ffiffi - Carolina Curriculum

CoNrENroo
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I'iy&'
i.Êtr,
-
Sistema
Solar
Ð1
PARTE
Lección 10
Actividad Eje: La Exploración
Espacial
Eje
Ejercicio 10.1 Inicio de la Actividad
Lección 11
El
Sistema Solar: Diseño de un Modelo a
Escala
130
132
L46
Ejercicio 11.1 Diseñando un Modelo del Sistema
Solar
147
Ejercicio 11.2 Usando el Factor Escala
Ejercicio 11.3 Construcción del Modelo del Sistema
Solar
Lección 12
148
150
Gráteres
160
Ejercicio 12.1 Observaciones Generales Sobre los
Cráteres
Cráteres
Ejercicio 12.2 Ãnalizando
Lección 13
Garacterísticas de una
Superficie
Planetarios
Ejercicio 13.1 Analizando Procesos
167
L74
180
Lección 14
cravedad en la Superficie
200
Ejercicio 14.1 Analizando el Peso en Cada Planeta 202
Ejercicio 14.2 Analizando la Masa y el Peso
203
Lección 15
Gravedad y Movimiento
N
1
163
Orbital
2L6
Ejercicio 15.1 Efecto de la Gravedad en el
i
\
Movimiento de los
I
Cuerpos
218
Ejercicio 15.2 Prueba de Fuerzas Balanceadas y No
Balanceadas
t
219
Ejercicio 15.3 Observando el Movimiento de los
Planetas
221
Ejercicio 15.4 Analnando los Efectos de la Masa de
un Planeta en la Órbita de su Luna
Lección 16
Gravedad y
Mareas
Ejercicio 16.1 Analizando Datos Sobre
Mareas
223
244
246
LEcc,óN1
0
Aaividad Eie:
La F-ploraéiOn E spacial
tþtTRoDUCCtON
La Astronauta Sally Ride se comunica con los controladores en
Tierra, desde la cabina del trasbordador espacial Challenger.
La Dra. Rlde sosflene una grabadora de mano.
A lo largo de la historia, nuestro conocimiento
sobre el espacio ha sido muy iimitado. La
información que hemos obteniclo acerca del
espacio, ha venido de nuestras propias
observaciones o de las observaciones hechas por
instrumentos diseñados en la Tierra. Só1o a
partir de los años 60 hemos podido explorar el
espacio directamente. Desde entonces, la
exploración espacial ha abierto, literalmente,
"nuevos mundos".
En esta lección, la primera de la Parte 2: "El
Sistema solar", comenzarás un proyecto de
investigación (llamado Actividad Eje), en el cual
aprenclerás más sobre los planetas. Primero,
leerás la introducción de una serie de lecturas
sobre algunas de las misiones y sondas
espaciales que nos han aludado a aprender más
sobre nuestros vecinos en el sistema solar.
Durante las próximas semanas) una vez que
repases los pasos de la Actividad Eje, utilizarás
diferentes recursos para aprender más sobre un
planeta en particular y las sondas que 1o han
observado. Registrarás tu investigación en un
folleto de viaje planetario. Después, con tus
compañeros de equipo, utilizarás esta
oBJETIvos DE EsrA
leccló¡¡
Leer sobre la historia del programa
espacial.
Cornentar cómo la ciencia y la
tecnología contribuyen al avance de
estudios planetarios.
Repasar las pautas de la Actividad, y las
fecha límite que tendrás para realizar tu
investigación.
Diseñar una misión espacial para
explorar tu planeta en el futuro,
L30 STC,^IS"' L¡ Trsnn.c nN rl Esprrclo
información para diseñar una misión espacial
para explorar el planeta elegido. Durante la
Lección 19, presentarás tu folleto a tus
compañeros de clase y tu equipo compartirá el
diseño de su futura misión.
MATERIAL PARA
LA LECCIóN 10
Para
1
ti
copia de Hoja del
Alumno i-O.l-a:
"Fechas límite para
Actividad Eje"
Para Empezar
I
-'
"Introducción a la Misión: La historia
d.la Exploración Espacial"
Lee
grupo, selecciona de la lectura una
misión espacial (como Gemini) o una
sonda espacial (como el Pathfinder).
Informa a la clase lo que aprendiste o lo
que ya sabías sobre esa misión o sonda.
2,C21tu
--
!.
1- copia de Hoja del
Alumno 10.1b:
"Bosquejo para Folleto
Espacial"
1- copia de la Hoja del
Alumno 10.1c: "Mapa
Planetario"
¿Cómo ha cambiado la exploración espøcial
hoja de papel blanco o
de color claro tamaño
carta
Acceso al laboratorio
desde 1960?
de computación, o al
Comenta lo siguiente con tu clase.
lnternet
¿Qué hemos aprendido gracias øl programa
espaciøl sobre el sistema solar?
¿Qué piensas que pøsaró con la exploración
espacial en
el
futuro?
STC/lvISttt L¡. Trer¡.e r¡v
nr Esp¡.cro l-3L
LEccróN r.o
AcrrvrDÁ.p El¡:
L¡ Expron¡cróN
EspRcrnr
Ejercicio 10.1
lnicio de la
Actividad Eje
28 cm
9.5 cm
PROCED¡M¡ENTO
t'I
Tu maestro te presentará una
muestra de folieto de viaje.
Comenta sus características.
, Consigue una hoja de papel
'blanco o de color claro, y
practica los dobleces del
folleto. Observa la Imagen
10.1. Puedes usaÍ este papel
como borrador del folleto de
viaje planetario. Puedes elegir
libremente los materiales que
vas a utilizar en la
elaboración de tu folleto.
Lee los Lineamientos de la
' Actividad Eje. Coméntalos
con tu clase.
4.
To maestro te darâla copia
de la Hoja del Alumno l0.la:
"Fechas Límite parala
Actividad Eje". Comenta las
fechas de entrega con
tu
maestro.
Repasa tus copias de las
$.
--
Hojas del Alumno 10.1b y
10.1c. Utilizaestas hojas para
or ganizar tu investigación
planetaria. Registra la fecha
límite en la Hoja delAlumno
' - -:;1:
:.:'-::
10.1c.
lmagen
L32 sTc/&fs" Ll
Tlrn¡..q rN nr, Ðsp¡c¡o
l0.l
Dobla la hoja de papel para hacer el folleto
leccrón
$.
7r
'
Expron¡cróN Esptcrnr
2,En tu Hoja
Selecciona un planeta específico para tu
actividad. Registra el nombre de èse
planeta en la parte superior de aloja del
Alumno.
Lee "Los l0 Descubrimientos
Q
va -
-
REFLEXION SOBRE LO QUE HICISTE
a.tus.compañeros de clase cual
seleccionado.
EJE: L¿,
del Alumno 10.1a, registra los
nombres de tus compañeros que
seleccionaron el mismo planeta que tú.
tabajarás con ellos en equipo para
diseñar una misión que explore ese
planeta en el futuro. Compartirás con tu
equipo el diseño de la misión durante la
Lección 19.
Platica con tu maestro de qué manera
asesorará tu proyecto.
f--. Informa
planeta
to Acrrvroa¡
Científicos
más Importantes que se Hicieron Durante
la Exploración Apollo a la Luna".
es
STC/trIS" Lr Trenn.l ¡i,r nl Esp¡.cro L33
tEccróN 10
AcrrvrDAl E¡r: La ExpronrlcróN Esp¡ctar
Lineamientos para
la Actividad Eje
que esté terminado.
Incluye la siguiente información en tu folleto
(estos puntos también se enlistan en la Hoja del
Alumno 10.lb):
La Actividad Eje de la Tierra en el Espacio es un
proyecto de investigación que se enfoca en la
exploración espacial y en el conocimiento
obtenido sobre los planetas explorados.
Sigue estos pasos para completar la Actividad
Ej..
A. Defüne las fechas límite.
Trabaja con tu maestro y define las fechas límite
de cada parte del proyecto, éstas se encuentran
en la Hoja del Alumno 10.la.
B. Esco$e un Planeta.
Ve a biblioteca o al laboratorio de cómputo con
su clase. Selecciona el planeta que investigarás.
Tu maestro puede asignarte un planeta en
específico para que la clase cubra todos los
nueve planetas.
C. Investiga el Planeta.
Realiza una investigación para conocer más
sobre tu planeta. Utiliza recursos variados,
incluyendo los del aula, de tu biblioteca escolar y
de otras bibliotecas, en periódicos, o en el
Intern et. Pue des también r ealizar entrevi stas
personales o usar el correo electrónico para
hacer preguntas a los expertos. Las misiones que
leerás en la Guía del Alumno son otro excelente
recurso. Tu maestro te comentará sobre las
fuentes de Internet,libros, revistas, y artículos
del periódico que puedas usar en tu
investigación.
Completa las Hojas de Alumno 10.lb y 10.1c.
Organiza tu investigación. Averigua todo lo que
puedas sobre tu planeta, y sobre las sondas
espaciales y misiones que han proporcionado
esta información. Puede que encuentres todas
las respuestas a todas las preguntas de la Hoja
del
Alumno 10. lb. Con
el permiso de
tu
maestro puedes sustituirlas con otra
información. También podrás buscar Imágenes
de tu planeta para ponerlas en tu folleto una vez
L34
STC/lvlS'n' Ln Tr¿nnn sN e¡. Esp.ccro
Historia: Nombre del planeta, ¿Quién le puso
ese nombre? ¿Cuál es el significado de dicho
nombre?
Descubrimiento: ¿Cuándo fue descubierto el
planeta?, ¿Quién 1o descubrió?
Estructura del Planeta: Interior del planeta
(cómo luce por dentro), ¿Cómo es su
superficie?, ¿Es un planeta habitable?
Atmósfera: La composición y condiciones de la
atmósfera de cada planeta (por ejemplo: ¿tiene
tormentas?), si existe o no atmósfera.
Movimiento: Órbita del planeta (cuánto tiempo
tarda en girar alrededor del Sol). Rotación
(cuánto tiempo le lleva girar sobre su propio
eje).
Misiones: Describe las sondas y misiones
enviadas al planeta, duración y fechas de las
misiones.
Datos: Completa la Hoja del AlumnolO.lc. Usa
la serie de misiones, en la Guía del Estudiante,
como ayuða.Incluye el diámetro de cada
planeta, distancia promedio del Sol, masa,
gravedad en la superficie, temperatura
promedio, longitud, y número de lunas
observadas.
Otros: Información adicional interesante
(incluye fotos y dibujos)
D. Organi
N
zr ttt Bibliografía.
realizar tu investigación, recuerda usar las
guías para poder dar el crédito a tus fuentes
consultadas, incluyendo las imágenes en tu
folleto.
D. Elabora tu Folleto Planetario.
Prepara tu folleto de viaje planetario utilizando
la información que tienes en tu Hoja del
Alumno 10.lb y 10.lc.Incluye imágenes ytexto.
Tiata de ser original. Observa la Imagen 10.2
con los ejemplos de folletos terminados.
tEccróN 10
AcrrvrDAo E¡e: La Expron.rcróN Esp¡crar
ft¡$rur
0t
tll¡
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'!rr¡il o! th"s: ÌirL¡s)'
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{lrlefs ihâl Y0LÌ
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li' rqt,,tl.-..
lmagen 10.2 Ejemplos de Fol/efos
STC/trIS'n' Ln Trennrr EN EL EspAcro 135
LEccróN
10 AcrrvrDÄo E¡r: Le ExpronacróN Esp¡crnr
lmagen 10.3 Compafte tu folleto planetario con tus compañeros de clase durante la Lección 19
F. Trabaja con tu equipo en el diseño de
una futura mísión a tu planeta.
Trabaja en equipo con los compañeros de tu
clase que investiguen el mismo planeta que tu, y
diseñen la manera de poder explorarlo en el
futuro. Toma en cuenta el conocimiento
obtenido aceÍca del planetatp?ra determinar si
pueden existir contratiempos en el viaje, y así
diseñar tu exploración para superar estos
contratiempos. Considera las siguientes
preguntas:
¿Cómo determina la distancia al planeta, el tipo
de nave espacial que debes usar para explorør el
pløneta?
¿La exploración del planetø será sobre la superficie
del mismo? o ¿Es un planeta gaseoso que debe
explorarse desde su órbita?
¿Puede tu sonda soportar la fuerza gravitacional
136
STC
.IS"'
L.q
Trrnnn r¡r el Esp¿cro
del planeta?
¿Cómo pueden afectør las condiciones de la
superficie, y la composición atmosférica del
tþo de obseryaciones que quieres
plønetø, al
realizar?
G. Presenta tu folleto y el diseño de la
futura misión a la clase.
Durante Lección 19, presentarás tu folleto a tus
compañeros y les hablarás sobre tu planeta
(Imagen 10.3). Después, tu equipo presentará el
diseño de la futura misión. Prepâratepara
debatir y comentar cualquier tema o preguntas
relacionados con tu proyecto.
NOTA Recuerda que la Tierra es un planeta y que
puede ser observado desde el espacio al igual
que los otros planetas. Revisa la Lección 17 para
obtener mayor información acerca de las
misiones a la Tierra.
tEccróN 10
AcrrvrDap EJ¡: La Expron¡cróN Esp¡cr¡r
INTRODUCCION
A tA MISION:
HISTORIA DT tA EXPLORACION ESPACIAT
historia de la exploración espacial comienza a
principios del siglo XX. Antes de que el vuelo
espacial fuera físicamente posible, el ser humano
imaginó set capaz de explorar el espacio. El
vuelo espacial se hizo más factible durante la
Segunda Guerra Mundial, cuando Alemania
empezó a fabricar el Cohete V2. Los Estados
La
Unidos capturaron muchos de estos cohetes
después de la guerra y los usaron para probarlos
y desarrollarlos. En 1957,la entonces Unión
Soviética envió el primer satélite, el Sputnik 1 a
órbita. En 1961, el piloto soviético y cosmonauta
Yuri Gagarin se convirtió en el primer ser
humano en orbitar la Tierra.
Proyecto Mercury
La Administración Nacional de Aeronáutica y el
Espacio (NASA, por sus siglas en inglés), se
organizó el l de octubre de 1958. Seis días
después,la NASA anunció su meta de poner a
un estadounidense en órbita. Con un equipo
sóliclo trabajando en la Base de la Fuerza Aérea
de Langle¡ la NASA comenzó su primer
programa de alto perfil-el Proyecto Mercury.
En ese momento, ningún ser humano había
estado alguna vez en el espacio. Nadie sabía
cómo reaccionarían los astronautas ante la falta
de peso, a las altas aceleraciones del despegue y
del atenizaje, y ante la radiación del Sol, o a las
presiones psicológicas de estar en el espacio. Por
Yuri Gagarin piloto, de fuerza aérea soviética y cosmonauta,
fue el primer ser humano en orbitar la Tierra. Su tiempo
total de vuelo fue de t hora y 48 minutos.
ello,la NASA envió primero a chimpancés,
monos, y maniquís semejantes al ser humano, al
espacio. Los científicos probaron los sistemas de
rastreo y recuperación de varias naves
espaciales. La NASA anunció que siete
astronautas, todos militares, entrenarían
intensamen te p ar a viajar al espacio.
El Proyecto Mercury efectuó 13 vuelos, seis de
ellos tripulados. El 6 de Mayo cle 1961, Alan
Shephard voló en un cohete a 115 millas sobre la
Tierra, para convertirse en el primer
estadounidense en el espacio, 23 dias después
del vuelo de Yuri Gagarin. Después
STC^,ÍS"" L¡ TreR.R¡ r¡l nr Ðsp,rclo l-37
LEccrót{
10
Acrrvr¡¡n
EJe:
Le ExpronacróN Espacrar
El Proyecto Mercury demostró que los
astronautas podían controlar su nave espacial,
además, que un ser humano podía permanecer
en el espacio por más de un día.
del vuelo de Shephard, el Presidente John F.
Kennedy anunció la próxima meta del programa
espacial de la NASA: aterrizar en la Luna a
finales de la década.
'
|::
:.,!)
i
\
I
\
\
\
\
i\
Cohete Mercury-Atlas en su posición de lanzamiento en Çabo Cañaveral, en
espera de una misión, en 1963.
13a
STC/I,ÍS" L.r Trann.r uN ol Esp¡clo
tEccróN 10
AcrrvrDAD EIE: LA Expron¡cró¡r Esp¡crnr
1rc
-
Propulsor de altitud
de reingreso
Almacenamiento de
paraca ídas de alerrizaje
ie:i.s.::.'\
Capsula Géminis
Proyecto Gemini
Misiones Apollo
El Proyecto Gemini se basó en los éxitos del
Proyecto Mercury y utilizó una cápsula para dos
astronautas. El Proyecto Gemini aumentó la
habilidad de los Estados Unidos de mantener a
Las misiones de Apollo están entre los proyectos
tecnológicos más importantes en la historia
norteamericana. Incluyeron I I misiones
tripuladas, seis de las cuales culminaron en la
las tripulaciones en las misiones en el espacio, de
Luna. Doce norteamericanos caminaron en la
superficie lunar, comenzando con los
astronautas del Apollo 11, el 20 de Iulio de 1969
(véase la lectura "Apollo 11", en Lección 5).
Las investigaciones científicas realizadas
extenderse, y de maniobrar, todas ellas muy
importantes en las posteriores misiones del
Apollo. Los astronautas del Gemini también
realizaron varios experimentos científicos y
llevaron a cabo la primera caminata espacial de
los Estados Unidos.
Se enviaron un total de 12 misiones de Gemini;
dos de ellas no tripuladas,llevando a 20
astronautas para un total de más de 40 días en el
espacio.
durante las misiones del Apollo cambiaron
nuestro entendimiento de la Tierra, así como
nuestra comprensión del origen de la Luna. Los
astronautas recogieron varios cientos de libras
de polvo y roca lunar, y las trajeron a la Tierra.
Estas rocas mostraron que la Luna es rica en
STCÂIS''' L.l'Irenn,+ ex el Esp¡.cro l-39
LEccróN
10 AcrrvrDAn EJe: Le Expron¡cróN Espacr.A.r
L1$5$h
#
L O
STC/I,IS"'
L¡ Tronn¡ nN ¿l
Espncro
LEccróN
r*.
*
10 AcrrvrDAr EIE: L¡. Expron¡cró¡r
Esp¡cr¡r
los recursos necesarios para sostener la vida
humana, salvo el agua, un ingrediente vital para
la existencia humana.
Sin embargo, en durante el proyecto Apollo,
también hubo trageias. Durante un accidente de
entrenamiento en l967,los tres primeros
astronautas del Apollo murieron. El Apollo 13
casi sufrió un desastre, pero los programas
continuaron con otras cuatro exitosas misiones.
Las fotografías de la Tierra tomadas por los
astronautas del Apollo cambiaron para siempre
la manera en que vemos nuestro planeta. El
Proyecto Apollo demostró que los seres
humanos podían vivir y trabajar en el espacio, e
incluso en otros mundos. Tämbién se demostró
que las tecnologías que se desarrollaron para el
programa espacial eran capaces de cambiar
nuestras vidas para siempre (véase la lectura
"Derivados del Espacio", en Lección 20).
Proyecto Skylab
El Skylab fue la primera estación espacial de los
Estados Unidos. El laboratorio medía
aproximadamente 36 metros de largo. Para
construirlo, los científicos adaptaron elementos
del programa Apollo. El nivel "inferior"
albergaba las habitaciones de la tripulación, y
estaba equipado con baño, galera,y un área para
cenar; contaba, además, con otra âreapara
realizar experimentos con dispositivos tales
como una silla giratoria y un ergómetro. El nivel
"superior" contaba con un compartimiento
delantero, un área de almacenamiento parala
comida, agua, equipo experimental, y trajes
espaciales. La estación tenía dos paneles solares
grandes y un broquel de aire en un extremo.
El Astronauta Jack Lousma camina en el espacio
fuera de la estación espacial Skylab, durante la
misión 3 del Skylab. Obserua el reflejo del Skylab y
de la Tiena en su casco.
STC/trIS" Ln Tr¡nne eN ol Especro
t L
rEccróN 10
AcrrvrDan
EJn:
La Expron¡cróN Espacr,¡rr
(
t
(
El trasbordador espacial Challenger en lanzamiento
El Skylab fue lanzado el 14 de Mayo de I973,y
las primeras tripulaciones llegaron a la estación
el25 de Mayo.
En el laboratorio, los astronautas estudiaron y
fotografiaron la Tierra y rcalizaron
L42 STC/ì,ß'" L¡
Tr¿nn¡ rn nr Esp¡clo
experimentos relativos a cómo las estancias
prolongadas en el espacio afectaban el cuerpo
humano. F;n1979, el laboratorio espacial, sin
equipo y sin pasajeros, fue destruido en la
atmósfera, sobre Australia.
tEccróN 10
Proyecto de Prueba Apollo-Soyuz
El proyecto Apollo-Soyuz demostró que los
Estados Unidos y la Unión Soviética podían
trabajar juntos en el espacio. El 15 de Iulio de
1975, Alexei Leonov-el primer ser humano que
caminó en el espacio-yValery Kubasov fueron
lanzados a órbita a bordo del Soyuz 19. El
equipo Apollo de los Estados Unidos-Donald
Slayton,Vance Brand y Thomas Stafford-fue
lanzado 7 horas después, desde el Centro
Espacial Kenned¡ en la Florida. La tripulación
delApollo se acopló con la nave soviética.El77
de Julio, los dos equipos se saludaron y las dos
tripulaciones hablaron por televisión a la gente
en la Tierra. El 19 de )ulio, los equipos siguieron
caminos separados. Dos días después,los
soviéticos aterrizaron en Liberia. La tripulación
norteamericana permaneció en órbita hasta el
24 de J:ulio, realizando experim ento s adi cio nales
antes de acuatizar en el Océano Pacífico.
Del Trasbordador a la Estación Espacial
No fue sino hasta 1981 que la NASA retomó su
programa de vuelos espaciales. En ese momento,
propuso construir una estación espacial y un
trasbordador espacial para darle
mantenimiento. La meta era utilizar los
transbordadores como aviones que pudieran
volar una y otra vez, en lugar de los cohetes, que
se usaban solo una vez y luego se perdían. La
NASA construyó el primer trasbordador usando
cohetes de combustible sólido que caían al
océano como propulsores. Los propulsores se
recuperaban para luego ser reconstruidos. El
orbitador era completamente reutilizable, pero
sus propulsores eran alimentados por un
inmenso tanque externo que quedaba
inutilizable tras cada misión. En 1993, se
desarrolló un trasbordador completamente
reutilizable. El trasbordador se utiliza para llevar
AcrrvrDA¡
Ele : Le ExpronacróN Especr.qr
cargas pesadas a órbita, y cuenta con un
laboratorio para que los astronautas realicen
investigaciones científicas en el espacio. Además
posée una plataforma para recuperar satélites.
También ha llevado y ha regresado a astronautas
a la Estación Espacial Internacional-el
proyecto espacial más ambicioso hasta la fecha.
A través de la Estación Espacial, más de 15
naciones lideradas por los Estados Unidos han
trabajado para construir un laboratorio en el
espacio. La investigación en la Estación Espacial
dará respuesta a preguntas básicas acerca de la
vida y trabajo de seres humanos más allá de
nuestro planeta.
Sondas Científicas
La NASA ha lanzado varias sondas científìcas
importantes, incluyendo al Pionner, el Galileo, el
Mariner, y el Voyager. Éstas naves espaciales han
explorado las lunas,los planetas, y otros lugares
en nuestro sistema solar. La NASA ha enviado
varias naves espaciales, incluyendo al Viking y al
Mars Pathfinder, para investigar Marte. El
Telescopio espacial Hubble y otras naves han
permitido a los científicas realizar
descubrimientos astronómicos signifi cativos
sobre nuestro más lejano planeta, Plutón, y
sobre el "espacio profundó" (leerás sobre los
descubrimientos hechos por estas sondas
científicas en una serie de lecturas durante las
próximas siete lecciones).
La exploración del espacio ha cambiado la
forma en que vivimos. Además del trabajo que
la NASA ha realizado en estudios de
aerodinámi ca y de otras aplicaciones espaciales,
los satélites han cambiado la manera en que nos
comunicamos. La historia de la exploración
espacial ha sido relativamente breve, pero los
cambios que ha aportado a nuestra forma de
vida en la Tierra son interminables. !
STC/ìulS"' La Trunn,r ¡N ¡r.
Esp¡cro 443
LEccróN
10 AcrrvrDAo EIa: L,r Expron¡cróN
Esp¡cr¡r
Los 10 Descubrimientos más
I-portantes Re alizados Durante
la E*ploracion Apollo ala Luna
1. l"
Luna no se encuentra en su estado
original; ha evolucionado a través deltiempo, y
posee una estructura interna parecida a la de
la Tierra.
Antes del Apollo, la Luna se encontraba sujeta a
todo tipo de especulaciones. Hoy en día
sabemos que la Luna está hecha de un material
rocoso que ha sido fundido por volcanes e
impactada por meteoritos. La Luna posee una
corteza muy densa (60 km), una litosfera
medianamente uniforme (60-1,000 km), y un
manto superior parcialmente líquido (1,0001,740 km). Es posible que exista una pequeña
capa de hierro al fondo del mando. Algunas
rocas lunares sugieren que alguna vez existió un
antiguo campo magnético, pero éste ya no existe
hoy en día.
2, ø Luna es muy antigua y tuvo una historia
temprana (los primeros mil millones de años)
que puede parecer común con todos los
planetas terrestres.
Los muchos cráteres de meteoritos sobre la Luna
a¡rdan a los científicos a entender más acerca de
la evolución geológica de Mercurio, Venus, y
Marte, en base a sus registros individuales de
cráteres. Nuestro entendimiento geológico de
otros planetas se basa principalmente en lo que
hemos aprendido de la Luna. Antes de Apollo,
los científicos no estaban seguros de la causa de
los cráteres sobre la Luna, y no se ponían de
acuerdo sobre las causas de cráteres similares
sobre la Tierra.
L44 STC ,IS'" L¡ Trrnn¡
nN
ol
Esp,qc¡o
3.
L"" rocas más jóvenes de la Luna son tan
antiguas como las rocas más viejas de la
Tierra. Evidencia de actividad geológica y
eventos que probablemente afectaron a ambos
cuerpos planetarios, puede ser encontrada hoy
solamente en la Luna.
Las rocas de la Luna tienen una edad que va a
desde los 3 mil200 millones de años a los 4 mil
600 millones de años. Grandes fuerzas
geológicas, que incluyen tectónica de placas y
erosión, continuamente cambian la superficie de
la Tierra. En cambio,la superficie de la Luna se
encuentra prácticamente virgen.
4, uTierra y la Luna se encuentran
genéticamente relacionadas. Fueron formadas
por diferentes cantidades de los mismos
materiales.
Las claras similitudes en la composición de las
rocas de la Luna y de la Tierra, muestran que
tienen un origen común. Sin embargo,
comparada con la Tierra, la Luna posee poco
hierro y pocos de los elementos necesarios para
formar gases atmosféricos y agua.
5, t" Luna no tiene vida; no posee
organismos vivientes, fósiles, o compuestos
orgán¡cos nativos.
Extensas pruebas han demostrado la falta de
evidencia de vida, pasada o presente, entre las
muestras lunares. No se han encontrado ni
siquiera compuestos orgánicos no biológicos.
Cualquier rastro de compuestos orgánicos en la
Luna se encuentra ahí, probablemente, debido al
impacto de meteoritos sobre la superficie de la
Luna.
tEccróN 10
6.
Tod"" las rocas lunares se or¡g¡naron
mediante procesos de altas temperaturas
(similar a |as rocas ígneas y rocas
metamórficas de la Tierra) con poca o nada de
agua. Éstas pueden ser clasificadas en tres
categorías: basaltos, anortositas, y brechas.
Los basaltos son rocas oscuras de lava, que
rellenan cavidades en la superficie de la Luna.
Estos basaltos se asemejan ala corteza oceánica
de la Tierra, pero son mucho más antiguos. Las
anortsitas son rocas ligeras que forman las
tierras altas. Se asemejan a las rocas más
antiguas de la Tierra, sin embargo son mucho
más viejas. Aún cuando la Luna es más joven
que la Tierra, su superficie no ha sido reciclada
mediante movimientos tectónicos, tal como lo
ha sido la superficie de la Tierra. Las brechas son
rocas compuestas que fueron formadas por el
aplastamiento y mezcla de otros tipos de rocas
durante los impactos de meteoritos. La Luna no
posee roca arenisca, caliza, o pizana,lo cual
prueba que poca o nada de agua existe-o ha
existido-en la Luna.
7 . Xinicio de su historia, gran parte del
interior de la Luna se fundió para formar un
"océano de magma". Las tierras altas de la
Luna contienen algunas de las primeras rocas
de baja densidad que flotaron hacia la
superficie, provenientes del océano de
magma.
Las tierras altas de la superficie lunar se
formaron hace unos 4 mil500 millones de años.
La primer corteza de la Luna flotaba sobre un
océano de magma que cubría a la Luna con una
profundidad de varios kilómetros. Numerosos
impactos de meteoritos a través del tiempo,
redujeron gran parte de esta antigua corteza a
cadenas montañosas.
