teoría heliocéntrica

CRISTIAN RENE LOPEZ MERO 4ºB
INDICE:
·TEORÍA GEOCÉNTRICA
·TEORÍA HELIOCÉNTRICA
· Teoría de la gravitación Universal (Newton)
·Aplicaciones de la Teoría de la Gravitación
Universal:
A. Periodo de revolución y velocidad orbital.
B. Velocidad de escape de un cohete.
C. Lanzamiento de satélites artificiales.
D. Mareas.
·Teorías actuales sobre el Origen y Evolución
del Universo.
·Fuentes de información
Teoría Geocéntrica:
La teoría geocéntrica fue elaborada por el astrónomo griego Klaudiusz Ptolemeusz en el
siglo II y lo presentó en su trabajo "Megale syntaksis".
Suposiciones:
- la Tierra inmovible es el centro del Universo;
- 20000 luz terrestre más allá del centro del Universo hay una esfera de cristal;
- dentro de esta esfera hay siete planetas: la Luna, el Mercurio, Venus, el Sol, el Marte,
Júpiter y Saturno;
- unas estrellas constantes están fijadas a la esfera;
- la Luna y el Sol se mueven directamente en círculos diferentes alrededor de la Tierra;
- los demás planetas también se mueven alrededor de la Tierra pero, aparte de eso, ellos
lo hacen un movimiento más pequeño en una ruta llamada epiciclo.
TEORÍA DE PTOLOMEO
Teoría heliocéntrica:
La Teoría heliocéntrica fue propuesta por Nicolás Copérnico uno de los
astrónomos más importantes de la Historia, en el cual afirmó que la Tierra
y los demás planetas giraban en torno a un Sol estacionario.
Sin embargo, fue realmente Aristarco de Samos quien primero propuso esta
teoría heliocéntrica.
Copérnico adoptó la idea de una Tierra en movimiento para resolver el
problema planetario que, según opinaba, no estaba satisfactoriamente
resuelto. En el sistema heliocéntrico resultaba mucho más sencillo realizar
el cálculo correcto de las posiciones planetarias, y por ello Copérnico no
dudó en romper con una tradición de más de 2000 años de una Tierra en
reposo. El heliocentrismo ya había sido descrito en la antigüedad por
Aristarco de Samos, quien se había basado en medidas sencillas de la
distancia de la Tierra al Sol, que determinaban un tamaño del Sol mucho
mayor que el de nuestro planeta. Por esta razón, Aristarco propuso que era
la Tierra la que giraba alrededor del Sol y no a la inversa, siendo el primer
proponente del modelo heliocéntrico.
Las ideas principales de su teoría son:
1. Los movimientos celestes son uniformes, eternos, y circulares o compuestos de
diversos ciclos (epiciclos).
2. El centro del universo se encuentra cerca del sol.
3. Orbitando el sol, en orden, se encuentran mercurio, Venus, la tierra y la luna, Marte,
Júpiter, Saturno.
4. Las estrellas son objetos distantes que permanecen fijos y por lo tanto no orbitan
alrededor del Sol.
5. La Tierra tiene tres movimientos: la rotación diaria, la revolución anual, y la inclinación
anual de su eje.
6. El movimiento retrógrado de los planetas es explicado por el movimiento de la Tierra.
7. La distancia de la Tierra al Sol es pequeña comparada con la distancia a las estrellas.
Teoría de la gravitación Universal (Newton)
J. Kepler (1571-1630), como resultado de una serie de observaciones y del análisis de
los datos recibidos de T. Brahe, enunció en 1609 sus tres famosas leyes empíricas que
rigen el movimiento de los planetas.
1. Ley de las Órbitas:
Los planetas giran alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas en uno de cuyos
focos se encuentra el Sol.
2. Ley de las Áreas.
Las áreas barridas por el radio vector que une el Sol con un planeta son directamente
proporcionales a los tiempos empleados en barrerlas.
3. Ley de los Periodos.
Los cuadrados de los periodos son directamente proporcionales a los cubos de los
semiejes mayores de las respectivas órbitas.
Supongamos dos planetas P1 y P2 que describen dos órbitas elípticas con periodos
respectivos T1 y T2.
Las leyes de Kepler permitieron a Isaac Newton, quizás el mayor científico de la
historia, descubrir la Ley de la Gravitación Universal: Todos los cuerpos se atraen con
una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Ley que explica el
comportamiento del Sistema Solar. Matemáticamente puede expresarse:
Donde M y m se refieren a la masa de los cuerpos en cuestión, r es la
distancia que los separa y G es una constante universal cuyo valor es
6.67*10-11 Nm2/kg2, para que la operación tenga las unidades de fuerza:
newton (N). La determinación de la fuerza entre dos cuerpos es, de esta
forma, inmediata.
Esta ley no sólo se aplica al movimiento de los planetas, sino a todos los cuerpos que
existen en el universo, incluso a aquellos que se encuentran sobre la superficie
terrestre.
FUERZAS CONSERVATIVAS Y ENERGÍA MECÁNICA
FUERZAS CONSERVATIVAS Y ENERGÍA MECÁNICA
Cuando la fuerza gravitatoria realiza trabajo, la energía potencial disminuye. Este hecho nos
permite definir la energía potencial como una magnitud característica de las fuerzas
conservativas.
La energía potencial es una magnitud física cuya disminución mide el trabajo realizado
por una fuerza conservativa. Se representa por U o Ep.
En general, el trabajo realizado por una fuerza conservativa cuando desplaza su punto
de aplicación desde la posición 1 a la posición 2 viene dado por el Teorema de la
Energía Potencial.
