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GRAVITACION UNIVERSAL
EL ESTUDIO DEL UNIVERSO
¿Cuándo comenzó el estudio del
universo?
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Los pueblos antiguos
Calendario babilónico de 354 días
Calendario Egipcio de 365 días
Calendario Romano de 365,25 días
Modelos Antiguos
Pitágoras( - 497a.C.)
Tales de Mileto (624-546a.C.)
Aristóteles(384-322a.C.)
Eratóstenes(276-196a.C.)
Hiparco de Nicea(161-127a.C.)
Aristarco de
Samos(310230a.C.)
TEORIAS ACERCA DE LA
UBICACIÓN DE LA TIERRA EN EL
UNIVERSO
TEORIA GEOCENTRICA
• La tierra es el centro del universo
• Uno de los precursores de esta teoría fue
Aristóteles
• Claudio Ptolomeo en el siglo II d. C construyó un
modelo cosmológico completo
• La tierra permaneció en el centro rodeada por
ocho esferas que transportaban a la Luna, el
Sol, las estrellas y los cinco planetas conocidos
en aquel tiempo, Mercurio, Venus, Marte, Júpiter
y Saturno.
TEORIA HELIOCENTRICA
• Propuesta por primera vez por el cura
polaco Nicolás Copérnico, en el año 1514
• Situó al Sol estacionario en el centro y a la
Tierra y a los planetas moviéndose en
orbitas circulares alrededor de ella
• Paso casi un siglo antes de que su idea
fuera tomada en cuenta
Aportes de científicos a la
Astronomía
Tycho Brahe(1546 - 1601)
• no creía la hipótesis heliocéntrica de
Copérnico.
• el último gran astrónomo observacional
antes de la invención del telescopio.
• realizo extensas observaciones de las
posiciones de planetas y estrellas.
• Logro calcular con exactitud la posición
de los planetas
• contrato de ayudante a un hábil matematico, Johannes Kepler.
Johannes Kepler(1571 – 1630)
• Cuando Tycho murió, Kepler "heredó“
su puesto y sus datos, a cuyo estudio se
dedicó en los 20 años siguientes.
• consiguió determinar las diferentes
posiciones y la órbita de la Tierra.
• consiguió también determinar la órbita
de Marte.
• Postula tres leyes fundamentales acerca del movimiento
de los planetas
Primera Ley de Kepler
• Todos los planetas se desplazan
alrededor del Sol describiendo órbitas
elípticas, estando el Sol situado en uno de
los focos.
Segunda Ley de Kepler
• El vector posición que une el planeta y el
Sol, barre áreas iguales en tiempos
iguales.
Tercera Ley de Kepler
• El cuadrado del periodo de rotación de un
planeta en torno al Sol es proporcional al
cubo del semieje mayor de la órbita.
T² = K · a³
Galileo Galilei (1564 – 1642)
• Fue el padre de la moderna física experimental
y de la astronomía telescópica.
• Primero en confirmar la teoría heliocéntrica a
través de la observación con un telescopio
• Observó que los planetas no se veían todos del
mismo tamaño
• Descubre que Venus pasa por fases, al igual
que la Luna
• Descubre las manchas solares
• Descubre el relieve en la superficie de la Luna
• En 1609 observó las lunas de Júpiter y se dio
cuenta de que estas giraban en torno a este
planeta y no en torno a la Tierra.
Isaac Newton (1643 – 1727)
•Fue quien dió una explicación completa al movimiento
y la forma en que las fuerzas actúan. La descripción
está contenida en sus 3 principios
•Ayuda con esto a aclarar porque los planetas giran
alrededor del Sol
F = G M1 M2
d2
Dinámica del movimiento
circunferencial
Según estudios anteriores sabemos que:
Fc= m · ac
Entonces: Fc = m · 4 π2 a2
a · T2
Si relacionamos esta expresión con la tercera Ley de
Kepler obtenemos:
FC = m 4 π2
k ·a2
SISTEMA
SOLAR
El sistema solar
Se conforma de:
SOL
PLANETAS
SATELITES
CINTURÓN DE ASTEROIDES
COMETAS
ROCOSOS E
INTERIORES
CINTURÓN DE
ASTEROIDES
GASEOSOS Y
EXTERIORES
AÑO LUZ:
• Un año luz corresponde a la
DISTANCIA que recorre la luz en un
año.
V=d
t
d=Vxt
DATOS:
VLUZ = 3 x 108 (m/s)
taño = 3,15 x 107 (s)
AÑO LUZ=
V x t
AÑO LUZ= 3 x 108 x 3,15 x 107 = 9,45 x 1015 (m)
Movimientos de la Tierra
• Rotación: movimiento en que la Tierra
gira sobre su propio eje, demora 24 h,
produciendo el día y la noche.
Traslación:
 Movimiento de la Tierra en el que ésta se
traslada alrededor del Sol, demora 365
días aproximadamente, produciendo
equinoccios y solsticios
Precesión:
• Movimiento de balanceo de la Tierra
durante su movimiento de traslación.
Producido por la atracción gravitacional
de la Luna.
Nutación:
• Movimiento de vaivén del eje de la Tierra.