AcrrvrDAo E¡E: La ExpronacróN Esp¡cr¡r
8.
Tr"" la formación delocéano de magma en
la Luna, una serie de enormes asteroides
impactaron sobre ésta formando enormes
cuencas, Ias cuales después fueron rellenadas
por flujos de lava.
Las grandes y oscuras cuencas de la Luna son
cráteres formados por impactos de meteoritos,
los cuales fueron rellenados por flujos de lava
hace unos 3 mil500 millones de años. Los
volcanes en la Luna ocurren, por lo general,
cuando la lava se distribuye horizontalmente.
Fuentes del fuego volcánico produjeron
depósitos de perlas cristalinas anaranjadas y
verdes.
9.
t" Luna no es simétrica.
La masa de la Luna no se encuentra distribuida
uniformemente. Esto se debe probablemente a
que ha evolucionado bajo la influencia de la
gravedad terrestre. La corteza de la Luna es más
gruesa y menos densa en su costado más alejado
de la Tierra. Y la mayoría de los volcanes tienen
actividad en el costado visible desde la Tierra.
También, Ia corteza lunar se encuentra
desplazada hacia la Tierra por varios kilómetros.
10, l" superficie de Ia Luna está cubierta de
fragmentos de roca y polvo |lamados regolita
lunar. Esta regolita lunar (materialsin
organismos vivos o muertos) contiene una
historia única de la radiación solar que nos
ayuda a entender los cambios de clima sobre
la Tierta.
La regolita fue producida por muchos impactos
de meteoritos a lo largo del tiempo. Las rocas
superficiales y los granos de mineral sobre la
Luna se encuentran marcados por elementos
químicos provenientes de la radiación solar. La
Luna ha registrado cerca de 4 mil millones de
años de historia solar. !
Adaptado por cortesía del Programa Espacial Äpollo de la NASA
STC
{S"'
Ln Trrnn¡ oN
¡l Esp¡cro L45
LEcc,oNl
1
El Sistema Solar:
Diseño de un Modelo aEscala
INTRODUCCION
Hace aproximadamente 4 mil600 millones de
años, nuestro sistema Solar evolucionó de una
enorme nube de gas frío y polvo. Las nubes se
separaron en trozos de materia que implotó. El
Sol comenzó a formarse en el centro de esta
materia mientras el interior se calentaba. Cerca
del Sol, las rocas y el metal se unieron para
después convertirse en los planetas sólidos
(rocosos)-Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Los
enormes y gaseosos planetas-)úpiter, Saturno,
Urano y Neptuno-se formaron más allá del
Sol. Los asteroides y los planetas congelados se
formaron de otros materiales sueltos.
En esta lección, iniciarás tu aprendizaje sobre
el sistema Solar, sus planetas, y asteroides. ¿Qué
es
lo que sabes sobre sistema Solar? ¿Qué tan
lejos se encuentran los planetas entre sí? ¿Cómo
se comparan los tamaños de otros planetas con
el tamaño de la tierra? En esta jornada a través
de nuestro sistema Solar, encontrarás las
respuestas a estas y otras preguntas.
oBJgnvos
¿Crees que nuestro slsfema So/ar se haya formado a partir de una
enorme nube de gas y polvo como ésta-la nebulosa de Oión?
DE EsrA
t-¡cclóu
Realizat una tormenta de ideas sobre lo
que sabes y lo que te gustaría aprender
sobre el orden y los tamaños de los
planetas, y sus distancias entre sí.
Construir una maqueta del sistema
Sola¡ a partir de un Juego de objetos a
escala,
Utilizar los objetos a escala para
explorar los diámetros relativos y las
distancias que existen entre cada
planeta y el Sol.
Resumir y organlzar información sobre
Mercurio,
146 STC,/IvIS'" L¡ Trenn,r
B¡q
el Esp¡cro
Para Empezar
2
3
Escribe en tu cuaderno
1
-'conocimiento
de ciencias el
que tengas sobre el orden, el
3
tamaño, y las distancias relativas entre los
planetas de nuestro sistema Solar.
Comparte tus ideas con la clase.
)
Platica con tu grupo sobre el significado
-'de la palabra "escala" tal como lo
encontramos en los mapas. Después,
define la palabra "maqueta" y menciona
algunos ejemplos. ¿Por qué es importante
construir maquetas a escala? Comenta con
tu grupo sobre la apariencia que debe
tener una maqueta del sistema Solar.
I
1
veletas para pesca
chÍcharos por mitad
piezas de cereal de avena redondo
Trozo de papelpara máquina sumadora
marcador
PROCEDIMIENTO
1.
--
Pr.:gmta a tu maestro cómo convertir de
milímetros a centímetros.
t
-'
Toma la bolsa grande resellable con la
etiqueta "11.1". Decide qué objeto de la
bolsa utiliz ar ân p ar a representar cada
planeta junto con los miembros de tu
grupo.
Ejerciclo L7-.L
Diseñando un Modelo del
Sistema Solar
MATERIAL PARA
Para
1
? - Escribe la palabra "Sol" en uno de los
-
YI
tA LECCION 11.1
ti
copia de la Hoja delAlumno 11.1: "Maqueta
de Nuestro Sistema Solar"
Ã, Mide el diámetro (en centímetros)
"
Para tu equlpo
1
extremos del papel para máquina
sumadora. Coloca los objetos que
seleccionaste a lo largo del papel para
mostrar el orden de los tamaños y las
distancias relativos entre cada uno de los
planetas.
bolsa grande de plástico resellable con la
etiqueta "LI.L' que contenga lo siguiente:
pelotas de hule
pelotas de ping-pong
2
2
2 botones de plástico
2 canicas
2 perlas de acrilico
2 molduras para barril de madera
de cada
uno de los objetos que representan el
diámetro de los planetas y registra el
nombre de cada objeto y su diámetro en la
Hoja del Alumno 11.1: "Maqueta de
nuestro sistema Solar". Mide y registra la
distancia (en centímetros) entre cada
objeto y tu "Sol".
tr
-'
Dibuia tu maqueta del sistema Solar en la
Ho;u'd.l Alumno 11.1. Señala y titula las
partes de tu dibujo. Observar las
semejanzas en los tamaños y/o distancias
entre tus planetas.
STCtISt" L¡ Tr¿nnr e¡r nl Esp¡.cro L47
LEccróN
11 EL SrsrEM^ SoLAR: ì)rsEño oe u¡¡ Mooer.o
,
3t
Esc.¡rr..¡r
Ejercicio L7..2
Usando el Factor Escala
REFLEXTON SOBRE LO QUE HTCTSTE
t.
¡
Muestra a tu grupo tu maqueta del
srstema Solar.
Para
Contesta las siguientes preguntas y
..
comparte tus ideas con los miembros del
grupo. Respóndelas en tu cuaderno de
ciencia si tu maestro que 1o pide:
1
l-
ti
copia de la Hoja delAlumno 11.2:
Usando el Factor de Escala.
calculadora (opcional)
A. ¿Cuál fue el planeta más grande de tu
maqueta? ¿Cuál fue el más pequeño?
PROCEDIMIENTO
B. ¿Puedes observar algún patrón en los
tamaños de los planetas en tu maqueta? Si
tu respuesta es si, explícalos.
C. ¿Puedes observar algún patrón en las
distancias entre los planetas de tu
maqueta? Si tu respuesta es si, explícalos.
D. ¿Crees que los objetos en su maqueta
encuentran a escala en términos de
tamaño? Explica tu respuesta.
se
Examina. cuicladosamente la
l. ilustración
-que se muestra en la
Imagen 11.1. ¿Qué tan grande podría
ser la maqueta de un autobús de
transporte escolar de 10 metros de
largo si el factor de escala utilizado
para construir la maqueta fuera de
lcm = 2m?
,æ
,t.Ë*
ïL
lg-.LJ
E. ¿Consideras que los objetos en tu
maqueta se encuentran a escala en
términos de distancia? Explica tu
:
:::ti.:i..i; t: ;::1r: fì=;
respuesta.
Q_ Guarda todos sus objetos dentro de la
bolru resellable. Si es posible, guarda
cualquier papel para sumadora sobrante.
-'
lmagen ll. 1 ¿Cuántos centímetros mediría una
maqueta de un autobús de transporie escolar de 10
metros si cada centímetro representar 2m?
f,Utiliza
el siguiente formato:
x = lcm
10m
2m
xx2m=l0mxlcm
xx2m=10mxcm
1ç=
(10mxcm)
2m
x=5cm
L4A
STC/trIS"'
L¡ Trrnn.q
¿N
el Esp¡cro
leccrón
Divide el tamaño del autobús entre 2m y
multiplica tu resultado por lcm. Esto te ayudarát
a calcular el tamaño de la maqueta. Es decir,
l0m + 2m=5 x I cm= 5 cm. Eltamaño dela
maqueta sería de 5cm.
m Er Srsrnrua Soran: Drseño rlr
[_
-'
Comenta con tu maestro sobre porqué el
3. radio
"l cm= 2 m" en el procedimiento
del Paso
I
es considerado
el"factor de
escala". ¿Cómo definirías "factor de
escala"? Escribe dicha definición en
ur.¡
Mo¡ero e Escere
Revisa los diámetros reales y las distancias
d.los planetas que se encuéntran en la
lista de la Tabla 1: "Utilizando el Factor de
Escala en la Hoja del Alumno 11.2".
Calcula las distancias a escala
aproximadas y los diámetros de cada
planeta utilizando un factor de escala de
lcm= 10,000 km. Anota tus cálculos en las
columnas asignadas de la Tabla I de la
Hoja del Alumno 11.2. Entrega todo tu
trabajo.
tu
cuaderno.
el diámetro a escala (DE) de la
tierra con el factor de escala (fe) de I cm =
10,000 km (o, 1:10,000). Pista: Divide el
Calcula
¿f
-ll -
REFLEXION SOBRE LO QUE HICISTE
_
diámetro real (DR) de la Tierra (12,756
km) entre 10, 000 km-el factor de
escala-y multiplica el resultado por 1cm.
A continuación podrás ver cómo debe
estar escrita la fórmula:
Diámetro a Escala (SD) : Diámetro Real (DR)
1 cm: factor de escala (fe)
Diámetro a Escala
@
(lE; =
lcm
Ectoiãeesca-la
DE = 1cm
DR
:
I
-'
Iunto con los miembros de tu grupo,
revisa tu información de la Hoja del
Alumno 11.2: "Utilizando el factor de
escala".
!.
--
Contesta las siguientes preguntas en tu
cuaderno, y compártelas con tu grupo:
A.¿Qué tan acertada resultó tu maqueta
durante el ejercicio 11.1 comparada con la
maqueta a escala del ejercicio 11.2?
sorprendieron los resultados de tus
cálculos de la Hoja del Alumno 11.2?
Explica tu respuesta.
B.¿Te
fe
DExfe=DRxlcm
DExFE=DRxcm
DE=DR x cm
---ió
pg=(DR+fe)
x
DE=DR+fe
STC/trfS"" Ln Tr¡nn,r Er nr, Espncro 149
leccrón
tt
Er Srsretr¡ Soran: Drsrño or uN Monsro
Ejercicio 11.3
Construcción de un Modelo
del Sistema Solar
¡
Esc¡ra
el diámetro
3.
- - Y1d. que
matemáticamente su diámetro por medio
de su circunferencia). Compara tus
mediciones con las medidas que se
encuentran en la lista de materiales.
Registra el diámetro de cada objeto en la
cuarta columna de la Tabla 1 de la Hoja
MATERIALES PARA EL EJERCICIO 11.3
Para
delAlumno
ti
1
copia de la Hoja delAlumno IL.3a:
1
"Calculando el Factor de Escala"
copia de la Hoja delAlumno 1l-.3b:
"Calculando Distancias a Escala"
"- Recuerda que debes registrar las
cantidades que obtengas. Utiliza el
ejemplo que se encuentra en la Hoja del
Alumno II.3a paraguiarte.
Planetario"
$.
Para tu grupo
bolsa pequeña de plástico resellable con la
etiqueta "1L.3" con el siguiente contenido:
2 perlaspequeñas,0.2cm
2 granos de pimienta, 0.46cm
1 pelota de hule, 5.5cm
1 veleta para pesca,4.6cm
2 perlas de acrílico, 1-.7cm
1 alfiler de cabeza redonda, 0.09cm
1 regla métrica, 30cm (12")
Calcula el factor de escala promedio
sumando todos los factores de escala y
dividiéndolos entre 9. Recuerda que
debes registrar las cantidades. Este
promedio es el factor de escala
aproximado de tu maqueta del sistema
Solar completa.
$.
|
1- cinta métrica
1- juego de 9 Tarjetas de lnformación Planetaria
1
11.3a.
Calcula el factor de escala de cada objeto.
¿f
1- copia de la Hoja delAlumno 10.1c: "Mapa
1
de cada uno de los
objetos
representan a los planetas
colocándolos directamente sobre la regla o
cinta métrica (también puedes calcular
calculadora
Comparte tus resultados con los
miembros de tu grupo
.Ut|lizand.o la Hoja del Alumno 11.3b y
trabajando en conjunto con tu gmpo,
calcula la distancia a escala entre el Sol y
cada planeta. Deberás utilizar las
distancias reales entre el Sol y los planetas.
PROCEDIMIENTO
TgTu la bolsa con la etiqueta"11.3."
1.
-objetos
Estos
encuentran aescala con el
diámetro real de los planetas.
se
objeto consideras que representa
cada planeta? Coloca los objetos de
manera que representen los tamaños de
los nueve planetas (no tomes en cuenta las
distancias todavía). Registra los nombres
de estos objetos en la tercera columna de
la Tabla I de la Hoja del Alumno 71.3a:
"Calculando el factor de escala".
.- åQué
15o
STC,/ñIS"' Ln Tlrnn.q on nr Esp.rclo
Utiliza el factor de escala que calculaste
en la Hoja del Alumno 11.3a para
determinar qué tan lejos del Sol deberás
ubicar cada planeta. Esto te ayudarâ a
construir una maqueta del sistema Solar
precisa en sus distancias y tamaños.
Utiliza el ejemplo de la Hoja del Alumno
11.3b para a¡rdarte. Observa que cada
respuesta relacionada con distancias a
escala en la Hoja del Alumno 11.3b se
contestara inicialmente en centímetros.
Sin embargo, deberás convertir tus
respuestas a metros y kilómetros para
que las cantidades sean más significativas.
t-¡ccrón
u
Er Srsrnrure Sor¡n: Drsrño
Si esposible, dirígete. con tu grupo a un
8. pasilto
largo, glmnaslo, campo
Mo¡no ¡ Escar¡
F. Analiza la Täbla 1 de la Hoja del
Alumno 11.3b. ¿Cómo se comparan
o
deportivo. Selecciona un objeto en el área
(por ejemplo, un muro o un poste de
portería) que represente al Sol. Después,
utilizando tus cálculos,trabaja con tu
grupo para medir las distancias de cada
uno de los planetas modelos de la manera
en que tu maestro te indique. Señala y
etiqueta cada planeta con la información
apropiada. Te sorprenderás al darte cuenta
de que Plutón se encontrara amís de una
milla de distancia.
r¡E uN
las
distancias entre los primeros cuatro
planetas con las distancias entre los otros
planetas?
G. Recuerda la sección de "Para Empezar".
¿De que manera es tu maqueta del sistema
Solar diferente con respecto a tus
primeras ideas en cuanto a la distribución
del sistema Solar?
f _ Recoge un juego de Tarjetas de
-' Información Planet aria paratu equipo.
Examina las distancias planetarias y
determina qué unidades se utilizan para
describir este valor. ¿Qué es lo que piensas
que significa AU?
REFLEXTóN SOBRE LO QUE H|CTSTE
Responde a las siguientes preguntas en tu
t.
- - cuaderno y compártelas con el resto de tu
clase.
A. ¿Qué observaciones y comparaciones
puedes hacer en cuanto a tu maqueta?
B. ¿Cómo puedes comparar la distancia y
tamaño de otros planetas con respecto a la
Tierra?
C. ¿De que manera es diferente tu
maqueta comparada con nuestro sistema
Solar real?
D. ¿De que manera es semejante tu
maqueta comparada con nuestro sistema
Solar real?
E. ¿Cuáles la relación entre el diámetro de
los planetas y sus posiciones con respecto
al Sol? Explica tu respuesta.
?
-'
Con una calculadora, determina como el
AU de cada planeta fue calculado. El AU es
el factor de escala que se utiliza con mayor
frecuencia para describir las distancias
planetarias.
fl_Lee la lectura "El Orrer¡ una Maqueta del
'' Sirt.-a Solar" y piensa sobre cório tus
observaciones de una maqueta del
sistema Solar pueden ser aplicadas al
verdadero sistema.
la lectura "Misión: Mercurio." Agrega
5.
- l.:
la información que consideres necesaria
sobre Mercurio a la copia de trabajo de la
Hoja delAlumno 10.1c. "Mapa
Planetario" y alaHoja del Alumno 10.lb,
(si tu Actividad Eje es Mercurio).
STC/IIS" L¡ Tron¡.n
rr nl Espaclo 151
LEccróN
11 EL SrsrEM¡. SoLAR: Drssño
nr uN Moorro a Esc,cre
El Orrery: Una Maqueta delSistema Solar
Cuando construyes la maqueta de un barco, un
cohete o cualquier otro objeto,la meta es que
ésta se parezca al original hasta donde sea
posible. Cuando el inglés George Gram
construyó su primera maqueta mecánica del
sistema Solar en el año de 1700 esta era su meta
principal. Duplicó las posiciones del Sol ylos
planetas, y de sus lunas que eran conocidas en
aquella época. Con la maqueta de Graham,la
gente tuvo la oportunidad de apreciar por
primeravez la manera en que la Tierra gira
152 STC/ì,IST" L¡ Tr¡nne ¡N
or. Esp.rcro
alrededor del Sol. También pudieron observar
los movimientos de Mercurio,Venus, Marte,
frlpiter y Saturno.
La maqueta de Graham fue conocida como un
"orrery." Fue llamada en honor a Charles Boyce,
el4to conde of Orrery quien mandó construir
aquella maqueta. El Orrery que se muestra aqul
fue construido en los 1780's. Pertenece al
Instituto Smithsoniano de Washington, D.C.
¿Conoces algun
orrery que
se encuentre en
algún museo de tu localidad?
!
LEccróN
11 EL SrsrEMA SoLAR: Drsaño
¡r
uN
Mo¡Ero ¡ Esc¡r¡
ElAstrarium
relojfue diseñado hace
aproximadamente 700 años por Giovanni de
Dondi. El reloj, o astrarium, funciona así:
Una rueda gira una vez por día y mueve otra
Este maravilloso
que da una vuelta completa cada año. El
astrarium sigue las posiciones cambiantes de
la Tierra, el Sol,la Luna y los otros cinco
planetas que se conocían en el tiempo en que
de Dondi diseñó el astrarium-Mercurio,
Venus, Marte, Júpiter, y Saturno. Esta
compleja herramienta astronómica
también incluye un calendario de las
festividades romanas. El invento de de
Dondi fue eventualmente desmantelado
para reutilizar el cobre del que estaba
fabricado. Afortunadamente, de Dondi
dejó notas detalladas sobre cómo
construir el astrarium,las cuales fueron
utilizadas para reproducirlo. !
(
i
(
(
(
(
(
(
(
(
(r
f,
(r
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t
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_r
L.r
(.-,,
(,
(r
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STC/l,lS'"'
L¡ Trsrn.{ rN rL Ðsp¿cro 153
tEccróN 11 EL SrsrErvre
Sor¡n: DrsEño
DE uN IVIODELO A EscALA
Misión:
Mercurio
Hace cinco mil años,los astrónomos de
civilizaciones antiguas de Sumeria (actualmente
Iocalizada en Irak) identificaron a Mercurio
como un planeta. Mercurio Solamente puede
ser visto a lo largo del horizonte un momento
antes del amanecer y después de la puesta del
Sol. Cuando Mercurio se encuentra
directamente arriba, la luz del Sol oscurece la
vista de este planeta.
El hecho de que Mercurio sea difícil de
observar no fue un obstáculo para que los
científicos trataran de aprender más sobre é1. Al
inicio del siglo XX, el astrónomo Eugenious
Antoniandi utilizó un telescopio para observar
Mercurio y creó mapas del planeta que fueron
utilizados por aproximaclamente 50 años.
Los científicos llegaron a pensar que el día de
Mercurio era igual de largo que su año. Pero en
1965, los científìcos utilizaron las observaciones
del radar Doppler para probar que Mercurio
rota tres veces cada vez que orbita el So1. A pesar
de este nuevo conocimiento,lo científicos tenían
muchas preguntas sobre el planeta más cercano
al Sol de nuestro sistema Solar. Entonces, paÍa
aprencler más sobre Mercurio,la misión del
Mariner 10 fiielanzada desde el Centro Espacial
Kennedy el3 de noviembre de 7973.
ElVuelo del Mariner 7O
El Møriner l0 era una astronave muy pequeña,
media tan Solo 1.39 por 0.457 metros-menos
que el ancho del escritorio de un salón cle clases.
Sin embargo, sus paneles Solares, antena, y
pantallas solares aumentaban el tamaño del
Mariner 10. Esta aeronave contaba con
instrumentos para estudiar la atmósfera,
superficie, y características físicas de Mercurio.
Los paneles Solares y el motor de cohete
ayudaron aI Mariner 10 allegar hasta el planeta.
E/ Mariner 10 transmitió las primeras
fotografías de la supeiicie de Mercurio.
L5,4
STC/ìvIS"*' L,r
Tl¿nn¡
oN eL Ðsp.{cro
tEcqóN 11 EL SrsrEÀ,r,q. Soren: Drsnño oe
ux N[oorI-o
 EscALA
STC IStt' L,c Tlnnn,{ sx oL Ðsp,rcro L55
LECCIÓN
11 EL SISTEMA SOLAR: DrseÑo oE uN MooEro
¡
ElMariner 10 no llegó directamente a
Esc¡,ra
Utilizando lo último que le quedaba de
combustible,los científicos pudieron hacer que
el Møriner 10 volara cerca de Mercurio dos veces
más en Septiembre de 7974y Marzo de 7975.
Desde entonces, el Mariner 10 ha continuando
su órbita alrededor del Sol, sin embargo, su
operación ha cesado.
Mercurio. Después de dejar atrás la atmósfera de
la Tierra, voló por Venus y aprovecho su fuerza
gravitacionil.para dar vuelta hacia Mercurio.
Después de casi cinco meses de vuelo, eI Mariner
10 pasó por primeravez cerca de Mercurio.
Después de que el Mariner 10 completó su paso
por Mercurio, comenzó a orbitar al Sol.
\ùú4/
\\'
=t
J--
MERCURIO AI. MOMENTO DEI- I.ANZAMIENTO
Y EN JUNIO 28D81974
\
t.
(
TA TIERRA AT MOMENTO
DET I.ANZAMIEMO, 1 NOV I973
(.
i=->-
t
-é
({
(,
Diagrama de la NASA con la trayectoria del Mariner 10 tal
como fué descrlfo durante la misión planeada en 1972. Sigue la
llnea punteada para trazar el camino del Mariner 10 desde Ia
Tiena hasta Mercurio.
(
(
L
ir
L
I
I
l-56
STCIñIS" L.r Trrnn,l ex rr, Esp¡cto
LEccróN
El Mariner, con Mercur¡o en Ia Mira
Durante cada vuelo abaja altura, el Mariner 10
reunió imágenes e información. Las cámaras de
la sonda tomaron más de 2,500 imâgenes de
Mercurio. Estas imágenes abarcaron casi la
mitad de la superficie de Mercurio. ¿Por qué
Solamente la mitad? Porque Mercurio rota tan
11 EL SISTEMA SoLAR: Drs¡,ño r¡E uN
Mo¡ero n Escer¡
lentamente que un Solo día en Mercurio dura
más de 58 días en la Tierra. Debido a las fechas
de los tres acercamientos, uno de los lados del
planeta se encontraba siempre en la oscuridad
cuando eI Møriner estaba 1o suficientemente
cerca para tomar fotografías.
La mitad de Ia superficie de Mercurio
STC/l,lSttt
L¡ T¡nnnn r¡ rl Ðsp,rclo L57
LEccróN
11 EL SrsrEùtA SoLAR: Drssño pr, uN Moosro
Las ondas de choque creadas por el impacto de un enorme
meteorito formaron esfas collnas en Mercurio.
¡
Esc¡ra
Esta imagen tomada por el Mariner 10 muestra uno de las
muchas fallas que se encuentran en Ia superficie de
Mercurio.
Las fotograffas tomadas por el Mariner l0
revelaron una superficie colmada de cráteres
muy parecida ala de la Luna. Los cráteres con
grandes "rayos" pueden verse esparcidos entre
planos oscuros. Estos rayos pueden ser material
expulsado de los cráteres durante el impacto.
Los científicos creen que algunas de las partes
planas de Mercurio fueron causadas por el flujo
de lava. Las câmaras también tomaron
fotograffas de un enorme crâter, Carolas Basin.
Este cráter mide 1,300 kilómetros de longitud y
pudo haber sido el resultado del impacto de un
asteroide. Los científicos creen que este impacto
también causó la formación de colinas en el
otro lado del planeta. Otras fotografías tomadas
por el Mariner l0 muestran fallas en la
superfìcie. La evidencia sugiere que algunos
trozos de la corteza de Mercurio se han
encimado en estos lugares.
El descubrimiento más sorprendente de la
misión del Mariner 10 fue que Mercurio cuenta
con un campo magnético. Algunos científicos
creen que el campo magnético indica que el
planeta tiene un núcleo de hierro parcialmente
derretido. Otros piensan que un antiguo campo
magnético puede estar congelado en la corteza.
154
STC/IIS"' L¡ Trn¡.n.r oN er. Esp¡cro
Misiones Futuras
Todavía existen misiones planeadas para
Mercurio, entre ellas el mandar un orbitador a
Mercurio. Un orbitador es una aeronave que
estudia un planeta girando alrededor de él en
vez de Solamente volar cerca de é1. Los
científicos esperan realizar estudios más
detallados al mandar un orbitador a Mercurio,
clesean obtener un mapa de todo el planeta.
Otra de las metas es enviar equipo a que
aterrice en el planeta, como cámaras,
sismómetros, y herramientas para estudiar el
suelo de Mercurio. Una aeronave que aterriza
en el planeta es llamada"aterrizador". En dicha
misión, los científicos esperan reunir
información directamente desde la superficie
del planeta para encontrar las respuestas a
numerosas preguntas: ¿Cuál es la composición y
estructura de la corteza de Mercurio? ¿Tiene
algún tipo de sucesos volcánicos? ¿Cuál es la
naturaleza de sus capas polares? Probablemente
encontremos las respuestas a estas preguntas en
misiones futuras, y tendremos un mejor
entendimiento de este planeta. n
LEccróN
ll 4,878 km
al Sol ll 57,900,000
Temperatura promedio
Diámetro
Distancia promedio
Masa
Gravedad
ll 33 x 102 kg
(Tierra=l) ll 0.38
11 EL SrsrEMA SoLAR: Drseño ne uN MonEro a Escara
km
Duración de un día slderal
Duraclón de un año ll
1790C
58 días terrestres
¿S dias
terrestres
Número de lunas ll o*
Tamaño Relativo
.,.,r1'
ii
¡'..:,
.Ær"'
., :1:1
,.
.
.¡Wi'i''
¿Sabías que...?
.Mercurio
es tan solo un poco más grande que la luna de la Tierra. Observa la ilustración
"Tamaño Relativo" que se encuentra arriba, que compara la Tierra con Mercurio.
.El nombre de Mercurio le fue dado en honor al mensajero de los dioses debido alarapidez
con que se mueve por el cielo alrededor de su órbita, arazôn de 46.4 kilómetros por
segundo-más rápido que cualquier otro planeta.
* Para el año2OO2
STC¡vfSt" L,t Trrnne rN rr, Especlo
LEcc,óNl
2
Cráfreres
INTRODUCCION
¿Qué ocurrirfa si un asteroide gigante chocara
con la Tiena?
¡Impacto! Repentinamente ocurre una enorme
explosión. El tremendo calor generado por la
velocidad del asteroide hace que la roca se
vaporice al impacto. El impacto crea un agujero
profundo y redondo.
Los cráteres de impacto-agujeros con forma
de platón en la superficie de un planeta rocoso,
luna o asteroide-son la más grande formación
de tierra en el sistema Solar. La Tierra no se ha
escapado de impactos de asteroides, aunque los
efectos de erosión por agua y viento, el
vulcanismo, y otros procesos en la tierra han
borrado gran parte de su evidencia. Sobre
nuestra Luna y planetas como Mercurio, en
donde no hay atmósfera, los cráteres
permanecen intactos, y por lo tanto pueden
gtardar muchos secretos sobre el pasado de
nuestro sistema Solar.
¿Qué apariencia tienen los cráteres cuando se
forman? En esta lección, examinarás fotograffas
de cráteres. Modelarás la formación de cráteres
de impacto, y diseñarás una investigación para
probar los factores que afectan al tamaño y
forma de los cráteres que se forman durante un
impacto. Tämbién leerás sobre el planeta Venus.
