CARPETA DE RECUPERACION.
EXPERIENCIA DE APRENDIZAJE 1
• Título: Cuidamos nuestra salud reconociendo los fenómenos físicos y químicos en el cuerpo humano. • Fecha: Del 7 al 21 de enero de 2022 • Periodo de ejecución: dos semanas. • Ciclo y grado: Ciclo VII (5° de secundaria) • Áreas: Ciencia y Tecnología. |
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COMPETENCIA |
CRITERIOS |
ACTIVIDADES |
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Explica el mundo físico
basándose en conocimientos sobre los seres vivos, materia y energía,
biodiversidad, Tierra y universo. |
•Utiliza conocimientos científicos al construir su
explicación sobre cómo desde el punto de vista de la física, se puede
considerar a los seres vivos como auténticas máquinas, capaces de transformar
eficazmente la energía y de realizar un trabajo. • Emplea o refiere evidencia científica pertinente
para apoyar la explicación. |
Actividad 1: Máquinas
simples en el cuerpo humano (palancas). Actividad 2:La
química del cuerpo humano. |
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Indaga mediante métodos científicos para construir sus conocimientos. |
• Problematiza situaciones de indagación generando la
pregunta de indagación en torno a la mecánica del brazo humano. • Diseña estrategias para indagar sobre la
biomecánica del brazo humano. • Registra y analiza los datos resultantes de su
indagación sobre la biomecánica del brazo humano. • Genera conclusiones respecto a la biomecánica del
brazo humano a la luz de su pregunta e hipótesis de indagación. |
Actividad 3: Indagamos la mecánica del cuerpo.
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Diseña y construye soluciones tecnológicas para
resolver problemas de su entorno. |
• Identifica el problema debido a la falta de
desarrollo muscular. • Diseña y representa, en un prototipo (brazo mecánico) • Implementa la solución tecnológica (prototipo del
brazo mecánico) basada en el experimento. • Efectúa pruebas de verificación y fundamenta las
propuestas de mejora que incluirá en su diseño. • Comunica sus resultados y los respalda con
conocimientos científicos o prácticas locales. |
Actividad 4: Elaborando el brazo mecánico para el experimento. |
Cuerpo humano
¿Cómo
entiende la física el funcionamiento del cuerpo humano? La luz, el
movimiento, la electricidad, el sonido y la radiactividad en el organismo. La Física
Médica relaciona conceptos y técnicas de física, biología, química y medicina
para aplicarlas a la salud. Comenzó con el artista Leonardo da Vinci y sus
estudios sobre el equilibrio y movimiento de huesos, músculos, tendones y
sistemas del cuerpo humano. A partir del siglo XX se constituyó como
disciplina, incorporando a los hospitales nuevos desarrollos tecnológicos
basados en la física. |
Máquinas simples en
el cuerpo humano (palancas)
¿Hay Máquinas
simples en el cuerpo humano? Desde el punto de vista de la física, se puede considerar a los seres vivos como auténticas máquinas. Son capaces de transformar eficazmente la energía y de realizar un trabajo. En ellos encontramos, por ejemplo, un sin número de palancas análogas a las definidas por Arquímedes hace mucho tiempo. Los alimentos que consumen los seres vivos almacenan una clase especial de energía, llamada energía química. Gracias al funcionamiento de la máquina que es el cuerpo de los seres vivos, la energía química se puede convertir en impulsos nerviosos (energía eléctrica), en alteraciones de la temperatura gracias al aparato circulatorio (energía térmica), a veces en energía luminosa (como en las luciérnagas) y, sobre todo, en movimiento (energía mecánica).
