Tema 8. LA TIERRA, EL SISTEMA SOLAR Y EL UNIVERSO.

Tema 8. LA TIERRA, EL SISTEMA SOLAR
Y EL UNIVERSO.
El cielo es un espectáculo que se representa cada noche… y es GRATIS.
Contenidos:
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LA TIERRA
LA LUNA.
UNA ESTRELLA (el Sol).
LOS PLANETAS (El sistema solar).
OTROS OBJETOS DEL SISTEMA SOLAR.
LAS GALAXIAS.
COMO LOCALIZAR UNA ESTRELLA: LAS CONSTELACIONES.
Si levantas la vista al cielo en una noche despejada puede que tengas la fortuna de ver:
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La Luna: nuestro satélite.
Estrellas.
Algún planeta, aunque probablemente no sepas distinguirlo pues "parece" una
estrella más.
Estrellas fugaces: luces fugaces y rápidas que atraviesan el cielo a gran
velocidad y duran apenas un instante.
Cometas: con aspecto de borrón con cola (no te molestes, si en estas fechas se
viera alguno nos darían la noticia en el telediario).
Galaxias: hay que saber dónde mirar para intuir alguna, se ven como "estrellas
borrosas", ya que se trata de agrupaciones de miles de millones de estrellas.
Y si es de día, lógicamente, verás el Sol, la estrella alrededor de la que gira la
Tierra.
Todos estos objetos forman parte del Universo, tienen tamaños, composición y
propiedades conocidas. De ellos vamos a hablar en este tema. Sin embargo también
habrás oído hablar de las Constelaciones. Éstas no son más que figuras imaginadas por
el hombre utilizando las estrellas como puntos luminosos del modo en que se hace en
los pasatiempos. No son objetos ni tienen propiedades, pero tienen una utilidad, de la
que también hablaremos, para localizar fácilmente los demás objetos.
PRIMERO T- 11. El universo y el sistema solar. Curso 2014-15.
IES Santiago Grisolía. Prof.: Luis P. Ortega y José L.Fernández
LA TIERRA
La Tierra es un planeta: cuerpo celeste de gran tamaño
que orbita (da vueltas) alrededor de una estrella, en nuestro
caso alrededor del Sol.
Tiene forma de esfera achatada por los polos.
Datos de interés:
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Radio medio : 6371 km.
Perímetro aproximado: 40.000 km.
Distancia media al Sol : 150.000.000 km.
Distancia media a la Luna: 380.000 km.
Periodo de rotación: 24 horas.
Periodo de traslación: 365 días, 6 horas.
Los océanos cubren aproximadamente el 71% de su
superficie.
La profundidad media de los océanos es de 4 km., es decir, apenas una fina
lámina de agua sobre el fondo sólido de roca.
Un poco de historia de la ciencia.
Fue Eratóstenes (griego que vivía en Alejandría en el siglo III a.C.) el primero
en medir el radio de la Tierra. En el solsticio de verano1 un obelisco produce sobra
sobre el suelo, mientras que en Asuán, más
al sur, ese mismo día un obelisco no produce
sombra. La explicación es que la superficie
del planeta es curva (esférica).
Ptolomeo (griego, siglo II d.C.).
Propuso un modelo GEOCÉNTRICO, con la
Tierra en el centro del Universo y los demás
astros girando a su alrededor.
En tiempos de Cristóbal Colón la
mayoría de la población seguía pensando que el planeta era plano. Juan S. Elcano
realizó la primera vuelta al mundo en 1522.
Nicolás Copérnico (polaco) propuso en 1543 la idea de que el universo
conocido era HELIOCÉNTRICO. El Sol ocuparía el centro del sistema y los planetas
girarían a su alrededor en órbitas circulares.
Galileo Galilei (italiano) en 1610 lo confirmó, aunque la Inquisición le hizo
retractarse y lo mantuvieron de por vida bajo arresto domiciliario, por atreverse a
contradecir lo que cuenta la Biblia.
Ejercicio: sabiendo que la velocidad representa el espacio que recorre un objeto en un tiempo
dado, es decir, v= e/t, calcula a qué velocidad (expresada en km/h) se mueve un ciudadano que
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Solsticio de verano es el día en que hay mas horas de luz y por tanto la noche más corta.
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viva en el ecuador del planeta. Considera que debe recorrer todo el perímetro del planeta en 24
horas.
