GUIA_DE_APRENDIZAJE_N_2_fisica_septimo

COLEGIO PARROQUIAL SANTA ISABEL DE HUNGRÍA

“VALORES HUMANOS – PRINCIPIOS CRISTIANOS”. GALARDÓN A LA EXCELENCIA 2006 – 2007 PREMIO IBEROAMERICANO EN HONOR A LA CALIDAD EDUCATIVA 2008 Aprobación Oficial; Pre-escolar, Primaria y Bachillerato. Resolución de Reconocimiento Oficial No. 7458 del 13 de noviembre de 1998 Jornada única. Carácter Privado Calle 39 Sur No. 51B – 15 ● Teléfono 230 4975 ● F ax 711 2151 ● Barrio Ospina Pérez – Muzú, Bogotá, D.C., Colombia

E-mail: [email protected] .Página Web: www.parroquialsantaisabeldehungria.com

GUÍA DE APRENDIZAJE No 02 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ÁREA: Ciencias Naturales

ASIGNATURA: Física

NOMBRE DEL DOCENTE: Jeimy Parra

PERIODO: Segundo

NOMBRE DEL ESTUDIANTE:

GRADO: Séptimo

CURSO:

FECHA: 04/04 al 17/06

FASE INICIAL TEMA: Movimiento Ondulatorio COMPETENCIAS - Uso comprensivo del conocimiento. - Indagar - Uso comprensivo del conocimiento y Disposición para aceptar la naturaleza abierta, parcial y cambiante de la naturaleza

OPERACIONES MENTALES Identificación Representación mental Proyección de relaciones virtuales Transformación mental Razonamiento transitivo Razonamiento lógico Razonamiento hipotético Decodificación

CRITERIOS

Y

VALORES

Comunidad: Aspecto relacional que involucra metas, dificultades, alegrías y diferencias en el alcance de un mismo propósito a partir de las las acciones acciones cotidianas en la comunidad isabelina.

ISABELINOS

Obediencia: Aceptación dócil de asumir los compromisos adquiridos mediante la confianza, la apertura y escucha; con los procesos de entendimiento, comprensión, elección, decisión y proyección hacia la comunidad .

Fe: Virtud o movimiento interior que se proyecta proyecta al exterior y que me abre la posibilidad de confiar en nuestro ser superior que es Dios y en quienes quienes nos rodean. Nos forma como comunidad católica.

INDICADORES 1. Establece criterios de relación que explican el comportamiento de las ondas

2. Desarrolla eficazmente problemas sobre movimiento ondulatorio

LOGRO 2 COMPRENDER LAS PROPIEDADES Y APLICACIONES QUE PRESENTA EL FENÓMENO ONDULATORIO

3.

Comprueba de manera investigativa el movimiento ondulatorio mediante trabajo experimental

4.

Resuelve preguntas tipo icfes donde explica y relaci ona el fenómeno ondulatorio.

5. Construye

un texto científico donde relaciona los temas visto con situaciones propias de la cotidianidad

ACTIVIDAD Discusión guiada, explicación de conceptos básicos y características del movimiento ondulatorio. Tarea de consulta: Fórmulas. Ejemplos y ejercici os del movimiento ondulatorio. Taller N°1: Ondas: Periodo, frecuencia, longitud y velocidad. Evaluación ind 2.1 y 2.2 Nivelación primer bimestre (ind 1.1, 1.2 y 1.3). Consulta previa. Movimiento ondulatorio Guía de laboratorio: Movimiento ondulatorio Socialización informe laboratorio Lectura de artículo científico: Ondas electromagnéticas. Uso del diccionario y elaboración mapa conceptual. Explicación conceptual: la luz y el sonido. Elaboración mapa conceptual. Retroalimentación del bimestre Aplicación prueba de competencias tipo ICFES (ind 2.4 y 2.5) Actividades especiales de refuerzo (nivelación indicadores 2.1, 2.2 y 2.3).

FECHA

VALORACION

04/04 – 08/04 11/04 – 15/04

25/04 – 29/04

02/05 – 06/05

09/05 – 13/05 16/05 – 20/05 23/05 – 27/05 30/05 – 03/06 07/06 – 13/06

FASE DE DESARROLLO ¡RECUERDA QUE CADA ACTIVIDAD QUE SE TENGA QUE REALIZAR EN CLASE, Y QUE POR ALGUNA EVENTUALIDAD NO SE PUEDA HACER, QUEDA COMO TAREA EN CASA!