OBJETIVOS DE ESTA LECCIóN
Clasificar fotografías de planetas, lunas y,
asteroides en base a las características de sus
superficies.
Modelar los efectos de los cráteres de impacto.
Diseñar un experimento para analizar cómo el
tamaño, la velocidad, o la forma de los objetos
que chocan con Ia superficie de un planeta
afectan a la formacíón de cráteres,
Resumir y organizar información sobre Venus, y
compararlo con otros planetas,
1-60
STC/trIS"'
L¡ Tr¡nn.r
eN
Bl
EspRcro
Para Empezar
t.
--
Observa las fotografías mostradas en las
Imágenes 12.1 a la 12.6. ¿Qué
observaciones puedes mencionar sobre
ellas? ¿En que se parecen? ¿En que se
diferencian? Clasifica las fotograffas.
Registra tus clasificaciones en tu cuaderno
de ciencias. Prepárate para justificar tus
clasificaciones a los miembros de tu
MATERIAL PARA
LA LECCIóN 12
Para
1
1
tl
par de gafas de
seguridad
par de lentes 3D
rojo con azul
1 Hoja de Trabajo
del Alumno
10.lc:Cuadro
grupo.
Para tu grupo
1- copia de la Hoja
I
I
30cm (12")
transportador
(opcional)
periódico
Planetario
I
plástico
paquete con 3
esferas de acero
7 cinta métrica
7 imán de anillo
lámpara de
mano
2 baterías D-cell
7 regla métrica de
de Planeación
copia de la Hoja
delAlumno 12.2:
toa llas
desechables de
papel
"Registrando
Nuestra
lnformación y
Conclusiones"
caja de plástico
que contenga lo
siguiente:
arena
harina
lmagen 12.1 Mercurio
cocoa
taza cernedora
grande con
cocoa extra
taza cernedora
grande con
harina extra
bolsa grande de
plástico
resellable con lo
siguiente:
2 lupas
lmagen 12.2 El Cráter Baninger en Arizona
I
esparcidor de
STC/l,lS'" L¡ Trrnnn nN rl Ðsp¡cro l-61-
LECCIóÑ
12 CRÁTERES
lmagen 12.4 Calisto, una de las lunas
de Júpiter.
lmagen 12.3 El lado de la luna "nunca v¡sto desde Ia Tiena".
lmagen 12.5 Los grþanfescos
s g a se o so s-J ú p ite r,
Saturno, Urano y Neptuno-son
también conocidos como los
Planetas Jovianos.
p I a n eta
-Ð'q
lmagen 12.6 Los asfero,?es Matilde,
Gaspra e lda.
LA2
STC/trIS" L¿ Trrnn¡ nN or. Esp¡cro
LEcctóN
rz Cni.rrnEs
Ejercicio L2.L
Obse rvaciones Genera Ies
Sobre los Gráteres
2,C.orylurte tus observaciones y
clasificaciones con tu equipo.
Cg-..rta sobre estas preguntas con los
3.
- - miembros de tu equipo o clase como tu
maestro lo indique.
PROCEDIMIENTO
¿Qué es lo que notas cuando observas la
imagen del acercamiento de los cráteres?
¿Cuáles sonlas semejønzas o diferencias
entre lø Imøgen 12.5 y las demás?
d
"
Participa en una tormenta de ideas sobre
lo qrr.iubes en cuanto a los cráteres y 1o
que deseas aprender.
$.
Registra en tu cuaderno de ciencias una
descripción de lo que piensas que causa
los cráteres, y dónde es más probable que
ocurra. Comparte tu descripción con tu
compañero.
ß
!Jr
--
t.
tu
POR TU
STGURIDAD
Trabaja en un área bien ventilada para
minimizar los niveles de polvo en el
aire.
Utiliza gafas protectoras ventiladas
indirectamente durante todo el ejercicio.
No anojes las esferas de metal.
Suéltalas cuidadosamente sobre la
superficie de polvo.
Observa la Imagen 12.7.Compara los
cráteres mostrados en las Imágenes de la
12.7 ala 12.6. ¿Cómo consideras que fue
formada esta característica? Comenta
sobre estas preguntas con los miembros
de tu equipo y comparte tus ideas con el
No te subas a los muebles para dejar
caer las esferas de metal. Coloca la
caja en el suelo cuando te encuentres
probando las alturas mayores a 60cm.
gmpo.
t
é'
'
lmagen 12.7 Pu'u Ka Pele, Mauna Kea
Revisa las normas de seguridad con
maestro.
Cubre tu espacio de trabajo con un
periódico, täl rrez desees proteger también
tu ropa. Reúne la caja de plástico de tu
equipo,la bolsa grande de plástico
resellable, y las tazas cernidoras de cocoa y
harina.
Trabaja con tu equipo al analizar cómo se
formán los cráteies. Selecciona una de las
esferas de metal y suéltala al interior de la
caja.Utiliza el imán para retirar
cuidadosamente la esfera de la caja sin
tocar el polvo a su alrededor. Utiliza la
lupa Comenta lo que observas con los
miembros de tu equipo.
STC/IVIS"' Le Tr¿nnn rN
rl Esp,rcro
1-63
LECCIÓN
12 CRÁTERIS
4- - Repite el Paso 3 unas cuantas
I I
tr
-'
.:.
veces más,
utilizando una parte diferente cle la caja
cadavez que lo hagas. Observa el cráter
que se forma en cada intento.
Intenta Soltar la esfera desde una altura
diferente o rodándola a lo largo de tu
regla en diferentes ángulos, o intentalo
utilizando esferas de diferentes tamaños.
Observa cada uno de tus resultados. Si la
superficie se llena de cráteres, suaviza
cuidadosamente la superficie de polvo con
la punta del esparcidor de plástico (ver
Imagen 12.8). Utiliza la taza cernidora
para esparcir una capa extra de harina
sobre la superficie. Después, esparce una
capa delgada de cocoa sobre la harina (la
cocoa debe ser agregada encima de la capa
blanca).
lmagen 12.8 Cuando ya no tengas más espacio para cráteres, (A)
utiliza tu esparcidor de plástico para suavizar la superficie de tu harina.
(B) Cubre la superficie con una nueva capa de harina. (C) Cubre la
harina con una capa delgada de cocoa.
L6,4 STC/IIS"'
L.c
Tlrnn,r
eN ¡r" Ðspacro
l¡ccrón
rz CnirEnes
REFLEXION SOBRE LO QUE HICISTE
f
-'J
. Comparte tus observaciones generales
con Ia clase.
Lee "Cráteres en Proceso" para
d"s.ubrir más sobre la formación de
cráteres. Comenta sobre las partes del
crá¡ter con los miembros de tu grupo,
consulta la ilustración. ¿De qué están
hechos los rayos?
CRÁTERES EN PROCESO
Un cráter es un enorme agujero con forma de
platón encontrado en superficies sólidas y
rocosas. Los planetas terrestres, lunas y
asteroides tienen cráteres. Algunos cráteres se
forman cuando meteoritos, asteroides, o cometas
se impactan en la superficie de un planeta o |una.
Estos cráteres-lla mados "cráteres de
impacto"<asi siempre son circulares. Existen de
todos tamaños y formas, desde pequeñas zanjas
hasta enormes estanques de cientos de metros
de largo. Los cráteres de impacto son la
característ¡ca geológ¡ca más común en nuestro
sistema solar.
Ellmpacto
La apariencia de un cráter de impacto depende
de muchos factores. Por ejemplo, eltamaño y
velocidad del objeto que causó el cráter afecta el
ancho y profundidad de éste. En los casos de
impactos más pequeños y no tan profundos, la
superficie material, simplemente es arrojada, así
como la arena salta cuando lanzas una piedra y
esta cae sobre la superficie de la playa. Sin
embargo, cuando el objeto que se impacta es
grande y viaja a altas velocidades, golpea la
superficie con una luerza tremenda. Las
temperaturas extremas y la presión de Ia colisión
hacen que el objeto se derrita y mezcle con Ia
roca a su alrededor.
Partes de un Gráter
Después del impacto, un cráter se forma con
borde alto y con una punta central(ver
ilustración). Los derrumbes pueden crear
terrazas alrededor del borde. Elsuelo del cráter
frecuentemente se encuentra bajo el nivel del
terreno que lo rodea. Los materiales que son
expulsados, como el polvo, arena y+i la
temperatura es lo suficientemente alta-la roca
líquida, caen alrededor del cráter para formar un
átea de escombros que asemejan a los rayos de
una rueda. Estos rayos, se forman radialmente en
todas las direcciones. Algunos rayos pueden
medir cientos de kilómetros más allá del punto
del impacto. Algunos cráteres secundarios más
pequeños también se forman alrededor del cráter
principal.
STC,IS'n' Ln Trrrn¿ oN er, Espncro 165
LECCIóN
12 CRÁTERIS
Borde del
Ondas de choque
Meteorito
Borde del
crater
Material
Cima central
I : ri:¿
."'t
.::
i'.1Ìi
/
'o,/
..ttl:
Las fases en la formación de cráteres de impacto incluyen el
impacto, el desprendimiento y derretimiento del objeto que se
impacta, la expulsión de roca derretida, y la formación de rayos.
l-66 STC^\,IS"' L¡ Tlonn.q
eN
nr Esp¡,cro
explusado crater
Cima central
leccrór
Los cráteres en las lunas y planetas se ven
con mayor facilidad cuando son cubiertos por
grandes sombras. Los cráteres a lo largo del
límite del lado oscuro de la Luna y el lado
iluminado son más visibles desde la Tierra
cuando la Luna se encuentra en cuarto
menguante.
Cráteres: Enlaces al Pasado
Los cráteres pueden decilnos sobre la historia
de un planeta o luna. Entre más cráteres tenga
un planeta o luna, más antigua será aquella
parte de la supeúicie del planeta. Durante el
principio de Ia formación de nuestro sistema
Solar, muchos meteoritos bombardearon los
planetas. Los cráteres que causaron esto
pueden permanecer en la Luna y Mercurio.
Esto se debe a los procesos biológicos como la
erosión por agua y viento, que se detuvieron
hace millones de años en estos cuerpos (ver
lmágenes L2.1,y L2.31. Los cráteres
permaneces casi igual que cuando se crearon.
Los planetas gaseosos poseen poca o
ninguna evidencia de cráteres de impacto,
aunque estos planetas también sufren
impactos de meteoritos con la misma
frecuencia que los planetas rocosos. Los
cráteres dejan Solamente un registro temporal
en su atmósfera gaseosa.
Cráteres sobre la Tierra
La Tierra también se encontraba llena de
cráteres durante su formación e incluso sigue
recibiendo impactos en la actualidad. Muchos
de los cráteres en la Tierra han sido
erosionados por elviento y el agua, y
desttuidos por terremotos y volcanes. En Ia
Tierua se han identificado unos 12O cráteres
de impacto. Algunos de los cráteres de Ia
Tierra son relativamente jóvenes; por ejemplo,
el Cráter Barringer (Meteoro) en Arizona (ver
lmagen 12.2) tiene Solamente 5O,0O0 años de
edad. El Gráter Manicouagan en Québec,
Canadá, es mucho más antiguo;fue creado
hace aproximadamente 2L4 millones de años.
Con 70km de diámetro, elGráter Manicouagan
es uno de los cráteres de impacto más grandes
sobre la superficie de la Tierra.
r:
CnÁrnne.s
Ejercicio L2.2
Analizando Gráteres
PROCEDIMIENTO
1.
¿Qui interrogante te gustaría poner a
prueba para descubrir más sobre los
cráteres de impacto? Decide con tu equipo
qué tema investigarían. Trata de escoger
un tema que no sea repetido por otro
equipo. (Si tienes dificultades, tu maestro
leerá algunas de los temas sobre cráteres
de impacto que tu equipo puede
responder utilizando tus materiales del
Ejercicio 12.1)
)_Utiliza la hoja de planeaciónpara diseñar
-r. la investigación de cráter de tu equipo. Tu
--
maestro deberá aprobar tu plan.
J.
Decide cómo registrarás tu información.
{.
Repasa los Consejos de Seguridad con
tu
maestro.
POR TU
SEGURIDAD
Trabaja en un área bien ventilada para
minimizar los niveles de polvo en el
aire.
Utiliza gafas protectoras ventiladas
indirectamente durante todo el
ejercicio.
No anojes las esferas de metal.
Suéltalas cuidadosamente sobre la
superficie de polvo.
No subas a los muebles para dejar
caer las esferas de metal. Coloca la
caja en el suelo cuando te encuentres
probando las alturas mayores a 60cm.
STCnvIS'"n
L¡ Tlrnn¡
oN
ol
Esp¡cr
o l:67
LECCIÓN
$.
12 CRÁTERIS
Cubre tu ârea de trabajo con un periódico.
L.l.t1 a cabo tu investigación.
6.
- - siguientes puntos mientras
Recuerda los
trabajas:
.Cambia Solamente la variable
independiente-la variable que estás
investigando (por ejemplo,la altura de la
cual soltaste la esfera de acero).
.Si varías la altura desde la cual sueltas la
esfera (velocidad de impacto), utiliza
incrementos uniformes, como 30,60 o
90cm. Comienza con la medición
menor.
.UtiIiza el imán para retirar la esfera de
metal. Evita tocar el cráter.
.UtiIiza la lupa para observar los detalles
de tu cráter.
.Utiliza herramientas para medir tu
variable dependiente (por ejemplo,
profundidad y diámetro del cráter,
longitud, y número de los rayos).
.Si tu superficie
se llena de cráteres, utlliza
el esparcidor de plástico parasravizarla
superficie. Utiliza las tazas cernidoras
para creaÍ nuevas capas de harina y
cocoa.
.Registra tu información y conclusiones
en tu cuaderno o utiliza le Hoja del
Alumno 72.2 como se te instruya. Si
realizas intentos múltiples, calcula el
promedio de los resultados.
Cuando cada grupo haya completado su
/.- - investigación,
tu maestro apagará las
luces del salón de clases. Utiliza las
lámparas de mano para examinar tus
resultados (ver Imagen 12.9). Alumbra los
cráteres desde todas las direcciones.
¿Desde qué dirección se pueden apreciar
mejor las características de los cráteres?
¿De que manera se ven diferentes los
cráteres con la luz de la lámpara?
l-68 STC IS"' Ln Tlannn
e
w
rl Espnclo
lmagen 12.9 Utiliza tu lámpara de mano para examinar
Ia
superficie con cráteres.
REFLEXIÓN SOBRE LO qUE HICISTE
l.
Comparte tu información y conclusiones
con la clase. Tiaba con tu equipo para
determinar las conclusiones que puedes
hacer sobre los cráteres de impacto con
base en tu evidencia. Considera la
profundidad y el diámetro del crâter yIa
longitud de los rayos.
a las fotografias en las Imágenes
!. Acude
-- l2.l ala 12.6 nuevamente. Responde a las
siguientes preguntas en tu cuaderno y
coméntalas con los miembros de tu
grupo:
A. ¿Cuál es la semejanza entre los cráteres
de las fotografíasy los que se encuentran
en
tu caja de plástico?
B. ¿Crees que la apariencia de un cráter te
puede a¡rdar a saber cómo fue formado?
Explica tu respuesta.
C. ¿Dónde se encuentra el objeto que
impactó en cada fotografía?
se
D. Recuerda cuando utilizaste la lámpara.
¿Cuándo es el mejor momento para que
los científicos observen los cráteres?
t¡ccrór
Toma un par de gafas azuly rojo para ti.
El lente rojo debe ir colocado sobre tu ojo
izquierdo y el azul sobre tu ojo derecho.
Utiliza las gafas para observar las
características del crâter que se muestra en
la Imagen 12.10, Permite que tus ojos se
adapten a los lentes durante 30 segundos.
¿Puedes observar alguna nueva
característica en el crâter? Si tu respuesta
es positiva, regístralas en tu cuaderno de
rz CnÁrnnss
"Misión: Venus". Agrega cualquier
4.1":
intormación nueva sobre Venus a tu copia
de la Hoja del Alumno lO.lc: "Cuadro
Planetario" (y alaHoja delAiumno 10.1b,
si tu planeta elegido es Venus).
ciencias.
lmagen 12.10 Esta imagen del Apollo muestra el Cráter Rey de la
Luna en 3-D.
STC/ilIS" Ln Tr¡nnn
nN sr,
Esp.{c¡o 169
LEGCIóN
12 CRÁTERES
Misión: Venus
Los observadores y astrónomos han sabido
sobre la existencia de Venus por cientos de años.
Esto se debe a que es el objeto más brillante en
nuestro espacio, después del Sol y la Luna. Por
medio de la observación a través de poderosos
telescopios durante los últimos 100 años, hemos
podido aprender mucho sobre nuestros planetas
vecinos. Los astrónomos han descubierto, por
ejemplo, que Venus se encuentra rodeado por
espesas nubes.
Aún así,los científicos se preguntaban al
obseervar la Tierra, su "planeta vecino". ¿Cómo
clima en Venus? ¿Tiene agua? ¿Viento?
¿Vida? En 1978,los Estados Unidos lanzaron dos
es el
El orbitador de Venus, el Pioneer 12, se muestra en
t7O
STC^,IS'"'
L¡ Trrnn¡
nN e¡. Espacro
naves espaciales a Venus en busca de algunas
respuestas. Estas dos naves espaciales de las
misiónes Pioneer fueron seguidas, 11 años
después, por el lanzamiento del Magelløn.
Pi on
eer 72-Ea Orbitador
La primera de las dos misiones Pioneer, el
Obitador de Venus Pioneer 12, despegó en
mayo de 1978. Para diciembre, ya se
encontraba en órbita alrededor de Venus-y
permaneció allí durante 14 años. En
ocasiones, el orbitador liegó a encontrarse a
menos de 150 kilómetros de la superficie de
Venus.
su posición normal
de vuelo (de cabeza).
rEccróN
r¿ CnÁrnnrs
Durante su larga estancia en órbita, eI Pioneer
12 realizó mediciones, mapas, y tomó
fotograffas de la nube amarilla que cubre a
Venus. La información del Pioneer 12 demostró
que las capas superiores de nubes contienen
pequeñas gotas de ácido sulfi¡rico, un líquido
venenoso que puede destruir metales.
El Pioneer 12 también probó lo que muchos
científicos sospechaban-que en Venus existe un
poderoso "efecto de invernadero". Esto significa
que la atmósfera de Venus, que está compuesta
mayormente de dióxido de carbono, atrapa el
calor del So1. El calor puede elevar la
temperatura de la superficie de Venus hasta 475
"C-lo suficientemente caliente como para
derretir plomo. Venus puede tener constantes
relámpagos ylluvia (aunque no como la
conocemos en la Tierra), sin embargo, el intenso
calor hace que la lluvia se evapore antes de tocar
el suelo. Si la superficie de Venus alguna vez tuvo
agua, esta se ha evaporado y perdido en el
espacio. Actualmente, el planeta se encuentra
muy seco.
El 8 de octubre deIgg2,elPioneer 12 se quedó
sin combustible. El orbitador se quemó
mientras caia por las nubes. Se ha ido para
siempre, sin embargo, la información ylas
fotograffas que mandó a la Tierra permanecen
con nosotros.
Pioneq
l3-La Multisonda
La segunda nave espacial,la Multisonda deVenus
Pioneer l3,fiielanzada en agosto de 1978. El
Pioneer 13 fue diseñado para entrar en la
atmósfera de Venus en vez de orbitar el planeta.
Estaba equipado con una enorme sonda y tres
pequeñas. La sonda grande medía 1 metro de
largo ypesaba 315 kilogramos. Las sondas
pequeñas medlan 0.8 metros de diámetro y
pesaban 75 kilogramos cada una. Las sondas se
empacan con instrumentos para tomar
observaciones y mediciones como el contenido
atmosférico, turbulencia, temperatura, tamaño
de las partículas, y radiación. El 9 de diciembre
de 1978, cada una de las sondas descendió de la
nave espacial durante aproximadamente 55
minutos antes de tocar la superficie del planeta.
Los ingenieros que diseñaron las sondas sabían
que no soportarían el impacto del aterrizaje en
El concepto de un añista de la Sonda de Venus Pioneer 13
entrando a la atmósfera de Venus
la superficie del planeta. La información que las
sondas reunirían en su camino hacia la
superficie sería la más importante. Sin embargo,
una de las ondas sobrevivió el impacto con la
superficie de Venus y siguió mandando
información desde la superficiepor 67 minutos
más antes de que el calor y la presión
terminaran con su habilidad de transmitir.
Durante su camino a través de la atmósfera,
las cuatro sondas capturaron grandes cantidades
de información. Los datos mostraron, por
ejemplo, que los vientos en las capas superiores
de la atmósfera de Venus se mueven con grán
rapidez, dan vuelta al planeta en cuatro días. Sin
embargo,los vientos cercanos a la superficie son
apenas tan fuertes como para mover granos de
sal y partículas de polvo.
Los sensores de las sondas también registraron
la presión atmosférica de Venus. La espesa
atmósfera de Venus empuja objetos con 90 veces
mâs faerza que la atmósfera de la Tierra. Este
tipo de presión existe en la Tierra solamente a
medio kilómetro bajo las profundidades del
océano.
STC/trIS"' L.r Trenn¡ e x e r. Esp¡.cr
o
L77-
IEccIóN 12 CRÁTERIS
Matellan
ocasionadas por el
r;j,.r.r)-*
formó
canales-algunos tan largos como el ancho de
de los volcanes. La lava también
La nave espacial Magellan que fue nombrada en
honor al explorador portugues del siglo XVI,
Magallanes. Fué lanzada el4 de mayo de 1989, y
llegó a Venus el 10 de agosto de 1991. Durante
cinco años, la antena principal del Magelløn
envió señales de radar a la superficie de Venus.
Una antena más pequeña midió las alturas de
lasuperficie. Toda la información del radar fue
enviada a la Tierra, donde una computadora
utilizo la información para crear imâgenes de la
superficie del planeta.
El Magellan reveló que Venus es un planeta de
volcanes. Miles de ellos puntean el
planeta-muchos pequeños domos y algunas
enormes montañas. Suaves superficies
flujo
de lava separan muchos
Unidos-en la superficie de Venus.
Algunos meteoritos han dejado cráteres de
impacto en Venus. ElMagellan también mostró
que en algunos lugares la superficie de Venus ha
sido separada, posiblemente por el surgimiento
de magma del manto de Venus. Un área de
corteza débil, partió un cráter en dos. Los
volcanes frecuentemente se forman a lo largo de
los Estados
estas áreas.
En 1995, eI Magelløn se quemó en la atmósfera
del planeta-pero no antes de registrar casi toda
la superficie de Venus. Esta maravillosa nave
espacial nos proporciono nuestra primera vista
global geológica del planeta en nuestro sistema
Solar casi como la Tierra. D
:.:,,,
Volcanes en Venus
Esta imagen de Venus salió de las imágenes del radar del
Magellan.
172 STC/lvlS'"
L.c
Trrnn¡ ril rl Ðsp¡cro
rEccróN
Diámetro
Distancia promedio al Sol
tYlasa
Gravedad
Temperatura promedio
12,102 km
108,200,000
ll
487
km
Duración de un día sideral
xt},'
(Tiera=l) ll 9.91
rz CnÁren¡s
4640C
243 días terrestres
Duración de un año ll ZZS diasterrestres
Número de lunas ll 0x
Tamaño Relativo
Atmósfera de Venus
Ácido sutfúriJo.
;-:i,^-:-,- -..'
y
helio, argón,
II
Dióxido
de carbono
¿Sabías que...?
tVenus rota de este a oeste-en el sentido opuesto que la Tierra.
'Las nubes de gas deVenus reflejan tan bien los rayos del Sol que es el planeta que más
brilla del sistema Solar.
Nitrógeno (3.5%)
* Para el año2002
STC/r\IStt L¡ T¡rnn,r rN rl Espncr o t73
LEc'óNl3
I
Rasgos Superficiales
INTRODUCCION
El rasgo más espectacular de Marte es el sistema
del gran cañón llamado Valles Marineris. Se
extiende aproximadamente 4,000 kilómetros, es
decir, cerca de un cuarto del camino alrededor
del planeta. Eltérmino cañén, sin embargo,
puede ser un poco confuso en este caso. ¿Por
qué? En la Tierra, los cañones normalmente se
forman por el flujo del agua. Los cañones de
Valles Marineris son básicamente grietas
producidas por tensiones en la corteza,aunque
se cree que el agua tuvo que ver posteriormente
en su formación. Después de que se formaron
las grietas, manantiales profundos se filtraron
por los acantilados. Esto produjo derrumbes,
que posiblemente se erosionaron por tormentas
de viento, barriendo poco a poco los cañones.
Todos estos procesos combinados formaron
Valles Marineris y la fisura de Ofir, un rasgo
Esta imagen muestra pañe de la Fisura de Ofir en Valles
Marineri, un enorme sisfema de cañones de 4,000 kilómetros de
planetaria espectacular.
En esta lección, examinarás un conjunto de
fotografias que muestran algunos rasgos de la
superficie de la Tierra.
ancha en Marte. La Fisura de Ofir fué formada por slsmos,
vientos, depresloneg y posÍblemente agua y volcanes.
OBJETIVOS DE ESTA LECCIóN
Revlsar las fotografías que muestran rasgos de la
superflcle de la Tlerra; entonces, conslderar sl el
proceso que formó estos razgos exlste en otros
planetas y lunas,
Particlpar en una tormenta de ldeas sobre lo que
ya sabes y lo que deseas aprender sobre
procesos planetarlos en la Tlerra y otros planetas.
Anallzar la eroslón por vlento y por aglua, por
tectonlca y por vulcanlsmo, y sus efectos.
Anallzar fotografías de rasgos de superflcles
planetarlas y determlnar cómo fueron formados.
Resumlr y organlzar lnformación sobre Marte, y
compararla con otros planetas,
STC/lvfS" Ln Tr¡nn.l er.l Br. Esptcro
i
Investigaras si estos razgos existen también en
otros planetas. Algunos equipos en tu clase
modelarán uno de los diferentes procesos
planetarios que crean estos razgos-erosión por
viento, erosión por agua, fracturas causadas por
placas tectónicas, o volcanismo. Después
compararás el modelo de cada equipo con
fotografias de rasgos de cliferentes planetas. La
lección terminará cuando leas sobre tres
misiones de la NASA a Marte.
MATERIAL PARA
LA LECCIóN 13
Para
Para tu grupo
1- bolsa grande de
ti
1- copia de la Hoja
1
delAlumno I3.Ia:
2
"Observaciones de
I
los Procesos
Planetarios" (o tu
cuaderno)
copia de la Hoja
del Alumno
13.1_b:
"Comparando los
Procesos
1
1
1
Planetarios" (o tu
cuaderno)
par de gafas
protectoras
par de lentes 3-D
rojoy azul
copia de la Hoja
de delAlumno
1-0.1c: "Mapa
Planetario"
1
plástico resellable
(de la Lección 1-2)
con lo siguiente:
lupas
esparcidor
paquete con 3
esferas
cinta métrica
imán de anillo
1
1
L lámpara
2
1
baterias D
regla métrica de
Erosión del viento
bolsa de plástico
resellable con
arena, harina y
cocoa (de la
Tectonicas
bolsa de plástico
con arena, harina
y cocoa (de la
Lección 1-2)
taza cernidora de
arena
taza cernidora de
harina
Lección 1-2)
taza cernidora
multiusos con
arena
taza cernidora con
harina
pajillas flexibles
Erosión de agua
caja de plástico
Vulcanismo
caja de plástico
con arena, harina
y cocoa (de la
Lección 12)
trozo de tubo de
con un orificio
para drenar y
acrílico ancho
jeringa grande de
plástico
Velcro@ con arena
seca hasta la
mitad.
Iaza de harina con
tapa
botella con agua
1 tapón de hule
7 vaso con orificio y
roja
Velcro@
botella of clear
tap of water
L cubeta
I
t
de plástico
cuchara de
plástico
Taza
7 almohadilla de
absorción grande
almohadilla de
absorción chica
30cm (1-2")
Periódico
Toallas de papel
desechables
1 juego de Tarjetas
Fotográficas de
Procesos
Planetarios
1 juego de
materiales de
proceso como se
indica a
continuación:
STC/ÀIS''' L.r Trnnn¡ eN or. Esp¡cr
o
7-75
tEccróN 19 RASGos Supsnprcr,A.rss
Para Empezar
t.
Dentro de
tu
equipo, revisa las fotograffas
de los rasgos superficiales mostrados en
las Imágenes 13.1 a la 13.5, y comenta las
siguientes preguntas:
¿Qué observaciones puedes hacer en cuønto
ø los rasgos de cada superficie?
¿Cómo crees que se formøron cadø uno de
los rasgos de las superficies?
lmagen
L7l3
¿Crees que los procesos que crearon estos
røsgos existen en otros planetas? Explica tu
l3.l
Derrumbes en San
Jacinto, California.
STC¡-IUS- Ln TrBn¡.¡ e n e¿ Esp¡c¡o
respuesta.
C?-qurte tus observaciones con los
2. miembros
de tu grupo.
