Ciències per al Món contemporani i Ciències Mediambientals 1r Batxillerat

Exercicis regulació sistemes.wpd -1

Exercicis:Teoria de sistemes i regulació de sistemes

1. Marca V o F en les frases que hi ha acontinuació: V si la frase és correcta, F si conté falsedats

Justifica el perquè de les frases que hagis marcat com Falses

Un sistema és un conjunt d’elements relacionats entre ells. Els podem estudiar dividint-los ensubsistemes o observant els fluxos de matèria, energia i informació que entren i surten.

V - F Un sistema obert és aquell en el que entra i surt matèria, però no energia.

V - F Un sistema tancat és aquell en el que ni entra ni surt matèria i energia.

V - F La biosfera en conjunt és un sistema tancat, en el que hi ha un flux d’energia, queentra com a llum i surt com a calor, i la matèria es recicla.

2. Per a la autoregulació d’un sistema és fonamental l’existència de bucles de retroacció(retroalimentació o feed-back). Transforma aquesta seqüència en un d’aquests bucleshomeostàtics i explica com es produeix la regulació.

Què esdevindria si canvies un sol signe d’aquestes relacions? Quines conseqüències té per alsistema?.

Ciències per al Món contemporani i Ciències Mediambientals 1r Batxillerat

Exercicis regulació sistemes.wpd -2

3. Marca V o F en les frases que hi ha acontinuació: V si la frase és correcta, F si conté falsedats

Justifica el perquè de les frases que hagis marcat com Falses

En un sistema podem distingir diverses propietats: funció dels elements, interelació, mecanismeshomeostàtics i aparició de propietats emergents.

V - F Hi ha elements d’un sistema que no tenen cap funció.

V - F El canvi de certs elements poc imprescindibles del sistema no afecta a la resta, i elsistema continua funcionant normalment.

V - F Existeixen mecanismes autoreguladors, que tendeixen a restablir l’equilibri sempreque no s’ultrapassin determinats límits.

V - F Una propietat emergent és una propietat “nova” que apareix en el sistema complert,resultant alguna cosa més que la suma de propietats de cada element.

Ciències per al Món contemporani i Ciències Mediambientals 1r Batxillerat

Exercicis regulació sistemes.wpd -3

4. Pensa en els sistemes següents: Un individu humà, un rellotge, un ecosistema.

Comenta exemples referits a les diferents propietats que hem definit com a característiques d’unsistema.

Un individu humà:

Un rellotge:

Un ecosistema:

Ciències per al Món contemporani i Ciències Mediambientals 1r Batxillerat

Exercicis regulació sistemes.wpd -4

5. Les dues gràfiques mostren els dos tipus de feed-back: Una d’elles es correspon a un procéshomeostàtic i l’altra a una realimentació de “reforç”.Indica a quin tipus es correspon cadascuna, explica breument el significat, i completa eldiagrama de flux que el representa:

Ciències per al Món contemporani i Ciències Mediambientals 1r Batxillerat

Exercicis regulació sistemes.wpd -5

6. Estableix, per una banda, el bucle de retroacció de les variables “nombre de naixements” i“població”, per l’altra el bucle “nombre de morts” i “pobalció”. Digues quin és autorregulador iquin desestabilitzador.

A continuació fusiona els dos bucles en un de sol: “nombre de naixements”, “nombre de morts”i “població”. La variable població és controlada per dos bucles. Fes una predicció de quepassaria a la llarga amb la població en el cas que hagi una epidèmia, i en el cas d’unadisminució de la mortaldat en els naixements.

Ciències per al Món contemporani i Ciències Mediambientals 1r Batxillerat

Exercicis regulació sistemes.wpd -6

7. El control de la glucèmia. La concentració de glucosa a la sang és determinada per dueshormones, el glucagó, que fa augmentar la concentració de glucosa, i la insulina, que la fadisminuir. Fes els bucles de retroacció que controlen la variable concentració de glucosa. Dequin tipus són cada un?.