-

MOVIMIENTO ONDULATORIO ONDA VALLE CRESTA AMPLITUD FRECUENCIA

-

PERIODO LONGITUD DE ONDA VELOCIDAD DE ONDA DENSIDAD LINEAL ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS TIPOS DE ONDAS 17






INDICADOR 2.1: Establece criterios de relación que explican el comportamiento de las ondas.

MOVIMIENTO ONDULATORIO Proceso por el que se propaga energía de un lugar a otro sin transferencia de materia, mediante ondas mecánicas o electromagnéticas. En cualquier punto de la trayectoria de propagación se produce un desplazamiento periódico, u oscilación, alrededor de una posición de equilibrio. Puede ser una oscilación de moléculas de aire, como en el caso del sonido que viaja por la atmósfera, de moléculas de agua (como en las olas que se forman en la superficie del mar) o de porciones de una cuerda o un resorte. En todos estos casos, las partículas oscilan en torno a su posición de equilibrio y sólo la energía avanza de forma continua. Estas ondas se denominan mecánicas porque la energía se transmite a través de un medio material, sin ningún movimiento global del propio medio. Las únicas ondas que no requieren un medio material para su propagación son las ondas electromagnéticas; en ese caso las oscilaciones corresponden a variaciones en la intensidad de campos magnéticos y eléctricos. Una onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o incluso en el vacío. A pesar de la naturaleza diversa de las perturbaciones que pueden originarlas, todas las ondas tienen un comportamiento semejante. El sonido es un tipo de onda que se propaga únicamente en presencia de un medio que haga de soporte de la perturbación. Los conceptos generales sobre ondas sirven para describir el sonido, pero, inversamente, los fenómenos sonoros permiten comprender mejor algunas de las características del comportamiento ondulatorio. Los jugadores de dominó, como distracción complementaria, colocan las fichas del juego en posición vertical, una al lado de otra, a una distancia inferior a la longitud de las fichas formando una hilera. Cuando se le da un impulso a la ficha situada en uno de los extremos se inicia una acción en cadena; cada ficha transmite a su vecina el impulso recibido, el cual se propaga desde un extremo a otro a lo largo de toda la hilera. En términos físicos podría decirse que una onda se ha propagado a través de las fichas de dominó. La idea de onda corresponde en la física a la de una perturbación local de cualquier naturaleza que avanza o se propaga a través de un medio material o incluso en el vacío.

Frecuencia Indica el número de veces que se repite en un segundo cualquier fenómeno periódico. Su fórmula es:

f



N ciclos tiempo

. Su unidad es el Hertz (Hz).

Periodo Es el tiempo transcurrido entre dos puntos equivalentes de la onda. Su fórmula es: T 

tiempo N ciclos



1 f

.

Su unidad es el segundo (s).

Longitud de onda Es el período espacial de la misma, es decir, la distancia a la que se repite la forma de la onda . Su v fórmula es:   . Su unidad es el metro (m). f 18




Velocidad de onda Es el cociente entre la distancia recorrida por el móvil y el tiempo recorrido por el mismo. En el caso de una onda, la distancia que recorre una onda se refiere a la longitud de onda y el tiempo al período. Su fórmula es:

v

 T

. Su unidad es el metro por segundo (m/s).

Densidad lineal de una cuerda La densidad lineal, µ , es la masa total de la cuerda dividida por su longitud. Su fórmula es:  

m l

. Su unidad

es el kilogramo por metro (Kg/m). Por lo tanto se puede relacionar con la velocidad de propagación así:

F

v



F



ml

, donde F es la tensión en la cuerda y se mide en Newtons (N).

TAREA N° 1: Consultar cuales son las ecuaciones que rigen el movimiento ondulatorio. Se debe registrar en el respectivo cuaderno de Física para socialización en clase.

INDICADOR 2.2: Desarrolla eficazmente problemas sobre movimiento ondulatorio.