!.
Comenta lo que sabes sobre los rasgos de
superficies planetarias y sobre lo que
deseas aprender sobre éstos. Puede ser que
se te pida registrar tus ideas en tu
cuaderno de ciencias.
r-¡cclón
ß
R¡scos SupEnrrcrRms
lmagen 13.2 Dunas de arena ondeadas en Tibet
lmagen 13,3 lmagen del
Volcán Galens desde radar
STC/IIS" L¡ Trer.n¡ rN rL Esp¡cr
o
L77
LEccróN
1g RASGos Supnnprcr¡.rrs
lmagen 13.4 El Río Colorado coña a través de piedra caliza
para crear el Cañón Marble, gue se encuentra al extremo noreste
del Gran Cañón de Arizona.
L7A
STC/trlS'n'
L¡ Tr¿nn¡
nN
rl
Especro
l¡ccrón 13 RAScos Supenrrcr¡rss
lmagen 13.5 La Falla de San Andrés
STC/IIS"" Ln Tl¡nr.¡ rN nl Esp¡c¡o
lecclón
ts R¡scos
SupEnrrcrerss
Ejercicio 13.1
Analizando Procesos
Planetarios
E
s'
PROCEDIMIENTO
I-'
Observa los materiales de esta lección.
¿Qrré superficie te gustaría modelar:
erosión por viento, erosión por agua,
tectónica o volcanismo? Selecciona un
proceso con la ayuda de tu maestro.
-'?
Reúne los materiales que necesitaras. Cada
de materiales lleva el nombre del
proceso. Cubre tu área de trabajo con
periódico antes de comenzar. Si te
'¡.t.go
Participa en una tormenta de ideas con tu
gr.rpo ,obr. forma en las que pueden
utilizar el material para modelar el
proceso que seleccionaron.
encuentras probando la erosión por
viento, volcanismo, o tectónicos, utiliza
las cajas de arena, harina, y cocoa de la
Lección i2. Si te encuentras probando la
erosión por agua, utiliza una tabla de
arroyo (una caja de plástico que tiene un
orificio y contiene arena hasta la mitad).
. ¿Cómo registrarás
tus observaciones?
Coméntalo con tu mâestro.
d,
Repasa las normas de seguridad con
tu
maestro.
f
POR TU
SEGURIDAD
Trabaja en un área
bien ventilada para
minimizar los niveles
de polvo en el aire.
No arrojes las esferas
de metal.
Utiliza gafas
protectoras ventiladas
indirectamente
durante la
Cubre la superficie de
tu área de trabajo con
periódico para
absorber excesos de
agua y para evitar
superficies resbalosas
investigación.
l-8O STC/IIS"' L,r Trrnn,r
nN
ol Esp¡clo
Lee el tema apropiado ("Erosión por
Viento", "Erosiór, por Agua'l "Teciónicos",
o "Vulcanismo") para aprender más sobre
los procesos planetarios que seleccionaste.
Necesitarás tus lentes 3D paraver algunas
de las imágenes. (Coloca el lente rojo
sobre tu ojo izquierdo). Utiliza la
información que se encuentra en la
lectura para a¡rdarte a planear cómo
modelar el proceso que elegiste.
a cabo tu investigación utilizando
como guía la lectura correspondiente a tu
proceso.
.Lleva
Cuando hayas terminado
$.
- - investigación,
con tu
sosLén una lámpara de
mano paralela a la tabla para observar las
características de la superficie en tu caja.
Registra tus observaciones en la Hoja del
Alumno 13.1a o en tu cuaderno según te
indique tu maestro. Escribe lo que hiciste,
lo que observaste, y porqué piensas que
ocurrió. Registra qué fotograffa de la
Tierra (Imágenes 13.1 ala 13.5) se
asemeja más a tus resultados.
leccróH
REFLEXTON SOBRE LO QUE HtCtSTE
salón de clases apagadas, utiliza tu
lâmpara como si fuera "la puesta del Sol"
(paralela a tu tabla) para mostrar los
nuevos rasgos de tu superficie a otros
grupos.
f.Una.vez,que todos los grupos huyut.
?
-'
mostrado su proceso, reúne uno de los
juegos del Tarjetas Fotográficas de
Procesos Planetarios. Revisa las cuatro
tarjetas con fotograffas. Comenta sobre lo
que observas. ¿Cómo crees que fue
formada cada una de los rasgos? ¿Dónde
crees que fueron tomadas las fotograffas?
Lee el rótulo detrás de cada tarjeta.
Con la guía de tu maestro, dirígete hacia
los resultados de los otros equipos. Utiliza
tus tarjetas fotogrâñcas y la Hoja del
Alumno 13.1b (o tu cuaderno) para
comparar cada fotografia con los
resultados en la caja de plástico de cada
equipo. ¿Cómo crees que fueron formados
estos procesos? ¿Qué característica en la
Tierra (Imágenes 13. 1- 13.5) concuerda
con la que se encuentra en cada tarjeta
fotográfìca? Registra tus observaciones.
4. Cg-.lta
tus descubrimientos con la clase
y hmpla tu lugar.
åSabías que las posiciones relativas de los
$, rasgos
de las superficies pueden aytdar a
SupenprcrerEs
de este rasgo? (Por ejemplo, un cráter en
la superficie de un flujo de lava muestra
que el crífier es más joven que la lava. Sin
embargo, la lava llena el ctitteç entonces el
crâter es más antiguo). Nuevamente,
observa las fotograffas en esta lección y la
Lección 12. (TaIvez puedas utilizar el
programa de computación Explore the
Planets para ver imágenes adicionales)
¿Puedes definir si cada crâter que se
muestra es más jóven o antiguo que la
tierra que los rodea?
Comparte los resultados de tu grupo con
t.
-- la clase. Nuevamente, con las luces de tu
--
ts R¡scos
'
f
Con tu clase, regresa aIa carpeta de la
Pregunta F de la Lección 1 y su tarjeta
fotográfica. åQué procesos crearon cada
formación de tierra? ¿Existen estas
formaciones en otros planetas o lunas?
Repasa tus etiquetas de respuestas de la
Lección 1. Como clase, trabajen juntos en
retirr las notas que parezcan incorrectas.
Agrega las nuevas ideas que tengas en la
carpeta.
.Lee"¿Húmedo como la Tierra?'l
Responde a la siguiente pregunta en tu
cuaderno de ciencias.
A. ¿Hay agua en Marte? Explica tu
respuesta.
t.
-
Lee "Misión: Marte". Agrega nueva
información sobre Marte a tu copia de la
Hoja del Alumno 10.lc: "Mapa
Planetario", y ala Hoja del Alumno
10.1b, si tu Actividad Eje es el planeta
Marte.
las científicos a determinar la edad relativa
STC/I,lSttn Ln Tronne
r¡ rl Esp,qclo l-8L
LEccróN
13 R¡.scos SuprnEtcr¡rEs
EROSION POR VIENTO
Vientos Planetarios
Elviento es gas en movimiento. Elviento
puede existir únicamente en planetas con
atmósferas. Tres de los planetas
terrestres-Martes, Venus y la Tierra-poseen
atmósferas y, por lo tanto, vientos. Mercurio, la
Luna, y asteroides y muchos de los planetas
gaseosos no tienen atmósfera como la
conocemos, es decir, no tienen vientos.
Entre más delgada (o menos densa) sea una
atmósfera, más rápidos deberán ser los
vientos para crear un impacto en la superficie
lunar o planetaria. Se necesita un viento
poderoso para mover los fragmentos de una
El viento golpea Mañe.
LA2 STC/ì'IS''' Ln Trann¡ rN ¡l Ðsp¡clo
roca en Marte, debido a que su atmósfera es
tan delgada. Solamente se necesita poco
viento para mover los fragmentos de roca en
Venus, que posee una atmósfera muy espesa.
La densidad de la atmósfera de Ia Tierra se
encuentra entre la de Marte y la de Venus.
Surcos en la superficie de un planeta
causados por elviento, como en la foto que se
muestra abajo, son evidencia de que elviento
mueve partículas más pequeñas. La erosión
por viento sucede cuando las moléculas de
gas rebotan contra las rocas y otras
superficies. Esto significa que una atmósfera
densa erosiona una superficie más rápido que
una atmósfera delgada en Ia misma cantidad
de tiempo.
leccrón
Los Vientos Marcianos
La superficie marciana ha sido erosionada por
vientos que barrieron con finísimas partículas,
dejando atrás guijarros. Estos campos que
fueron encontrados con el aterrizaje del
Vikin!,o I en Marte se asemejan a los
desiertos de la Tierra.
Has podido ver dunas de arena en la Tielra,
pero, ¿existen dunas de arena en Mate? Saca
tus lentes 3D y examina esta dramática
fotografía de dunas en Marte. Este campo
ondeado se encuentra en Nili Patera, una
depresión volcánica en Sytris Mayor, el rasgo
oscuro más notable en Marte, el "planeta
rojo".
-&'
¡i
#
ffi
¡,j',.,
.' *
,r;;,F,
f
lmagen 3D de dunas de arena en Mafte. Dos diferentes
imágenes del orbitador de Mañe Global Surueyor fueron
combinadas para crear esta imagen. Observa los rizos que
se encuentran a lo largo de las dunas de arena.
rs RAscos Supnnprcr¡.rns
Los Vientos de Venus
parte más alta de Ia atmósfera de Venus
tiene muchos vientos, que alcanzan
velocidades de hasta 35O kilómetros por hora.
En la parte baja de la atmósfera, la velocidad
de los vientos disminuye hasta encontrarse a
casiO kilómetros por hora en la superficie. Los
vientos soplan en la dirección de la rotación
del planeta. Debido a que Venus tiene una
rotación muy lenta, elSol brilla por largos
periodos de tiempo en la superficie. Cuando el
Sol calienta la superficie de Venus, la
superficie caliente también calienta el aire
que se encuentra arriba de esta. Las altas
temperaturas de Venus pueden ser las
responsables de los vientos de Venus.
La
Modelado por elViento
Puedes utilizar un popote y una caja de arena,
harina y cocoa para modelar el efecto del
viento en Ia superficie de un planeta (ver la
ilustración en la siguiente página). Sigue Ios
pasos a continuación:
1. Con tu esparcidor de plástico, suaviza las
capas de arena, harina y cocoa en tu caja
de plástico. No te preocupes si se mezclan.
2. Rocía una capa de arena encima de tu
mezcla.
3. Rocía una capa delgada de harina encima
de la arena.
4. Utiliza tu pajilla flexible y la ilustración
como guía. Sopla suavemente hacia la
superficie de tu caja de plástico. (No
compartas tu pajilla). ¿Qué sucede
cuando elviento sopla sobre el polvo fino?
¿En que dirección se mueve el polvo? ¿De
que manera cambian los efectos de viento
las partículas grandes y pequeñas?
¿Puedes crear dunas y surcos de viento
como los que se muestran en las
fotografías?
5. Utiliza la lámpara de mano para examinar
los surcos de viento y las dunas de arena
que has creado. Recuerda que la mejor
hora para observar la superficie de un
planeta es cuando el Solse está poniendo
(cuando tu luz es horizontal y paralela a la
tabla), no cuando se encuentra
directamente sobre su cenit.
STC lsttt L¡ Tlrnn¡ nN nl þlspecro l-83
LEcctóN
13 RASGos Supsnrrcrer-ps
(A) Utiliza una pajilla flexible para modelar los efectos del
v¡ento en la superficie de un planeta. No compañas tu
pajilla. (B) Utiliza la lámpara de mano para revisar tus
resultados. Mantén Ia luz paralela a la supeñicie de tu área
de trabajo.
LA4
STC/trfS"' Ln Tr¡nn¡ ¡N nr- Esprclo
LEcctóN
EROS¡óN POR AGUA
Una montaña alta o meseta se forma cuando
las fuerzas de un planeta levantan un área
relativamente plana. El flujo del agua corta los
profundos cañones en tierras altas.
Normalmente, el agua fluye desde las tierras
altas hasta las tierras bajas. La fuente del
agua puede involucrar nacimientos de agua
subterráneos, nieve o capas de hielo
derretidas, o lluvia. El agua que fluye erosiona
rocas formando cañones, valles, y sistemas de
arroyos. Los grandes guijarros y pequeños
fragmentos de roca se pueden mover con el
agua y más adelante ayudan a erosionar la
roca. Los complejos patrones de arroyos
frecuentemente se parecen a |as redes del
sistema nervioso del cuerpo humano (ver
ilustración). Estos patrones son muestras
comunes de la erosión del agua en un planeta
o luna. Un patrón de arroyos depende de la
13 R¡,scos SupEnrtcr¡ms
inclinación, topografÍa, tipo de suelo y
cantidad de agua que fluye a lo largo de la
superficie.
Agua en Marte
Elflujo delagua formó elGran Gañón, en la
Tierra, sin embargo, elVelles Marineris-un
enorme cañón en Marte-fue formado pot una
combinación de fuerzas, tectónicas en su
mayoría, aunque se cree que el agua jugó un
papel importante posteriormente en la
formación de cañones. Después de que las
grietas se formaron por la tensión en la
corteza de Marte, profundos manantiales se
precipitaron por los acantilados. Valles
Marineris es tan ancho Gomo los Estados
U nidos-aproximadamente 4,00O ki lómetros.
El Gran Gañón fácilmente podría entrar en una
pequeña porción de Valles Marineris.
Los patrones de anoyos como
el que se muestra aqul, son
pruebas muy comunes de la
erosión por agua.
Valles Marineris
t-
STC/trIStt Ln Trrnn¡ nN Br Espaclo L85
LEccróN
13 lìASGos Supenprcrerns
¿Cómo afecta la erosión por agua a los
cráteres que ya existen en la superficie de un
planeta? Toma tus lentes 3D y examina esta
dramática vista de los canales de agua en
Marte. Los canales, que fueron moldeados por
elagua, tienen probablemente de 2OO a 300
metros de profundidad. EL agua de un
conjunto de canales penetró en un cráter de
impacto de t2 kilómetros de ancho (en la
parte izquierda al centro), y formó un enorme
lago. El suelo suave puede ser, en nuestros
días, elsedimento de un lago.
Modelando la Erosión por Agua
Puedes utilizar una tabla de arroyo para
modelar la erosión por agua en superficies
planetarias (ver ilustración). Analiza la erosión
del agua haciendo lo siguiente:
1. Coloca la almohadilla de absorción grande
sobre tu mesa con el lado plástico hacia
abajo sobre el periódico. Coloca la
almohadilla chica sobre el piso.
Esta imagen del Viquingo en 3-D muestra el Vedra Valles,
un grupo de canales ahora secos, en donde alguna vez
fluyó agua hacia la Chryse Basin en Marte. Estos canales
fueron moldeados por el flujo del agua cuando Mafte tenía
agua en su superfrcie.
186 STC/ì,IS"' L,r Tlenne ox nl Ðsp¡cro
2. Coloca tu "tabla de arroyo" sobre la
almohadilla grande de manera que el
orificio para drenar quede fuera de
uno de los extremos de tu área de
trabajo.
3. Utilizando el esparcidor de plástico,
mueve la arena lejos del o¡ificio
formando una inclinación.
4. Retira eltapón del orificio para
drenar.
5. Sostén la cubeta directamente
debajo del orificio para drenar, sobre
la almohadilla que se encuentra en
el piso.
6. Une elVelcro@ de la taza al Velcro@
de la tabla de arroyo. Sacude lalaza
hasta que esta se encuentre
asegurada a la caja.
7. Vierte el agua lentamente en la taza.
Trata de mantener elagua en el nivel
más alto de la taza. No toques la
arena una vez que hayas comenzado
a verter el agua. Observa tus
Puedes usar una tabla de affoyo para simular la erosión
por agua en la supefücie de un planeta.
LEcctóN
13 RASGos Supnnrrcr¡rns
TECTON¡CA
La tectónica es el estudio de cómo la capa
superf¡c¡al de un planeta puede moverse y
romperse. Las fallas ocurren cuando las
partes de esta capa exterior se mueven una
encima de la otra. La compresión ocurre
cuando las partes de la capa exterior chocan
y se doblan. El adelgazamiento ocurre
cuando la capa exterior se estira. La luna de
Júpiter, Ganímeda (ver foto inferior) y la luna
de Júpiter, Enceladus, exhiben ejemplos de
fallas. Una enorme tensión ocurrió cuando
las grandes paÉes de la capa exterior se
encimaron. Este tipo de encimado por
tensión eventualmente ocasionó que la roca
se quebrara a lo largo de las líneas de la
La fosa de Acheron es un conjunto de valles en Ma¡1e.
falla.
Cuando |as rocas de la capa exterior de un
planeta colisionan, la roca se dobla. La
3-D para observar esta dramática imagen de las
compresión causada por las colisiones
fallas de Marte. La fosa de Acheron es un
pueden crear arrugas en las crestas de la
conjunto de valles en Marte, formados cuando
superficie de un planeta o Iuna. La roca
la corteza se estiró y se fracturó. Cuando se
también puede estirarse, lo que produce
forman dos fallas paralelas, el bloque de corteza
grandes valles que se alternan y altos
entre ellas puede desplomarse, formando una
y
montones de roca. Este contraste de rocas
clesta entre éstas.
valles son evidentes en Marte y Ganímeda.
Si un asteroide o cometa choca con un
planeta o luna, puede fracturar su superficie.
A lo largo de las fallas en la tierra ocurren
terremotos. ¿Pero, que apariencia tienen las Las fuertes ondas sísmicas que aparecen como
fallas en otros planetas? Utiliza tus |entes de resultado de la energía del impacto y se mueven
por toda la superficie del planeta
o luna. Las líneas de fractura
pueden irradiar hacia elexterior
delcráter. Los cambios extremos
en temperatura entre el día y la
noche también pueden causar
fracturas (piensa en cómo un
cubo de hielo se fractura cuando
lo colocas dentro de un vaso con
agua caliente). Las fracturas que
se ocasionan por cambios
temperaturas extremas son
comúnes especialmente en
planetas o Iunas sin atmósfera.
Una atmósfera actúa como una
cobiia que guarda el calor
durante la noche y protege la
Los patrones de cresfas y depresiones indican la separación y
superficie de temperaturas
deslizamiento horizontal que dieron forma a la superficie de Ganímeda,
una luna de Júpiter.
demasiado altas durante el día.
STC/ì'IS"' Ln Tror.nn nN er Esp¡cro L87
LEccróN
13 R^scos Supsnprcr,A.rEs
Simulando Tectónica
Puedes modelar la tectónica planetaria
haciendo lo siguiente:
1. Utiliza tu esfera de acero grande y tu caja
de plástico con arena, harina, y cocoa de la
Lección L2 para analizat los efectos de los
impactos de cráteres en una superficie.
¿Las ftacturas se forman alrededor del
c¡âtet?
2. Los cambios extremos de temperatura, el
encog¡miento planetario y otras fuerzas
internas en un planeta pueden ocasionar
que este se tuerza o deforme. Examina los
efectos de las fuerzas de torsión en la
superficie de tu caja (ver la ilustración de
la derecha). ¿Puedes ver alguna grieta o
cresta formandose en la superficie cuando
tuerzas o comprimas |os extremos de la
caja?
3. Ahora, utiliza el esparcidor de plástico para
empujar (comprimir) las capas de arena y
harina (ver la ilustración de abajo).
¿Pudiste cambiar las capas? ¿Puedes
observar alguna evidencia de falla?
Modela las fallas en tu caja de plétstico
empujando /as capas de arena y
harina con el esparcidor de plástico.
184 ST(yr\ISttt L,r Trrnn,r
r¡,¡
cr
Esp,qcro
Puedes utilizar arena, harina, y cocoa en tu modelo para
probar los efecfos de compresión, expansión, y torsión en
b superticie de un planeta.
tEccróN 13 RASGos
VULCANISMO
El magma esta hecho de roca derretida,
cristales, y gases disueltos. Éste se encuentra
en |as profundidades de un planeta. Guando el
magma hace erupción en la superficie de un
planeta, forma lava. Esta erupción crea
diferentes formaciones de tierra, como lo son
las planicies de lava, y los volcanes.
Volcanes en Planetas y Lunas
Obscuras y planas superficies de lava cubren
aproximadamente un 17 por ciento de la
superficie total de la Luna. Estos planos se
llaman "matia," que viene de la palabra latina
"océanos". Se puede ver la mar¡a en la
superficie de la luna llena en una noche
despejada. La maria de Ia Luna esta hecha de
roca volcánica similar a la roca delsuelo
oceánico de la Tierra. La lava que formó la
maria recorrió grandes distancias. Muchas
marias fueron formadas cuando la |ava inundó
áreas bajas, como lo puede ser el fondo de un
cráter de impacto. Las corrientes de lava más
antiguas han sido cubiertas por corrientes más
jóvenes o han sido apiladas con cráteres de
impacto.
lo, una de las lunas de Júpiter, posee
numerosos volcanes bajos y planos llamados
"volcanes de escudo". La mayoría de los
volcanes de escudo tienen cimas oscuras con
SupsnrrcrerEs
largas corrientes de lava que salen de ellos. La
lava corrió lentamente por las laderas del
volcán. En Venus, elvolcán escudo Sif Mons
es muy similar a muchos de los volcanes
escudo que se encuentran en la Tierra. El
volcán Olympus Mons en Marte, es elvolcán
de escudo más grande de nuestro sistema
solar y mide aproximadamente 600 kilómetros
de largo.
Los volcanes en Venus tienen domos planos
circulares, poco frecuentes. Utiliza los lentes
3D para examinar la imagen del domo en
Venus. EL domo mas grande en esta escena
mide 65 kilómetros a lo largo y
aproximadamente 1 kilómetro de alto. Este
conjunto de domos se llama Carmenta Farua.
Un pequeño cráter cerca del centro de cada
domo pude ser la fuente delflujo de lava de
dicho domo.
¿Porqué los volcanes de escudo en otros
planetas son tan grandes? Los científicos
opinan que las cortezas de otros planetas, a
diferencia de la corteza de la Tierra, no están
hechas por placas que se mueven. Sin las
placas tectónicas, las aberturas volcánicas en
otros planetas pueden permanecer intactas
por largos periodos de tiempo. Gomo resultado
de esto, otros planetas tienen enormes
volcanes mucho más grandes que los de Ia
Tierra.
Vulcanismo (continua)
lmagen 3D de /os domos volcánicos en Venus.
STC/tr{S"'
L¡ Trrnn,r e N nl Esp¡cro L89
LEccróN
13 RASGos Supnnprcr¡rns
Vulcanismo (continuación)
Modelando el Vulcanismo
Siguiendo los pasos que se muestran a
continuación, puedes modelar el
volcanismo de otros planetas:
1. La |ava es frecuentemente viscosa (lo
que significa que su flujo a veces será
lento). Mezcla agua roja con una
pequeña cantidad de harina en una taza
para crear "lava" viscosa. No la hagas
muy espesa debido a que esta puede no
fluir debidamente por eltubo.
2. Entierra uno de los extremos deltubo
de 90cm dentro de Ia arena
asegurándote de que el extremo
enterrado apunte hacia arriba.
3. Introduce la punta de la jeringa en el
extremo deltubo que no está enterrado
(ver ilustración).
4. Vierte |ava dentro de la jeringa y tápala.
5. Empuja suavemente la tapa de la
jeringa para modelar la erupción de la
lava en tu superficie planetaria. ¿Qué
es lo que observas? ¿Qué sucede
cuando la lava se aproxima a tus
cráteres?
Puedes utilizar una jeringa y un tubo largo en Ia arena
para modelar la erupción de lava en la superticie de un
planeta. Para crear tu lava, agrega harina a tu agua
teñida de rojo. ¿Qué sucederá cuando la lava fluya hacia
los cráteres en la superficie de un planeta?
19O
STC/trIS'n'
L¡ Tl¿nnn oN rl Esp¡cro
rEccróN 13
RAscos Supnnrrcr¡res
¿Húmedo como la tierra?
Los científicos han sabido desde hace mucho
tiempo que Marte tiene grandes cantidades de
agua congelada. Sus grandes capas polares de
hielo han sido visibles para las personas que
observan a través de un telescopio desde la
Tierra por muchos años. Los científicos también
han observado canales y valles en Marte que
indican que el agua pudo haber fluido a lo largo
de su superficie tiempo atrás.
Sin embargo,los científicos no creían que
Marte tuviera agualíquidø. ¿Cómo podría ser
esto posible? Marte es más frío que la Antártica
#:fr,i
y más seco que cualquier lugar seco en la Tierra.
Sin embargo, en junio de 2000, los científicos
de la NASA anunciaron un descubrimiento
maravilloso. Las nuevas imágenes transmitidas
desde la nave espacial Mars Globøl Surveyor
mostraron lo que parecían ser arroyos en la
superficie de este planeta. Los arroyos son
hondanadas en la superficie de un planeta que
han sido talladas poi crecientes repentinas. Si
los científicos de la NASA no se equivocan,
entonces existe la evidencia de que Marte tuvo
agua fluyendo en un pasado muy cercano.
,.,.
#.r,..:-:::l;*
raä
.:j-:
Esfas capas polares de hielo prueban que Mañe tiene grandes cantidades de agua en forma de hielo.
STC/I,IS" L¡ T¡e nnn nt rl Esp¡clo
rEccróN 13 RASGos SupnRprctares
Evidencia Glara
Los arroyos que aparecen en las imágenes de la
NASA se encuentran a los lados de grandes
cráteres o muros de valles. Grandes
concentraciones de agua, que vienen de la
superficie del planeta o de debajo de esta, han
fluido de ellos. Algunas áreas con rocas
acumuladas y otros escombros en los extremos
más bajos de los arroyos son evidencia de que el
flujo del agua probablemente llevaba mucha
ñrcrza.
Estos arroyos son evidencia importante de que
hubo agua líquida en un pasado muy reciente en
Marte. Los arroyos no han sido modificados por
la erosión del viento, impactos de asteroides o
actividad volcánica. Los científicos llegaron a la
conclusión de que esto significa que los arroyos
son extremadamente j óvenes.
Durantes las primeras dos décadas de este
siglo,la NASA enviará por lo menos seis
misiones a Marte para explorar la superficie del
planeta. La nave espacial incluirá orbitadores
con poderosos telescopios y otros sensores, un
laboratorio ambulante robótico, e incluso un
vehículo que tomará muestras de suelo
marciano y regresará con éstas a la Tierra. Estas
misiones a Marte irán en busca de agua en el
planeta.
Pequeños arroyos en las paredes de esfe slsfema de valles fueron
creados cuando un líquido-posiblemente agua-escurieron a
través de las paredes hasta que llegaron al acantilado, desde donde
fluyó hacia debajo de /as colrnas para formar los canales en /as
profundidades de la pendiente.
L92
STC/l,lS"' L,r T¡¡rn.l nN or- Espncro
LEccróN
ElAcertijo Marciano
Hace muchos años,las condiciones en Marte
pudieron haber sido similares a las de la Tierra
hoyen día. Los canales nos dicen que
posiblemente alguna vez,los ríos marcianos
gigantes se convirtieron en océanos. La
atmósfera pudo haber sido más densa y llena de
oxígenos. Las temperaturas pudieron ser mucho
más cálidas. Si esto es verdad, pudo haber
existido vicla en Marte, e incluso puede que aún
exista. n
19 RÄscos Supnnrrcr¡rns
Colonizando Marte
Si los científicos encontraran agua en Marte,
¿sería posible que los seres humanos trataran
de ir a vivir a este planeta? Aunque la
atmósfera marciana es muy delgada para
respirar,los hombres pueden crear oxígeno
del agua. También podrían generar
hidrógeno para el combustible de los cohetes
de la misma agua. La existencia de agua,
también nos dice que los hombres podrían
sembrar sus propios alimentos.
Cuando los hombres lleguen a Marte,
comenzarân a plantearse una pregunta
importante-åQué ocurrió con Marte?
Necesitamos saber que es 1o que causó este
dramático cambio en el clima marciano, que
alguna vezfie como el nuestro. Si alguna vez
1o descubrimos, será más fácil para nosotros
saber cómo podemos proteger a la Tierra. El
agua marciana nos puede enseñar tales
lecciones de la vida.
Evidenc;ia d, ugru tíquida en Uane, ømaAapor e/ Mars
Global Surveyor Orbiter
STC/lvlS'n' L,r Tronnn nN
rl Espaclo 193
LEccroN
13 RASGos Sup¡nrrcr,r.rns
Misión: Marte
El color rojizo de Marte puede ser visto desde la
Tierra,lo mismo que sus capas polares de hielo.
Algunos astrónomos a finales de los lB00 vieron
líneas oscuras avanzando a lo largo de la
superficie del planeta. Percival Lowell y otros
científicos norteamericanos creían que estas
líneas eran canales, construidos por marcianos
para el transporte cle agua.
No se supo con seguridad lo que realmente
eran estas líneas hasta el año de 1965. En aquel
año, el Mariner 4 voló cerca de Marte y encontró
un paisaje muy parecido al de la luna, pero sin
señales de vida. Cuatro años después, otras dos
misiones Mariner confirmaron estos
descubrimientos. Sin embargo, los científicos
creían que necesitaban más tiempo para
comprender al planeta. Esto significaba entrar
en su órbita.
