Astronomía y Exploración Espacial

Proyectos / 4.º grado

4.º grado ⏱ 4 semanas · 8 sesiones de 45 min revision

El Sistema Solar en la cancha

«¿Qué tan grande es el Sistema Solar y cuánto espacio vacío hay entre los planetas?»

Con una canica como Sol y una regla de tres, el curso calcula dónde va cada planeta y monta el modelo a escala en la cancha del colegio: Neptuno queda a 52 metros y la Tierra es un punto casi invisible.

Objetivo

Calcular con una regla de tres las distancias y los tamaños de los planetas en un modelo a escala, medir esas distancias en el patio y explicar a otros cursos el modelo.

Producto final

Un modelo a escala del Sistema Solar montado en la cancha, con un cartel por planeta (nombre, distancia real, distancia en el modelo y tamaño), y un recorrido guiado para otros cursos.

Materiales

  • Una canica de 1,6 cm (el Sol) sobre un cono o estaca
  • 9 carteles de cartón (Sol y 8 planetas) con estacas, conos o botellas con arena para sostenerlos
  • Cinta métrica de 5 m o más (o una cuerda con nudos cada metro) y tiza
  • Granos de sal, pimienta y un alfiler para los planetas más pequeños; una semilla de ajonjolí o una miga para Júpiter
  • Calculadora (o la de un celular) y hojas para la regla de tres

Matemáticas que usa

  • Proporcionalidad: regla de tres
  • Multiplicar un número decimal (1,15) por un entero
  • Convertir centímetros en metros
  • Medir longitudes con cinta métrica y con pasos calibrados

En el portal

Unidades: 4.º · U1: El Sistema Solar a escala4.º · U2: Masa y peso

Lecciones y artículos: Simuladores:

La escala del modelo

Si el Sol (1,4 millones de km) es una canica de 1,6 cm, entonces cada millón de kilómetros vale en el modelo

1,6 cm÷1,4≈1,15 cm.1{,}6 \text{ cm} \div 1{,}4 \approx 1{,}15 \text{ cm}.

Ese es el factor del modelo. Para saber dónde va cada planeta, multiplicamos su distancia al Sol (en millones de km) por 1,15 cm.

PlanetaDistancia real (millones de km)CuentaDistancia en el modelo
Mercurio5858 × 1,15 = 66,7 cm67 cm
Venus108108 × 1,15 = 124,2 cm1,24 m
Tierra150150 × 1,15 = 172,5 cm1,7 m
Marte228228 × 1,15 = 262,2 cm2,6 m
Júpiter778778 × 1,15 = 894,7 cm8,9 m
Saturno1 4271 427 × 1,15 = 1 641 cm16,4 m
Urano2 8712 871 × 1,15 = 3 302 cm33 m
Neptuno4 4984 498 × 1,15 = 5 173 cm52 m

¿Y los tamaños? Con la misma regla de tres, la Tierra (12 756 km) mide en el modelo 12 756 ÷ 1 391 400 × 1,6 cm ≈ 0,015 mm: más pequeña que un grano de sal, casi invisible. Júpiter (142 984 km) mide unos 0,16 mm: un punto de lápiz. Por eso el modelo necesita una cancha entera: el Sistema Solar es casi todo espacio vacío.

Fases del proyecto

Semana 1 — La regla de tres

  1. Repasamos la lección El Sistema Solar a escala con el modelo del balón: allí Neptuno quedaba a 706 m, demasiado lejos. Pregunta: ¿cómo achicar el modelo para que quepa en la cancha?
  2. Elegimos la canica como Sol y calculamos el factor: 1,6 ÷ 1,4 ≈ 1,15 cm por millón de km.
  3. Cada equipo (uno por planeta) calcula su distancia con la regla de tres y la convierte a metros. Antes de calcular, estima: «228 es como 200, y 200 × 1 es 200 cm, así que serán unos 2 m y un poco más».
  4. Comparamos los resultados con la tabla y con el simulador El Sistema Solar a escala (que usa el valor exacto del Sol, 1 391 400 km; las diferencias son pequeñas).

Semana 2 — Los carteles y los planetas

  1. Cada equipo hace el cartel de su planeta: nombre, dibujo, distancia real, distancia en el modelo y tamaño en el modelo.
  2. Buscamos el «planeta» de cada cartel: para Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, un granito de sal pegado con cinta (en realidad deberían ser aún más pequeños); para Júpiter y Saturno, una semilla de ajonjolí partida; para Urano y Neptuno, un grano de pimienta partido. Lo importante es que todos sean muchísimo más pequeños que la canica.
  3. Calibramos los pasos: cada niño camina 10 m medidos con la cinta y cuenta sus pasos. Si da 16 pasos, cada paso mide 10 ÷ 16 ≈ 0,6 m. Anotamos el paso de cada uno.
  4. Preparamos la cuerda con nudos cada metro (alternativa a la cinta métrica).