Ciències per al Món contemporani i Ciències Mediambientals 1r Batxillerat

Exercicis regulació sistemes.wpd -7

8. Marca la resposta que consideris exacta o més correcta (només pots marcar una opció comvàlida)

Al planeta Terra hi ha (o podem considerar)

a) Quatre sistemes organitzats.

b) Setze (4 ) sistemes organitzats.4

c) Un únic sistema organitzat.

d) Un nombre infinit de sistemes organitzats.

Tots els sistemes:

a) Estan regulats en el seu funcionament

b) Són estàtics.

c) Sempre es reparen automàticament, i una

modificació d’un element no afecta el

funcionament del sistema.

d) Totes les respostes anteriors són correctes.

Els sistemes:

a) Pateixen variacions amb el temps.

b) Són inalterables.

c) Són indefinits, en quant a la seva persistència

en el temps.

d) Totes són falses.

Els components del medi ambient antròpic són:

a) Físico-químics.

b) Biològics.

c) Socials.

d) Totes les respostes al mateix temps

La Teoria General de Sistemes afirma :

a) Que tot està dividit en sistemes.

b) Que els sistemes es divideixen en

subsistemes.

c) Que el nombre de subsistemes està limitat.

d) Les respostes a i b són correctes.

El que els sistemes sempre intercanvien amb el

seu entorn:

a) Depèn del sistema que es tracti.

b) Energia.

c) Informació.

d) Matèria.

Una ciutat és o es pot considerar:

a) Un sistema.

b) Un subsistema

c) Un sistema obert

d) Les tres propostes són correctes.

L’estudi d’un sistema com capsa blanca suposa:

a) Prescindir de l’intercanvi d’energia.

b) Prescindir de l’intercanvi de matèria.

c) Prescindir de les interaccions.

d) Cap de les respostes és correcta.

L’estudi d’un sistema com capsa negra suposa:

a) Prescindir de l’intercanvi d’energia.

b) Prescindir de l’intercanvi de matèria.

c) Prescindir de les interaccions dels

subsistemes.

d) Cap de les respostes és correcta.

Les relacions causals:

a) Es representen en diagrames causals.

b) Poden ser simples o complexes.

c) Representen relacions causa º efecte entre

variables.

d) Totes són correctes.

Les relacions causals simples:

a) Són positives o negatives.

b) Es donen quan un element actua sobre un

altre i això suposa que el segon actua sobre el

primer.

c) Contraresten els efectes de les relacions

complexes.

d) Cap de les respostes és correcta.

En un sistema poden donar-se:

a) únicament relacions simples.

b) únicament relacions complexes.

c) relacions simples i complexes.

d) cap de les respostes és correcta.

Un enfocament analític

a) és un enfocament reduccionista.

b) té com objectiu estudiar de forma independent

les parts que formen un tot.

c) estudia els sistemes com a capses negres,

prescindint dels subsistemes.

d) les respostes a i b són correctes.

Un enfocament holístic o sintètic

a) és un enfocament reduccionista.

b) té com objectiu estudiar de forma independent

les parts que formen un tot.

c) estudia els sistemes com a capses negres,

prescindint dels subsistemes.

d) cap de les respostes és correcta

Ciències per al Món contemporani i Ciències Mediambientals 1r Batxillerat

Exercicis regulació sistemes.wpd -8

9. Identifica quin dels processos següents correspon a una retroalimentació possitiva i quin a unaretroalimentació negativa. Justifica la resposta (realitza els corresponents diagrames causals)

Ciències per al Món contemporani i Ciències Mediambientals 1r Batxillerat

Exercicis regulació sistemes.wpd -9

10. Imagina i modela els sistemes següents seguint el model de caixa negra (detallant lesentrades i sortides): La respiració d’un animal, la fotosíntesi i la respiració d’un vegetal.

Respiració animal:

Fotosíntesi:

Respiració vegetal:

Ciències per al Món contemporani i Ciències Mediambientals 1r Batxillerat

Exercicis regulació sistemes.wpd -10

11. Llegeix el text següent:

Representa la informació del tex mitjançant un model. (Pots fer un model de caixa negra, que ésel més fàcil, i desprès mirar d’ampliar la resposta). Representa les relacions que hi ha entre elsistema i l’entorn mitjançant fletxes. Es tracta d’un sistema obert o tancat? Per què?.