El Mariner 9 fue la primer nave espacial en
orbitar otro planeta. Arrivó a Marte en
noviembre ðe I97I,y orbitó al planeta por casi
un año. Durante ese tiempo, pudo presenciar
una tormenta de polvo que duró un mes
completo. También encontró cañones, lagunas, y
otras señales de agua del pasado. Antes de que
el siglo terminara, otras navas-el Viking 1y 2,
el Pathfinder,y eI Globøl Surveyor, entre
éstas-visitarían Marte.
Yikingly 2
Los Viking 1 y 2llegaron a Marte en marzo de
1976. Cada nave espacial estaban equipadas con
un orbitador y un aterrizador. El orbitador
estaba diseñado para encontrar un lugar para
que el módulo aterrizaray para enviar
información a los científicos que se encontraban
en la Tierra.Los Viking 1 y 2 fteron diseñados
para estudiar Marte durante varios 1¡s5ss-si¡
embargo, proveyeron información a los
científicos por varios años.
Las imágenes de los orbitadores mostraron
cañones, planicies de lava, volcanes y cráteres.
También mostraron valles y canales secos.
Como se esperaba, gran parte de los paisajes se
.,.
Un mosaico de imágenes a color tomadas
por
el orbitador Viking 'l muestran la región
Iherasls en la región este de Marfe. Obserua
/os fres volcanes a la izquierda y el cañón en
Ia parie inferior derecha .
Ls4
STC^.IS"' L¡ Tren¡.n
¡x
sL Ðsp.{cro
_
:l
¡:
l:l
'
.,:.:rj:.,;i
LEccróN
13 RASGos SupEnprcleres
El móduloViking
veían como si hubieran sido grabados por el
agua en movimiento. Las imágenes también
muestran que está dividido en dos regiones
principales: planicies bajas del norte y tierras
altas en el sur.
Con los orbitadores volando,los módulos
Viking descendieron a través de la superficie
marciana. Sus instrumentos revelaron que el
gas más prominente en Marte es el dióxido de
carbono. Éstos aterrizatony llegaron a salvo en
lados opuestos del planeta sobre el suelo
abundante en hierro-el cual da a Marte ese
color rojizo que lo distingue.
Las cámaras de los módulos buscaron formas
de vida grandes, pero no encontraron nada. Los
instrumentos de los módulos realizaron
experimentos para determinar si el suelo
marciano en aquellos lugares poseía vida
microscópica, pero no encontraron nada.
Los módulos Viking si encontraron una
superficie dura que se asemeja a la corteza de la
Tierra. Las pruebas también demostraron que
Marte es un planeta extremadamente estable.
No ocurrieron tremores, terremotos o
erupciones volcánicas.
Hasta ahora,los módulos y orbitadores Viking
han sido los laboratorios que más tiempo
vivieron en otro planeta, y proveyeron la vista
más completa de Marte.
STC ,IS'nt
L,r'lr¡nn¡
oN
rr, Esp.ccro 195
rEccróN 13 RASGos
Supnnprcr¡,rrs
El Mars Pathfinder
julio de 1997, eI Pøthfinder, rodeado por
enormes bolsas de aire, se detuvo en la
superficie de Marte. Aterrizó en una planicie
antigua donde los científicos creen que una
catastrófica inundación dejó grandes cantidades
de rocas. Dentro de la nave espacial Pathfinder
se encontraba un robot explorador llamado
Sojourner. Éste se convertiría en el primer robot
en operar en otro planeta. El trabajo del
Sojourner era analizar las rocas y los tipos de
El 4 de
suelos.
La información también mostró que Marte es
más seco y polvoriento que cualquier desierto
en la Tierra. El polvo frecuentemente gira en
ráÍagas,llamados "demonios de polvo". Las
nubes que cubren parte de Marte consisten en
hielo de agua condensada en polvo rojizo.
El explorador del Pøthfinder opero por 12
veces más del tiempo del que se esperaba (siete
días).Iuntos, enviaron a la Tierra 2 mil 300
millones de bits de información, incluyendo
más de 16,500 imágenes.
E/ Sojourner tomando mediciones. Obserua Ia supeûicie de
la roca con dos fonos. Puede ser que el polvo impulsado
por el viento se haya acumulado en la superficie (la roca se
encuentra inclinada contra el viento). Otra posibilidad es
que esta roca pudo haberse desprendido de una más
grande y fue depositada en esta área durante la antigua
inundación.
196
STC/trfS'o'
Lr Trpr.nr
nN
rl
Esp¡cro
Dale un Nombre a este Robot Explorador
Imagina cómo serla si debieras darle un
nombre al explorador de la misíón Mars
Pathfrnder,Valerie Ambrose, una estudiante
de 12 años de edad de Bridgeport,
Connecticut no tuvo que imaginarlo. En
1995, ganó un concurso llevado a cabo en la
Sociedad Planetaria, organización no
lucrativa dedicada a la exploración del
sistema solar.
Los niños con edades de entre 5 y 18 años
podían participar en el concurso. La
Sociedad dijo que el explorador debla
llamarse como una herolna de la mitología,
ficción o historia (no en vida). Los
participantes debían enviar el ensayo de 300
palabras explicando su elección del nombre
del explorador.
Los ensayos llegaron desde todas las partes
del mundo. Valerie sugirió el nombre de
Sojourner Tiuth,la activista afro americana
que deseaba que la esclavitud fuera abolida y
que promovió los derechos de la mujer.
Sojourner Tiuth vivió en la época de la
Guerra Civil, y viajó por los Estados Unidos
luchando por el derecho de libertad de todas
las personas y el derecho de las mujeres de
participar en la sociedad en su totalidad.
Finalmente, el día de nombrar al ganador
llegó. Valerie fue la ganadora, la NASA eligió
el nombre de Sojourner paîa el explorador
deI Pathfinder. Este nombre brinda honor
a Sojourner Truth, que incluso es un nombre
muy apropiado, pues "sojourner" significa
viajante en inglés.
El ensayo de otro estudiante también fue
ganador. Deepti Rohatgi, que obtuvo el
segundo lugar sugirió a Marie Curie, en
honor a la qulmica polaca que ganó el
Premio Nobel en 1911 por el
descubrimiento de los elementos radio y
polonio. La NASA utilizó el nombre de
Marie Curie para un segundo explorador de
Marte.
Es muy emocionante pensar que Valerie y
Deepi le dieron nombre a estos famosos
robots. Quién sabe, tal vez algún día te
toque asignarle un nombre a algún
explorador, cometa, asteroide, o incluso el
siguiente planeta en el espacio.
LEccróN
19 RASGos Sup¡nprcr¡rrs
Esta imagen muestra a/ Global Surveyor sobre Mañe. Se puede ver al Olympus Mons en el fondo.
STC^ISttt L.c Tlenn¡
e
ir eL Esp¿clo
tEcctóN 13
RÁscos SupEnprcr¡rss
El orbitar doce veces al dla alrededor de Mañe proporciona a las cámaras de ángulo ancho
una vista global de los patrones climáticos de Ma¡1e. Aquí, se ven algunas nubes blanco
azulosas de agua congelada sobre /os volcanes lharsis.
El Global Surveyor
EI Global Surveyor, que fue lanzado en
noviembre de 1996, fue equipado para volar a
una baja altitud en una órbita cercana a los
polos. Esta veloz nave espacial orbitaba Marte
12 veces
aIdia.
EI Surveyor ha enviado imágenes de nubes
colgando de volcanes gigantes, tormentas de
polvo que soplan por todo el planeta y capas
polares que se expanden en el invierno y se
encogen en el verano.
EI Surveyor confirmó que estas capas polares
consisten en capas de polvo y dióxido de
carbono congelado. Los científicos creen que
estas capas guardan secretos sobre los cambios
de estación en Marte. También pueden ser uno
de los mejores lugares para buscar evidencia de
la vida pasada en el planeta.
194 STC/},IS"'
L.q
Tlrnn¡
oN ¿r. Esp¡clo
El Surveyor reahzó otro descubrimiento que
aumenta las posibilidades de encontrar rastros
de vida pasada. Resulta que Marte, alguna vez
tuvo un campo magnético, muy parecido al que
la Tierra tiene hoy en día. Este conocimiento es
importante debido a que los campos
magnéticos funcionan como escudos de la
radiación dañina.
Solamente la Tierra y Marte gozan ðela
temperatura perfecta-ni muy caliente ni muy
fuia-y son un factor positivo parulavida como
nosotros la conocemos. Los científicos no saben
todavía si Marte desarrollo algún tipo de vida.
Sin embargo, este planeta rocoso es elúnico en
nuestro sistema solar en el que sería posible para
los seres humanos caminar y explorar. Incluso,
es posible que algún día sea un buen lugar para
vivir.
!
LEccróN
Temperatura promedio
Diámetro ll e,zszkm
Distancia promedio al Sol ll 228,000,000 km
Duraclón de un día sideral
Masa ll 64xt0"
Gravedad
13 RASGos Supenprcrarns
(Iierua=l) ll g.3g
Duraclón de un año ll
-55"C
24.62horas
OSZ dlas
terrestres
Número de lunas ll 2*
Tamaño Relativo
Atmósfera de Marte
¿Sabías que...?
Oxígeno, agua,
vapo¡ y otros
Argón (1.6%) Nitrógeno (2.7%)
.A Marte se le dio su nombre en honor al dios romano de la guerra
debido a que el color rojizo de Marte parece sangre derramada.
.Olympus Mons, un volciín en Marte, tiene24kilómetros de
altura-más del doble que el volcín más alto de la Tierra, y tres veces
más alto que el Monte Everest.
* Para el año2002
STC/I,lSt'n
L¡ Trennn rN el Esp¡cro
LEcc,óNl
4
Gravedad en la S.rperficie
INTRODUCCION
¿Cuánto pesas? ¿Cuál es la masa de tu cuerpo?
Imagina que pudieras viajar a otros planetas.
¿Qué ocurriría con tu peso y masa? En esta
lección analizarâs las respuestas a estas
preguntas. Simularás levantar diferentes objetos
en diferentes planetas. Entonces, utilizando una
bascula de resorte, relacionarás lo que
observaste con la fierzallamada gravedad.
También continuarás con la serie de misiones,
esta vez para aprender más sobre la misión
Galileo a Júpiter.
OBJEÍIVOS DE ESTA LECCION
Este astronaufa so/o pesa sobre la luna una sexta parte de lo
que pesa en la Tierra. Esfo se debe a que la gravedad en la
superticie de la luna no es tan fue¡Ie como la de la Tierra.
Utilizar una muestra para comparar el
peso de una lata de refresco en
diferentes planetas.
Analiza¡ la relación entre el peso de un
objeto en cada planeta con la masa y el
diámetro de este.
Medir el peso de objetos que tengan
diferente masa.
Describir cómo la masa y el peso están
relacionados (fuerza de gravedad).
Resumir y organizat información sobre
Júpiter y compáralo con otros planetas,
2OO STC/ì,IS''' Ln Tr¡nnn
nN rr. Ðsp,qcro
MATERIAL PARA
Para Empezar
1. ¿Qu¿ es 1o que sabes con respecto a que la
gravedad es un rasgo de la superficie de un
planeta? Registra tus ideas en tu cuaderno
de ciencias.
Comparte lo que has escrito con el resto
y comenta tus ideas sobre las
siguientes preguntas:
Para
1
es
gravedad?
¿Córno se relncianøn la gravedad 1t el peso?
¿Cómo se mide lø grøvedad?
copia de la Hoja del
Alumno 14.1:"¿Cuánto
Pesaría una Lata de
Refresco?"
1
' d.l giopo
¿Qué
ti
copia de La Hoja del
Alumno 1O. 1c:"Mapa
Planetarion
Para
ti y tu grupo
I
latas previamente
preparadas
1
juego de Tarjetas de
lnformación Planetãria
Para tu grupo
1 bascula de resorte
1 cilindro de plástico
25 rondanas de acero
grandes
STC/IIS" L¡ Trrnn.l
nN nr,
Esp¡cro 2A7.
TECCIóN
14 GRAVEDAD EN LA SUPERFICIE
Ejercicio L4.L
Analizando el Peso
en Gada Planeta
PROCEDIMIENTO
l.
Examina las latas previamente preparadas
en tu estación asignada. Cada lata
representa la misma lata con refresco pero
en diferentes planetas. Sostén cada una de
ellas y siente la diferencia de su peso en
cada planeta (ver Imagen 14.1). ¿En qué
planeta pesa menos la lata? ¿En qué
planeta pesa más? ¿Por qué crees que esto
ocurre? Comenta tus ideas con los
miembros cle tu equipo
)_Califr,ca el peso de cada lata en la Hoja del
-a
-- Alumno 14.1 escribiendo un "1" junto al
nombre del planeta con la lata más ligera.
Aumenta el número respectivamente
hasta que llegues alalatamás pesada. Si
alguna lata parece pesar lo mismo, puedes
repetir el número para calificarla.
?
-'
Voltea las sizuientes Tarjetas de
planeta que
calificaste con "1" (la lata más ligera); el
planeta que calificaste con el número más
alto (la lata más pesada); y el planeta con
algún número intermedio. Examina la
información impresa al reverso de estas
tres tarjetas.¿Qué características de cada
planeta podrían explicar por qué el peso
de cada lata es diferente en cada uno?
Comenta tus ideas con los miembros del
equipo. Registra tus ideas debajo de la
Tabla 1 en la Hoja delAlumno 14.1.
Irrfor-ucióí Planetariaiel
lmagen l4.l Siente que tan pesadas son /as latas en cada planeta. ¿En qué
planeta pesa más la lata? ¿En qué planeta pesa menos la lata?
2o2
STC/IIS"' L¡ Tl¡nn¡ ¡:,r
Er.
Esp¡cro
r¡cc¡ór r+ GReveo¡o sN ra SupsRrrcrn
REFLEXION 5OBRE LO QUE HICISTE
t.
--
Comparte tus calificaciones de la Hoja del
Alumno 14.1 con la clase.
t
-'
¿De qué manera las características de un
planeta afectan a su capacidad de atraer
un objeto-dándole a este su peso?
Comparte tus ideas con el resto del gmpo
valiéndote de tu explicación en la Hoja del
Alumno 14.1 como guía.
3.
Escribe en tu cuaderno lo que sepas sobre
la relación entre masa y peso. Comparte
tus ideas con el resto del grupo.
à Lee "Masa y Peso: ¿Cuál es la Diferencia?".
T.
Anota una definición de estos dos
términos en tu cuaderno.
Ejerciclo L4.2
Analizando la Masa
y el Peso
PROCEDIMIENTO
1.
f.
¿Pot qué la masa afecta al peso? Comenta
esta pregunta con tu grupo o clase.
Registra las ideas que obtengas en tu
cuaderno del alumno.
¿Cómo crees que funciona la báscula de
resorte? Comenta tus ideas con tu grupo.
Después, observa la demostración que
dará tu maestro para explicar cómo
utilizarla. Comenta sobre el significado
del newton. Trata de calibrar la báscula de
resorte sosteniendola verticalmente sin
colgar ningún objeto en el gancho.
Asegúrate de que la escala marque cero. Si
es necesario, ajusta la parte superior hasta
que la escala marque cero (ver Imagen
14.2).
EÊ).4
1fr
lmagen '14.2 Ajusta la báscula de resoñe en ceros antes
de cada medición.
STC/trIS"' Ln Tr¡nn¡ riv
rl Esp¡cro
2O3
LECCIóN
14 GRAVEDAD EN LA SUPERFICIE
? - Coloca la báscula de resorte acostada
-
vl-
horizontalmente sobre la mesa. Coloca
dos o tres rondanas en el gancho de la
báscula. ¿Qué observas? Comenta tus
ideas con los miembros cle tu equipo.
Z[, Sostén la báscula de resorte verticalmente.
Coloca dos o tres rondanas en el gancho
de la báscula. ¿Qué observas? ¿Son
diferentes resultados a los del paso 3? ¿Por
qué? Comenta tus ideas con los miembros
del equipo.
$,
Sostén el cilindro de plástico transparente.
Describe su peso a tu grupo.
Aumenta la masa del cilindro
$,
--
de plástico
agregândole cinco rondanas, y sostén el
cilindro con tus manos. ¿Cambió la masa
del cilinclro? ¿Cambió el peso del cilindro?
Comenta tus icleas con los miembros del
equipo.
Aumenta la masa del cilinclro con25
/.
- - rondanas y sostenlo con una mano.
¿Cambió la masa del cilindro? ¿Cambió el
peso del cilindro? Comenta tus ideas con
los miembros del grupo.
Cuelga el cilindro
$,
--
con25 rondanas en el
gancho de la báscula de resorte como se
muestra en la Imagen 14.3. ¿Cuál es el
peso del cilindro con 25 rondanas?
Registra la cifra obtenida en tu cuaderno.
Comenta tus observaciones con los
miembros del grupo.
$.
Diseña una investigación con tu grupo
para probar cómo la masa y el peso están
relacionaclos. Registra tu plan cle diseño
en tu cuaderno de ciencias. Considera lo
que cambiarás (variable indepencliente),
lo que medirás (variable dependiente), y
lo que se mantendrá sin cambios (variable
14.3 Utiliza la báscula de resorie para
medir el peso del cilindro con 25 rondanas.
lmagen
en newtons (una medida de fuerza de
gravedad). Si realizas más de un intento,
obtén el promedio de tus resultados.
controlada).
tQ.
Dibuja una Tabla de datos en tu cuaderno.
En cada intento, registra la masa del
cilindro (número de rondanas), y su peso
2O4 STC ,IS'"" L,r Tronn¡ ¡x ¡l Esp¡cro
I t.
Antes de comenzar cada intento, recuerda
que debes calibrar la báscula de resorte
ajustándola en ceros. Completa tu
investigación.
leccrón
REFLEXIóN SOBRE LO QUE
t.
-'
HIC¡STE
del
peso?
lectura
por
f:urrra
peso?
E. ¿En qué direcci
cilindro?
ón jalaesta fuerza
al
¿por qué
lafierza
de gravedad en la
il5r.r'ff'..rX",Xäå.,:::ï:*.î'#"
que la
mercurio?
B. ¿Cuándo aumentaste la masa
cilindro' que ocurrió con su
D. Ahora sabes por medio de la
que una fueruaãs empujada o jalada
un objeto. ¿Cuál es el nombre de la
que hace que el cilindro tenga
Supenprcre
I. Si Marte posée más masa que Mercurio,
rondanas?.
masa?
r¡
H. ¿Cuáles son los dos factores que
afectan a la gravedad en la superficie de
un planeta?
!. - Responda las siguientes preguntas en tu
cuaderno de ciencias, y coméntalas con tu
clase:
C. ¿Cómo se relacionan el peso y la
eN
G. ¿Qué fuerzanos mantiene sobre la
superficie de la tierra?
Comparte tus resultados del ejercicio 14. 2
con tu grupo.
A. ¿cuál es el peso de las cinco
t¿ Gn¡vepat
!,
--
Regresa aracarpetade ra pregunta G en ra
Lección 1 y su,Tarjeta Fotográfica con tu
clase. Revisen las notas de la etiqueta que
trata sobre dónde existe la gravedad, y
retira cualquier respuesta que parezca
incorrecta. Agrega nuevas ideas a la
carpeta"
4.' información
l.^. "Misión: Júpiter'l Agrega cualquier
sobre
en tu Hoja del
Júpiter
es
jalando
F. Piensa en el ejercicio 14.1. Si el peso
la medida de la'fuerza de gravedaå
un objeto, ¿qué planeta tiene una mayor
fiierza de gravedad atrayendo objetos a su
superficie-Plutón o Júpiter? Explica tu
Alumno 10.1c: "Mapa Planetario" (y en la
Hoja del Alumno 10.1b, si tu Actividacl
Eje es Júpiter)'
respuesta.
STC/lvIS"n
L¡ Trrnn¡
¿N
rl Ðsp.rclo 2O5
LECCIóN
14 GRAVEDAD EN LA SUPERFICIE
asa
Pcso
¿eatíl
es
la Drferencia?
Muchas personas piensan que no hay diferencia
entre los significados de "peso" y "masa", pero si
la hay. La masa está relacionada con la cantidad
de materia de un objeto, sin tomar en cuenta
cuánto espacio ocupa el objeto. Mientras no
agregues o quites parte de la materia de un
objeto, su masa permanece la misma, incluso en
diferentes lugares. Si llevas un objeto a la luna o
a Marte, éste tendrá la misma masa que tenía en
la tierra.
¿Pero que sucede con su peso? ¿Pesará 1o
mismo un objeto en la luna o Marte de lo que
pesa en la tierra? Como pudiste darte cuenta
durante tu investigación,la respuesta es "no". El
peso de un objeto cambia dependiendo de su
ubicación en un planeta (como en la cima de
una montaña, en donde puede que tu peso sea
menor, o en el fondo de un valle profundo,
donde tu peso puede ser mayor).
2o,6
STC ,IS'n'
L¡ Tru¡n¡ o¡ nl
Esp¡.cro
Midiendo Masa y Peso
El peso es una medida delafuerza de gravedad
sobre un objeto (una fuerza atrae o empujada a
algún objeto). Nosotros utilizamos una báscula
de resorte para medir Iafiserza de la atracción
gravitacional sobre la masa de un objeto. Los
objetos que tienen la misma masa tienen el
mismo peso. Un objeto con mayor masa tiene
una fuerza gravitacional mayor que atrae
objetos con una masa menor. La báscula de
resorte es jalada hacia abajo, mostrando que el
objeto pesa más. En el sistema métrico, el peso
se mide con newtons.
La masa se mide en kilogramos y gramos
dentro de sistema métrico. Para encontrar la
masa de un objeto, utilizamos una balanza.
Cuando colocamos cantidades iguales de
materia en los lados opuestos de una balanza,
por ejemplo,la atracción de gravedad es la
TECCIóN
14 GRAVEDAD EN LA SUPERFICIE
El peso se mide utilizando una báscula de reso¡1e. La
rnasa se mide utilizando una balanza
misma en ambos lados. Si la masa de un objeto
se midiera con una balanza en en la tierra, y con
la misma balanza en la luna,los resultados
serían exactamente los mismos. La cantidad de
materia en el objeto no ha cambiado.
La Masa y el Peso en los Nueve Planetas
Un objeto con masa atrae a cualquier otro
objeto con masa. Lafuerzade atracción depende
de la masa de cada objeto y su distancia entre
otro objeto. Esta fuerza gravitacional que atrae
es muy pequeña entre objetos de tamaño
ordinario y por lo tanto es muy difícil medirla.
La atracción entre un objeto con una gran
cantidad de masa, como el planeta tierra, y otro
objeto, como una persona sobre la superficie del
planeta, puede ser fácilmente medida.
El peso en la superfìcie de un planeta es una
medida de la fuerza de gravedad entre un objeto
y el planeta en el que se encuentra. Esta fierza
de gravedad aplicada sobre un objeto sobre la
superficie de un planeta depende de la masa del
objeto y de la masa del planeta.
(continua)
STC/l,IStnt
L¡ Trenn.a clv ol Esp,rcro 2Q7
LEccIóN
14 GRAVEDAD EN LA SUPERFICIE
Entre méts /elos se encuentre un objeto del centro del planeta, más débil será la atracción entre ellos. Esto significa
que tu peso en Saturno sería muy parecido al peso que pudieras tener en Venus, aunque Saturno tiene mayor masa
que Venus.
2OA
STC
fS"'
L.l Tr¡nnr nN nl Esp¡.clo
LECCIÓN
¿Guánto Pesarías en Júpiter?
|úpiter posée 318 veces más masa que la
tierra, por lo que podría suponerse que tu
peso es 318 veces mayor en |úpiter que en la
tierra. Esto podría ser cierto si iúpiter tuviera
el mismo tamaño que la tierra, pero el
diámetro de Júpiter es 10 veces mayor al
diámetro de la tierra. Esto significa que si
estuvieras de pie sobre Júpiter, te encontrarías
más lejos del centro del planeta de 1o que
estarlas en la tierra. Esto reduce la atracción
gravitacional de Júpiter a aproximadamente
2.36 veces (y no 318 veces) tu peso en la
tierra.
El número 2.36 es el "factor de gravedad" de
iúpiter. El factor de gravedad es la cantidad de
gravedad que tiene cada planeta en
proporción a la de la tierra. El factor de
gravedad en la tierra es de I y el de )úpiter es
2.36. N multiplicar tu peso en la tierra por el
factor de gravedad de un planeta, puede
determinarse tu peso en ése planeta. Utiliza la
Tabla para descubrir cuál serla tu peso en
cada uno de los nueve planetas.
Lafiierza de gravedad también depende de la
distancia que hay entre un objeto desde el
centro del planeta a su superficie, está distancia
se llama radio del planeta. Entre más lejos se
encuentre un objeto del centro del planeta, más
débil será la atracción entre elios. Esta fuerza se
debilita rápidamente, pero existe un patrón
definido para calcularlo. Si duplicas el radio del
planeta, el peso del objeto sería de un cuarto de
su peso. Si triplicas el radio del planeta, el peso
del objeto sería de tan sólo un noveno su peso.
Lafuerza de gravedad disminuye arazón de un
cuadrado de la distancia que existe entre el
centro del planeta y el objeto.
14 GRAVEDAD EN LA SUPERFICIE
1 Masa, Radio, y Gravedad
Superficial en Gada Planeta
Tabla
Factor
de
Masa
Radio
Gravedad
(10"kg)
(km)
(Tietta=1)
33
2,439
0.38
Venus
487
6,051
0.9r
Tierra
597
6,378
1.00
Marte
64
3,396
0.38
Júpiter
189,900
77,492
2.36
Saturno
56,850
60,268
0.92
8,683
25,559
0.89
r0,240
24,764
1.12
I
1,170
0.06
Planeta
Mercurio
Urano
Neptuno
Plutón
En planeta en nuestro sistema solar tiene
diferente masa y tamaño, lo cual significa que el
peso del mismo objeto será diferente en la
superficie de cada planeta. Por ejemplo, tu peso
sería menor en la luna que en la tierra porque
aunque no es tan grande como la tierra, tiene
menos masa que ella y la masa de la tierra la
supera notablemente. Eso significa que la luna
emana unafterza gravitacional menor en su
superficie que la tierra. Cualquier objeto que
puedas imaginar tendrá la misma masø sobrela
tierra o sobre la luna, pero el peso del objeto en
la luna será de solamente el 16 por ciento (un
sexto) del peso en la tierra. n
STC/lvlS'n' L,r
Tlnr.n¡
nN nL
Esp¡cro 2O9
LEccIóN14 GRAVEDAD EN LA SUPERFICIE
Misión: Júpiter
En los años 1600, el astrónomo Galileo Galilei
a Júpiter, un planeta cubierto por
nubes, a través de uno de los primeros
telescopios del mundo. Lo que vio impresionó a
todo el mundo-¡cuatro lunas!
Los telescopios fueron mejorando a través de
los años y más lunas de Júpiter fueron
descubiertas. Más de 300 años después del
descubrimiento de Galileo, una nave espacial
voló 1o suficientemente cerca de ]úpiter para
tomar fotograffas detalladas. El Pioneer l0 voló
pudo observar
cerca de lúpiter por primera vez en 1973.Un
año después fue el turno del Pioneer I l. Los
Voyager 1y 2, de camino a otros planetas,
pasaron cerca der Júpiter en7979.
Estas misiones proporcionaron a la
humanidad un mayor conocimiento sobre
Jupiter, asimismo nos dejaron un sinnúmero de
preguntas. ¿De qué están hechos los anillos de
Júpiter? ¿Qué tan rápido soplan los vientos de
Júpiter
2LO
STC/ìufS'n' Ln Trenn.r eN n¡. Esp¡clo
Júpiter? ¿Que hay entre esas nubes?
Muchos científicos creían que solamente un
orbitador podría responder a tales preguntas,
debido a que los orbitadores pueden observar
un planeta por largos periodos de tiempo. El
orbitador Vikingo, había revelado mucho sobre
Marte y el Pioneer contesto muchas preguntas
sobre Venus. ¿Pero, cómo podría un orbitador
ver a través de las nubes? ¡Eso tendría que
hacerlo una sonda!
Se iniciaron los planes para enviar una nave
espacial con un orbitador y una sonda a lúpiter.
La misión seria llamada en honor al científico
italiano, quien fue el primero en descubrir
cuatro lunas en Júpiter-Galileo.
El Galileo fue lanzado en 1989. Seis años
después, mientras se aproximaba a Júpiter,la
sonda y el orbitador se separaron. En diciembre
de 1995,Ia sonda finalmente llegó a las nubes de
|úpiter.
tEcclóN 14 GRAvEDAD EN LA
(
(
(
(
Supenrrcrr
Mientras tanto, el orbitador
comenzaba su trayectoria hacia el
planeta más grande del el sistema solar.
Los Descubrimientos Galileo
Descendiendo a través de la atmósfera
de Júpiter, el escudo de calor de la
sonda alcanzô temperaturas dos veces
más calientes que las de la superficie
del sol. Aún así, pudo enviar
(
(
(
(
(
(
información por aproximadamente 58
minutos, antes de que el calor y la
presión la destruyeran.
