CAPÍTULO 14 / EJERCICIOS

LA TIERRA Y EL UNIVERSO | eJERCICIOS

LA ATMÓSFERA Y SU RELACIÓN CON LOS OTROS SUBSISTEMAS

1. Establece algunas diferencias entre tormentas, huracanes y tornados.

Tormentas Huracanes Tornados
 

 

 

 

 

 

 

 

2. Completa el siguiente cuadro:

¿Qué contamina la atmósfera? ¿Qué daños provoca la contaminación atmosférica? Medidas para evitar la contaminación atmosférica
 

 

 

 

 

 

 

 

 

características y estructura general de la atmósfera

1. Investiga la composición y la temperatura de cada capa de la atmósfera.

Troposfera

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Estratosfera

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Mesosfera

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Termosfera

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Exosfera

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2. ¿En cuál de las capas podemos encontrar los siguientes objetos o fenómenos naturales?

Sputnik 1
Nube explosiva generada por bomba atómica
Estrella fugaz
Nave en órbita terrestre

clima

1. Realiza un esquema que explique la formación de las nubes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Responde brevemente las siguientes preguntas:

 

  • ¿Cuál es la diferencia entre tiempo y clima?

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  • ¿Cuáles son los factores que modifican el clima?

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  • ¿Cuáles son los tipos de nubes que existen?

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  • ¿Cuáles son los tipos de vientos?

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  • ¿Qué son las precipitaciones?

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  • ¿Cómo se originan las inundaciones?

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LÍNEAS imaginarias del planeta tierra

1. Completa las siguientes oraciones:

  • Un mapa es _________________________ de la realidad a una escala de reducción.
  • Los mapas presentan un sistema imaginario de coordenadas constituido por los _________________ y los ___________________.
  • Los meridianos son las líneas imaginarias _________________ que se trazan sobre un mapa.
  • Los paralelos son las líneas imaginarias ___________________ que se trazan sobre un mapa.
  • Todos los paralelos son indispensables para determinar __________________ y __________________.

2. Observa la siguiente imagen e indica para qué sirven los símbolos de colores que allí aparecen.

 

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3. Señala en el siguiente mapa los paralelos y los meridianos e investiga la latitud y la longitud de tu país.

 

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medios de exploración del espacio

1. Establece diferencias entre satélites naturales y satélites artificiales, luego realiza un listado de 5 satélites artificiales que se hayan enviado al espacio.

Satélites naturales Satélites artificiales
 

 

 

 

 

 

Listado:

  1. _________________________
  2. _________________________
  3. _________________________
  4. _________________________
  5. _________________________

2. Investiga todo lo relacionado al Apolo 11 y cómo fue la llegada del hombre a la Luna.

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el universo y la cultura

1. En las siguientes oraciones indica con una V si es verdadera y con una F si es falsa. Justifica las falsas.

  • De acuerdo con los aztecas, el mundo y el hombre han sido creados varias veces.  (   )

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  • Según los aztecas, el primer Sol se llamó Ra.  (   )

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  • Según los egipcios, el viento se llamaba Shu y la humedad Tefnut.  (   )

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  • Haumea es un planeta formado por hielo, cianuros y otros compuestos desconocidos.  (   )

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  • Ceres es de color rojizo y más pequeño que Plutón.  (   )

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2. Según la mitología griega cada planeta y cada estrella representaba a un Dios. Relaciona cada columna con el elemento que corresponda.

Planeta/estrella Dios/diosa
Luna Apolo
Marte Zeus
Saturno Artemisa
Sol Ouranos
Urano Ares
Júpiter Poseidón
Venus Chronos
Neptuno Afrodita

 

Rayo, trueno y relámpago

Las tormentas eléctricas son fenómenos meteorológicos que producen rayos, relámpagos y truenos. Estos términos generalmente son utilizados sin distinción para mencionar descargas eléctricas, sin embargo, designan distintos fenómenos. El rayo se produce por una descarga eléctrica que genera una luz llamada relámpago y posteriormente un trueno.  

Rayo Relámpago Trueno
Tipo de fenómeno Eléctrico Lumínico Sonoro
Fenómeno meteorológico que lo genera Lluvias y tormentas eléctricas. Lluvias y tormentas eléctricas. Lluvias y tormentas eléctricas.
Formación  Ocurre cuando una región de una nube adquiere un exceso de carga eléctrica, ya sea positiva o negativa, que es suficiente para romper la resistencia del aire y producir una descarga eléctrica. La descarga eléctrica producida por el rayo genera una emisión de luz conocida como relámpago. Es un sonido que ocurre como consecuencia del calentamiento por encima de los 28.000 °C que genera un rayo en el aire.
Velocidad a la que viaja Aproximadamente

200.000 km/h.

300.000 km/s 1234,8 Km/h
Contacto con la superficie  No No

 

¿Qué son los rayos, truenos y relámpagos?