Ejercicio: sabiendo que el radio de la órbita terrestre es 150.000.000 km y suponiendo una
órbita circular. ¿A qué velocidad va la Tierra en su giro alrededor del sol? Exprésalo en Km/h.
¿serías capaz de expresarlo en km/s?
Los resultados que se obtienen de estos dos ejercicios deben hacerte reflexionar: ¡no era
tan fácil aceptar las nuevas ideas !
LA LUNA.
Un satélite es un cuerpo celeste que orbita (da vueltas) alrededor de un planeta.
Nuestro planeta sólo tiene una satélite: la Luna.
Características:
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distancia a la Tierra: 380.000 km
Radio: 1.738 km.
Periodo de rotación: 28 días y 8 horas.
Periodo de traslación: 28 días y 8 horas.
Fuerza de la gravedad: el 16% de la de la Tierra, es decir,
una sexta parte (1/6). Si aquí pesas 60 kg, allí solo
pesarías 10 kg.
Sin atmósfera, luego no hay viento ni nubes, ni hay erosión.
Su superficie está cubierta de cráteres por el impacto de meteoritos (asteroides
que cayeron sobre su superficie en el pasado).
Las superficies más planas se denominan "mares", pero, por supuesto, no hay
agua en ellos.
Debido a que su periodo de rotación y traslación son iguales, siempre vemos la
misma cara de la Luna. Este giro es el que produce las diferentes fases: Luna nueva (no
se ve pues se encuentra entre el Sol y nosotros), Creciente (va aumentando de tamaño),
Luna llena (toda la cara visible iluminada), Menguante (va
disminuyendo la superficie iluminada).
Disfruta un rato buscando en la foto de la Luna (mueve sobre
la imagen para descubrir los nombres y busca los lugares que te
indicamos:
 Cráter Arquímedes .
 Mar
de
la
 Cráter Kepler.
Tranquilidad.
 Cráter Eratóstenes.
 Mar de las Tormentas.
 Cráter Copérnico.
 Mar de las Lluvias.
 Cráter Ptolomeo.
 Cráter Platón.
 Cráter Tycho.
 Mar de la Serenidad.
Como veremos luego, otros planetas tienen más de un satélite y algunos no tienen.
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UNA ESTRELLA (el Sol).
Las estrellas son enormes masas gaseosas incandescentes porque en su interior
tienen lugar reacciones nucleares que generan una enorme cantidad de energía. Los
tamaños son muy variables y el color y temperatura de su superficie también. El SOL
es una estrella de tamaño intermedio-pequeño y de color amarillo-anaranjado.
Ejercicio: observa el cielo desde un lugar lo más oscuro posible y te darás cuenta que no todas
las estrellas tienen el mismo color. Esto se ve aun más claro cuando se hace una fotografía del
cielo y luego la observamos.
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Características del Sol:
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Radio: 700.000 km, o bien 1.400.000 km de diámetro.
Temperatura en la superficie: 5.500 ºC.
Masa: 300.000 veces la de la Tierra.
Composición: 75% hidrógeno, 23% helio, 2% otros.
Color: amarillo-anaranjado.
En su interior cabrían 1.300.000 planetas como la Tierra.
Bola de 1,40 m de diámetro.
Compara el tamaño del Sol con el de otras
estrellas:
Puedes ver el Sol en la imagen de la izquierda. Comparada con Arturo (una
estrella gigante roja). Ahora echa un vistazo a la derecha y compara Antares con
Arturo y con el Sol. Tan orgullosos estamos de nuestro Sol y ... mira que ridículamente
pequeño es. ¿Cómo crees que es la Tierra comparada con el Sol?
Vamos a verlo
.
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LOS PLANETAS (El sistema solar).
El Sistema Solar consta de 8 planetas que giran alrededor del Sol.
Por orden desde el Sol.
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Mercurio
Venus
Tierra
Marte
Júpiter
Saturno
Urano
Neptuno.
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Los ocho pueden dividirse en dos grandes
grupos:
1. Planetas rocosos, pequeños e interiores: son los cuatro primeros de la lista y se
encuentran cerca del sol. La superficie es sólida (rocosa), es decir, podrías
caminar por ella.
