene una mancha hexagonal en el polo norte, y produce auroras con los vientos solares, como la Tierra. Titán, la mayor de sus lunas, tiene atmósfera y ciclos climáticos, con metano líquido en vez de agua.

El eje de rotación de Urano está inclinado más de 90º con respecto a la vertical del plano donde orbita al Sol. Tiene varios anillos que siguen esta inclinación (fotografiados por sondas)

Neptuno fue descubierto mediante cálculos matemáticos por su efecto gravitacional sobre Urano. Tiene los vientos más fuertes de Sist. Solar (2.200 km/h)

TABLA de Tamaños y Distancias

 

 

 

Diámetro [km] Diámetro en [diámetros terrestres] Perímetro a escala pelota P. [cm] Diámetro a escala pelota P.[cm] Tamaño pelotas usadas [cm] Distancias  desde el Sol en [UA]* Dist. a planeta encordel [cm] Dist. escala pelota pilates [km]
Sol (anillo 1) 1.392.000,0 109,2 190,0 61,0 60 0,00 0,0 0,000
Mercurio 4.879,4 0,4 0,7 0,2 0,3 0,39 2,6 0,026
Venus 12.103,6 0,9 1,7 0,5 0,6 0,72 4,8 0,047
Tierra 12.742,0 1,0 1,7 0,6 0,6 1,00 6,7 0,066
Marte 6.794,4 0,5 0,9 0,3 0,4 1,52 10,1 0,100
Júpiter 142.984,0 11,2 19,5 6,3 7 5,20 34,7 0,342
Saturno 120.536,0 9,5 16,5 5,3 6 9,54 63,6 0,627
Urano 51.118,0 4,0 7,0 2,2 2,5 19,19 127,9 1,261
Neptuno 49.572,0 3,9 6,8 2,2 2,5 30,07 200,4 1,977
Anillos Saturno 280.000,0 22,0 38,2 12,3 12

*UA: Unidad Astronómica: Distancia promedio entre el Sol y la Tierra.

Donde conseguir los materiales

Principalmente en librerías, cordonerías, y tiendas especializadas en manualidades. Por ejemplo en la calle Rosas, cerca de estación Mapocho en Santiago, pueden encontrar todos los materiales usados en el taller.

 

CONTACTO Núcleo de Astronomía UDP

Email Erika Labbé: astrodifusion@mail.udp.cl

Facebook: @difusionastroudp

Twitter, Instagram: @AstroUDP

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