Los seres vivos aprovechan la energía mecánica en la
realización de trabajos muy diversos y de gran interés para su supervivencia:
los tropismos vegetales, los movimientos de las células, la circulación de los
líquidos corporales, el desplazamiento de los animales, el trabajo manual e
intelectual de los hombres, etc. |
Máquinas simples en el cuerpo
humano (palancas)
Nuestro aparato locomotor nos permite desplazarnos, poner en
movimiento nuestros miembros y mantener la postura que queramos. Desde el
punto de vista de la física, el aparato locomotor puede considerarse como una
máquina compuesta, formada por diferentes palancas. La forma y el funcionamiento de estas palancas están
determinados por la manera como los músculos (órganos activos) y los huesos
(órganos pasivos) interactúan. A continuación veremos algunas de las palancas
que encontrarnos en el cuerpo humano: Palanca de primer género
Al empujar una puerta con la mano la fuerza necesaria para
mover la puerta la ejerce un músculo del brazo: el tríceps. El sistema
conformado por este músculo, el codo y la mano es un ejemplo de palanca de
primer género. El tríceps ejerce la fuerza motriz, el punto de apoyo se
encuentra en el codo y la puerta que empujamos con la mano, ejerce la fuerza
de resistencia. Palanca de segundo género
Cuando nos levantamos sobre las puntas de nuestros pies, la
fuerza necesaria para contrarrestar el peso de nuestro cuerpo la ejerce una
pareja de músculos de la pantorrillas: los gemelos. El sistema conformado por
este par de músculos, por el tarso del pie y por la punta del pie es un
ejemplo de palanca de segundo género. Los gemelos ejercen la fuerza motriz
necesaria para levantar nuestro cuerpo, el peso de nuestro cuerpo, aplicado
sobre el tarso, es la fuerza de resistencia y las puntas de los pies son el
punto de apoyo. Palanca de tercer género
Cuando levantamos una pesa con la mano, la fuerza necesaria
para levantar dicha pesa la ejerce un músculo del brazo: el bíceps (Figura
1). El sistema conformado por este músculo, el codo y el peso que se levanta
es un ejemplo de palanca de tercer género La pesa es la fuerza de
resistencia, el bíceps ejerce la fuerza motriz y el codo es el punto de
apoyo. Las palancas de tercer género son las más frecuentes en el cuerpo de
los animales. Aunque con este tipo de palancas se debe ejercer fuerzas motrices más intensas de las que se quieren vencer, también son palancas que permiten realizar movimientos más rápidos. |
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EVIDENCIA O
PRODUCTO 1 (Desarrollar en el cuaderno de Ciencia y
Tecnología y presentar en físico entregar en portería del colegio el día 21 de Enero ) |
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Respondiendo las siguientes preguntas:
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Actividad 2 :
La química del cuerpo humano |
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La vida es en
el fondo la imagen de una combustión y la combustión misma no es sino una
serie de fenómenos químicos, a los cuales están ligadas de manera directa las
manifestaciones calóricas, lumínicas y vitales. Si se suprime de la atmósfera
el oxígeno, el agente de las combustiones, la llama se extingue de inmediato,
la vida se detiene. Si se disminuye o aumenta la cantidad del gas comburente,
los fenómenos vitales así como los fenómenos químicos de combustión serán
exaltados o atenuados en la misma proporción. |
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¿Dónde encontramos compuestos químicos? Al igual que en nuestro cuerpo donde
usamos los compuestos químicos que vienen de lo que comemos para producir
energía, los compuestos y las reacciones químicas están presentes en todo lo
natural que hay nuestro alrededor. Pero también en todo aquello que es
creado por los seres humanos. ¿Dónde podemos encontrar compuestos
químicos: ·
En los alimentos ·
En todos los productos de cuidado personal que
usamos, como la pasta de dientes ·
También están presentes en los productos que