2. Planetas Gaseosos, gigantes y exteriores: son los otros cuatro. Su superficie es
una espesa atmósfera bajo la cual encontraríamos una masa líquida de
sustancias como Hidrógeno líquido (observa que líquido NO quiere decir
AGUA).
Para comparar los planetas observa la Tabla. (DATOS REDONDEADOS PARA
FACILITAR SU COMPRENSIÓN). Vamos a usar en clase una Escala 1 : 1.000.000.000
MERCURIO
diámetro: 5.000 km
distancia al sol: 58.000.000
traslación: 3 meses.
Satélites: 0
VENUS
diámetro: 12.100 km
distancia al sol: 108.000.000
traslación 7 meses y medio.
Satélites: 0
TIERRA
diametro: 12.742 km
Dist al sol: 150.000.000 km
traslación: 1 año.
Satélites: 1
MARTE
diámetro: 6.800 km
Dist al sol: 225.000.000 km
traslación: 2 años.
Satélites: 2
Bolita de 0,5 cm a 58 m
Bolita de 1,2 cm a 108 m
Bolita de 1,3 cm
Bolita de 0,7 cm a 225m
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JÚPITER
diámetro:142.000 km
dist al sol: 780.000.000 km
traslación: 12 años
satéls: 4 grandes + 58 peq
anillo: tenue
SATURNO
diámetro: 120.000 km
dist al sol: 1.400.000.000
traslación: 30 años
satélites: 7 grandes + 58 peq
anillo: muy visible
URANO
diámetro: 51.000 km
dist al sol: 2.900.000.000 km
traslación: 84 años
satélites: 4 grandes + 22 peq
anillo: tenue
NEPTUNO
diámetro: 50.000 km
dist al sol: 4.500.000.000 km
traslación: 164 año
satélites: 1 grande + 15 peq
anillo: tenue
bola de 14 cm a 780m
bola de 12 cm a 1400m
bola de 5 cm a 2900m
bola de 5 cm a 4500m
Algunos de estos planetas son visibles a simple vista desde la Tierra: Venus,
Marte, Júpiter y Saturno (Mercurio es más difícil porque está cerca del Sol y sólo puede
verse en ocasiones al amanecer o atardecer).
Parecen estrellas pero se diferencian de ellas en que, mientras las estrellas
ocupan siempre posiciones fijas unas respecto a otras, es decir, forman "dibujos fijos"
en el cielo que son fácilmente reconocibles, los planetas se mueven sobre este fondo.
Un segundo detalle es que mientras la estrellas titilan (cambios aparentes de color muy
rápidos), los planetas no lo hacen.
Ejercicio: Transforma todas las medidas del sistema solar a una escala 1:1.000.000.000 Es
decir, divide el valor real por este número y luego cambia las unidades a m, por ejemplo) De este
modo por ejemplo, el diámetro de la Tierra es de 12.742 km a esa escala queda reducido a 0,0127
m, o lo que es lo mismo 12,7 mm (una bolita de poco más de 1'2 cm de diámetro, una canica).
Ejercicio: utilizando el mismo procedimiento anterior elabora a escala los distintos planetas del
sistema solar. Las pequeñas realízalas con papel aluminio, las mayores pueden estar rellenas de
papel de periódico y envuelta en papel aluminio. ¿Qué tamaño tendría el Sol? ¿A qué distancia
tendrías que colocar la Tierra?
Ejercicio: La clase tiene una longitud de 9 metros. La distancia Sol-Neptuno es de
4.500.000.000 km. ¿qué escala deberías utilizar para que el Sol estuviera en la pizarra y
Neptuno en el fondo de la clase?
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OTROS OBJETOS DEL SISTEMA SOLAR.
Entre la órbita entre Marte y Júpiter existe un anillo de asteroides (rocas de
diferente tamaño desde milímetros hasta algunos kilómetros de diámetro.
Los cometas son los cuerpos formados por rocas e hielo que tiene una órbita
muy excéntrica (es decir, unas veces se encuentra muy cerca del sol y otras muy lejos).
Cuando se acercan al Sol parte de su materia se desprende y forma una cola muy
visible en algunos casos.
LAS GALAXIAS.
Las estrellas que observamos en el cielo se ven como puntos porque están muy
lejos.
La estrella más brillante del cielo se llama SIRIO, se encuentra a 8,5 años-luz. ,
es decir, 80 billones de km. (La luz tarda 8 años y medio en llegar aquí viajando a
300000 km/s. La distancia entre las estrellas es inmensa.