Producido por la atracción de la Luna
sobre el abultamiento ecuatorial de la
Tierra
Equinoccios y solsticios
Luna
 Es aproximadamente
esférica, su superficie
es montañosa, con
cráteres formados por
el
choque
de
asteroides
que
colisionaron con la
Luna en su etapa de
formación.
Sus
movimientos
son:
rotación y traslación
Fases de la Luna
• LUNA NUEVA: ocurre cuando la Luna
se interpone entre la Tierra y el Sol,
iluminando la “parte de atrás” de la
Luna
• CUARTO CRECIENTE:
• LUNA LLENA:
• CUARTO MENGUANTE:
Mareas
Mareas
Eclipse de Luna
Eclipse de Sol
UNIVERSO
Algunos elementos presentes
en el Universo
 Galaxias
 Pulsares
 Agujeros Negros
 Quásar
 Nebulosas
 Polvo interestelar
Galaxia
Gran masa formada
por gases, polvo y
estrellas que se
mantienen unidas
por
efectos
gravitacionales.
Se
clasifican
según su forma en
elípticas, espirales
e irregulares.
Galaxias elípticas:
Se caracterizan por tener una
estructura muy regular y por
contener una gran cantidad de
estrellas viejas.
Galaxias espirales:
Se caracterizan por tener una estructura
en forma de espiral achatado y por
contener una gran cantidad de estrellas
jóvenes y en formación. Nuestra Vía
Láctea es de este tipo.
Galaxias irregulares:
Se caracterizan por tener poco tamaño,
estrellas jóvenes y en formación y por
ser poco luminosas.
Púlsares
Es una estrella de
neutrones
que
emite radiación
periódica.
Agujeros negros
Corresponden al final
de las supernovas con
masas mayores a tres
masas solares. Se
caracterizan por ser
acumulaciones
de
mucha masa en un
pequeño volumen y
tener una gravedad
tan intensa que atrapa
la luz.
Nebulosas
Corresponde a enormes
formaciones de gas y
polvo al interior de una
galaxia y que se forman
como producto de la
explosión
de
una
estrella.
Vía Lactea
Galaxia del tipo espiral
en que se encuentra
nuestro planeta. Se
formó hace 10.000
millones de años. Su
diámetro es de
100.000 años-luz y
contiene
unas
200.000 estrellas.
Eclíptica
La Eclíptica es la línea
curva por donde
«transcurre» el Sol
alrededor de la
Tierra,
en
su
«movimiento
aparente»
visto
desde la Tierra.
¿Qué es una
estrella?
Esfera de gas que por
medio del proceso
de fusión nuclear
emite
constante
energía. Se forman
debido a la atracción
gravitacional en una
nebulosa.
Duración de un
estrella
Depende de la cantidad de masa que posee.
Si una estrella tiene menos del 10% de la masa del Sol
no se transforma en estrella, ya que no se genera
suficiente temperatura para crear la fusión nuclear.
Si una estrella tiene más de 80 veces la masa del Sol
tampoco se formará una estrella debido a que la
presión no permitirá la condensación.
Las estrellas que se logran formar finalizaran su vida
en:
1) Gigante roja
2) Super gigante
Gigante roja:
Estado final de un estrella de masa inferior a 1,4 veces
la masa del Sol. Cuando el proceso de fusión
nuclear se ha paralizado las capas exteriores de la
estrella se arrojan al espacio quedado en el interior
una enana blanca con una masa similar a la del Sol,
pero con un tamaño como el de la Tierra.
Super gigante:
Estado final de un estrella de masa superior a 1,4 veces
la masa del Sol. Cuando el proceso de fusión
nuclear se ha paralizado se produce un colapso
gravitacional que termina en una explosión
denominada supernova quedando en el centro una
masa que si es menor a 3 veces la masa del Sol se
transforma en una estrella de neutrones. Si la masa
es mayor a 3 veces la masa del Sol se transforma en
un agujero negro.
ACTUAL CONCEPCIÓN DE
UNIVERSO
•
Se basa en los descubrimientos del norteamericano EDWIN HUBBLE (1889
-1953)
•
En 1929 señala que el universo se encuentra en expansión
•
Las galaxias se alejan unas de otras
•
Mientras más distantes se encuentre una galaxia de nosotros, esta se aleja
con mayor velocidad
•
Lo anterior se conoce como Ley de Hubble, la cual establece que las
galaxias se alejan de la Tierra con una velocidad que es proporcional a
la distancia que se encuentren de nuestro planeta
•
Esta ley demuestra que el universo esta en expansión
•
Otro aporte fundamental al estudio del universo lo realizo Albert Einstein
con su teoría de la relatividad
•
Según Einstein, en el universo no hay ningún punto fijo o inmóvil, si no que
todo esta en movimiento
¿COMO SE ORIGINO EL
UNIVERSO?
• Teoría del BIG BANG
• En 1927, El astrónomo Belga GEORGES
LAMAITRE, planteo que si el universo se
encuentra en expansión, alguna vez tuvo
que haber sido más pequeño.
• Lo anterior lo lleva a formular la teoría de
la gran explosión