Mientras los científicos siguen debatiendo sobre cómo se inicia la descarga eléctrica, proponiendo hipótesis que van desde las perturbaciones atmosféricas hasta los efectos del viento solar y la acumulación de partículas solares cargadas, nosotros buscamos las respuestas a interrogantes más sencillos que nos dejan las tormentas eléctricas.

¿Qué es el rayo?

El rayo es una descarga natural de electricidad estática. Se produce durante una tormenta eléctrica y genera un pulso electromagnético.

¿Qué posibilidades hay de que nos alcance un rayo?

Cada año se registran en el mundo alrededor de 16.000.000 de tormentas eléctricas, sin embargo la posibilidad cierta de ser alcanzados por un rayo es de 1 en 2.320.000.

¿Cuánto mide un rayo?

El promedio de extensión de un rayo es de 1,5 km. El más grande que se registró cayó en Texas y su longitud fue de 190 km.

¿Qué produce los rayos?

Por lo general los rayos se producen por la acción de partículas positivas de la tierra y negativas de nubes de desarrollo vertical, llamadas cumulonimbos. Cuando un cumulonimbo llega a la tropopausa1, las cargas positivas atraen a las negativas provocando el relámpago o rayo. Así se produce un efecto de ida y vuelta que al subir las partículas, instantáneamente regresan, provocando la impresión de que los rayos bajan.

1. Zona de transición entre la tropósfera y la estratósfera.

¿Cómo se forman los rayos?

Como se ha dicho, es aún un tema de debate. Las hipótesis son varias, pero la mayoría coincide en considerar al hielo como el elemento clave que propicia una separación de las cargas positivas y negativas en la nube.

El rayo de mayor extensión que se haya registrado alcanzó los 190 km. de longitud y cayó en Texas, Estados Unidos.

¿Cuáles son las hipótesis más firmes?

La hipótesis de la inducción electrostática y la hipótesis del mecanismo de polarización.

¿En qué consiste la hipótesis de la inducción electrostática?

Según esta hipótesis, las cargas son impulsadas por procesos inciertos. La separación de las mismas parece requerir de una fuerte corriente aérea ascendente que lleve las gotas de agua hacia arriba, enfriándolas entre los 10 y los 20° C bajo cero. Las gotas colisionan con los cristales de hielo formando una combinación de agua-hielo denominada granizo. Las colisiones producen que una carga ligeramente positiva sea transferida a los cristales de hielo, y una carga ligeramente negativa hacia el granizo. Las corrientes conducen los cristales de hielo menos pesados hacia arriba, haciendo que en la parte posterior de la nube se acumulen cargas positivas. La gravedad causa que el granizo más pesado con carga negativa caiga hacia el centro y a las partes más bajas de las nubes. La separación de cargas y la acumulación continúa hasta que el potencial eléctrico se vuelve suficiente para iniciar una descarga eléctrica, lo que ocurre cuando la distribución de las cargas positivas y negativas forman un campo eléctrico lo suficientemente fuerte.

¿Y en qué consiste la hipótesis del mecanismo de polarización?

El mecanismo de polarización tiene dos componentes:

– La caída de las gotas de hielo y agua se vuelven eléctricamente polarizadas en el momento en que caen a través del campo eléctrico natural de la Tierra.
– Las partículas de hielo que chocan se cargan por inducción electroestática.

Cuando un cumulonimbo llega a la tropopausa, las cargas positivas atraen a las negativas provocando el relámpago o rayo.
Las antenas son elementos de riesgo durante una tormenta eléctrica, debido a la atracción que ejercen sobre los rayos.

¿Se puede hacer una clasificación de los rayos?

Los rayos se pueden clasificar de acuerdo a su inicio y su destino.

Nube a cielo o “duendes”:
Son descargas hacia la atmósfera, más arriba de las nubes.

Nube a tierra:
Son los más típicos y espectaculares, y además peligrosos.

Intranubes:
Son la que se producen dentro de una misma nube, aparecen como relámpagos con algunos truenos.

Internubes:
Se producen de una nube a otra, con grandes truenos.

Los rayos denominados “nube a tierra” son los más llamativos.

¿Qué ideas equivocadas circulan en torno a los rayos?

1) Se dice que los rayos no caen dos veces sobre el mismo lugar. Pero está comprobado y hay pruebas fotográficas que lo documentan, que las estructuras elevadas como son los rascacielos, pueden ser golpeadas por rayos varias veces durante una sola tormenta.

2) Existe la creencia de que el lugar más seguro durante una tormenta eléctrica está bajo un árbol alto. Sin embargo los árboles altos están más propensos a ser atravesados por los rayos.

3) Los rayos están siempre asociados con truenos. Decididamente no es así. Los observadores que escuchen los truenos para contar los rayos pueden perderse hasta un 40% de estos últimos.

¿Los rayos caen en igual cantidad en cualquier parte del mundo?