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1. Un hombre se sienta en el borde de un muelle para pescar y cuenta las ondas de agua que golpean el poste de soporte del muelle; en 1 min cuenta 80 ondas. Si una cresta en particular viaja 20 m en 8 s, ¿cuál es la longitud de onda de las ondas?

Solución f



80ondas 60 s

 1.33 Hz

v

20m 8s



2.5 m

 

s

v f



2.5 m s 1.33 Hz

 1.88m

2. La longitud de una cuerda es de 2m, y la cuerda tiene una masa de 0.3 g. calcule la velocidad de propagación de la cuerda si está bajo una fuerza (tensión) de 20 N.

Solución Como primer paso se calcula la densidad lineal de la cuerda.

 

m l

3



0.3  10 Kg 2m

 1.5  10

4

Kg m

v

F





20 N Kg 1.5  10  4

 365 m

s

m

TALLER N°1: ONDAS: PERIODO, FRECUENCIA, LONGITUD Y VELOCIDAD 1. 2. 3. 4. 5.

Solucionar ejercicios acorde a la temática trabajada. Desarrollar cada ejercicio en el cuaderno con la ecuación respectiva sin olvidar el procedimiento. Interpretación de símbolos y datos matemáticos en la resolución de problemas. Retroalimentación en clase. Guía, cuaderno, lápiz, borrador, esferos y calculadora.

1. En el centro de una piscina de 6 m de radio se produce una perturbación que origina un movimiento 2. 3. 4. 5.

ondulatorio en la superficie del agua; la longitud de onda vale 3/4 m y tarda 12 s en llegar a la orilla; calcular el período y la frecuencia del movimiento. Un alambre metálico de 500 g y 50 cm de longitud está bajo una fuerza (tensión) de 80 N. ¿cuál es la velocidad de propagación? Un madero flota en el extremo de la línea de pesca y hace 8 oscilaciones en 10 s. Si transcurren 3.6 s para que una onda viaje 11 m. ¿cuál es la longitud de onda de las ondas en el agua? Un diapasón hace vibrar el aire de un tubo sonoro en donde las ondas sonoras viajan a la velocidad de 340 m/s. si la longitud de onda es de 20 cm, ¿cuál es la frecuencia del diapasón? Un estudiante golpea el agua de una cubeta 4 veces por segundo y nota que la onda producida recorre 60 cm en 5 s. ¿cuál es la longitud de onda del fenómeno?

19




INDICADOR 2.3: Comprueba de manera investigativa el movimiento ondulatorio mediante trabajo



experimental.

PRÁCTICA N° 1: ONDAS LONGITUDINALES 1. Desarrollar las habilidades experimentales de los estudiantes a 2.

3. 4. 5.



partir de la construcción de un aparato generador de ondas. Realizar la práctica de laboratorio, teniendo en cuenta las instrucciones dadas por la docente, el formato de informe de laboratorio del área de ciencias naturales y las instrucciones para realizar un informe, dadas en el primer periodo. Socialización de propias experiencias sobre laboratorios Socialización de informe en clase Guía, formato de laboratorio, lápiz, borrador, esferos (colores y materiales de la práctica)

INDICADOR 2.4: Consulta y extrae información clave y resuelve preguntas tipo icfes con base en textos científicos sobre los fenómenos electrostáticos en la tierra.

LECTURA N° 1: ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS 1. Desarrollar habilidades en el manejo de pruebas ICFES tipo I. 2. Analizar de manera crítica un artículo científico tomando palabras claves para su mayor comprensión a 3. 4. 5. 6.

través de la elaboración de un mapa conceptual. Elaboración de mapas mentales y/o conceptuales. Retroalimentación en clase. Guía, lectura, cuaderno, lápiz, borrador, regla (colores y esferos) Cibergrafía: http://www.estrucplan.com.ar/articulos/verarticulo.asp?IDArticulo=443

Campos electromagnéticos y salud pública: Los teléfonos móviles y sus estaciones de base Los teléfonos móviles, también llamados teléfonos celulares o handies, forman ahora, parte integral de la telecomunicación moderna. En algunos lugares del mundo, estos teléfonos son los más confiables o los únicos disponibles. En otros lugares, los teléfonos móviles son muy populares porque permiten a la gente mantener una comunicación continua sin restringir la libertad de movimiento. Esta Hoja Informativa ha sido actualizada a la luz de los resultados de recientes estudios realizados para determinar a los efectos que produce en los seres humanos la exposición a campos de radiofrecuencia (RF), dirigido por la Organización Mundial de la Salud (OMS), en noviembre de 1999, por la Royal Society de Canadá (1999); y a una revisión de la relación entre los teléfonos móviles y la salud, realizado por un comité de expertos del Reino Unido (IEGMP 2000).