Semana 3 — Montamos el modelo

  1. Elegimos una línea recta en la cancha (una banda lateral) y ponemos el Sol en un extremo.
  2. Con la cinta o la cuerda medimos cada distancia desde el Sol y marcamos con tiza. Cada equipo coloca su cartel. Un equipo «revisor» vuelve a medir y comprueba.
  3. Si la cancha mide menos de 52 m, Neptuno sale por la puerta: lo marcamos en el pasillo o en la calle (con permiso y supervisión) o usamos la variante con factor más pequeño (abajo).
  4. Hacemos el recorrido: caminamos del Sol a cada planeta contando pasos y comparando con la distancia calculada. ¿Cuántos pasos de los tuyos hay hasta Júpiter?

Semana 4 — Recorrido guiado y cierre

  1. Invitamos a otro curso. Cada equipo, en su planeta, explica su cartel en un minuto y responde preguntas.
  2. La luz en el modelo: la luz recorre 300 000 km en un segundo; en el modelo, 0,3 millones de km × 1,15 cm ≈ 0,35 cm por segundo: ¡la luz tardaría 8 minutos en caminar del Sol a la Tierra (1,7 m) y más de 4 horas hasta Neptuno! Lo comprobamos avanzando una moneda 3,5 mm por segundo.
  3. Cierre: cada niño escribe tres frases: qué me sorprendió, qué calculé y qué aprendí sobre el espacio vacío.

Matemáticas del proyecto

  • Regla de tres: 1,4 millones de km → 1,6 cm; entonces 1 millón de km → 1,6 ÷ 1,4 ≈ 1,15 cm; y 778 millones de km → 778 × 1,15 ≈ 895 cm.
  • Decimales: multiplicar por 1,15 es multiplicar por 1 y sumar un poco más (15 centésimas). Estimación rápida: «un poco más que el número».
  • Conversión: 895 cm = 8,95 m ≈ 9 m (dividir entre 100 corre la coma dos lugares).
  • Pasos calibrados: una unidad propia que convertimos a metros con una multiplicación.

Rúbrica de evaluación

CriterioEn procesoLogradoAvanzado
Calcula con la regla de tresNecesita que le den el factor y la cuentaCalcula la distancia de su planeta y la convierte a metrosEstima antes de calcular y explica por qué el resultado es razonable
Mide en el patioMide con ayudaMide su distancia con cinta o cuerda con error menor de 20 cmComprueba la medida de otro equipo y convierte sus pasos a metros
Explica el modeloNombra su planetaExplica en el recorrido la distancia real y la del modeloExplica por qué los planetas son casi invisibles y el espacio está «vacío»
Trabajo en equipo y cartelCartel incompletoCartel completo y correctoCartel con tamaño en el modelo y dato de la luz

Variantes y extensiones

  • Cancha pequeña: usar un Sol de 1 cm (factor 1 ÷ 1,4 ≈ 0,71 cm por millón de km): Neptuno queda a 32 m.
  • Modelo del barrio: con el Sol del balón de la lección (22 cm), Neptuno queda a 706 m: marcar con la familia a cuántas cuadras está cada planeta.
  • Masa y peso (unidad 2): en cada cartel añadir «aquí pesarías ___ kg» usando los factores de la lección ¿Cuánto pesarías en Marte?.

Inclusión

  • La cuerda con nudos permite medir al tacto; los carteles pueden llevar el nombre en braille o en relieve.
  • Si hay escaleras o terreno irregular, trasladar el modelo a un pasillo largo o al perímetro de la cancha.
  • Roles rotativos: calculador, medidor, revisor, guía del recorrido; todos presentan al menos una vez.
  • Para quien no domina aún la multiplicación de decimales, usar la tabla de «1,15 × 100 = 115 cm» y sumar bloques de 100 millones de km.

Seguridad

  • Trabajo al aire libre: sombrero, agua y protector solar; las mediciones se hacen en horas de menor sol si es posible.
  • Nunca mirar el Sol (el de verdad) para «compararlo» con la canica.
  • Si Neptuno queda fuera del colegio, salir solo con permiso, acompañados por un adulto y lejos de la vía.
  • Las canicas y semillas pequeñas no se llevan a la boca (especialmente con hermanos pequeños de visita).

Referencias y fuentes de los datos

  • Sol: radio nominal 695 700 km (IAU 2015, resolución B3), diámetro 1 391 400 km, redondeado aquí a 1,4 millones de km como en la lección.
  • JPL, Approximate Positions of the Planets (E. M. Standish): semiejes mayores J2000 redondeados a millones de km: 58, 108, 150, 228, 778, 1 427, 2 871 y 4 498.
  • NASA GSFC, Planetary Fact Sheet – Metric: diámetros en km: Tierra 12 756, Júpiter 142 984.
  • Ministerio de Educación Nacional (2006). Estándares Básicos de Competencias en Matemáticas, 4.º a 5.º: «Modelo situaciones de dependencia mediante la proporcionalidad directa e inversa» y «Utilizo y justifico el uso de la estimación para resolver problemas relativos a la vida social, económica y de las ciencias». Ciencias Naturales 4.º a 5.º: «Describo los principales elementos del sistema solar y establezco relaciones de tamaño, movimiento y posición».