Colegio Antil Mawida Departamento de Ciencias Básicas Profesor: Gina Tello. Guía de Física TIERRA Y UNIVERSO Definiciones: Galaxia: Es una estructura formada por estrellas, nubes de gas y polvo, planetas y otros cuerpos, unidos gravitacionalmente. Estrella: Cuerpo celeste que brilla con luz propia compuesto de gases. Asteroide: Cuerpo rocoso de menpor tamaño que un planeta y que orbita alrededor del Sol Cometa: Cuerpos formados por hielo y rocas que orbitan alrededor del Sol. Planeta: Cuerpo celeste esférico que orbita una estrella y cuya vecindad esta limpia de cuerpos más pequeños. Satélite Planetario: Cuerpo celeste que orbita un planeta. Nebulosa: Regiones dele spacio formada por polvo y gas, donde se originan las estrellas. Constelación: Agrupación convencional de estrellas. Agujero negro: Región del espacio donde existe una altísima densidad de masa y una alta fuerza de atracción gravitacional. Primeras observaciones En la historia han existido fundamentalmente dos modelos sobre como estaba estructurado el universo: 1)El modelo geocéntrico. El modelo geocentrico lo propuso aristoteles y este consiste en lo siguiente: la tierra esta inmovil y aparece en el centro del universo, esta rodeada por ocho esferas concentricas que transportan el sol, la luna, los planetas conocidos y las estrellas fijas; el universo es finito. Ptolomeo revisó las ideas de Aristóteles y fue el que consagró el modelo geocéntrico que permitía predecir el movimiento aparente de los planetas. 2) El modelo heliocéntrico. El modelo heliocentrico lo desarrollo Copérnico y en él el Sol se encuentra inmovil en el centro del universo y que la tierra y los demas planetas giran a su alrededor. La Tierra describe dos movimientos, uno de rotacion y otro de traslacion y el universo es finito. en el modelo de universo infinito y estatico el sol es una estrella y la tierra y los demas planetas giran a su alrededor; el universo esta formado por una cantidad infinita de estrellas; la atraccion gravitatoria entre las estrellas las mantiene en un estado equilibrio de fuerzas y el universo ha existido desde su creacion en un estado de equilibrio inmovil. Planteamiento científico. El danés Tycho Brahe determinó la posición de los planetas con gran precisión durante muchos años, elabofrando un valioso registro de sus movimientos. Para Tycho , el Sol circula alrededor de la Tierra (inmóvil) y el resto de los palnetas giraba en torno al Sol. Johanes Kepler pensaba que las órbitas de los planetas eran circulares que estaban relacionadas entre si por los llamados sólidos perfectos sobre esta base accedió a las observaciones de Brahe y aplicando sus conocimientos matemáticos , logró plantear tres leyes del movimiento planetario, debiendo aceptar que las órbitas de los planetas no eran como él pensaba. Leyes de Kepler 1ª LEY: Todos los planetas se mueven en órbitas elípticas, con el Sol en uno de sus focos. 2ª LEY: El vector posición de cualquier planeta respecto del Sol, barre áreas iguales de la elipse en tiempos iguales 3ª LEY: El cuadrado del período (T) de revolución de cada planeta es proporcional al cubo de la distancia media (R) del planeta al Sol. Siendo k una constante, la misma para todos los planetas. K=¿ T2 constante R3 Ley de gravitación Universal La ley de gravitación universal establece que todos los cuerpos interactúan entre sí. F G m1 m2 r2 G 6,67 1011 N m2 kg 2 Satélites Naturales Se refiere a cualquier objeto que gira alredeor de un planeta. En eñl caso de que las masa de ambos sean comparables, se habla de sistemas binarios. También existen sistemas binarios de estrellas, más allá del sistema Solar, los cuales orbitan a un punto llamado centro de masa. Se denominan satélites artificiales aquellos puestos en órbita por el ser humano. Hipótesis respecto de la formación de la Luna El gran impacto: Supone que la Luna se formó tras la colisión contra la tierra de un cuerpo muy gigantesco. El impacto hizo que bloques gigantescos de materia saltaran al espacio para posteriormente formar la Luna. Fisión: Supone que la Tierra y la Luna eran un sólo cuerpo y que parte de la masa fue expulsada, debido a la inestabilidad causada por la gran aceleración rotatoria que presentaba la Tierra en ese momento. Planeta doble o de acreción binaria: Supone qua la Tierra y la Luna se formaron del mismo material y en la misma