Uso de los Teléfonos Móviles En muchos países, más del 50% de la población ya utiliza teléfonos móviles y el mercado aun sigue creciendo rápidamente. La industria predice que en el año 2005 habrá cerca de 1600 millones de abonados de este sistema en todo el mundo. Debido a esto un número creciente de estaciones base han tenido que ser instaladas. Las estaciones base son sistemas de radio de baja potencia que se comunican con los equipos portátiles. A inicios del 2000 habían alrededor de 20 000 estaciones bases operativas en el Reino Unido y unos 82 000 sitios en los Estados Unidos, con cada sitio conteniendo una o más estaciones base.

Consideraciones sobre la Salud Dado el gran número de usuarios de teléfonos móviles, inclusive, pequeños efectos adversos en la salud podrían tener implicaciones importantes en la salud pública. Varias consideraciones importantes deben de tenerse en cuenta cuando se realiza la evaluación de posibles efectos en la salud por campos de RF. Una de ellas es la frecuencia de operación. Actualmente los sistemas de telefonía móvil operan en frecuencias entre los 800 y 1 800 MHz. Es importante no confundir a los campos de RF con la radiación ionizante, como los rayos X o los rayos gama. A diferencia de la radiación ionizante, los campos de RF no pueden producir ionización o radioactividad en el cuerpo; por esta razón, los campos de RF son llamados no ionizantes.

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Niveles de Exposición Los teléfonos móviles portátiles y las estaciones base representan situaciones de exposición completamente distintas. La exposición a la RF por parte de un usuario de un teléfono móvil portátil mucho mayor que la de una persona que vive cerca de una estación base. Sin embargo, aparte de señales poco frecuentes utilizadas para mantener conexión con estaciones bases cercanas, el teléfono portátil transmite energía RF únicamente durante el tiempo en el que la llamada está siendo realizada, mientras que las estaciones base transmiten señales.

Equipo Portátil: Los teléfonos móviles portátiles son transmisores de RF de baja potencia, emitiendo potencias máximas en el rango de 0,2 a 0,6 W. Otros tipos de transmisores portátiles, como los "walkie talkie", pueden emitir 10 W o más. La intensidad del campo de RF (y por tanto la exposición a RF del usuario) desciende rápidamente con la distancia al equipo. En consecuencia, la exposición a la RF de un usuario cuyo teléfono se ubica a 10 cm de la cabeza (utilizando un equipo hands-free) es más baja que la de un usuario que coloca el teléfono portátil pegado a la cabeza. La exposición a la RF de gente ubicada en las cercanías es muy baja. Estaciones Base: Las estaciones base transmiten niveles de potencia desde unos pocos vatios hasta 100 W o más, dependiendo del tamaño de la sector o "celda" para el cual están diseñados. Las antenas de la estación base tienen, normalmente, entre 20 y 30 centímetros de ancho y un metro de alto, y son montadas en edificios o en torres a una altura sobre el suelo que va desde los 15 m hasta los 50 m. Estas antenas emiten haces de RF que, normalmente, son muy estrechos en la dirección vertical pero relativamente anchos en dirección horizontal. Debido a este angosto haz vertical, la intensidad del campo RF en el suelo ubicado directamente debajo de la antena es baja. La intensidad del campo de RF se incrementa ligeramente según se va alejando de la estación base para luego decrecer a grandes distancias. Para antenas montadas en techos, se suele instalar cercas dentro de los 2 a 5 metros, con el fin de mantener alejadas a las personas de las los campos de RF que exceden los límites de exposición. Puesto que las antenas orientan su energía al exterior y no irradian cantidades significativas de energía desde las superficies posteriores o hacia la cima o la base de la antena, los niveles de energía de RF dentro o en los lados del edificio normalmente son bajos. Otras Fuentes de RF en la Comunidad: Las antenas de los sistemas buscapersonas y otros sistemas de comunicación como los utilizados por la policía, bomberos y cuerpos de emergencia, operan a niveles de potencia similares a los de las estaciones bases y en muchos casos a frecuencias similares. En muchas áreas urbanas las antenas de transmisión de radiodifusión sonora y televisión normalmente operan a niveles de RF mayores a los de las estaciones bases de telefonía móvil. Efectos en la Salud Los campos de RF penetran los tejidos expuestos a profundidades que dependen de la frecuencia- hasta un centímetro en el caso de las frecuencias utilizadas por los teléfonos móviles. La energía RF es absorbida en el cuerpo y produce calentamiento, pero el proceso termorregulatorio normal, disipa este calor. Todos los efectos establecidos debido a la exposición a la RF están relacionados con el calentamiento. Mientras la energía de RF puede interactuar con tejidos del cuerpo a niveles muy bajos para producir un calentamiento insignificante, no hay estudios que hayan demostrado efectos adversos en la exposición a niveles que se encuentran por debajo de los límites internacionales. La mayoría de los estudios han examinado los resultados a corto plazo, de todo el cuerpo expuesto a campos de RF a niveles mayores a los relacionados con las comunicaciones inalámbricas. Con la llegada de varios aparatos como los walkie talkie y teléfonos móviles, algunos estudios se han especializado en las consecuencias de la exposición localizada de los campos de RF en la cabeza. La OMS ha identificado la necesidad de investigaciones que permitan hacer mejores evaluaciones de riesgo en la salud y promueve dichas investigaciones entre las agencias que puedan financiarlas. Brevemente las investigaciones, hasta el momento, arrojan los siguientes resultados:

Cáncer: Las evidencias científicas actuales indican que es improbable que la exposición a campos de RF, como los emitidos por los teléfonos móviles y sus estaciones base, induzca o produzca cáncer. Varios estudios en animales expuestos a campos de RF similares a los emitidos por los teléfonos móviles no encuentran evidencia de que la RF cause o estimule tumores cerebrales. A pesar de que un estudio realizado en 1997 encontró que los campos de RF incrementan la tasa de ratones genéticamente manipulados que desarrollan leucemia, las implicaciones de estos resultados para la salud humana no son claras. Varios estudios vienen llevándose a cabo para confirmar este hallazgo y determinar cualquier relevancia de estos resultados con el cáncer en seres humanos. Tres estudios epidemiológicos recientes no encontraron evidencia convincente del incremento de riesgo de cáncer o cualquier otra enfermedad debido al uso de teléfonos móviles. Otros riesgos en la salud : Algunos científicos han reportado otros efectos debido al uso de teléfonos móviles que incluyen cambios en la actividad normal del cerebro, en el tiempo de reacción y en los patrones de sueño. Estos efectos son mínimos y no tienen aparente significancia en la salud. Más estudios se están llevando a cabo para confirmar estos hallazgos. 21




Riesgos para los conductores de vehículos: Las investigaciones han demostrado claramente un incremento en el riesgo de accidentes automovilísticos cuando los teléfonos móviles (tanto los de tipo portátil como los hands-free) son utilizados mientras se maneja. Interferencia Electromagnética: Cuando los teléfonos móviles son utilizados cerca de algunos aparatos médicos (incluyendo marcapasos, implantes tipo desfibrilador y algunos audífonos) existe la posibilidad de causar interferencia. También hay riesgos potenciales de interferencia entre los teléfonos móviles y la electrónica de los aviones.

ACTIVIDAD N° 1: Realizar un mapa conceptual a partir de la lectura. Estudiar para la evaluación tipo ICFES. 

