Trabajo del universo
- 1. UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES ¿Qué ubicación tiene la tierra en el universo? Postitulo primer ciclo 2010 – II udp Integrantes 1.- Violeta Acevedo 2.- Mª Loreto Hidalgo 3.- Romina Monardes 4.- Viviana Opazo
- 2. ¿Qué ubicación tiene la tierra en el universo? Imagínense que son científicas que viajaran por el Universo, con la oportunidad de explorar cualquier lugar u objeto. Para empezar con la planificación de su viaje, inicie la discusión a partir de las siguientes preguntas: 1. ¿Cuáles son algunas de las dificultades que esperas enfrentar en este viaje? Algunas de las dificultades que pensamos que enfrentaríamos son: la distancia, miedo a lo desconocido, el cómo llegar (transporte). 2. ¿Qué quieres aprender durante el viaje? A descubrir todo lo que hay en el universo. 3. ¿Qué tipos de cosas y objetos esperas ver en el viaje? Descubrir los planetas, el universo, las estrellas, los cometas, las galaxias, etc. HAGAMOS ALGUNOS CÁLCULOS 1.- Si la rapidez de la luz corresponde a 300.000km/s, ¿qué distancia recorrerá la luz en un año de 365 días? El resultado obtenido corresponde a la unidad de distancia y recibe el nombre de año luz 109.500.000 año-luz 2.- La estrella más cercana al Sistema Solar se denomina Próxima-Centauro, y se encuentra a una distancia de 4.2 ano-luz. Expresar esa cantidad en kilómetros. 1.260.000 kilómetros ORGANICEMOS
- 3. Infla el globo poco a poco y observa el movimiento de los puntos fuera de tu galaxia hogar durante la expansión. 1.- ¿Se acercan o se alejan de tu galaxia hogar? Los puntos se alejan. 2.- ¿Qué sucede con las distancias entre galaxias? Hay una mayor distancia entre una galaxia y otra. 3.- Reflexiona sobre la posibilidad de que el Universo esté en contracción; para simular esto, desinfla el globo y observa los puntos durante esta contracción. ¿Qué sucede con las distancias entre las galaxias? Las distancias entre las galaxias disminuyen. Empecemos por conocer el Sistema Solar OBSERVAMOS LA LUNA Sábado 14 de mayo, 20:00 hrs.: Esta despejado, a la Luna le falta un pedacito del lado izquierdo para que este llena, la Luna esta blanca.
- 4. Domingo 15 de mayo, 21:30 hrs.: La Luna no se ve porque está nublado durante la noche. Lunes 16 de mayo, 21:00 hrs.: Hay un poco de nubes en el cielo, a la Luna le falta muy poco del lado izquierdo para estar llena. La Luna se ve de un color amarillento. Martes 17 de mayo, 21:15 hrs.: La Luna se ve muy poco, ya que está nublado pero de lo poco que se ve es que está llena y blanca. Miércoles 18 de mayo, 22:00 hrs.: La Luna sigue llena y se ve de color blanco. Jueves 19 de mayo, 21:45 hrs.: No se ve la Luna porque está nublado. Viernes 20 de mayo, 21:15 hrs.: No se ve la Luna porque está nublado. Sábado 21 de mayo, 20:45 hrs.: No se ve la Luna porque está nublado. Domingo 22 de mayo, 21:00 hrs.: No se ve la Luna porque está nublado. Lunes 23 de mayo, 22:15 hrs.: La noche está con nubosidad, pero igual se puede observar la Luna, le falta un pedazo del lado derecho (de uno cuando la está viendo), está de color blanco.