usamos para la limpieza del hogar ·
En las medicinas que nos ayudan a cuidar de
nuestra salud ·
En los productos de tecnología que usamos, entre
otros Pero no todos los compuestos químicos
son iguales y por lo tanto el impacto que pueden tener en nuestro cuerpo y en
nuestro medio ambiente puede ser positivo o puede ser negativo. Hay algunos compuestos químicos que
pueden ser dañinos para nosotros y para nuestra salud y algunos que pueden
tener un impacto negativo en nuestro medio ambiente causando contaminación. “Es importante que conozcamos bien
cuales son esos compuestos que estamos comiendo o utilizando y los impactos
que estos pueden tener”, recomienda la Vice-Decana de la Facultad de
Ingeniería Química. “Los invito a todos a que hagamos uso de las herramientas que tenemos disponibles, como el Internet y los libros, para conocer más acerca del fascinante mundo de la química”, concluye. |
Elementos
que componen el cuerpo humano
El cuerpo
humano es el aproximadamente 99% comprendido de apenas seis elementos:
Oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, carbono, calcio, y fósforo. Otros cinco
elementos componen cerca de 0,85% de la masa restante: azufre, potasio,
sodio, cloro, y magnesio. Todos estos 11 elementos son elementos esenciales. El 0,15%
restante del cuerpo humano se comprende de oligoelementos. La masa combinada
de los oligoelementos no agrega hacia arriba a la masa del magnesio, que es
el menos campo común de los elementos del no-trazo. Algunos de los
oligoelementos (sobre docena o tan) pueden ser esenciales para la vida, sobre
la base de pruebas del laboratorio. La función de
elementos químicos : La mayoría de
los elementos químicos encontraron en el juego del cuerpo humano un papel
vital. Algunos oligoelementos, tales como titanio y cesio, pueden ser
contaminantes. Algunas, tales como guía, mercurio, arsénico, y cadmio son
toxinas activas dependiendo del presente de la cantidad. La función de
los elementos esenciales en el cuerpo humano, por orden del porcentaje de la
masa, es como sigue: Oxígeno El oxígeno es
el elemento más común del cuerpo humano, comprendiendo aproximadamente 65,0% .
La mayor parte del presente del oxígeno se encuentra bajo la forma de agua.
El oxígeno desempeña un papel crítico en metabolismo y la respiración y el
elemento se encuentra en cada molécula orgánica importante en la carrocería
incluyendo las proteínas, los hidratos de carbono, las grasas, y los ácidos
nucléicos. Carbono El carbono es
el elemento más común siguiente del cuerpo humano, componiendo el 18% . Su
papel es sobre todo estructural, formando la “espina dorsal” de muchas
moléculas orgánicas. Hidrógeno El hidrógeno
es el elemento más abundante del universo (el cerca de 75% de masa total) y
compone el alrededor 10% del cuerpo humano. Está presente bajo la forma de
agua (junto con el oxígeno) así como es un elemento importante en moléculas
orgánicas. Nitrógeno El nitrógeno
comprende el 3% del cuerpo humano . Se encuentra en todos los organismos en
moléculas tales como aminoácidos (que compongan las proteínas), ácidos
nucléicos (DNA y ARN), y trifosfato de adenosina (ATP), una molécula esencial
de la transferencia de energía. Calcio El calcio es
el metal más abundante del cuerpo humano, aproximadamente 1,4% por su función
más bien conocida en la formación de
huesos y los dientes y la falta de calcio en la dieta pueden llevar a una
variedad de condiciones degenerativas. Otros papeles importantes en el cuerpo
humano incluyen la síntesis de la proteína, manteniendo la diferencia
potencial a través de las membranas celulares, y actuando como segundos
mensajeros en caminos de la transducción de la señal. Fósforo El fósforo es
altamente reactivo, y debido a esta propiedad, nunca se encuentra como
elemento libre en la tierra. Los fosfatos son esenciales para la vida, y esta
forma encuadernada del fósforo es un componente importante de moléculas
orgánicas esenciales tales como fosfolípidos, ATP, y los ácidos nucléicos.