No. Hay lugares como el Himalaya, en África Central, donde prácticamente hay tormentas durante todo el año, o la República Dominicana y Estados Unidos (sobre todo en Florida, Georgia, Carolina del Sur, Nueva York y Oklahoma), donde se concentra la mayor cantidad de rayos en el año.

¿Cuáles son los elementos más peligrosos ante una tormenta eléctrica?

Los elementos más peligrosos son las antenas, conducciones metálicas, vallas y alambradas, líneas telefónicas, tendidos eléctricos y, en general, los objetos metálicos, además de los árboles, sobre todo los más altos y aislados, que ejercen un elevado poder de atracción sobre los rayos.

¿Qué es el relámpago?

Es una emisión de luz que acompaña a la descarga eléctrica precipitada del rayo, que se produce por el paso de corriente eléctrica que ioniza las moléculas de aire.

¿Cómo se clasifican?

Según el origen y destino de estas descargas en la atmósfera terrestre, se pueden clasificar en tres grupos:

Descargas dentro de una misma nube (intranubes).
Descargas entre una nube y otra nube (internubes).
Descargas entre una nube y la ionósfera.

¿Representan algún peligro?

Son peligrosos para los aviones en vuelo, fuera de esto, no representan ninguna otra peligrosidad, aunque este tipo de descargas entre nubes es 80% mayor que la de los rayos que derivan a tierra.

¿Qué es el trueno?

Es el potente sonido que se desarrolla por la onda de choque. Al pasar la electricidad a través de la atmósfera, calienta y expande el aire produciendo el sonido del trueno.

El relámpago es una emisión de luz que acompaña a la descarga eléctrica del rayo.

¿Cómo se produce la onda de choque?

Está comprobado que la temperatura de un rayo alcanza a los 20.100 º C. Esta elevada temperatura hace que el rayo se expanda a través del aire más frío circundante, a una velocidad mayor que la del sonido, de este modo se produce la onda de choque, muchas veces similar a la de una explosión.

¿Qué intensidad alcanza el sonido de los truenos?

Dependiendo de la naturaleza del rayo y de la distancia de la persona, el sonido del trueno puede variar desde un marcado y fuerte crujido hasta un largo estruendo, y a veces puede alcanzar hasta 110 decibelios, cercano al umbral de dolor para el oído humano.

¿Qué explicación se daba en la antigüedad sobre los truenos?

La primera explicación data del siglo III cuando Aristóteles consideró que se producían por choques entre las nubes. Las teorías han variado a lo largo de la historia, hasta que actualmente se ha llegado al consenso.

¿Qué se produce primero, el relámpago o el trueno?

Ocurren en forma casi simultánea, sin embargo, primero se observa el relámpago y después se escucha el trueno, esto se debe a que la luz se transmite más rápido que el sonido. La velocidad de la luz es tan rápida que se ve el relámpago inmediatamente, pero como el sonido se propaga solo algo más de 300 m por segundo, el ruido del trueno llega después.

¿Relámpago y trueno nos dan algún indicio de la distancia a la que estamos de la tormenta?

Si. Lo que tenemos que hacer para obtener ese dato es dividir el intervalo entre la luz del relámpago y el sonido del trueno, por la velocidad del sonido (aproximadamente 330 m/seg.). Si vemos un relámpago, seguro que antes de contar hasta cuatro escucharemos el sonido del trueno.

El rayo es una descarga natural de electricidad estática.
Curiosidades

RELÁMPAGO DE CATATUMBO

¿A qué se llama “relámpago del Catatumbo”?

A un particular fenómeno meteorológico que se da principalmente en la zona sur del lago de Maracaibo, en Venezuela, y en la cuenca inferior del río Catatumbo, de ahí su nombre.

¿Cuáles son las características que hacen tan particular a este fenómeno?

Se caracteriza por la aparición de una serie de relámpagos de manera casi continua y prácticamente silenciosa, debido a las grandes distancias que se necesitan para observar el fenómeno, el cual se produce en nubes de gran desarrollo vertical formando descargas eléctricas entre los 2 y los 10 kilómetros de altura (o más), a medida que los vientos alisios penetran en la superficie del lago en horas de la tarde (cuando la evaporación es mayor) y se ven obligados a ascender por el sistema montañoso de Perijá (de 3.750 msnm) y la Cordillera de Mérida, el ramal venezolano de los Andes (de hasta 5.000 msnm, aproximadamente).

¿Cuál es el origen de este fenómeno?

El origen de este fenómeno está en el efecto orográfico de estas cordilleras que encierran y frenan a los vientos del noreste produciéndose nubes de gran desarrollo vertical, concentradas principalmente en la cuenca del río Catatumbo.

¿Cada cuánto ocurre?

Ocurre hasta 260 noches al año, durando hasta 10 horas por noche y pueden evidenciarse al producir en ciertos momentos una tasa de hasta 60 descargas por minuto.