- 5. Martes 24 de mayo, 22:30.: La noche está despejada y a la Luna le falta más del lado derecho que la noche anterior. ¿Cuáles son los tamaños de la tierra, el sol y la luna? • Modelo a escala: 1.- ¿Qué ocurrirá con la distancia entre la Tierra y La Luna si duplicamos el diámetro de la Tierra en el modelo? Se acorta la distancia entre ambos cuerpos. 2. ¿Cuáles son las principales dificultades que tuviste en la construcción del modelo? ¿Por qué es difícil hacer un modelo a escala real para mostrar tamaños y distancias astronómicas? Es difícil crear una escala de los modelos ya que la medida real de la Tierra, el Sol y la Luna son muy grandes, pero la distancia entre esos cuerpos es lo que causa mayor dificultad, ya que no se permite realizar la misma escala. 3. Si construyes un modelo del Sol y la Tierra al interior de la sala: ¿Qué pasaría con el tamaño de la Tierra? ¿Y el tamaño de la Luna? Al construir un modelo a escala del Sol y la Tierra, esta última disminuye su tamaño considerablemente, al igual que la Luna. 4. El modelo hecho en la clase: ¿Muestra los tamaños relativos de los tres cuerpos con facilidad? ¿Muestra las distancias entre ellos? Muestra el tamaño que existe en un relación del uno con los otros ya que el Sol es 100 veces más grande que la Tierra y la Luna es un cuarto de la Tierra. La distancia entre la Tierra, el Sol y la Luna se muestran a escala.
- 6. 5. ¿Qué información útil es posible extraer del modelo elaborado en clases? La distancia y el tamaño relativos entre el Sol, la Tierra y la Luna. 6. ¿Qué características del sistema Sol-Tierra-Luna no son representadas en el modelo? Las características propias de cada cuerpo, por ejemplo la temperatura, el relieve, la luminosidad, etc. Modelo dinámico del sistema tierra, luna y sol • Primera etapa: Rotación del Sol y de la Tierra.
- 7. • Segunda etapa: Traslación de la Tierra alrededor del Sol.
- 8. • Tercera etapa: Traslación de la Luna alrededor de la Tierra
- 9. • Etapa de integración: Traslación y rotación de los cuerpos Tierra, Sol y Luna
- 10. Una alternativa: Secuencia fotográfica del modelo dinámico LIMITACIONES DEL MODELO DINÁMICO Cuerpo Tiempo de rotación Tiempo de traslación Luna 27.32 (alrededor de la Tierra) Tierra 23 horas y 56 minutos 365 días 5 horas y 57 segundos (alrededor del Sol) Sol En la línea del ecuador 25 225 años a 2.150kms/seg. días (25,38) (alrededor del centro de la En el círculo polar 36 días Galaxia)
- 11. 2.- El hecho de que el Sol sea un cuerpo gaseoso y la Tierra y la Luna posean una estructura más sólida, ¿Influye en los movimientos de rotación? La rotación solar produce que las capas más externas no giren todas a la misma velocidad, por lo que el ordenamiento de estas líneas de fuerza se va descompensando a medida que los materiales distribuidos entre los polos y el ecuador van perdiendo sincronismo en el giro rotacional de la estrella. Por cada ruptura en la integridad del campo magnético, se produce un escape de líneas de fuerza gauss (produciendo las típicas manchas negras), en las que un aumento de estas, puede tener como consecuencia una erupción solar consecuente por la desintegración local del campo gauss. Cuando el sol se acerca a su máximo desorden, las tormentas solares son máximas. Estos periodos se dan cada 11 años. El sol no posee un campo electromagnético como el de la Tierra, sino que posee lo que se denomina Viento solar, producido por esas inestabilidades rotacionales del Sol. Si no fuera por eso, los campos magnéticos del sol quedarían restringidos a la dinámica del plasma. 3.- ¿Qué relación existe entre los movimientos de rotación y traslación de la Luna, que siempre vemos la misma superficie lunar? Debido a que el período de rotación de la Luna sobre su propio eje y el período de traslación alrededor de la Tierra coincide, la Luna nos presenta la misma cara hacia la Tierra ¿Cómo se producen las estaciones del año? 1.- ¿Qué ocurre con el tiempo atmosférico en diferentes países durante una semana? El tiempo atmosférico de una región específica es el estado o condición de la atmósfera en un momento dado sobre esa región. Es variables en un mismo lugar, el tiempo puede cambiar repentinamente debido a que uno o varios de sus elementos han cambiado. Por ejemplo, el día puede estar bien claro y soleado y de momento se oscurece con presagios de lluvia. Esto significa que debido a los cambios en las condiciones atmosféricas, el tiempo es cambiante ya sea por un día o por una semana. 2.- ¿Todos los países comparten la misma estación? No, no todos los países comparten la misma estación, ya que las estaciones del año son variaciones del clima y se producen debido a la inclinación del eje terrestre. Por tanto, no se producen al mismo tiempo en el hemisferio Norte que en el hemisferio Sur, sino que están invertidos el uno con relación al otro. Mientras la Tierra se mueve con el eje del Polo Norte inclinado hacia el Sol, el del Polo Sur lo está en sentido contrario y las regiones del primero reciben más radiación solar que las del segundo. Posteriormente se invierte este proceso y son las zonas del hemisferio boreal las que reciben menos calor.