Comprende 1,1% de la masa de cuerpo entero del cuerpo humano. Potasio El potasio
compone menos el de 1% . Desempeña un papel vital en la transmisión de nervio
vía la transferencia de los iones del potasio a través de las membranas de la
célula nerviosa. Azufre El décimo
elemento más común del universo y del quinto mas comunes en la tierra, azufre
desempeña un papel esencial en el cuerpo humano. Se encuentra casi siempre bajo la forma de sulfuros de
metal y composiciones del organosulfur. El azufre es también un elemento
estructural importante de la queratina de la proteína, que se encuentra en
piel y pelo. Sodio El sodio, un
metal alcalino, se encuentra común en sal. Los iones del sodio contribuyen a
la presión osmótica pues son el catión mayor en el líquido extracelular (el
ECF.) El sodio también desempeña un papel dominante en la transmisión de
nervio. Cloro El cloro
desempeña un papel esencial en mantener el equilibrio de la ácido-base de la
sangre, junto con la formación de tendones, de dientes, y de huesos. Se
encuentra común en sales y conjuntamente con el potasio y el sodio en la
carrocería. También contribuye a la función hepática y ayuda a eliminar el
desecho orgánico. Magnesio El magnesio
es el menos campo común de los elementos esenciales en el cuerpo humano.
Algunos 300 o las enzimas requieren tan los iones del magnesio funcionar
correctamente, y los iones del magnesio obran recíprocamente con las
composiciones tales como DNA, ARN, y ATP. Oligoelementos Los
oligoelementos desempeñan muchos papeles, más importante que otros, mientras
que otros no contribuyen ninguna función perceptible cualesquiera. Algunos
son activamente tóxicos a los seres humanos. Los tres
oligoelementos esenciales más abundantes son hierro, flúor, y cinc. Planche
los juegos un papel esencial en salud humana como parte de la hemoglobina,
que transporta el oxígeno alrededor de la carrocería en la sangre. El flúor
es importante para los dientes. El cinc se requiere cerca sobre 300 enzimas y
factores 1000 de la transcripción y es vital para la salud del aro y el
incremento del órgano reproductivo. |
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¿Qué son
las biomoléculas? Las
biomoléculas o moléculas biológicas son todas aquellas moléculas propias de los
seres vivos, ya sea como producto de sus funciones biológicas o como
constituyente de sus cuerpos. Se presentan en un enorme y variado rango de
tamaños, formas y funciones. Las principales biomoléculas son los
carbohidratos, las proteínas,
los lípidos, los aminoácidos, las vitaminas y los ácidos nucleicos. |
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Biomoléculas
inorgánicas Las biomoléculas inorgánicas son todas
aquellas que no están basadas en el carbono, excepto algunas
como el CO2(g) y en CO. Estas pueden ser parte tanto de
los seres vivientes como de los objetos inanimados, pero no por eso
dejan de ser indispensables para la existencia
de la vida. Estos tipos de
biomoléculas no forman cadenas de monómeros como en el caso de las orgánicas,
es decir, no forman polímeros, y
pueden estar formadas por distintos elementos químicos. Algunos ejemplos de biomoléculas inorgánicas son el agua, determinados gases como el oxígeno (O2)
o el hidrógeno (H2), el NH3 y el NaCl. |
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Biomoléculas orgánicas Las
biomoléculas orgánicas están basadas en la química del
carbono. Estas biomoléculas son producto de las reacciones químicas del
cuerpo o del metabolismo de
los seres vivientes. Están constituidas fundamentalmente por carbono (C),
hidrógeno (H) y oxígeno (O). También pueden tener como parte de su estructura
elementos metálicos como hierro (Fe), cobalto (Co) o níquel (Ni), en cuyo
caso se llamarían oligoelementos. Cualquier proteína, aminoácido, lípido,
carbohidrato, ácido nucleico o vitamina son ejemplos de este tipo de
biomoléculas. |
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Funciones de las biomoléculas Las
biomoléculas pueden tener diversas funciones, tales como:
Importancia
de las biomoléculas Las
biomoléculas son indispensables para el nacimiento, desarrollo y
funcionamiento de todas las células que conforman a los organismos vivos.