¿Qué tanto puede descubrir una
sonda espacial en menos de una hora?
De hecho, bastante. Para asombro de
los científicos, la sonda mostró que no
había nubes en la parte baja de la
atmósfera de Júpiter. El aire debajo de
las nubes era también mucho más seco
de 1o que esperaban. Los científicos
piensan que la sonda pudo haber
descendido por una parte de la
atmósfera de )úpiter que estaba
inusualmente seca. Sin embargo la
velocidad del viento-54O km/h- fue
la misma en las nubes y debajo de ellas.
Estos vientos confundieron mucho
los científicos. Sobre la tierra, el calor
del sol ayuda a creaÍ vientos. Pero
)úpiter recibe solo aproximadamente
una octava parte del sol en proporción
a la tierra. ¿Entonces de dónde
provienen los vientos de lúpiter?
Algunos científicos creen que
provienen del calor que se escapa desde
las profundidades del planeta.
La sonda se aventuró 600 km a través
de la atmósfera de Júpiter. Como se
pronosticaba, no impactó alguna
superficies u objeto sólido.lúpiter es,
después de todo, un gigante gaseoso. Su
superficie sólida permanece bajo
decenas de miles de kilómetros de
atmósfera.
La sonda Galileo descendió a
través de la atmósfera de Júpiter.
STC/trIS''"
L¡ TrBnn¡ e¡l ol
Esp¡cr
o
2L7.
TECCIóN
14 GRAVEDAD EN LA SUPERFICIE
Esta imagen del sistema anular de Júpiter fue captada
e/ Galileo el nueve de noviembre de 1996.
por
Los Descubr¡m¡entos del Orbitad ot Galileo
A fines de los l970s,la nave espacial Voyager
descubrió dos, posiblemente tres anillos
alrededor de Júpiter. En 1995, el orbitador
Gølileo confirmó la presencia de un tercer y
delgado anillo e incluso encontró un cuarto
anillo dentro de éste. Segun los datos
transmitidos por el Galileo, todos los anillos
están formados por pequeños granos de polvo.
Al parecer, el impacto de un meteorito arrojó
granos de polvo de la superficie de las cuatro
lunas más cercanas al planeta.
El Galileo también reveló que Júpiter es sede
de enormes tormentas. La más grande es el Gran
Punto Rojo. ¡Esta tormenta es tres veces más
grande que la tierra!
2L2
STC/trIS" L,r Trrnne
rr
¿r Ðsp¡cro
Mientras |upiter tiene más tormentas que las
esperadas, tiene menos relámpagos que los
pronosticados por los científicos. Los
relámpagos ocurren en |úpiter con una
frecuencia diez veces menor que en la tierra. En
nuestro planeta, existen en promedio 100
relámpagos por segundo.
Mientras orbitaba a Júpiter, eI Galileo voló
cerca de varias de las lunas de Júpiter. Los
científicos sabían que Io, una de las cuatro lunas
más importantes de fúpiter, posee volcanes
activos. ElVoyager descubrió muchos de ellos en
1979. Sin embargo, el orbitador Gølileo mostró
que Io está cubierta por cientos de volcanes, de
los cuales muchos arrojan lava desde las
profundidades debajo de la luna.
LEcctóN
14 Gn¡vso,q.o sN
r¡ SuprnrIcI¡
:i:ì:
,;j..
':t
El Gran Punto Rojo de J(tpiter.
STC IS"' L.r 'lrnnn.-r ¡¡ cl Esp.,rcl o 2LS
LECCIóN
14 GRAVEDAD EN LA SUPERFICIE
Europa, una de las lunas de
Iúpiter, aparenta tener un océano
entre su superficie cuarteada y
congelada. En este océano, bloques
gigantescos de hielo del tamaño de
ciudades aparentan haberse roto y
separado. Calisto,la más lejana de
las cuatro lunas más importantes
de Júpiter, posiblemente también
tenga un océano debajo de su
superficie cubierta de cráteres.
Ganímedes es la luna más grande
del sistema solar entero. La
información transmitida por el
orbitador Galileo muestra que hasta
el momento, es la única luna que
posee un campo magnético.
El orbitador está programado
para terminar su misión con una
exploración dentro de la mortal
atmósfera de
fúpiter-¡un
dramático final para un viaje tan
informativo!
Las cuatro lunas más grandes de J(tpiter: lo, Europa, Ganf medes y
Calisto (de arriba hacia abajo). El Gran Punto Rojo de Júpiter se muestra
en el fondo.
2L4 STC IS'n Ln TrBnn¡
BN pL
Esp¡clo
(
I
I
(
(
t
I
f
LECCIóN
14 GRAVEDAD EN LA SUPERFICIE
Temperatura promedio ll -108.C
Duración de un día sideral
Duraclón de un año
Gravedad
(Tlera=l) ll 2.36
9.92 horas
I 1.86 días terrestres
Número de lunas ll 39*
Tamaño Relativo
interno
hidrógeno
Manto
de
Núcleo de
roca
€;
Atmósfera de Júpiter
¿Sabías que...?
amontaco, y
agua
Helio
(10%)
Hidrógeno
(8e%)
.|úpiter (así como otros planetas gaseosos) tiene un sistema anular. Sin
embargo el sistema anular de ]úpiter es esencialmente transparente, las
partículas de los anillos son visibles cuando hayluzdetrás de ellos.
.Los patrones de remolinos en las nubes de Júpiter son causados por su
rápida rotación.
* Para el año2002
STC/trIS'n' Ln Tr¡nnn ¡N nr. Espncro
LEcc,óN15
Gravedad y Movimiento Orbital
INTRODUCCION
¿De qué manera llega un satélite artificial a
órbita? Los satélites son lanzados por un cohete
altura (o altitud) en la cual la fierza
gravitacional de la tierra mantiene al satélite en
órbita alrededor de la tierra. Un satélite natural,
como la luna, debe viajar a cierta velocidad para
permanecer en la órbita de la tierra. Si el satélite
se mueve demasiado lento,la gravedad puede
atraerlo hacia la Tierra. Si el satélite se mueve
demasiado rápido, puede alejarse de la atracción
gravitacional de la tierra y perderse en el
a una
espacio.
En la Lección 14, investigase sobre los efectos
de la gravedad superficial sobre el peso. En esta
lección, realizarâs cuatro ejercicios enfocados en
la gravedad y sus efectos en las órbitas de lunas y
planetas. ¿Qué papel juega la gravedad al
mantener los planetas en órbita alrededor del
sol? ¿De qué manera las lunas se mantienen en
órbita alrededor de cada planeta? En esta lección
averiguarás las respuestas a estas y otras
preguntas. Además, aprenderás más sobre las
misiones a Saturno, Urano y Neptuno.
OBJEÍIVOS DE ESTA TECCION
Analizar los patrones del movimiento
planetario,
Observar el movimiento de una canica
cuando se le aplican diferentes fuerzas,
¿Qué es lo que mantiene a un satélite en órbita? ¡La gravedad!
La gravedad también ayuda a otros planetas como la tierra a
permanecer en la órbita del sol.
lnvestigar el efecto de una fuerza de
atracción en el periodo orbital de una
esfera.
Relacionar el comportamiento
observado de una canica y una esfera,
con el movimiento de las lunas y los
planetas.
2L6
STC^,ÍS'"'
L¡ Tronr.¡ ¡¡r
o¡, Espnclo
Resumir, organizar y compa¡ar
información sob¡e Saturno, Urano y
Neptuno,
MATERIAL PARA
LA LECCIóN 15
Para Empezar
I-'
Revisa la Introducción del software
Explore the Planets con tu clase.
t')
Valiéndote de lo que aprendiste con
Explore the Planets, realizaobservaciones
generales sobre el movimiento de los
planetas alrededor del sol. Registra tus
ideas en tu cuaderno si tu maestro te lo
pide. Comenta tus ideas con el resto de la
Para
1
ti
copia de la hoja del
Alumno 10.1c: "Mapa
Planetario"
clase.
J.
Utiliza el Software St-ørry Night Bøckynrd
pata conocer más sobre cómo las órbitas
de los planetas son diferentes entre ellas.
Observa las órbitas de los planetas más
cercanos al sol. A continuación, observa
las órbitas de los planetas que se
encuentran más lejos del sol. Registra o
comenta tus observaciones como se te
pida.
{.
Revisa los objetivos de esta lección con tu
maestro. Comenta sobre los
procedimientos y las normas de seguridad
enlistados en cada ejercicio. Un resumen
de cada procedimiento será preparado en
cada estación.
Divide una página tu cuaderno
$.
--
en cuatro
partes iguales. Rotula cada parte de la
siguiente manera: L5J,I5.2,15.3 y I5.4
respectivamente.
$.
Completa los cuatro ejercicios en el orden
proporcionado por tu maestro. Recuerda
que debes regresan todo el equipo y su
Guía para Ejercicio ala caja o bolsa de
plástico antes de dirigirte a la siguiente
estación.
STC/rVSttt L.l
Tr¡nn¡ ¡w e¡, Esp¿cl o 2L7
LECCIóN
15 GRAVEDAD Y MOVIMIENTO ORBITAL
MATERIALES PARA EL EJERCICIO 15,1
Para
¡
tl
1- par de gafas protectoras
Para tu grupo
I
copia de la Guía para Ejercicio 15.1-: Los
Efectos de la Gravedad en Objetos en
caja.) Compara tus observaciones con tu
pronóstico.
l\4ovimiento
1" caja
l-
de plástico de la Lección 12 (Llena con
arena, harina y cocoa)
bolsa grande resellable con el siguiente
conten ido:
l
regla métrica de 30cm (12")
1 canica
Suelta la canica. Comenta las observaciones que tengas sobre el movimiento de
la canica con los miembros del equipo.
(No te preocupes por el pequeño crâter
que se forma con la canica. Laarenayla
harina bloquean el movimiento de la
canica una vez que aterriza dentro de la
¿J. Repite los Pasos 1 al3 del procedimiento.
¿Tiene la canica siempre el mismo
movimiento? Comparte tus observaciones
y registralas en la parte 15.1 de tu
cuaderno.
l- cinta métrica
$.
Ejercicio 15.1
Efecto de la Gravedad en el
Movimiento de los Cuerpos
IJtiliza la regla como rampa para hacer
rodar la canica sobre ella hacia el interior
cle la caja de plástico. Mantén la regla casi
totalmente horizontal. Comenta tus
observaciones. ¿Cuál fue el movimiento
de la canica una vez que salió de la regla?
PROCEDIMIENTO
1. Sostén la canica a 40 centímetros por
encima dela caja de plástico. Con la
canica en tu mano, piensa en cuales dos
fuerzas están siendo aplicadas en la canica.
¿Se encuentran estas fuerzas balanceadas
(ambas jalando con la misma fuerza) o
desbalanceadas (una de ellas está jalando
más que la otra)? Comenta tus ideas con
los miembros del grupo.
'
¿Qué sucederá si sueltas la canica de tu
mano hacia la caja? Comparte tus
pronósticos con los miembros del grupo.
POR TU
STGURIDAD
Utiliza tus gafas protectoras
lo largo del ejercicio.
Trabaja en un área bien
ventilada para minimizar el
nivel de polvo en el aire.
2La
STC
IS"'
Lrr Tlenn¡ r¡¡
rl
Esp¡cro
lmagen 15.1 Haz rodar la canica sobre la regla hacia el
interior de la caja de plástico
lrcclóru 1s Ç¡,qys¡4p y
6"
}Jaz rodar la canica sobre la regla a
diferentes velocidades. Mantén la regla
casi totalmente horizontal. ¿Cómo es el
movimiento de la canica cadavez que sale
de la regla? Si es posible, mide la
trayectoria de la canica cadavez. Registra
tus observaciones en tu cuaderno.
I*'
Coloca la hoia blanca de papel sobre el
fondo dela íajade plástiåo. Sobre ella,
coloca el anillo de metal con el borde
hacia arriba, como si lo estuvieras
colocando en un frasco.
)
-'
Traza un círculo alrededor del anillo sobre
la hola de papel. Retira el anillo de metal
se
B. ¿Cuando hiciste rodar la canica
lentamente, cómo fue su movimiento al
dejar atrás la regla?
C. ¿De qué manera afecta la velocidad de
la canica a su movimiento una vez que se
separa cle la regla?
D. Toclos los planetas que giran alrededor
del sol avanzan debido a la inercia y la
atracción del sol causada por la gravedad.
Describe la ruta de algún objeto que
avance (como tu canica) pero que alavez
esté siendo atraído por la gravedad.
$. Limpia,tu.lugar.
Ejercicio 15.2
Prueba de Fuerzas
Balanceadas y No
Balanceadas
PROCEDIMIENTO
Escribe las respuestas a las siguientes
/,- - preguntas
en tu cuaderno:
A. ¿Cuál es la fuerza de atracción que
ejerce sobre la canica todo el tiempo?
MovtvreNro Onerr¡r
Devuelve los materiales
dela caja. Marca cuatro puntos
a las
mismas clistancias alredeclor clel círculo.
Enumera las marcas clel I a 4 en el senticlo
de las manecillas del reloj, como se
muestran la Imagen 15.2.
a
su condición original.
MATERIALES PARA EL EJERCICIO 15.2
Para
L
ti
par de gafas protectoras
Para tu grupo
1- copia de
I
1
la Guía para Ejercicio L5.2:
.Probando Fuerzas Balanceadas y No
Balanceadas.
caja de plástico (vacía)
anillo de metal para enlatar
1- canica
I
hoja de papel blanco
lmagen 15.2 Traza un círculo alrededor del anillo con
los números 1, 2, 3 y 4.
POR TU
SEGURIDAD
Utiliza tus gafas de
seguridad durante todo
el ejercicio
STCAIS"tt [,,q Tlenn,q nN nr. Esp¡cl o
2a9
TECCIóN
15 GRAVEDAD Y MOVIMIENTO ORBITAL
?_ Coloca el anillo de metal sobre el círculo,
-' d.la misma manera que lo hiciste
anteriormente. Coloca la canica dentro
del anillo de metal. Sin mover el anillo,
describe el movimiento de la canica.
Registra sus observaciones en el cuadrante
I5.2 de tu cuaderno.
"
en
papel
el anillo para mover la canica
círculos. Mantén el anillo sobre el
todo el tiempo. Registra
observaciones. Comenta con su
cómo el anillo crea una fiærza
"fiJerzano balanceada") que influye
el movimiento de la canica.
L_Utiliza
tus
equipo
(llamada
sobre
Pt-o.lo*ica.lo.que ocurrirá si levantas
5.
- - anillo (es decir, si quitas la fuerza no
balanceada).
A
llr
--
el
D. Imagina que levantas el anillo cuando
el movimiento orbitante en sentido de las
manecillas del reloj de la canica cuando
esta se encuentra en el "4." Dibuja la
trayectoria que tomaría la canica.
E. Así como la canica, los planetas
avanzan debido a la inercia y a la
atracción que se debe a una fuerza no
balanceada. Juntas, estas fuerzas obligan a
los planetas a girar. ¿Cuál es la fuerza no
balanceada que mantiene a los planetas en
órbita? ¿Qué le ocurriría a los planetas sin
esta fuerza no balanceada?
Limpia tu lugar. Devuelve todos los
original.
$-'
matèriales a Ju condición
Mueve la canica en círculos de nuevo,
continúa levantando el anillo. ¿Qué
sucede? Describe el movimiento de la
canica sin la fuerza no balanceada del
anillo, en el cuadrante 15.2 en tu
cuaderno. Intentarlo varias veces. Registra
tus observaciones con palabras y dibujos.
rJtilizalas marcas num'eradas päramárcar
el movimiento de la canica en cada
MATERIALES PARA EL EJERCICIO 15.3
Para
1-
Para tu grupo
I
intento.
/.- - Responde a las siguientes preguntas
cuaderno:
en
tu
A. Describe el movimiento de la canica
cuando éste es influenciado por una
fuerza no balanceada (el anillo de metal).
B. Describe el movimiento de la canica
cuando la fiierza no balanceada es
retirada.
C. Imagina que levantas el anillo cuando
el movimiento orbitante en sentido de las
manecillas del reloj de la canica se
encuentra en eI"1." Dibuja la trayectoria
que tomaríala canica.
22O
STC/I,IS"' Le Tr¡nn,r rN
ol Esp¡cro
tl
par de gafas protectoras
1-
4
l-
copia de la GuÍa para Ejercicio 1_5.3:
"Observando los lVovimientos
Planetarios"
Maqueta de Movimiento PlanetariorM
cajas de plástico o cajas de la misma
altura
bolsa de plástico resellable con el
siguiente contenido:
gtobo amariilo con agua
1- regla métrica de 30cm (12")L
canica
I
I
l¡cclóru
Ejercicio 15.3
Observando el Movimiento
de los Planetas
Sostén la reela tal como se muestra en la
Imagen 15.3 de manera que apunte hacia
la orilla dentro del aro. }lazrodarla
canica dentro del lienzo tensado. Observa
la canica. Repite este procedimiento varias
veces. Comenta tus observaciones con los
miembros del equipo. Registra resultados
en el cuadrante 15.3 de tu cuaderno.
|-' _ Observa la Maqueta de Movimiento
Planetario". Lä parte profunda del aro
f
.rJtilizarás la regla como rampa para hacer
rodar la canica hacia el lienzo de látex.
Antes de hacerlo, pronostica el camino
que tomará la canica sobre lienzo.
Comparte tu pronóstico con los
miembros del grupo.
y Movr,vrE,Nro ORnrr¿.r
aQ
PROCEDIMIENTO
debe estar colocada hacia arriba para
evitar que la canica caiga fuera del lienzo
de látex, tal como se muestra en la Imagen
15.3. Permite que parte del lienzo salga del
aro. Asegúrate de que el aro descanse
sobre las orillas de las cajas para que no
interfieran con la canica ûnavez colocada
sobre lienzo.
rs Gnavntrro
¿l_ Coloca el globo en el centro del lienzo y
suéltalo. Cãmenta sobre la reacción dei
globo en el lienzo. Entonces haz rodar la
canica hacia la orilla del aro. Observa al
globo y ala canica cuidadosamente. ¿Qué
puedes ver sobre el movimiento de la
canica? ¿Qué es 1o que observas sobre
comportamiento del globo? Comenta y
registra tus observaciones con los
miembros del equipo.
"
f magen 15.3 La Maqueta de Movimiento PlanetariorM debe instalarse
corno se muestra. (A) La parle profunda del aro debe estar colocada
hacia aniba. (B) Permite que el lienzo sobrante cuelgue alrededor del aro
hacia fuera. (C) Reposa el aro sobre las orillas de cada caja.
STC/I,IS"' L¡'Ilrnn.q r¡ nl Espnclo 221
leccrón
ts Gn¡veo,q¡
y MovrurENro
On¡rr¡r
/.
POR TU
SEGURIDAD
Utiliza gafas
protectoras a lo largo
de la lección.
Se cuidadoso
mientras trabajas con
el globo ya que éste
puede bloquear las
vías respiratorias.
El látex del lienzo de
hule puede causar
reacción alérgica
inmediata en ciertas
personas sensibles a
este material.
Mantén una presión constante sobre el
Realiza el paso 6 varias veces y observa
cuidadosamente el movimiento de la
canica. Permite a otros miembros del
equipo realizar el ejercicio. ¿De qué
manera cambia el movimiento de la
canica al acercarse al globo?
Ahora, mece el globo suavemente
$.
--
mientras la canica gira alrededor de é1.
¿Qué sucede? Mécelo suavemente para
mantener la canica en movimiento.
Comenta tus observaciones y suelta el
globo. ¿Se tambalea el globo mientras la
canica lo orbita?
$.
Contesta las siguientes preguntas en tu
cuaderno:
A. Describe el movimiento de la canica
cuando la masa en el centro (el globo) no
estaba presente.
B. Describe el movimiento de la canica
cuando la masa en el centro estaba
presente.
C. ¿Qué ocurrió con la velocidad de la
canica cuando la distancia entre globo y la
canica disminuían?
D. Basándote en tus propias
observaciones, ¿cuál planeta piensas que
tiene la velocidad orbital más rápida?
¿Qué pruebas tienes para apoyar tu
respuesta?
E. ¿Cuál es la fuerza que mantiene a los
planetas en sus trayectorias orbitales
alrededor del sol?
lmagen '15.4 Presiona constantemente el globo con agua
Pronostica cuál será el movimiento de la
$.
- - canica ahora que el centro del lienzo tiene
más masa. Pide a uno de tus compañeros
que haga rodar la canica hacia el lienzo
mientras presionas el globo hacia abajo.
Comparte tus observaciones con los
miembros de tu equipo, y regístralas a
manera de palabras y dibujos en tu
cuaderno.
222
STC/luIS'n'
L¡ Trnnn¡ rr
n¡. Esp¡cro
F. Lee "Tambaleo de Estrellas" ¿Por qué el
tambaleo de las estrellas indica que un
planeta se encuentra cerca?
lQ.
Limpia.tu.lugar. Devuelve los materiales a
su condicion original.
tEccróN
TAMBALEO DE ESTRELLAS
Existen muchas estrellas como nuestro sol.
Algunas de estas estrellas también tienen
planetas que g¡ran alrededor de ellas en
órbitas. Aunque los astrónomos en la Tierra
todavía no han podido observar un planeta
orbitando alguna otra estrella, ellos saben que
existen otros planetas orbitando estrellas.
¿Gómo pueden ellos saber esto? Porque
cuando un planeta órbita una estrella, hace
que ésta se tambalée. Los astrónomos pueden
examinar el tambaleo de una estrella y de esta
manera saber qué tan grande, que tanta masa
y qué tan lejos de su estrella se encuentra un
planeta. Al principio del milenio,
aproximadamente 60 planetas habían sido
descubiertos con el método de tambaleo.
Todo comienza con la gravedad. Es por ella
que elsolatrae a los planetas, pero esto
MATERIALES PARA EL EJERCICIO 15.4
Para
t
ti
par de gafas protectoras
Para tu equipo
1
t
copia de la Guía para Ejercicio 15.4:
"lnvestigando el Efecto de la Masa
Planetaria Sobre la Orbita de una Luna"
caja de plástico o bolsas resellables
grandes de plástico con el siguiente
contenido:
1 Orbitador LunarrM armado
25 rondanas de acero grandes
1
1s GRAVEDAD y lVIovrMrENTo ORBTTAL
también significa que los planetas atraen al
sol(y de esta misma manera las lunas y los
planetas se atraen entre si). Un planeta eierce
una fuerza gravitacional que hace que la
estrella se tambalée en pequeños círculos u
óvalos. Eltambaleo de una estrella refleja en
pequeño grado la órbita de sus planetas. Es
como dos bailarines tiránose el uno al otro.
Los cientÍficos utilizan poderosos telescopios
espaciales que orbitan a la tierra en busca de
estrellas tambaleantes. Gomo se encuentran
fuera de la atmósfera terrestre, estos
telescopios pueden ver estrellas con mayor
claridad que los telescopios de la superficie de
la Tierra. ¿Quién sabe? Talvez algún día los
científicos utilizen este método de tambaleo
para descubrir otros sistemas solares
semejantes al nuestro.
Ejercicio 15.4
Analizando los Efectos de la
Masa de un Planeta en la
Orbita de su Luna
PROCEDIMIENTO
t,
Observa el Orbitador Lunar'*. Comparte
con los miembros de tu equipo cómo
piensas que funciona el Orbitador Lunar.
t
-a
Busca un lugar dentro del salón en donde
no hayan otros equipos trabajando. Revisa
que todos los nudos de nylon estén fijos a
la esfera blanca grande.
cronómetro
POR TU
SEGURIDAD
Utiliza gafas
protectoras en todo
momento.
No columpies el
Orbitador hacia otros
alumnos. Asegúrate
de que tus
compañeros de clase
no estén cerca de ti
cuando columpies la
esfera blanca.
Siempre columpia el
Orbitador sobre tu
cabeza.
STC/trIS""' Ln Trcnn,r rN
nl
Esp.qcr
o 223
LECCIóN
'
15 GRAVEDAD Y MovIMIENTo ORBITAL
Sostén con tu mano el tubo delgado de
plástico del Orbitador Lunar como si
fuera una manija. Practica sosteniendo el
Orbitador Lunar sobre tu cabezay
moviendo tu mano en círculos para que
de esta manera la esfera blanca comience a
girar de manera orbital alrededor de tu
mano. Trata de que los movimientos de tu
mano sean suaves y constantes. Cuando la
esfera se encuentre en su órbita, la parte
inferior del tubo debe casi tocar el
cilindro.
!,.Agrega el5 rondanas al cilindro para
aumentar la masa del Orbitador Lunar.
Mueve tu mano en círculos sobre tu
cabeza de manera el esfera blanca orbite
tu mano tal como se muestra en la
Imagen 15.5. Describe qué tan rápido
debe moverse la esfera para mantenerse en
órbita alrededor de tu mano con una
masa de 5 rondanas atrayéndola. Si es
posible, calcula su periodo orbital-el
tiempo que le toma a la esfera llegar a la
órbita de tu mano. Por ejemplo, cuenta el
número de segundos que le toma a la
esfera llegar a la órbita de tu mano 10
veces. (Para obtener el periodo orbital,
divide el número de segundos entre 10).
Registra tus observaciones e información
en el cuadrante 15.4 de tu cuaderno.
Permite que todos los miembros de tu
$.
--
equipo realicen el ejercicio con el
Orbitador Lunar. Recuerda que cuando la
esfera se encuentre completamente en
órbita, el tubo deberá estar casi en
contacto con el cilindro.
'
Pronostica lo que sucederá si aumenta la
masa de cilindro de la Orbitador Lunar a
25 rondanas.
'l Introduce 25 rondanas dentro del cilindro
' ' d.l Orbitador Lunar. Repite el
procedimiento del paso 4 y comenta tus
observaciones. Permite que cada miembro
de tu equipo tenga una oportunidad de
intentarlo. Describe qué tan
rápido la esfera debe avanzar
para mantenerse en órbita
alrededor de tu mano con25
rondanas atrayéndola. (Intenta
calcular el periodo orbital de la esfera.)
Registra tus observaciones.
$.
Contesta las siguientes preguntas a tu
cuaderno:
A. ¿De qué manera afecta la masa del
cilindro a la velocidad en la que la esfera
alcanzala órbita de tu mano?
B. Examina la Täbla 15.1. Compara la
masa de fúpiter con la masa de la tierra.
¿Qué planeta tiene mayor masa?
C. Examina la Tabla 15.1. Compara Io,la
luna de Júpiter, con la luna de la tierra.
¿De qué manera se asemejan? ¿Cuáles son
sus diferencias?
lmagen 15.5 Mueve tu mano en círculos sobre tu
cabeza de manera el esfera blanca orbite tu mano.
224
STC/l{S'n'
L¡ Trnnnn rN ¡¡. Espncro
TECCIóN
15 GRAVEDAD Y MOVIMIENTO ORBITAL
Tabla 15.1La masa Planetaria Contra el Periodo Orbitalde la Luna.
Guerpo
del
Sistema
Solar
Júpiter
Tierra
Masa
aproximada
(ks)
189,900 x 10"
597
x\0"
Diámetro
(km)
Distancia
Velocidad
Periodo
del
orbital
orbital
planeta (km)
(kmlseg)
(días)
- 2 dias
- días
142,984
12,756
lo
9
x70"
3,643
427,600
t7
Luna
7
xl0"
3,475
384,400
1
A. Compara a Io con la luna. ¿Cuál de los
dos satélites planetarios viajaa a mayor
velocidad, es decir cuál tiene una mayor
velocidad orbital? ¿Porqué piensas que es
REFLEXTON SOBRE LO QUE H|C|STE
Comparte tres respuestas a las preguntas
del ejercicio con los miembros de tu
l.
clase.
así?
B. El periodo orbital es el tiempo que le
toma a un objeto que gira, llegar a la
órbita central del objeto. ¿Qué satélite
planetario tiene un periodo orbital más
corto? ¿Cuál es la relación entre la
velocidad orbital y el periodo orbital?
C. En la Lección 14, estudiaste la masa
aproximada de cada planeta. ¿De qué
manera piensas que los científicos pueden
determinar la masa de cada planeta?
$.
Limpia tu lugar. Regresa los materiales
su condición original.
f
.Lee"Ideas Pesadas". Contesta las
preguntas que se encuentran al final de
dicha lectura en tu cuaderno.
J.
Iunto con tu clase, regresa ala carpeta de
la Pregunta H en la Lección 1. ¿Existe
alguna información que cambiarías o
agregarías? Comparte tus ideas con el
resto de la clase.
{.
a
$.
Regresa a la lista de ideas sobre la
gravedad en la Leccón 14. ¿Qué nueva
información te gustaría agregú a la lista?
Lee las lecturas de "La
Misión" sobre
Saturno, Urano y Neptuno. Agrega
información sobre estos planetas en la
Hoja del Alumno 10.1c: "Mapa
Planetario" (y alaHoja del Alumno 10.Ib,
si tu Actividad Eje asignada durante la
Lección 10 fue Saturno,lJrano, o
Neptuno).