INDICADOR 2.5: Construye un texto científico donde relaciona los temas visto con situaciones propias de la cotidianidad.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Desarrollar habilidades en el manejo de pruebas ICFES tipo I. Elaborar un mapa mental de acuerdo a la información proporcionada en la guía. Elaboración de mapas mentales y/o conceptuales. Retroalimentación en clase. Guía, cuaderno, lápiz, borrador, regla (colores y esferos) Cibergrafía: www.windows2universe.org/.../lightning_thunder.html&lang=sp La luz y el sonido son ondas electromagnéticas, es decir una forma de energía en propagación de un punto a otro del espacio, sin necesidad de un medio material. Ambas pueden ser detectadas por nuestros sentidos. Pero mientras las ondas sonoras necesitan un medio material para propagarse, las ondas luminosas pueden hacerlo en el vacío. Ves el flash de un relámpago a través del cielo. Cinco minutos más tarde escuchas el estruendo de un trueno. Si el relámpago y el trueno provienen de la misma fuente, ¿por qué no ocurren al mismo tiempo?

En realidad ambos si ocurren al mismo tiempo. La diferencia de tiempo es a causa de la manera cómo el sonido y la luz viajan. La luz viaja extremadamente rápido (300, 000,000 m/s). De hecho, viaja más rápidamente que ninguna otra cosa. El sonido viaja muy lentamente. Es por eso que podemos ver la luz en un instante, y pasa un momento antes que podamos escuchar al trueno. El sonido tiene otra desventaja porque tiende a rebotar en las moléculas que hay en el aire. Esto hace que el sonido viaje en todas direcciones. Mientras más lejana la fuente del sonido, más distorsionado será el sonido. Por lo tanto, cuando escuches el estruendo repetido de un trueno, la descarga eléctrica ocurrió lejos. Cuando se escucha el "crack" o el "boom" de un trueno, es porque la descarga eléctrica ocurrió cerca de ti (<100 m). En el aire, el sonido se propaga a 340m/s (poco más o menos dependiendo de la temperatura). La luz en el aire tiene una velocidad que es prácticamente igual a la velocidad en el vacío (pero un poquito menor). El valor de la velocidad de la luz en el vacío es 300.000.000 m/s (300 millones de metros por segundo), se lo expresa mejor 8 con notación científica como 3x10 m/s. Si llamamos "C" a la velocidad de la luz y "Vs" a la velocidad del sonido (en el aire), la relación nos da:

C/Vs = (300.000.000 m/s) /(340 m/s) C/Vs = 882.353 (aproximadamente) De donde obtenemos:

c = 882353 Vs La velocidad de la luz es casi 900 mil veces mayor que la del sonido.

ACTIVIDAD N° 2: Realizar un mapa conceptual a partir de la lectura de la guía en cuanto a Luz y Sonido. Estudiar para la evaluación tipo ICFES.

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

VALORES Y CINCO S

a. ¿Cómo puedo aplicar esto en mi vida cotidiana? b. ¿De alguna manera puedo ayudar a mi planeta con lo aprendido? c. ¿Logré o no logré aportar a los demás con lo que aprendí?



RECURSOS

1. Guía, lecturas, cuaderno, formato informe de laboratorio y los respectivos materiales utilizados para la práctica, lápiz, borrador, regla, colores, esferos, internet, cualquier libro de Física de consulta. 

BIBLIOGRAFIA Y CIBERGRAFÍA

1. 2. 3. 4.

Bibliografía: Física: Conceptos y aplicaciones, Tippens. Ed. Mc Graw Hill. Edición 1981 Bibliografía: Física fundamental 2, Michel Valero, Ed. Norma. Edición 1983 Cibergrafía: http://www.estrucplan.com.ar/articulos/verarticulo.asp?IDArticulo=443 Cibergrafía: www.windows2universe.org/.../lightning_thunder.html&lang=sp

FASE FINAL AUTOEVALUACIÓN Participé activamente en el desarrollo de la clase Me apropié de los conceptos aprendidos en clase y lo aplico en mi vida cotidiana Demostré orden y cumplimiento en las actividades propuestas Asistí puntualmente a la clase Manifesté autorregulación durante las actividades en clase Asumí comportamientos adecuados que permitieron un trabajo en equipo colaborativo

VALORACIÓN

COEVALUACION Participé activamente en el desarrollo de la clase Me apropié de los conceptos aprendidos en clase y lo aplico en mi vida cotidiana Demostré orden y cumplimiento en las actividades propuestas Asistí puntualmente a la clase Manifesté autorregulación durante las actividades en clase Asumí comportamientos adecuados que permitieron un trabajo en equipo colaborativo

VALORACIÓN

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