zona del sistema solar. Captura: La Luna era un astro independiente, formado en un momento distinto que la Tierra y lejano de ella. La órbita de la Luna habría sido modificada por efectos gravitacionales de planetas gigantes, siendo expulsada y viajando por el espacio. Al aproximarse a la Tierra, fue capturada por la gravitación terrestre Fases de la Luna Cuando la Luna se sitúa entre el Sol y la Tierra, no podemos verla puesto que su cara iluminada está opuesta a la Tierra. Esta fase se llama Luna nueva. Al proseguir su órbita, cuando empezamos a verla como un semicírculo, se dice que está en cuarto creciente. Cuando la Tierra queda ubicada entre la Luna y el Sol, podemos ver la totalidad de ésta, conociéndose esta fase como Luna llena. Cuando empieza a observarse nuevamente como semicírculo, se dice que está en cuarto menguante. Las mareas Cuando el Sol y la Luna están alineados frente a la Tierra y ejercen sus fuerzas de atracción en la misma dirección sobre nuestro planeta, se producen las mareas altas. En cambio, cuando el Sol y la Luna atraen a la Tierra en sentidos distintos, se producen mareas bajas Los eclipses Cuando la Tierra, el Sol y la Luna se encuentran Completamente alineados, se produce un eclipse ORIGEN DEL UNIVERSO LA TEORÍA DEL BIG BANG Entre 12.000 y 15.000 millones de años atrás, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña del espacio, la cual explotó, generando la expansión de la materia en todas direcciones. Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en algunos lugares del espacio, produciendo la formación de las primeras estrellas y galaxias Tipos de galaxias Galaxias Elípticas: Presentan la misma apariencia que un núcleo sin disco, con una luminosidad aparentemente uniforme. Carecen de gas y polvo y están formadas por estrellas viejas, amarillas y de baja metalicidad. Galaxias Espirales: Deben su nombre a los brazos luminosos con formación estelar dentro del disco que se prolonga, más o menos logarítmicamente, desde el núcleo central. Presentan un núcleo formado por estrellas viejas, y un disco con gran cantidad de gas y polvo interestelar, lo que indica formación de estrellas jóvenes, azuladas y muy metálicas Lenticulares: Presentan la apariencia de un núcleo con un disco, pero sin brazos espirales. Están formadas por estrellas viejas, poco metálicas, y sin gas o polvo interestelar. Galaxias Irregulares: Son galaxias que no presentan simetría de ningún tipo, no aparece definido un núcleo ni un disco. Los ejemplos más notables son las dos galaxias satélites de nuestra Vía Láctea: las Nubes de Magallanes La Vía Láctea Es nuestra galaxia. Los romanos la llamaron "Camino de Leche". Es grande, espiral y puede tener unos 100.000 millones de estrellas, entre ellas, el Sol • Tipo de Galaxia: espiral. • Cantidad de brazos: 2 centrales con ramificaciones • Luminosidad: 14.000 millones de luminosidades solares. • Masa total: 1 millón de millones de masas solares • Diámetro: 100.000 años luz. • Espesor del disco: 2.000 años luz. • Espesor del bulto central: 6.000 años luz. Las estrellas del núcleo están más agrupadas que las de los brazos. A su alrededor hay una nube de hidrógeno, algunas estrellas y cúmulos estelares. El sistema solar Está ubicado en uno de los brazos de la espiral de la vía láctea, a unos 30.000 años luz del centro y unos 20.000 del extremo. Cada 225 millones de años el Sistema Solar completa un giro alrededor del centro de la galaxia. Se mueve a unos 270 (km) por segundo. El Sol • Es una esfera gigante de gas, formada principalmente de hidrógeno y helio. Estos gases son tan calientes que hacen que el Sol brille. Este brillo no es como un fuego que arde, sino que es una reacción de estos gases al calor y a la presión del Sol, lo que causa que los átomos se "fusionen." Esta fusión produce energía nuclear. Planetas del sistema solar El sistema solar está formado por una estrella central, el sol, los cuerpos que la acompañan y el espacio que queda entre ellos. Existen ocho planetas en el sistema solar Aquí se presentan numerados según su cercanía al Sol 1. Mercurio 2. Venus 3. Tierra 4. Marte 5. Júpiter 6. Saturno 7. Urano 8. Neptuno El modelo del sistema solar es heliocéntrico, es decir, todos los planetas giran en torno al Sol Los únicos planetas del Sistema solar que no poseen satélites naturales son Mercurio y Venus.