Si has resuelto el ejercicio anterior puedes hacerte una idea si consideras que
Neptuno estará a 4,5 km y la estrella más cercana estaría a 40.000 km (unas 10000 veces
más lejos).
Las estrellas se agrupan en galaxias.
Nuestra galaxia se llama VIA LACTEA y está compuesta por 100.000.000.000 de
estrellas.
Todas las estrellas que puedes ver en el cielo son de nuestra galaxia. Como
nuestra galaxia tiene forma de plato y nosotros vivimos dentro podemos ver una franja
blanquecina en el cielo que es nuestra galaxia vista desde dentro. Si miras con unos
prismáticos hacia esa franja blanquecina te darás cuenta que está formada por miles y
miles de estrellas.
¿Se ve algo de fuera de nuestra Galaxia? Bueno,... desde donde nosotros
vivimos podemos ver con unos prismáticos algunos "borrones" en el cielo. La que
mejor se ve es la galaxia de Andrómeda, conocida también como M31 que está situada
a 2.000.000 de años luz. Es decir, la estás viendo tal como era hace ese tiempo, EN
DIRECTO. En realidad esto no es tan sorprendente, cuando miras a Júpiter lo estás
viendo tal y como era hace 41 minutos.
Se calcula que en el universo hay unos 100.000.000.000 de galaxias, cada una
con unas 100.000.000.000 estrellas. Y me pregunto ¿estamos solos?
Ejercicio: si la luz recorre 300 000 km en un segundo ¿cuantos km recorre en un día? ¿y en un
año?.
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COMO LOCALIZAR UNA ESTRELLA: LAS CONSTELACIONES.
Las estrellas se mantienen en una posición aparentemente fija, es decir,
mantienen su posición relativa respecto a las demás.
Cada estrella tiene un nombre. Para facilitar su localización el cielo se divide en
sectores que se inventaron
imaginando
dibujos
y
dándoles
nombre
de
personajes
mitológicos,
animales u objetos. (Orion,
Dragón, Leo, Osa mayor, Lira,
etc.). De este modo si digo que
la estrella Betelgausse está en
la constelación de Orión
resulta más fácil de encontrar,
al igual que decir que
Tarancón está en la provincia
de
Cuenca
facilita
su
localización en el mapa. ¿la
provincia de Cuenca tiene
unos límites que la distinguen
de otra o es un invento? ¿si vas
en el coche o andando y cruzas
el límite se nota el cambio de provincia o necesitas un cartel?
Las estrellas de una constelación NO tienen relación física entre si, tan solo forman un
dibujo en nuestra imaginación.
Las constelaciones que quedan detrás del sol en su movimiento aparente a lo largo del
año se denominan las
constelaciones del Zodíaco.
Compara estas dos imágenes. A la izquierda una fotografía de una zona del cielo, a la
derecha alguien imaginó una figura de un Gigante que se defiende con un escudo y
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levanta un brazo de forma amenazadora. Su cintura formada por tres estrellas. Le
pusieron el nombre de Orión (un gigante mitológico). La estrella roja de su hombro es
Betelgausse, una de las mayores estrella conocidas de nuestra galaxia. Búscala en las
imágenes del principio del tema y compárala con el Sol. Video estrellas comparadas.
Las estrellas brillan más cuanto más cerca y cuanto más grandes. Observa el
siguiente cuadro de las estrellas más brillantes del cielo:
nombre
En la constelación de... Distancia en años-luz Color (temperatura)
SIRIO
CAN MAYOR
8,6
blanco-azulada
ARTURO
BOYERO
36,7
anaranjada
VEGA
LIRA
25,3
blanca
CAPELLA
AURIGA
42,1
amarilla
RIGEL
ORION
900
blanco-azulada
BETELGAUSSE ORION
450
roja
Si puedes ver Betelgausse en el cielo la estás viendo tal y como era hace 450
años. La luz salió de allí en 1563, lo mismo que tarda nuestra luz en llegar hasta ellos.
Si "alguien" allí estuviera mirando hacia la Tierra en estos momentos con un
potentísimo telescopio podría ver, en directo, como se construye el Escorial y a Felipe II
dándose un paseo para ver como van las obras.
El cielo es un espectáculo impresionante, y gratis.
Levanta la mirada y alucina.
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