STC/]VIS'"'
L¡ Trenn¡
pN
rr. Esp¡clo 225
TECCIóN
15 GRAVEDAD Y MOVIMIENTO ORBITAL
IDEAS PESATIAS
¿Alguna vez que te has
preguntado por qué cuando
saltas siempre regresas al suelo?
¿O alguna vez te has
preguntado por qué la
luna se mantiene
girando alrededor de
la tierra en vez de
perderse en el espacio?
A lo largo de la historia,
ias personas se han preguntado
lo mismo. Ahora sabemos que
una propiedad del universo
llamada "gravedad" es la
responsable.
Si saltas, la gravedad de la
tierra te llevará de nuevo hacia el
suelo. Tú gravedad también
atrae a la tierra hacia ti. Lo
mismo sucede entre el sol y los
planetas así como entre los
planetas y sus lunas. La gravedad
guía los movimientos de todo
aquello que se encuentra sobre
la tierra, y todos los objetos en el
cielo.
La manzana de Nevyton
Según la bien conocida historia,
un científico inglés de 23 años
llamado Isaac Newton, se
encontraba sentado debajo de
Una famosa historia cuenta que Isaac Newton comenzó a pensar
sobre la gravedad en nuestro planeta y en nuestro universo
un árbol de manzana en una
después
de que una manzana cayó de un árbol sobre su cabeza.
tarde de 1666, cuando una
manzanacayó sobre su cabeza.
Newton comenzó a pensar sobre
Iafuerza que jaló lamanzana del árbol.
gravedad no es tan fuerte como las fuerzas
Newton concluyó que la fuerza que llamamos
electromagnéticas). Tämbién determinó que la
gravedad debe ser una fuerza invisible, como la
gravedad afecta a las manzanas que caen de los
que se puede sentir cuando colocas un imán
árboles y que mantiene a los planetas y lunas
cerca de un objeto metálico (sin embargo,la
girando en sus órbitas.
226
STC/I,IS''' Ln Trrnne
¡¡ nl Ðsp¡.cro
TECCIóN
La gravedad mantiene a los nueve planetas y sus /unas, y a miles de asferoldes
del sol.
La Ley de lnercia de Newton
Newton escribió dos leyes famosas sobre la
gravedad: laLey de la Inercia y la Ley de la
Gravitación Universal. LaLey de la Inercia dice
que un cuerpo en movimiento tiende a viajar en
línea recta a menos que sea interrumpido por
unafuerza no balanceada. Esto explica por qué
no te sigues elevando cuando brincas en el aire.
Lafircrza no balanceada de la gravedad
interrumpe tu movimiento y te jala de nuevo
hacia el suelo.
LaLey de la Inercia gobierna el movimiento de
los planetas y las lunas. Si éstos no fueran
afectados por la gravedad, viajarian en líneas
rectas y se alejarían el sistema solar. La gravedad
del sol mantiene a los planetas en órbita
alrededor de é1, y la gravedad de cada planeta
captura y mantiene a sus lunas en órbita.
15 GRAVEDAD
y
cometas
en
Y MOYIMIENTO ORBITAL
órbita girando alrededor
¿Qué es una fuerza no balanceada?
Si dos fuerzas individuales poseen la
misma magnitud (tamaño) y se dirigen a
direcciones opuestas, entonces las fuerzas
son balanceadas. Piensa en la canica que
sostuviste en tu mano durante el ejercicio
1 5. 1. Una fuerza-Ia atracción
gravitacional de la tierra-emana una
fuerzasobre la canica que la lleva hacia
abajo. La otra fuerza-tu mano-jala la
canica hacia arriba. Las fuerzas que actuan
sobre la canica son balanceadas; como
resultado, el movimiento de la canica no se
acelera ni disminuye. Pero si dos fuerzas no
se encuentran balanceadas, la canica
cambiará su velocidad o dirección. Si
sueltas la canica,IafiJerzano balanceada de
gravedad altera el movimiento de la canica
y ésta cae dentro dela ca)a. Las fuerzas no
balanceadas causan que los objetos
aceleren (cambien su velocidad o
dirección).
STC/À,IS''t
L¡ Trs¡'n¡
nN cr.
Espncro 227
LECCIóil
15 GRAVEDAD Y MOVIMIENTO ORBITAL
Newton
La Ley de la Gravitación Universalde
Por medio de los resultados de sus
experimentos, Newton formuló la Ley de la
Gravitación Universal, que establece que
cualquier par de objetos en el universo tienen
gravedad y se atraen a sí mismos. La forma en
que estos objetos se atraigan a sí mismos
depende de dos factores-la masa de cada
objeto y la distancia entre ellos.
Entre más masa tenga una estrella-como
nuestro sol-y entre más cerca se encuentre esta
a un planeta, más grande será la capacidad de la
estrella para mantener al planeta en su órbita
(mercurio es un ejemplo perfecto). Los planetas
con demasiada masa probablemente puedan
mantener más lunas en su órbita (Júpiter es un
buen ejemplo).
Atracción Mutua
Un objeto que posea una gran cantidad de masa
puede emanar una gran atracción gravitacional
incluso en objetos que se encuentÍan a una gran
distancia y que posean una gran cantidad de
masa. La atracción gravitacional del Sol es tan
fuerte que fácilmente puede mantener a |úpiter
en órbita, que pesa 2.5 veces más que los otros
planetas juntos. El Sol también ejerce su fuerza
gravitacional sobre Plutón. Pero lo que es más
sorprendente es que el pequeño Plutón también
emana :unafuerza gravitacional sobre el sol
aunque se encuentren a 4 mil 500 millones de
kilómetros de distancia.
Así como la punta de un lazo que hace círculos
sobre la cabeza de un vaquero, un planeta en su
órbita es "atado" al Sol por medio de la
Tabla
15.2 Velocidad Orbital delos Planetas
Velocidad
Orbital (kmlseg)
Distancia al
Sol (km)
Mercurio
48
57,900,000
Venus
35
108,200,000
Tler¡a
29
149,600,000
Marte
24
228,000,000
Júpiter
t3
778,400,000
Saturno
9
r,426,700,000
Urano
4
2,866,900,000
Neptuno
5
4,486,100,000
Plutón
4
5,890,000,000
Planeta
cuando la distancia entre ellos aumenta. La
atracción gravitacional que jala a Plutón hacia el
Sol es mucho menor que la atracción entre el
Sol y mercurio. Como resultado, Plutón gira en
su órbita alrededor del sol a una velocidad
mucho menor.
Newton y otros científicos hicieron
importantes descubrimientos que explican
cómo funciona la gravedad. Estos
descubrimientos demuestran que los objetos
sobre la tierra operan bajo los mismos
principios que los objetos en el espacio. El
trabajo de Newton influirá sobre la ciencia
planetaria por siglos. n
pREGUNTAS
gravedad. Sin embargo entre más lejos se
encuentre un planeta del sol, más lenta será
velocidad a la que viaje alrededor de su
Entre más cerca se encuentre un planeta del
más rápido vtajara a través de su
Mercurio, el planeta más cercano al sol, viaja
una velocidad de aproximadamente
(kilómetros por segundo). Plutón tiene
historia un tanto diferente. Observa la
15.2 "Velocidad Orbital de los Planetas"
compara la velocidad orbital de los
¿Puedes encontrar algún patrón en
información?
larazón.
la l. ¿Cuál es la fuerza que mantiene a los planetas
órbita.
en sus órbitas alrededor del Sol?
sol, 2. ¿Qué sucedería con los planetas sino existiera
órbita.
la influencia gravitacional proveniente del
a
Sol?
48km/s 3. Basandote en las observaciones de los
una
miembros de tu clase y en la Tabla 15. ¿De
Tabla
qué manera depende la velocidad de un
y
objeto en órbita con, de la distancia que
planetas. existe entre éste y el Sol?
la
4. Basandote en el conocimiento que obtuviste
Si tu respuesta es positiva, explica
por medio de tus investigaciones y lecturas,
La aûacción entre los objetos
22A
STC/N{S'"
L¡ Trrnn¡ rN rl
disminuye
Especro
¿cuiíl es el planeta que tiene la capacidad de
mantener el mayor número de lunas en su
órbita planetaria?
TECCIóN
15 GRAVEDAD Y MOVIMIENTO C)RBITAI-
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La gran masa de Júpiter ayuda a mantener sus /unas en órbita alrededor de este enorme planeta.
STC/l'lSttt L,r'lrann,r rN rr, Ðsp,rcl o 229
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LECCIóN
15 GRÂVEDAD Y MOVIMIENTO ORBITAL
(
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Curuas espacra/es alrededor de la materia, tal como la supeíicie de un lienzo p/ásfico se curua cuando un globo
pesado descansa sobre el.
(
(
Cómo Afecta la Materia al Espacio
la fuerza de gravedad o se trata de algo
más? Unos 250 años después de Newton, otro
genio comenzó pensil sobre la gravedad. Su
nombre era Albert Einstein. Las teorías de
Einstein cambiaron la manera de pensar
sobre el universo.
Einstein llegó a creer que la gravedad no es
realmente una fuerza,sino simplemente la
forma en que la materia afecta al espacio.
Según Einstein, en cualquier parte donde se
encuentre un bulto de materia-una
manzan , una persona, un planeta, o una
¿Es
estrella-el espacio
debe hacerse curvo
alrededor de é1. Entre más grande sea la
materia, mayor será el espacio que se haga
curvo.Y cuando el espacio se curva, cualquier
objeto viajando en ese espacio debe seguir
aquella curva.
Segrln Einstein,los planetas se encuentran
atrapados en el espacio curvo alrededor del
So1. Nuestra luna permanece atrapada en el
espacio curvo alrededor de la tierra. Si te
encontraras 1o suficientemente lejos de la
fuerua gravitacional de la Tierra o del Sol,los
pequeños objetos quedarlan atrapados en el
espacio curvo alrededor de
ti.
Modelando el Espacio Gurvo
Einstein creía que entre más masa tuviera un
objeto, más se curvarla el espacio alrededor
de éste. Ahora recuerda el experimento que
realizaste en el laboratorio en el que colocaste
un globo lleno de agua en el centro de un
lienzo de látex. El lienzo se curvó alrededor
del globo. Una canica colocada sobre el lienzo
comenzó a girar hacia el globo, más no en
línea recta. Por lo contrario,la canica siguió
las curvas de lienzo y comenzó a "orbitar"
alrededor del globo con agua en el centro.
Entre más cerca se encontraba la canica al
globo del centro, más rápidamente giraba.
Algo similar sucede con las estrellas como
nuestro sol. El espacio se curva alrededor de
la masa de las estrellas y mantiene a otros
objetos, como planetas, girando alrededor de
ellas.
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23O
STC/ñIS" L¡
Trnrrr rN oL Esp.ccro
LECCIóN
15 GRAVEDAD Y MovIIvfIENTo ORBITAL
Misión: Saturho, Uraho,
y Neptuno
¡Que misión! Las naves espaciales gemelas,
Voyager 1 y 2, dejaron atrás a la tierra en el
verano de 1977. Ties años mas tarde, después de
su visita a Júpiter, el Voyager I voló cerca cle
Saturno y se dirigió al norte a través del límite
exterior del sistema solar, como se había
planeado. ElVoyager 2 estabaprogramado para
seguir el mismo curso, pero su desempeño era
tan bueno que los científicos y los ingenieros en
la tierra consideraron no solamente posible, sino
irresistible la idea de enviarlo a Urano y
Neptuno para observarlos más de cerca. Una
oportunidad así no se repetiría hasta el año
espacial en proporcionar imágenes cercanas
desde la parte exterior del sistema solar. El
enorme campo gravitacional de Saturno
Ianzaria alVoyager 2 hacia Urano. Un empuje
similar enviaría aI Vo y øger 2 hacia Neptuno. Ésta
maniobra, llamada asistencia gravitacional,
tomó décadas del tiempo de vuelo delVoyager.
(Desafortunadamente, el gran recorrido por el
sistema solar desempeñado por el Voyager no
pudo incluir a Plutón debido a que su órbita lo
llevó lejos del camino que debía tomar).
La asombrosa jornada delVoyager 2trajo
2t57.
consigo grandes descubrimientos.
EIVoyager 2 se convertiría en la primer nave
(continúa)
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La nave espacøl Voyager.
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232 STOllS'n' L¡ Tr¡nr¡ ¿x rl
Ðsp,rcro
'"DtTii*:trË1,+.*g;Ë:l¡.i,.i
,,
Saturno
ElVoyager 2 nos proporciono nuevas
perspectivas de los anillos de Saturno.
Los anillos son como un collar con
10,000 hebras, y son más hermosos y
extraños de 1o que alguna vez se pensó.
La evidencia nos dice que los anillos
de Saturno se formaron por grandes
lunas que se fragmentaron debido a
impactos ocasionados por cometas y
meteoritos. Los fragmentos de roca y
hielo que resultaron de esto-algunos
tan pequeños como un grano de arena
y otros tan grandes como casas-se
reunieron en un ancho plano alrededor
del planeta. Cada anillo es muy
delgado, pero juntos abarcan 171,000
kilómetros de ancho.
(continúa)
o
o
¡
I
o
o
I
o
I
I
Mosaico de los anillos de Saturno creados a
partir de las imágenes tomadas el 28 de
agosto de 1981 por elVoyager2.
STC
IS"" L¡ Trnnn,r
oN er,
Esp¡clo 233
TECCIóN
15 GRAVEDAD Y MOVIìVIIENTO ORßITAL
Las formas irregulares de las ocho
lunas más pequeñas de Saturno
indican que ellas también son
fragmentos de cuerpos más grandes.
Dos de estas pequeñas
lunas-Prometeo y Pandora-se
encuentran en uno de los muchos
anillos de Saturno.
ElVoyager 2 mostró cierto tipo cle
"batalla" dentro de Saturno-una
lucha de "jalones" gravitacionales
entre el planeta, sus muchas lunas y
lunetas, y los fragmentos de anillos.
Ésta batalla ha provocaclo variaciones
en el grosor de los anillos. Algunas
partículas incluso se están alejando del
anillo como si trataran de escapar.
(continúa)
la NASA tomó esta
fotografía de Saturno el 3 de
noviembre de 1980, cuando esta
nave espacial se encontraba a 13
millones de kilómetros del planeta.
Dos ptrones de nubes brillantes
pueden verse en el hemisferio noñe
y, algunos objetos oscuros pueden
verse en los anillos a su izquierda.
Las lunas Tethys y Dione aparecen
como puntos al sureste de Saturno.
E/ Voyager 1 de
234
ST(ytrlS"'' L,r Trrnn¡ ¿N rr. Ðspecro
LECCIóN
15 GR^VEDAD Y MOVIMIENTO ORBITAL
*
t
Los anl/os de Urano. Obserua que Urano se
encuentra inclinado a 98" sobre su eje.
236 STC'lS"' L.c'flann¡ ¡N
¿r.
Esp¡clo
TECCIóN
15 GRAVEDAD Y MovIMIENTo ORBITAL
por elVoyager 2 en enero de
1986. El color verdoso de su atmósfera se debe al metano y al smog.
El metano absorbe Ia luz roja y refleja una luz verde azulosa.
Esta imagen de Urano fue captada
Urano
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I
l
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Después de su empujón del campo gravitacional
de Saturno, eIVoyøger 2llegô a Urano en 1986
donde descubrió diez nuevas lunas. Contando
las lunas ya descubiertas por astrónomos en la
tierra, el total de las lunas subió a 20. Los
científicos creían que existían varios satélites
pequeños entre los anillos, y estaban en lo
correcto.
Las cámaras delVoyager detectaron algunos
anillos adicionales alrededor de Urano. También
mostraron que existían cinturones de polvo fino
alrededor de los nueve anillos más grandes del
planeta.
Según la información,los anillos de Urano
probablemente se formaron después de Urano.
Las partículas que forman los anillos pueden ser
restos de alguna luna que se fragmentó debido a
un fuerte impacto.
ElVoyager 2realizî otros dos importantes
descubrimientos en Urano. Resulta que este
planeta cuenta con un campo magnético tan
fuerte como el de la tierra. La causa de este
campo no está muy clara, pero su forma es la de
un gran destapacorchos que alcanzalos 10
millones de kilómetros detrás del planeta.
(continua)
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STC/trIS"' Ln Trrnnn rN
nl
Espncr
o
237
LEccróN
15 GRAVEDAD y lv[ovrùrrENTo ORBTTAL
Neptuno es de color azul puro.
El Voyager 2 observó
Neptuno
Antes de que el Voyager se encontrara con Neptuno
en agosto de 1989,los científicos creían que el
planeta poseía arcos, o anillos parciales. Pero el
Voyøger mostró que Neptuno tiene anillos
completos con grupos brillantes. ElVoyøger
también descubrió seis nuevas lunas, siendo su
total de ocho.
ElVoyager voló a través de 5,000 kilómetros de las
brillantes y largas nubes de Neptuno que se
asemejan a las nubes llamadas cirrus en la tierra.
Los instrumentos que llevaba el Voyager captaron
vientos que viajaban a 2,000 kilómetros por horalos vientos más rápidos que cualquier planeta.
(continúa)
23A STC^IS"'
L.q
Tr¡nn¡ ¡N rr- Ðsp¡clo
Iunas brillantes
semeTanfes a /os
cirros en la tierra que
cubrían la región
alrededor del gran
punto oscuro. Los
rápidos cambios en
las nubes durante 18
horas prueban que el
clima en Neptuno es
tan dinámico como el
de la tierra. El punto
oscuro de Neptuno ya
no es vlsrb/e. ¿Serán
posible que está
"tormenta" haya
llegado a su fin?
y MovrMrENTo ORBTTAL
tEccróN 15 GRAVEDAD
'
"
-!-.
'ra: ,l*.!
:'1-d
Una vista parc¡al de Tritón, Ia luna más grande de Neptuno.
Tfitón,la luna más grande en el de Neptuno,
uno de los satélites más fascinantes de nuestro
es
sistema solar. Algunas imágenes delVoyøger 2
revelaron volcanes arrojando gas de nitrógeno
invisible y partículas de polvo a varios
kilómetros dentro del atmósfera.
En 1989, elVoyager 2 se alej6 de la Saturno
para dirigirse a su destino por un camino que lo
llevaría, de la misma manera que al Voyager 1, aI
límite en el nuestro sistema solar y más allá. Se
espera que esta incansable nave-que utiliza
como combustible desperdicio radioactivo de
Plutónio-continuará operando por otros 25
años.
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240
src/tr{s'"
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Trenr.¡ eN Bl Esprcro
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LEccróN
Diámetro
Distancia promedio al Sol
Masa ll
Gravedad
Temperatura promedio
120,536 km
1,400,000,000
56,850
x
15 GRAVEDAD y MovrMrENTo ORBTTAL
km
Duración de un día slderal
10,,
(Tiera=l.) ll 6.92
Duraclón de un año
-1850C
10.66 horas
29,46 dlas terrestres
Número de lunas ll 30*
Tamaño Relativo
Atmósfera de Saturno
¿Sabías que...?
.¿Si existiera un océano tan grande como para sumergir a Saturno, el planeta
idrógeno
Helio (3.3%)
flotaría-de la manera que lo hace iceberg en el planeta tierra? Esto se debe a la
baja densidad de Saturno, Saturno es el único planeta miis ligero a su mismo
volumen en agua.
.¿Los vientos en Saturno alcanzan los 1800 kilómetros por hora? (Los tornados
m¿ís fuertes sobre la tierra tienen vientos que avanzan a velocidades de tan sólo
3s0 km/h.)
* Para el año2002
STC/rl,ISttt
L¡ Trnnn¡ ex ¿l
Esp,rcr
o 247.
TECCIóN
15 GRAVEDAD Y MOVIMIENTO ORBITAL
Temperatura promedlo
Diámetro ll Sl,ttekm
Distancia promedio al Sol ll 2,900,000,000 km
Masa
Gravedad (Tlerra=1¡
8,683
x
Duraeión de un día slderal
102 kg
-2000c
17.24 horas
Duraclón de un año ll S¿.ot dlas terrestres
Número de lunas ll 20*
0.89
Tamaño Relativo
.¡;.:.
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n: ::ii;:
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'
-1 ¡il:-'.
'-l
r{a1jiîil:ir¡11':''
Atmósfera de Urano
¿Sabías que...?
.Ins polos
Hidrógeno
(83%)
Helio
otros
Metano y
compuestos
(2%)
(5%)
únicamente ocho minutos)
* Para el año2002
242 STC/l,lS"'
L,q Trnnn.c eN
de Urano se encuentran en la misma posición que los
Ecuadores en otros planetas, Esto se debe a que Urano rota de lado
.Se toma aproximadamente dos horas y media para que la luz de Sol
llegue a Urano (Para que la luz de Sol llegue la tierra, se necesitan
rr. Esp,rclo
LECCIÓN
Diámetro
Distancia promedlo al Sol
49,528
Temperatura promedlo
km
4,500,000,000 km
15 GRAVEDAD Y MOVIMIENTO ORBITAL
-2250C
Duración de un día sideral
Masa ll to,24oxtú,
Gravedad (Tierra=1) ll 1.12
Duraclón de un año
16.11 horas
164 dlas terrestres
Número de lunae ll g*
Tamaño Relativo
Atmósfera de Neptuno
¿Sabías que...?
'Se le llamó Neptuno al planeta en honor al dios del océano, probablemente
por su color azul
Hidrógeno
(80%)
.Neptuno despide más calor del que recibe del Sol. Esto significa que
Metano y otros
compuestos (0.5%)
probablemente cuente con una fuente de calor propia,
* Para el año2OO2
STC/trIS'"'
L¡
Tle ¡.nR
rx nr
Esp¡cr
o 243
LEcc,oNl6
Gravedad y Mareas
INTRODUCCIóN
¿Alguna vez has construido un castillo de arena
en la playa para finalmente observar cómo las
olas se lo llevan unas horas después? Cada 6 a 12
horas más o menos, el agua en la mayoría de las
costas sube o baja su nivel en un ciclo regular
llamado "marea". ¿Qué causa este fenómeno? En
las Lecciones 14 y 15, pudiste investigar sobre
los efectos de la gravedad en el peso y el
movimiento orbital. En esta Lección, que
Las mareas del océano a lo largo de la costa suben y bajan
durante el dia, bajo la influencia de la atracción gravitacional del
Sol y la Luna. La altura de una marea depende de su ubicación
en la tierra. ¿Puedes identificar alguna prueba de /os efecfos
delSol y la Luna, que provoque la marea en el océano que se
muestra en esta fotografía?
concluye la Parte 2 del módulo, aplicarás tus
conocimientos sobre la gravedad del Sol,
laTierra, y la Luna a los hechos de las mareas en
la tierra. Para comenzar,leerâs sobre el efecto de
las mareas en los organismos a lo largo de la
costa. Se hará una tormenta de ideas sobre lo
que sabes en cuanto a mareas. Después de ver
un video sobre la marea, deberás considerar
cómo la posición relativa del Sol,la Tierra y la
Luna provocan las mareas en la Tierra. ¿De qué
manera cambian los tiempos de mareas altas y
bajas a 1o largo del Océano Atlántico también
dia a diay cada mes? ¿Existe alguna relación
entre el amanecer y el anochecer con la marea?
¿Es posible que la fase de la luna afecte las
mareas? En esta lección, encontrarás las
respuestas a estas preguntas.
OBJEÍIVOS DE ESTA LECCION
Grafica¡ y analizar los patrones en
tiempos y alturas de las mareas,
amanecer y anochecer, y las fases de la
luna a lo largo de la Playa de Virginia.
Dibujar conclusiones sobre la causa y
efecto de las mareas,
Determinar si este proceso climático de
las mareas existe en otros planetas y
lunas.
Resumir y organizar información sobre
Plutón y compararlo con ot¡os planetas.
244
STC/lvlS'n'
L¡ Trnnne ox ol Esp¡cro
Para Empezar
I
-'
MATERIAL PARA
LA LECCIóN 16
Lee "Marchando al Ritmo de las Mareas".
Para
Com.nta con los miembros de tu grupo la
siguiente pregunta y menciona un ejemplo
de algún organismo que sea afectado por
los ritmos de la marea. ¿Por qué cuenta la
historia que las mareas son como relojes?
l-¡
Escribe en tu cuaderno de ciencias lo que
ya sepas sobre las mareas de los océanos.
!.
Comparte tus ideas ya sea con tu grupo o
con tu clase.
{.
Observa detenidamente el globo con agua
que tu maestro sostiene en sus manos.
Observar su forma. Un voluntario trazarâ
la sombra del globo enlapizarra.
$.
'
1
ti
copia de la Hoja del
Alumno 16: "La ley de
Bode"
1- hoja de papel
milimétrico
1- copia de la hoja del
Alumno 1O.1-c: "Mapa
Planetario"
Para tu grupo
1- copia de la Guía de
Ejercicio i:6.Ia: Patrón
de lVlareas (copiado en
cartulina)
Observa a tu maestro quitar la mano que
sostenía al globo y ahora sostenerlo con su
cuello. De nuevo, un voluntario trazarala
forma del globo enlapizarra. ¿De qué
manera cambió la forma de globo bajo la
influencia de la fuerza de la mano de tu
maestro y la gravedad de la tierra?
Comenta tus observaciones.
Tablero Sol-Tierra-Luna
(sEM)fM
I
L
juego de 8 barras,
etiquetadas del I al 8
barra con la etiqueta E
globo terráqueo a
escala
Lámpara de mano
pequeña
Observa el vídeo Sol, Tierra, Luna.
Comenta sobre el vídeo con los miembros
de tu grupo. ¿De qué manera puede la
luna "jalar" a la tierra pata crear mareas?
2 baterías AA
7 esfera blanca de
3.5cm
par de tijeras
STC/lvlS'"'
L¡ TlEnnn rN r¡, Esp¡cro 245
LECCIóN
16 GRAVEDAD Y MAREÀS
Ejercicio 16.1
Analizando Datos Sobre
Mareas
øbril?
¿A qué hora se levantó lø Luna
del 2001?
I
--
abril
Examina la información de la Tabla 16.1:
parte de la Luna era visible el I de
abril de 2001? ¿Dado este porcentaje, cuál
era la fase lunar el I de abril?
Las mareas de la Playa de Virginia: Del 3 al
30 de abril del 2001. Junto con tu maestro,
comenta sobre la manera correcta de leer
la Tabla contestando preguntas como las
¿Qué
siguientes:
¿A qué hora ocurrieron las mareas altøs el 5
de abril del2001?
Tabla
¿Qué
parte de la Luna era visible el 16 de
abril
de 2001? ¿Dado este porcentaje, cuál
era la fase lunar el 16 de øbril?
¿En qué
¿Qué altura tuvieron las mareøs el 5 de
246
9 de
¿A qué horø ocurrió la segunda marea alta
el9 de abril de 2001?
PROCEDIMIENTO
-t
el
parte ocurrieron las mareas en la
Tabla 16.1?