- 12. 3.- ¿Cuáles son algunas características de las cuatro estaciones del año? Las cuatro estaciones están determinadas por cuatro posiciones principales en la órbita terrestre, opuestas dos a dos, que reciben el nombre de solsticios y equinoccios. Solsticio de invierno, equinoccio de primavera, solsticio de verano y equinoccio de otoño. En los equinoccios, el eje de rotación de la Tierra es perpendicular a los rayos del Sol, que caen verticalmente sobre el ecuador. En los solsticios, el eje se encuentra inclinado 23,5º, por lo que los rayos solares caen verticalmente sobre el trópico de Cáncer (verano en el hemisferio norte) o de Capricornio (verano en el hemisferio sur). A causa de la excentricidad de la órbita terrestre, las estaciones no tienen la misma duración, ya que la Tierra recorre su trayectoria con velocidad variable. Va más deprisa cuanto más cerca está del Sol y más despacio cuanto más alejada. Por esto, el rigor de cada estación no es el mismo para ambos hemisferios. Nuestro planeta está más cerca del Sol a principios de enero (perihelio) que a principios de julio (afelio), lo que hace que reciba un 7% más de calor en el primer mes del año que no a la mitad de él. Por este motivo, en conjunto, además de otros factores, el invierno boreal es menos frío que el austral, y el verano austral es más caluroso que el boreal. 4.- ¿Qué ocurre con los períodos de luz y oscuridad durante las estaciones del año? De acuerdo al eje de la Tierra cuando se la Tierra se inclina del Hemisferio Sur al Hemisferio Norte los rayos del Sol le llegan de forma perpendicular y hacia el Sur llegan en forma rasante, por ello en el Hemisferio Norte hay periodos de mayor luz y noches más cortas, por el contrario en el Hemisferio Sur el día es más corto y las noches son más largas. 5.- ¿Cómo creen que se mueve la Tierra durante un día? Según nuestra posición se nueve de este a oeste, al contrario del sentido de las agujas del reloj. 6.- ¿Qué sentido del movimiento es más coherente con sus conocimientos e ideas previas? Hacia el sentido en contra de las agujas del reloj o de oeste a este, ya que se puede apreciar por donde sale el sol. 7.- ¿Es importante si el eje del cuerpo que representa a la Tierra se encuentra en posición vertical o inclinada? Es fundamental para nuestra vida, que la Tierra se encuentre inclinada en su eje, ya que de esta manera permite que lleguen los rayos solares a todo el planeta en distintos momentos (estaciones del año), si la Tierra se encontrara en posición vertical, solo llegarían los rayos solares directamente en la línea del ecuador y las zonas extremas permanecerían con una temperatura similar todo el año.