Cumplen funciones vitales de sostén, de regulación de procesos y de
transporte de sustancias en cada una de las células que forman los tejidos,
órganos y sistemas de órganos. La falta de
determinada biomolécula en algún organismo vivo puede provocar deficiencias y
desequilibrios en su funcionamiento, provocando su deterioro o la muerte. |
EVIDENCIA O PRODUCTO 2 (Desarrollar en el cuaderno de Ciencia y Tecnología y presentar en físico, entregar en portería del colegio el día 21 de Enero ) |
Respondiendo las siguientes preguntas:
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COMPETENCIA :Indaga mediante métodos científicos para
construir sus conocimientos. Actividad 3: Indagamos
sobre la mecánica del cuerpo humano. |
¿Qué son las máquinas simples? Las máquinas simples son instrumentos o herramientas que nos ayudan a realizar trabajos de una manera más fácil, ya sea porque aumentan la fuerza que se aplica en un inicio o porque permiten cambiarla de dirección. El funcionamiento de todas esta máquinas esta explicado por la ley de las máquinas simples. Que en pocas palabras dice que para poder aplicar una menor fuerza, tiene que aumentar la distancia.
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MOMENTO DE UNA FUERZA
Biomecánica Es una disciplina que estudia el cuerpo; para esto asume que el cuerpo es un sistema mecánico, es decir, que todas las partes se comparan con estructuras mecánicas y se estudian como tales. Por ejemplo, se estudian los huesos como palancas, los músculos como motores o muelles y las articulaciones como cojinetes o superficies articuladas. La biomecánica tiene la finalidad de entender cómo el organismo ejerce fuerza y genera movimientos para contribuir al diseño de tareas que eviten lesiones en el cuerpo; esta disciplina se apoya en los conocimientos de la anatomía, la matemática y la física. Existen dos principios importantes en la biomecánica: • Los músculos funcionan en pares cuya contracción es opuesta, por ejemplo, para mover el brazo participan principalmente el bíceps y tríceps (ver la imagen 1). • La eficiencia de los músculos es mayor cuando el par de músculos se encuentran en equilibrio relajado, en este caso se obtiene mayor ventaja mecánica (ver imagen 2). |
Arquímedes decía: “Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo”. Es decir, que con un punto de apoyo conducente y la respectiva palanca, es posible llegar a mover el mundo. Arquímedes dijo esto entendiendo que no existe tal punto de apoyo, pero extremando el ejemplo a efectos que se entienda el poder de la herramienta |
En la descripción de Herodoto de la construcción de la Gran Pirámide, interpretada en 1820 en el grabado de Antoine-Yves Goguet, se puede apreciar a los constructores egipcios utilizando palancas a modo de grúas . La Gran Pirámide esta levantada con más de dos millones de bloques de piedra, cada una de los cuales pesaba algo más de dos toneladas. Los bloques se elevaban mediante dos palancas , una en cada extremo, para hacerlas subir de un escalón por vez . |
La palanca es una máquina simple cuya función consiste en transmitir fuerza y desplazamiento. Está compuesta por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo, llamado fulcro. |
INDAGAMOS SOBRE LA BIOMECANICA DEL CUERPO : -Identifica los componentes del SISTEMA DE PALANCAS en el brazo humano ¿? ¿Cómo funciona este tipo de palancas? ¿Cómo se puede generar la ventaja mecánica ? |
PROBLEMATIZAMOS LA SITUACION : Leemos la siguiente situación : Nuestro cuerpo presenta como parte del sistema de palancas, los músculos, los huesos y articulaciones ,los cuales en conjunto PERMITEN UNA GRAN CANTIDAD DE MOVIMIENTOS ;algunos de ellos pueden tener mucha fuerza o precisión ,que en la actualidad aun no pueden ser imitados por los robots. |