16.1 Las mareas de la Playa de Virginia: Del S al3O de abril del
2OO7-
AItura (pies)
Luna
4:11 am
3.7
Puesta
4:07 am
Baja
10:39 am
0.3
Salida
2:29 pm
3
Alta
4:42pm
3.3
3
Baja
10:49 pm
0.0
Miércoles 4
Alta
5:18 am
3.9
Puesta
4:52 am
4
Baja
11:38 am
0.0
Salida
3:4pm
4
Alta
5:45 pm
3.6
4
Baja
l1:54 pm
-0.3
Jueves 5
Alta
6:77 am
4.0
Puesta
5:32 am
5
Baja
I2,3lpm
-0.1
Salida
4:51pm
5
Alta
6:42pm
3.9
Viernes 6
Baja
12:53 am
-0.4
Puesta
6:08 am
6
Alta
7:11am
4.0
Salida
6:01pm
6
Baja
l:20 pm
-0.4
6
Alata
7:34pm
4.1
Día
Alta/Baja
Martes 3
Alta
3
STC/tr{S'"'
L¡ TrBn¡.¡
nN
Hora de Marea
nl Esp¡cro
Hora
o/oLuna Visible
67
86
93
LECCI6N 16 GRAVEDAD Y MAREAS
Tabla 16.1 Las mareas de la Playa de Virginia: Del 3 a130 de abril de12001 (continuaci6n)
Dia
Alta/Baja
Hora de Marea
Altura (pies)
Luna
Hora
S~ibado7
Baia
1:47 am
-0.5
Puesta
6:42 am
7
Alta
8:01 am
4.0
Salida
7:11 pm
7
Baia
2:07 pm
-0.4
7
Alta
8:23 pm
4.3
Domingo 8
Baia
2:38 am
-0.7
Puesta
7:15 am
8
Alta
8:49 am
4.0
Salida
8:19 pm
8
Baia
2:51 pm
-0.5
8
Alta
9:09 pm
4.4
Lunes 9
Baia
3:27 am
-0.5
Puesta
7:48 am
9
Alta
9:34 am
3.9
Salida
9:26 pm
9
Baia
3:34pm
-0.4
9
Alta
9:55 pm
4.3
Martes 10
Baia
4:14 am
-0.4
Puesta
8:23 am
10
Alta
10:18 am
3.7
Salida
10:31 pm
10
Baia
4:17 pm
-0.3
10
Alta
10:39 pm
4.1
Mi~rcoles 11
Baja
5:01 am
-0.1
Puesta
9:01 am
11
Alta
11:01 am
3.5
Salida
11:34 pm
11
Baja
5:00 pm
0.0
11
Alta
11:24 pm
4.0
Jueves
Baja
5:48 am
0.1
Puesta
9:42 am
12
Alta
11:47 am
3.3
12
Baja
5:44 pm
0.1
% Luna Visible
98
99
99
95
90
83
STCA~’IBTM LA TIE~P.A EN EL ESPACIO 247
LECCIbN 16 GRAVEDAD Y MAREAS
Tabla 16.1 Las mareas de la Playa de Virginia: Del 3 a130 de abril de12001 (continuacibn)
Dia
Alta/Baja
Altura (pies)
Luna
Hora
Viernes 13
Alta
12:10 am
3.7
Salida
12:33 am
13
Baia
6:37 am
0.4
Puesta
10:27 am
13
Mta
12:34 pm
3.0
13
Baia
6:32 pm
0.4
S~bado 14
Mta
1:00 am
3.5
Salida
1:27 am
14
Baja
7:29 am
0.5
Puesta
11:16 am
14
Mta
1:25 pm
2.9
14
Baja
7:25 pm
0.5
Domingo 15
Mta
1:55 am
3.3
Salida
2:15 am
15
Baia
8:24 am
0.8
Puesta
12:09 pm
15
Alta
2:22 pm
2.9
15
Baia
8:24 pm
0.7
Lunes16
Alta
2:54 am
3.2
Salida
2:58 am
16
Baja
9:21 am
0.8
Puesta
1:04 pm
16
Alta
3:22 pm
2.9
16
Baja
9:26 pm
0.8
Alta
3:54 am
3.2
Salida
3:37 am
17
Baia
10:16 am
0.8
Puesta
2:00 pm
17
Alta
4:20 pm
3.0
17
Baia
10:26 pm
0.7
Mi4rcoles 18
Alta
4:49 am
3.2
Salida
4:11 am
18
Baja
11:06 am
0.7
Puesta
2:57 pm
18
Alta
5:13 pm
3.2
18
Baja
11:21 pm
0.7
Martes 17
248
Hora de Marea
STC/MSTM LA TIERRA EN EL ESPAClO
% Luna Visible
74
65
56
46
37
28
LECCII~N 16 GRAVEDAD Y MAREAS
Tabla 16.1 Las mareas de la Playa de Virginia: Del 3 a130 de abril de12001 (continuaci6n)
Dia
Alta/Baja
Hora de Marea
Altura (pies)
Luna
Hora
Jueves 19
Alta
5:38 am
3.3
Puesta
4:43 am
19
Baja
11:50 am
0.5
Salida
3:55 pm
19
Alta
6:00 am
3.5
Viernes 20
Baja
12:10 am
0.4
Salida
5:12 am
20
Alta
6:23 am
3.5
Puesta
4:53 pm
20
Baja
12:30 pm
0.4
20
Alta
6:43 pm
3.6
S~bado 21
Baja
12:56 am
0.3
Salida
5:40 am
21
Alta
7:05 am
3.6
Puesta
5:52 pm
21
Baja
1:09 pm
0.3
21
Alta
7:23 pm
3.9
Domingo 22
Baja
1:39 am
0.1
Salida
6:08 am
22
Alta
7:45 am
3.6
Puesta
6:53 pm
22
Baja
1:46 pm
0.3
22
Alta
8:01 pm
4.0
Lunes 23
Baja
2:20 am
0.1
Salida
6:38 am
23
Alta
8:24 am
3.7
Puesta
7:55 pm
23
Baja
2:22 pm
0.1
23
Alta
8:40 pm
4.1
Martes 24
Baja
3:01 am
0.0
Salida
7:09 am
24
Alta
9:04 am
3.7
Puesta
8:59 pm
24
Baja
3:00 pm
0.1
24
Alta
9:19 pm
4.3
% Luna Visible
20
13
7
2
0
0
STC#NISTM LA TIERRA EN EL ESPACIO 249
LEem6N 16 GRAVEDAD Y MAREAS
Tabla 16.1 Las mareas de la Playa de Virginia: Del 3 a130 de abril del 2001 (continuaci6n)
Altura (pies)
Luna
Hora
3:44 am
0.0
Salida
7:45 am
Alta
9:45 am
3.6
Puesta
10:05 pm
25
Baja
3:40 pm
0.1
25
Alta
10:01 pm
4.3
Jueves 26
Baja
4:28 am
0.0
Salida
8:26 am
26
Alta
10:29 am
3.5
Puesta
11:10 pm
26
Baja
4:23 pm
0.1
26
Alta
10:47 pm
4.1
Viernes 27
Baja
5:16 am
0.1
Salida
9:14 am
12
27
Alta
11:16 am
3.5
27
Baja
5:11 pm
0.1
27
Alta
11:37 pm
4.1
S~ibado 28
Baja
6:09 am
0.3
Puesta
12:14 am
20
28
Alta
12:09 pm
3.3
Salida
10:10 am
28
Baja
6:06 pm
0.3
Domingo 29
Alta
12:34 am
3.9
Puesta
1:13 am
29
Baja
7:07 am
0.3
Salida
11:11 am
29
Alta
1:09 pm
3.2
29
Baja
7:09 pm
0.3
Lunes 30
Alta
1:37 am
3.7
Puesta
2:05 am
30
Baja
8:10 am
0.3
Salida
12:18 am
30
Alta
2:15 pm
3.2
30
Baja
8:19 pm
0.3
Dia
Alta/Baja
Mi~rcoles 25
Baja
25
Hora de Marea
Fuente: www.saltwatertides.com
NOTA Parte de la informaci6n de esta Tabla se encuentra incompleta.
250 STCAI8TM L,~ TIERRA EN ~L ESPAClO
% Luna Visible
2
6
30
41
teccrór
f.Utiliza liJabþ
16.l y trabaia con tu grupo
para analizar los patrones que existen en
las mareas altas y bajas, después responde
a las siguientes preguntas en tu cuaderno:
le Gnrrvrn¡o y Men¡es
G. Examina la información de las fases.
Compara estas fases de la luna con los
tiempos de mareas altas y bajas. ¿Durante
qué fase(s) ocurren las mareas altas más
bajas? ¿Durante cuál fase ocurren las
mareas altas más altas? ¿Qué explicación
puedes ofrecer sobre estos patrones?
A. Examina la altura de las mareas de cada
día. ¿De qué manera cambia la altura en
24 horas?
.Utiliza tu papel milimétrico para mostrar
la relación entre dos juegos de la
información examinada durante este
ejercicio. Toma una decisión con tu
maestro de lo que deberás graficar. Las
griificas pueden incluir ia siguiente
B. Una marea alta ocurre cuando esta
alcanza su nivel máximo de altura.
¿Cuántas mareas altas ocurren
normalmente a 1o largo de la Playa de
Virginia en 24 horas?
información:
C. Una marea baja ocurre cuando ésta
alcanza su nivel más bajo. ¿Cuántas
ol,os tiempos y las alturas de las mareas de
mareas bajas ocurren normalmente a lo
largo de la Playa de Virginia en 24 horas?
cada dla por un periodo de cuatro días.
olos tiempos y las alturas de las mareas y
los tiempos del amanecer y el anochecer
de cada día por un periodo de cuatro
D. ¿Por qué crees que existe este patrén en
mareas altas y bajas?
E. Compara los tiempos en que las mareas
altas y bajas ocurren diariamente en un
periodo de dos semanas. ¿Qué es lo que
observas? Explica por qué crees que esto
sucede.
información del amanecer y
el anochecer. Compara sus tiempos con
los de las mareas altas y bajas. ¿Qué
patrones puedes observar? ¿Qué
explicación puedes ofrecer sobre estos
patrones?
F. Examina la
días.
olos tiempos y las alturas de las mareas y
las fases lunaes del periodo de un mes.
{.
Cuando hayas completado tu grafica,
corta el patrón de mareas en cartulina.
Colocalo alrededor del globo terráqueo de
l2cm sobre tu SEM. Acomoda las piezas
para mostrar cómo las mareas altas y bajas
ocurren en la tierra a 1o largo del día y del
mes (ver Imagen 16.1 como ejemplo). Por
ejemplo, coloca la luna en la barra l.
1
Método para mostrar los
patrones de las mareas oceánicas en la
tiena. Observa cómo las ubicaciones de
las mareas altas caen a lo largo de la llnea
que conecta a la tierra con la luna. Esto
significa que una marea alta ocurre cuanda
ésta se encuentra frente a Ia tierra (y se
encuentra opuesta a la luna) mientras la
tierra rota sobre su eje.
lmagen 16.
STC/ï{S'" L¡ Trs¡.n¡
r¡ ¡' I
Ðsp¡cr
o
25¡L
LEccIóN
16 GR.{VEDAD Y MAREAS
Apunta el patrón de "marea alta" en la
.urt.tlirru hicia la barra 1. Lentamente ,
rota la tierra sobre su eje en una vuelta
completa cuidando de mantener el patrón
de "marea alta" apuntando hacia la luna.
Esto representa un día sobre la tierra.
Observa como en 24 horas, cada seccién
de agua sufre una marea alta mientras la
tierra rota sobre su eje. Ahora mueve la
luna a la barra 2. Apunta el patrón de
"marea alta" hacia la barra 2 y repite este
proceso.
f--. Compara estos descubrimientos con el
resto de tu grupo. Utiliza tus gráficas si es
necesario.
"¿Puede el Agua Caer hacia Arriba?"
Contesta en tu cuaderno de ciencias las
preguntas que se encuentran al final de la
.Lee
lectura. Prepárate para compartir tus
respuestas con el resto de tu clase.
25¡2
STC/trlS'n'
L¡ TrEnn¡
p¡q
nl
Esp¿clo
de
ideas del paso 2 de "Para Epezar"?
Comenta esta información con los
miembros de tu clase.
Con tu clase, regresa al fólder de la
{.- - Pregunta
I de la Lección 1.
¿Cambiarías o
agregarías información? Compara tus
ideas con tus compañeros.
'
REFLEXIóN SOBRE LO QUE HICISTE
f
información sobre las mareas
¿Qué
-?_' iodtiur
agregú a tu lista de tormenta
Lee
"Misión: Plutón". Agrega información
sobre Plutón a tu copia äe ia Hoja del
Alumno 10. lc: "Mapa Planetario" (y ala
Hoja del Alumno 10. lb:, si tu Actividad
Eje es Plutón).
TECCIóN
16 GRAVEDAD Y MAREAS
Marchando al R¡tmo
de las MaÍeas
Vivimos en un planeta redondo que se
encuentra rotando constantemente. Día a día,
mientras la tierra gira sobre su eje, observamos
el ciclo natural del día y la noche. Durante el día
la mayoría de los humanos se encuentran
ocupados. Durante las oscuras horas de la
noche, descansamos. ¿Alguna vez te has
preguntado por qué seguimos este patrón?
¿Porque nos levantamos en la mañana, incluso
aunque no suene alarma alguna que nos
despierte?
Todo ser vivo tiene sistemas internos que
funcionan como relojes llamados "relojes
biológicos". En los humanos, estos relojes
biológicos nos mantienen en sintonía con
nuestro entorno. Estos relojes nos despiertan en
la mañana y nos hacen saber cuánclo es la hora
de dormir. Seguimos diariamente un ritmo. Sin
embargo, algunos animales siguen un ritmo
diferente. Sus actividades se relacionan con las
mareas altas o bajas.
La Vida en las Mareas
Un cangrejo anda por laplaya en busca de
comida y de otros cangrejos con quienes pueda
pelear. La marea se encuentrabaja,por lo que
cangrejo tiene poco tiempo para realizar sus
tareas. Unavez que el agua comience a subir, el
cangrejo regresa a su madriguera. Las
actividades de un cangrejo no coinciden con el
día o la noche sino con las mareas. Durante la
marea baja, el cangrejo se encuentra activo.
Cuando la marea regresa unas seis horas
después, el cangrejo descansa. Este patrón se
repite a lo largo del día en la noche.
En la vida del océano,las mareas son como
relojes, pues proveen un delicado ritmo que
algunos animales utilizan para regular su
comportamiento.
þ '{l
:Í
Un cangrejo macho.
STC/trIS"'
L¡
Trnnn.n
n¡ rl
Ðsp.qcro
TECCIÓN
16 GRAVEDAD Y MAREAS
El cangrejo no es el único animal que
puede verse durante la marea baja.
Algunas aves como las lavanderas, se
precipitan a lo largo de la playa para
alimentarse durante la marea baja.
También se pueden ver caracoles
cosechadores utilizando su largo pie para
movilizarse por la playa. Ellos buscan
malaguas y otras presas. Cuando la marea
sube los caracoles se oculta bajo ia arena.
Algunos animales se encuentran activos
durante la marea alta. Las ostras y las
veneras, por ejemplo, abren sus conchas
para alimentarse durante la marea alta y la
cierran durante la marea baja. Los
percebes de las rocas son criaturas que
permanecen todo el tiempo sobre las rocas
y otros objetos a lo largo de la costa.
Durante la marea alta, sacan sus patas de
la concha para detectar plancton y comida veneras
en el agua. Las veneras cierran sus conchas
durante la marea baja. Las las almejasde
navaja viven entre las líneas de mareas en
una posición vertical, dejando parte de sus
conchas fueran de la arena. Durante la marea
Este Ritmo no Para
alta, estas almejas abren sus conchas para reunir
¿Que sucede cuando los cangrejos violinistas
comida. Durante las mareas bajas cierran sus
son retirados de su entorno natural y llevados a
conchas.
un laboratorio, en donde no hay mareas que
regulen su actividad diaria?
Sorprendentemente, aún cuando
los cangrejos se encuentren lejos
del mar y de las mareas,
continúan sus actividades a las
horas de marea baja visible este
comportamiento también ocurre
con otros animales. Por ejemplo,
algunos caracoles permanecerán
inactivos en horas de marea alta,
aún cuando vivan dentro de un
acuario. Las ostras también abren
y cierran sus conchas con las
mareas, incluso si se encuentran
en un tanque cerrado y sin
actividad de mareas. Estos
animales marinos mantienen sus
relojes biológicos al ritmo del
mar. E
25,4
STC/trIS'"'
L¡ Trenne
nN
el
Esp.rclo
rEccróN 16 GRAVEDAD y Nl,cnn'ns
,t
'i:,i
i
ti
;,'iit,t,
í.
,)
En un día cálido de verano, talvez escojas un
espacio para clescansar la playa para que unas
horas después te des cuenta de que quieres
encontrar un nuevo lugar más lejos del agua
como resultado de que la marea ya ha
comenzado a subir. ¿Qué es lo que significa? La
gravedacl de la Luna se aferra a la Tierra de
manera que fácilmente podemos observar las
Mareas
La atracción gravitacional de la Luna es la que
provoca las mareas naturales en el nivel del
océano y otras aguas sobre la tierra.
Aproximadamente cada 12 horas, el océano
alcanza su punto más alto, llamado "marea alta."
(continua)
mareas.
Marea alta en /as Rocas
de Hopewell en New
Brunswick, Canada.
'i i'{
+' i:'
''t tttt
:rt: t
:; i::?::)a.
r
..
;i:i
'1
Marea baja en /as Rocas
de Hopewell en New
Brunswick, Canada.
STCAIS.,'I,,q Ttnnnrr cN nl. Esprrr:to 255
LECCIóN
16 GRAVEDAD
Y MAREAS
Cuando el agua alcanza su nivel más bajo se
llama "marea baja."
El Sol, la Luna y todos los planetas del sistema
solar ejercen una fuerza sobre las aguas y la
superficie de la tierra, pero solamente la Luna y
el Sol tienen efectos realmente significativos.
Debido a que la Luna se encuentra tan cerca de
la Tierra, su efecto sobre las mareas de la tierra
es dos veces mayor que en el Sol aunque éste sea
mucho más grande.
Las Mareas en los Lados Opuestos de la Tierra
El agua que se encuentra en el lado de la Tierra
que apunta hacia la luna es atraida con mayor
fuerza por la gravedad de la luna que el agua que
se encuentra en el lado opuesto. Sin embargo,
ambos lados de la Tierra sufren mareas altas al
B-1
mismo tiempo. ¿Por qué? Observa la ilustración
de la Tierra y la Luna. Imagina que una línea
conecta sus centros. Las mareas altas ocurrirán a
lo largo de esta línea imaginaria. Las mareas
bajas ocurren perpendicularmente a esta línea.
Esto significa que el agua tiende a ser más
profunda en el lado de la Tierra que se
encuentra más cercano a la Luna. En el lado
opuesto de la Tierra, más lejos de la Luna,la
parte sólida de la tierra es atraída lejos del agua.
Esto es 1o que le da la Tierra una apariencia de
pelota de firtbol. Esta atracción de la parte sólida
de la Tierra causa que el agua quede atrás, y una
marea alta ocurra también en el lado opuesto.
Las mareas bajas ocurren en los lados de la
Tierra que no se encuentran alineados con la
Luna.
---/--'
-.t'
t--'
El agua del océano se eleva a lo largo de la línea que une el centro
de la Tierra y de la Luna. Las mareas altas ocurren en los puntos A y
C. Las mareas bajas ocunen en los puntos D y E.
25,6
STC/r'yIS'"' Le Trn¡.n¡ rN
nl
Espncro
LEccIóN
16 GRAVEDAD Y MAREAS
Marea Alta
O
O
Sol
€@*eLuna
Marea Baja
€@rierra
I
1
l
lr
La posición relativa del Sol, la Luna y Ia Tierra afectan a la
formación de mareas altas y bajas.
Mareas Altas y Bajas
Cuando la Luna se encuentra en su cenit, una
marea alta puede ocurrir. Pero las mareas son
particularmente altas cuando el Sol,la Luna y la
Tierra encuentran alineados. Ya conoces las fases
lunares y puede saberse que éste alineamiento
ocurren cuando la Luna se encuentra en su fase
de luna llena y nuevas . Cuando la Luna se
encuentra en su primer y último cuarto, el Sol y
la Luna se encuentran en ángulo recto el uno del
otro. Durante este tiempo lafuerza gravitacional
del Sol parcialmente defasa lafúerza
gravitacional de la luna. Esto provoca que las
mareas altas sean más bajas de lo normal.
(Continua)
STC IS'n' Ln Trrnn¡ nN or. Esp.rcr
o
257
LECCIóN
16 GRAVEDAD y ÌVfenEes
Las Mareas en la Luna
Mientras la Luna produce mareas en
la Tierra,la Tierra produce los
mismos efectos en la luna. Aunque la
Luna no tenga océanos, existen
pruebas de los efectos de marea de la
Tierra en la luna. Por ejemplo,la
Luna rota sobre su propio eje una
vez en27.3 días. También le toma
27.3 dias girar alrededor de la Tierra.
Las fuerzas de la marea de la Tierra
probablemente disminuyeron la
velocidad de la Luna hasta llegar a su
estado actual. Con una rotación y
devolución sincronizadas, podemos
observar que siempre el mismo lado
de la luna-el "lado
çs¡ç¿¡6tr-apunta hacia la Tierra;
mientras que el lado que no
podemos observar desde la
Tierra-el "lado lejano"-5is¡¡pyg 5s
encuentra fuera de nuestra vista
(observar las fotografias).
Podemos encontrar otras pruebas de
que la Luna también sufre efectos de
marea, una de ellas es su forma (está
alargada como el globo) y otra es
cómo la Luna se inclina hacia la
Tier¡a.
Otro efecto de la marea en la Luna
ocurre cuando esta se alinea con el
sol y la Tierra. Mientras encuentran
alineados, la Luna se distorciona con
terremotos mientras los cuerpos más
grandes literalmente fracturan a la
Luna deformándola.
ffi
El lado cercano de la luna.
lo, la Luna de Júpiter
Uno de los ejemplos más dramáticos en las
fuerzas de la marea es el efecto que Júpiter
tiene sobre Io, una de sus lunas.Io posee
numerosos volcanes activos. Tiene más
volcanes que cualquiera de los planetas más
grandes. Esto se debe al efecto gravitacional de
Júpiter sobre Io. Esta Luna se encuentra
aproximadamente a la misma distancia de
Júpiter a la que se encuentra nuestra Luna a la
254 STC/¡,IS'"' L¡ Tr¿nne
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Tierra, sin embargo la masa de Júpiter es 300
veces mayor a la de la Tierra. Las fuertes mareas
de Io son el resultado de la poderosa fuerza
gravitacional de Júpiter sobre esta luna.
La fuerza gravitacional de lúpiter contrae a Io.
La fricción causada por esta "contracción y
relajación" hacen que la Luna se caliente. Este
calor derrite las rocas bajo la superfìcie de Io
provocando una continua actividad volcánica.
LECCIóN
16 GR,{VED,{.D Y MAREAS
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1. ¿Por qué una luna ejerce un efecto de marea
mayor sobre la tierra que el sol?
2. ¿Durante cuáles dos fases lunares ocurren las
mareas mas altas.
3. ¿Durante cuáles dos fases lunares ocurren las
mareas más bajas.
4. ¿Menciona clos efectos de la fuerza
gravitacional de la tierra sobre la luna?
5. ¿De qué manera influye lafuerza
gravitacional de |úpiter en existencia
actividad volcánica en su luna Io? n
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El lado lejano de la luna.
Volcanes en lo, una luna de Júpiter.
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Esp,tcro 259
tEccIóN 16 GR^VEDAD Y MAREAS
Misión: Plutón
Plutón
es el planeta más pequeño de
nuestro
sistema 561¿¡-s5 aproximadamente dos tercios el
tamaño de nuestra luna. Plutón es también el
planeta más lejano a nuestro sol. No ha existido
nave espacial alguna que haya podido visitar este
pequeño planeta, descubierto en 1930 por un
joven astrónomo llamado Clyd. Tombaugh.
La distancia que existe entre Plutón y la tierra y
su pequeño tamaño no significa que no tenemos
conocimiento sobre el punto por esta razón,
podemos agradecer al Telescopio Espacial Hubble
(HST), un instrumento que ha realizado algunos
cle los más increíbles descubrimientos en la
historia de la astronomía.
La historia del Hubble
Fue lanzado por el Transbordador Espacial
Discovery el24 de abril cle 1990. El Telescopio
Espacial Hubble es un proyecto realizaclo por la
Agencia Espacial Europea y la NASA. El el
Hubble es más que un telescopio. Es un
observatorio espacial del cual se espera que
permanezca en operación hasta el año 2010. El
Hubble gira alreciedor de la tierra cada 96 a 97
minutos.
El Hubble viaja dentro de una órbita que se
encuentra a aproximadamente 600 km de la
superficie de la tierra, aun a distancia
significativa por encima del atmósfera de la
tierra. Como resultado de esto,las imágenes que
transmite el Hubble no están distorsionadas
como las imágenes que se captan desde la
superficie de la tierra. Los lentes del Hubble son
diez veces más potentes que los de los telescopios
más grancles que se encuentran en tierra. Pero
aun hay mas, el Hubble opera dentro de de
cualquier espectro de luz-desde infrarrojos
hasta la luz visible ultravioleta. Esto significa que
puede registrar ondas que normalmente se filtran
en atmósfera. ¡Nada mal para ser un instrumento
de apenas 16 metros de largo y un poco más de
cuatro metros de diámetro!
(Continua)
El Telescopio Espacial Hubble
260
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LEccIóN
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16 GRAVEDAD Y MAREAS
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Los astronautas Story Musgrave y Jeffrey
Hoffman reparan el Telescopio Espacial
Hubble. La costa oeste de Australia puede
verse en el fondo.
Plutón y Charon son como
un planeta doble.
Otro factor muy importante del Hubble es
que es modular. Si algo anda mal, puede ser
reparado. Cuando el Telescopio Espacial Hubble
había estado en órbita por solamente dos meses,
los científicos descubrieron que su espejo
principal no estaba perfectamente formado y
tenían que repararlo. Del mismo modo, si algún
sistema deja de funcionar, este puede ser
remplazado. Por ejemplo,las cétmaras que el
Hubble lleva han sido reemplazadas dos
veces-una en 1993 y otra en 1997. El Hubble
26.2 STC/ì{S'"' L¿ T¡¡nnn nN Br. Esp¡cro
toma su energía de la luz del sol cuando se
encuentra bajo esta.
Cuando el Hubble llega a la sombra, sigue
funcionando con baterías de hidrógeno de
niquel que también han sido cargadas por el sol.
Enfocando un Planeta Borroso
Antes del Hubble, ya se conocían algunos
detalles sobre Plutón. Desde los telescopios más
poderosos de la tierra, Plutón sólo podía verse
como una pequeña pelota amarilla y borrosa.
TECCIóN
16 GRA,VEDAD Y MARIAS
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En l97B,los astrónomos sostuvieron que Plutón
tenía una luna, a la cual llamaron Charon. El
diámetro de Charon ese aproximadamente la
mitad clel diámetro de Plutón. Su órbita
es de
sólo aproximadamente 18,000 kilómetros sobre
la superficie de Plutón. Plutón y Charon
asemejan ser más cómodos planetas que como
un planeta y su satélite por diferentes razones.
Otro factor único sobre Plutón es su órbita.
Algunas veces, Plutón se encuentra más cerca
del sol que Neptuno. Cada 248 años, estos
planetas intercambien sus lugares. Así, Plutón se
convierte en el octavo planeta y Neptuno en el
noveno durante unos 20 años. Por ejemplo,
Plutón se encontraba más cerca del sol que
Neptuno desde 1979 hasta 1999. Entonces en
1999, Plutón intercambió su lugar con Neptuno,
y nuevamente Plutón se convirtió en el noveno
planeta del sistema solar.
(Gontinua)
STC IS"" L.r Tlennrrs EN EL ESp¡cro 263
LECCIóN
16 GRAVEDAD Y MAREAS
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Estas imágenes de Plutón fueron tomadas desde el Telescopio Espacial Hubble durante un días solar en Plutón. Observa
/as capas de hielo polares y las áreas billantes cerca del Ecuador. Algunas de las áreas oscuras pueden ser valles o
cráteres impacto fresco.
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El Telescopio Espacial Hubble envió sus
primeras imágenes de Plutón en 7994, cuando
mapeo aproximadamente el85% de la superfìcie
del planeta. Estas imágenes muestran un planeta
de enormes contrastes. Algunas partes de la
superficie del planeta son blancas y brillantes,
mientras otras se ven oscuras. Plutón también
posee una capa en su polo norte. El Dr. Marc
Buie, miembro del equipo del Hubble, explicó,
"es fantástico. El Hubble nos proporcionó de un
borroso y distante punto de luz, un mundo que
podamos comenzar a mapear ybuscar cambios
en la superficie. Los resultados... son mucho
mejores cle los que esperaba."
¿Plutón, el Planeta?
Hasta la fecha todavía sabemos menos sobre
Plutón que cualquier otro planeta. Su tamaño,
su extraña orbita y su relación con Charon son
únicas.Incluso la composición de Plutón-una
mezcla de rocas y hielo-lo hacen sobresalir.
Los otros planetas rocosos se encuentran mas
adentro del sistema solar. En la parte más
26,4
STC/trIS"'
L¡ Tr¿nnn
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el
Esp¡cro
cercana al exterior del sistema solar rigen los
planetas grandes y gaseosos-con excepción de
Plutón, que es rocoso.
Algunos astrónomos piensan que Plutón
alguna vez fue un satélite de Neptuno que se
salio de orbita. Otros opinan que Charon y
Plutón son parte del cinturón de Kuiper. El
cinturón de Kuiper es un anillo de cometasrocosos y de objetos congelados-que giran
alrededor del sol más allá de Neptuno. Fue
formado en los tiempos del origen del sistema
solar. Es posible que Plutón sea un'KBO"
excepcional-Objeto del Cinturón de
Kuiper-que se salio de camino.
Exploraciones futuras permitirán que los
científicos obtengan mas conocimiento sobre
Plutón-las propiedades de su superficie y
como se compone su interior. Mientras tanto,
las fotograffas del Hubble nos a¡rdan a
prepáranos para misiones futuras
proporcionándonos mas información sobre este
pequeño y distante planeta. E
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tEcctóN 16
Gn¡vroeo y M¡n¡¡s
Platón: Datos lnteresantes
Diámetro
Distancia promedio al Sol
Masa
2,340 km
5,900,000,000 km
Ix
l0"kg
Gravedad (Tierra=l) ll 6.96
Temperatura promedio
Duración de un día sideral
Duración de un año
Número de lunas ll
-230"C
6.39 horas
278 dias terrestres
t*
Tamaño Relativo
Núcleo de
Hielo
Núcleo de roca
¿Sabía que?
'La órbita de Plutón es la menos circular de todos los planetas. La dista¡cia que tiene entre sol varía entre los 4 % de
billones de Km. hasta los 7 billones de km.
'La órbita de Plutón alrededor del sol se encuentra inclinada 17 grados, más que cualquier otro planeta en el sistema solar
* Para el año2002
STC fstt' L¡ Trrnn,r e¡r nl Esp¡clo 265