- 13. 8.- ¿Qué ocurriría con la cantidad de energía que recibe un punto en la superficie si el eje es vertical en comparación con el eje inclinado? Dependiendo del punto de la superficie, si estamos en la línea del ecuador o cercano a ella la cantidad de energía es mayor, el Sol se hallaría siempre a la altura del Ecuador, y en los extremos llegarían pequeños rayos solares disminuyendo a 0 en los polos. En comparación a lo que sucede con la inclinación del eje, es que se producen las cuatro estaciones del año, llegando luz solar tanto en el Hemisferio Norte, Hemisferio Sur y en el Ecuador, en distintas magnitudes. 9.- ¿Cuánto tarda una rotación completa y un giro completo alrededor del Sol? El movimiento de rotación tarda 23 horas y 56 minutos en dar una vuelta completa sobre su eje. El movimiento de traslación tarda 365 días, 5 horas y 57 minutos, equivalente a 365,2422 días, que es la duración del año. DESAFIOS: Amanecer: Mediodía:
- 14. La puesta del sol: La medianoche: • Imagina que estas en el Polo Sur: ¿Qué observaras en relación a la luminosidad recibida del Sol durante un año entero rotando y trasladándose? En verano (enero), los días en el polo sur tiene luz casi las 24 horas del día, a medianoche el Sol "baja" hasta la línea del horizonte para luego volver a "subir" en un movimiento sinusoidal aparente (solo existe desde la perspectiva), en el breve verano antártico las horas en que el sol está más próximo al horizonte son llamadas noches blancas, mientras que durante el extenso invierno los días permanecen en una prolongada penumbra. Al sur del círculo polar antártico hay al menos un día en que no se pone completamente el sol (solsticio de verano) y al menos una noche en que no sale completamente el sol
- 15. (solsticio de invierno). En el polo sur geográfico el día dura 6 meses y la noche los otros 6 meses. Esto se debe a que el eje de rotación de la Tierra está inclinado con respecto al plano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. • ¿Qué sucederá si estas en el Polo Norte? ¿Qué diferencia existe con la situación anterior? En el polo norte ocurre una situación similar al Polo Sur en cuanto a que en verano del Hemisferio Norte tiene luz casi las 24 horas con una luz muy baja de noche, y en invierno los días se mantienen en prolongadas penumbras. • Si ponemos a la persona en nuestra latitud y simulamos un año entero, rotando y trasladando la Tierra: ¿En qué punto de la órbita la persona observará el día más largo y el más corto? En nuestra latitud el día más largo y más corto es cuando se producen los solsticios de verano o de invierno. El 20 o 21 de junio se observará el día más corto y en 22 o 23 de diciembre el día más largo. El verano es la estación del año más calurosa; entonces, es la época en que hay una mayor intensidad de luz y más horas de iluminación. Utilizando el modelo representen la estación de verano en el hemisferio sur. • ¿Cuáles son los meses de verano, representados por esta situación? Los meses de verano son: Enero, Febrero, Marzo
- 16. • En un día (24 horas) en el verano hay más horas de iluminación o de oscuridad? Más horas de iluminación • ¿Cómo es el sentido del ángulo de inclinación del hemisferio norte, respecto del Sol, comparado con el hemisferio sur? El sentido del ángulo de inclinación es de 23,5° hacia el sol es contrario en el Hemisferio Norte comparado con el Hemisferio Sur • ¿Cuál es la estación en el hemisferio norte? Si en el Hemisferio Sur es verano en el Hemisferio Norte es invierno Ubiquen la Tierra para producir un día de invierno en el hemisferio sur. • ¿Cómo es la iluminación en el polo sur? No llegan rayos solares • ¿A qué mes del año, en el hemisferio sur, podría representar la posición exhibida? Julio • ¿Qué estación correspondería al hemisferio norte? Corresponde al verano en el Hemisferio Norte
- 17. • ¿Cómo es la iluminación en el polo norte? Los rayos solares llegan en forma directa. Ubiquen la Tierra en la estación de primavera en el sur • ¿Cuál es la inclinación del eje de la Tierra con respecto al Sol? Cuando la Tierra está en posición de primavera u otoño no presenta inclinación, si no que pasa de la inclinación de norte a sur o viceversa, es el por lo tanto los rayos solares llegan directamente en el Ecuador. • ¿Cuál mes puede ser representado? Se representa por el mes Septiembre que es cuando se produce el equinoccio, en el Hemisferio Sur. • ¿Qué estación tiene el hemisferio norte en esta época? En el Hemisferio Norte están en otoño. Formula una hipótesis para explicar el fenómeno de las estaciones del año. El fenómeno de las estaciones del año son producidas por la inclinación del eje de la Tierra en la traslación alrededor del Sol. ¿Qué aprendí? ¿Cambiaron mis ideas? ¿Cómo? Aprendimos y cambiaron nuestras ideas en relación a los movimientos que tienen la Luna y el Sol, conocimiento nulo en relación al movimiento de rotación y traslación de estos cuerpo, solamente conocíamos el movimiento de rotación y traslación de la Tierra. Otro conocimiento que cambió este trabajo es acerca del fenómeno de las estaciones del año que son producidas principalmente por la inclinación del eje de la Tierra y no sólo por el movimiento de traslación de esta alrededor del Sol.