REALIZAMOS UN PEQUEÑO EXPERIMENTO: CONSTRUIR UN BRAZO HUMANO. Para averiguar .COMO FUNCIONA NUESTRO BRAZO. .Vamos a utilizar materiales bastante sencillos: Podemos utilizar una madera o (barra de metal),también una palanca (lo que vemos de color azul) puede ser de madera, un palo o simplemente una regla de 30 cm estaría muy bien .Esta palanca o regla(color azul) va ir unido a esta madera principal (que esta vertical) MEDIANTE UN FULCRO (QUE ES MOVIBLE).Este fulcro es el punto de apoyo es decir la UNION ENTRE LA PALANCA Y LA MADERA. Para que este fija utilizamos un elástico (puede ser una liga un jebe que se pueda estirar, como se ve en la imagen).LA PALANCA O REGLA CON RESPECTO A LA MADERA (VERTICAL) DEBE FORMAR UN ANGULO DE 90° .Detrás colocamos un cartón. |
Materiales: • Elástico de ropa (puedes utilizar uno de una prenda de ropa que ya no utilices) • Palo de escoba (45 cm aproximadamente) • Madera (55x7x7 cm) • Regla (30 cm a más) • Cartón (40 x 60 cm) • Cordel o pabilo • Tijeras • Objeto (juguete, piedra u otro que tenga la masa suficiente para estirar el elástico o ligas) • Tornillo largo o clavo • Atornillador o martillo |
VEMOS ESTOS PUNTOS ROJOS : va ha ser los puntos donde van a ir colocando el cordel. ¿PARA QUE ? En la siguiente imagen observamos COLOCAMOS EL CORDEL QUE CONTIENE LA MASA EN EL TERCER PUNTO (automáticamente la palanca se va a mover hacia abajo USTEDES LO QUE VAN HA MEDIR ES ESTA DISTANCIA: ¿Cuánto se ha movido en centímetros? -Ahora este mismo cordel que contiene la masa van a colocar en el SEGUNDO PUNTO y también van a medir ¿Cuánto se ha movido en centímetros?. Y luego en los siguientes puntos y así sucesivamente COMPLETAMOS CON LOS 4 puntos. VAN IR ANOTANDO LA DISTANCIA . ¿Cuánto se ha movido LA DISTANCIA EN CADA PUNTO en centímetros? RECUERDEN UTILIZANDO EL MISMO CORDEL QUE CONTIENE LA MISMA MASA U OBJETO. |
• A partir de la situación, recreamos mediante el modelo planteado en la actividad. Observa su estructura y toma medidas. Recuerda que es muy importante usar las unidades del sistema internacional. Luego, escribimos una pregunta que nos permita indagar sobre el funcionamiento del sistema de palanca, por ejemplo; piensa cómo se realiza el funcionamiento. Pregunta de indagación:
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………… |
• En la pregunta de indagación, identifica los factores (causa-efecto) que llamamos variables, que van a orientar la indagación. |
Variable independiente (causa) | Variable dependiente (efecto) | Intervinientes |
• Ahora, escribe una probable respuesta o hipótesis que relacione la variable independiente y dependiente. HIPOTESIS:
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………… |
DISEÑAMOS ESTRATEGIAS PARA REALIZAR LA INDAGACION (Procedimiento para comprobar a hipótesis para ello ten en cuenta las siguientes preguntas orientadoras) |
PREGUNTAS | MIS RESPUESTAS |
¿? ¿Qué sucede si utilizas la misma masa y cambias la distancia al fulcro? | A medida que vamos alejando del fulcro ,la palanca se desplaza mas . |
¿Observaremos lo mismo en cada distancia ? | No. El desplazamiento de la palanca será diferente |
¿Qué ocurre si cambias la distancia del esfuerzo? | |
¿Cuál será tu grupo experimental y tu grupo de control ?(El grupo de vontrol es el que permitirá realizar comparaciones.) |
ESCRIBE TU PROCEDIIENTO PARA COMPROBAR TU HIPOTESIS |
Brazo de fuerza(cm) | Brazo de resistencia (cm) | ||||
5 | 10 | 15 | 20 | 25 | |
1 | |||||
2 | |||||
3 | |||||
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COMPETENCIA: Diseña y construye soluciones tecnológicas para resolver
problemas de su entorno. Actividad 4:Elaborando el brazo mecánico
para el experimento. |
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