Entrades Sortides

Matèria

Energia

La glucosa que es forma al final de la fotosíntesi, és una variable? De què depèn?

Amb quins altres sistemes es relacionen les plantes?

Les plantes posseeixen cloroplasts que duen a terme la

2fotosíntesi. Per fer-ho necessiten diòxid de carboni (CO )

procedent de l’aire, que és captat a trevés dels estomes, i

2aigua (H O) procedent del sòl, que és absorbida per les

arrels. L’energia solar és utilitzada per al procés, al final del

qual s’obté glucosa i es desprèn oxigen.

Ciències per al Món contemporani i Ciències Mediambientals 1r Batxillerat

Exercicis regulació sistemes.wpd -11

12. Observa el model següent que representa les relacions entre depredadors i preses d'una comunitat.

Quins tipus de relacions causals pots establir (diagrames de fletxes)? Creus que el sistema es manté

en equilibri?

Ciències per al Món contemporani i Ciències Mediambientals 1r Batxillerat

Exercicis regulació sistemes.wpd -12

13. A la figura del costat s'ha representat el sistema bosc.

Quin model hem utilitzat perrepresentar-lo?

Descriu aquest sistema (entrades isortides) en funció d'aquest model.

Quin tipus de sistema és respectedels intercanvis amb l'entorn?

Ciències per al Món contemporani i Ciències Mediambientals 1r Batxillerat

Exercicis regulació sistemes.wpd -13

14. Observa l’esquema i fes un model de capsa negra (inputs o entrads i outpuso sortides) peral sistema calefacció de gas representat en ell.

Entrades

Calefacció de gas

Sortides

Estableix un diagrama causal per aquest sistema (variables o components del sistema i les sevesrelacions en forma de fletxes i amb indicació del tipus de relació +/-).

Utilitza les paraules: Caldera (combustió), termòstat (temperatura exterior), cabal de gasnatural, energia calorífica.

És un sistema homeostàtic o disruptor? Per què?

Ciències per al Món contemporani i Ciències Mediambientals 1r Batxillerat

Exercicis regulació sistemes.wpd -14

15. Marca la resposta que consideris exacta o més correcta (només pots marcar una opció comvàlida)

L’esquema de la dreta representaa) Un sistema obert que intercanvia matèria i energia amb l’exterior.b) Un sistema tancat que només intercanvia energia amb l’exterior.c) Un sistema aïllat que no intercanvia ni matèria ni energia amb el seu entorn.d) Una relació causa-efecte complexa.

L’esquema de la dreta representaa) Un sistema obert que intercanvia matèria i energia amb l’exterior.b) Un sistema tancat que només intercanvia energia amb l’exterior.c) Un sistema aïllat que no intercanvia ni matèria ni energia amb el seu entorn.d) Una relació causa-efecte complexa.

En un bucle de retroacció negativa (homeostàtic) com el de ladretaa) Quan la variable de sortida disminueix fa augmentar la variable

d’entrada.b) Quan disminueix la variable de sortida fa disminuir la variable

d’entradac) La variable de sortida té una acció inhibidora, que manté el

sistema en equilibri.d) Les tres respostes són correctes.

Un bucle de retroacció positiva, com el de la dretaa) desequilibra el sistema en amplificar o multiplicar els efectes de

la variable d’entrada b) la variable d’entrada sempre té una acció acceleradora del

sistemac) la variable de sortida sempre fa augmentar la varable d’entradad) les tres respostes són correctes

El feed-back positiua) condueix a un reforçament del procés inicialb) se sol anomenar de reforç (o disruptor), donant una gràfica estat temps com

la de la dretac) fa que el sistema s’allunyi del seu estat primitiud) les tres respostes són correctes

En el feed-back negatiua) augmenta els efectes del procés inicial (tant si són acceleradors com

inhibidors)b) s’arriba a l’estabilitat del sistema donant una gràfica estat temps com la de la

dretac) el nombre de relacions inverses (-) és sempre múltiple de dosd) la desviació en un sentit de la variable final provoca una desviació en el mateix sentit de la

variable inicial.