LA ENERGÍA MECÁNICA ES CONSTANTE SI SOLO ACTÚAN FUERZAS
CONSERVATIVAS
Aplicaciones de la Teoría de la
Gravitación Universal:
A. Periodo de revolución y velocidad orbital.
Para que un satélite gire en una órbita circular alrededor de la Tierra, por ejemplo,
debe estar sometido a una fuerza centrípeta. Esta fuerza centrípeta la suministra la
atracción gravitatoria que ejerce la Tierra sobre el satélite
Si la órbita de un satélite o de un planeta es elíptica, la distancia r varía y la energía potencial
también , a lo largo de la órbita.
Como sobre el satélite (o planeta) solamente actúa una fuerza conservativa, la energía
mecánica permanecerá constante. Por tanto, a medida que la distancia r aumenta, la energía
potencial también aumenta, por lo que la energía cinética disminuye. El satélite se mueve más
lento cuando está más alejado de la Tierra (perihelio o apogeo). Lo mismo le ocurre a un
planeta cuando está en afelio.
Perihelio
Afelio
B. Velocidad de escape de un cohete.
Para conseguir que un cohete lanzado desde la superficie de la Tierra salga del campo
gravitatorio de esta, habrá que comunicarle una gran velocidad.
Se llama velocidad de escape a la velocidad mínima de lanzamiento de un cohete para que
este pueda «escapar» de la atracción terrestre. A medida que el cohete se aleja de la Tierra,
aumenta su energía potencial a costa de su energía cinética de forma que la energía mecánica
se conserve, ya que nos movemos bajo una fuerza conservativa. Por tanto, se debe cumplir
que la energía mecánica del cohete en la superficie sea igual a la energía mecánica a una
altura h.
•
Velocidad de lanzamiento para que el cohete alcance una altura h:
Superficie de la tierra=a una altura h
La Luna cae continuamente sobre la Tierra. Si no fuera así, seguiría una trayectoria rectilínea.
Esquema de Newton para representar la órbita alrededor de la Tierra que tomaría un cuerpo
lanzado con la suficiente velocidad.
Existe un valor para la velocidad de lanzamiento según el cual el proyectil tomará una órbita
circular. Un objeto situado en una órbita circular se puede considerar como un objeto que está
cayendo continuamente sobre la Tierra; pero si su trayectoria de caída es concéntrica con la
superficie terrestre, el objeto se mantiene a una altura fija. Decimos entonces que la órbita es
estable porque el movimiento se puede mantener indefinidamente. Un satélite es
SINCRÓNICO cuando su periodo de revolución es igual al periodo de rotación de la Tierra, T=
1 día. También llamado GEOESTACIONARIO, su órbita estaría en el ecuador.
B. Lanzamiento de satélites artificiales.
La colocación de un satélite en órbita se realiza en dos fases:
1. Se lleva el satélite a una altura h, mediante cohetes de lanzamiento (E1= Energía
necesaria para alcanzar h).
2. Desde esa altura se lanza el satélite con una velocidad horizontal v0. El tipo de trayectoria
que toma el satélite depende del valor de v0 (E2= Energía necesaria para dotarlo de velocidad).
Cambio de la órbita de un satélite :
Para una órbita estacionaria, la energía de enlace es constante. Por consiguiente, si queremos
que un satélite cambie de una órbita ri a otra distinta rf, habrá que realizar un trabajo
equivalente a la diferencia entre las energías de enlace correspondientes:
C. Mareas.
Son oscilaciones periódicas del nivel del agua del mar. La fuerza solar de mareas es más débil
que la de la Luna.
Las mareas altas de mayor altura y las mareas bajas de mínima altura se presentan cuando la
Tierra, la Luna y el Sol están alineados. Cuando esto ocurre, las mareas se conocen con el
nombre de mareas vivas. Tiene lugar en los periodos de luna llena y luna nueva.
Cuando la Luna y el Sol se encuentran formando ángulo recto entre sí, se producen las
mareas altas más bajas, que se conocen con el nombre de mareas muertas . Ocurre en los
periodos de cuarto menguante y cuarto creciente.
Por término medio, las mareas altas se producen cada 12 horas y 26 minutos, y el tiempo
transcurrido entre una marea alta y una baja es de 6 horas y 13 minutos.
Teorías actuales sobre el Origen y
Evolución del Universo.
Los científicos intentan explicar el origen del Universo con diversas teorías.
Las más aceptadas son la del Big Bang y la teoría Inflacionaria, que se complementan.
La teoría inflacionaria de Alan Guth intenta explicar los primeros instantes del
Universo. Se basa en estudios sobre campos gravitatorios fortísimos, como los que hay cerca
de un agujero negro.
Supone que una fuerza única se dividió en las cuatro que ahora conocemos, produciendo el
origen al Universo.
El empuje inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero fue tan violenta que, a
pesar de que la atracción de la gravedad frena las galaxias, el Universo todavía crece.
No se puede imaginar el Big Bang como la explosión de un punto de materia en el vacío,
porque en este punto se concentraban toda la materia, la energía, el espacio y el tiempo. No
había ni "fuera" ni "antes". El espacio y el tiempo también se expanden con el Universo. La
Teoría del Big Bang o gran explosión, supone que, hace entre 12.000 y 15.000 millones
de años, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente
pequeña del espacio, y explotó. La materia salió impulsada con gran energía en todas
direcciones.
Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en
algunos lugares del espacio, y se formaron las primeras estrellas y las galaxias. Desde entonces,
el Universo continúa en constante movimiento y evolución.
Esta teoría se basa en observaciones rigurosas y es matemáticamente correcta desde un
instante después de la explosión, pero no tiene una explicación para el momento cero del
origen del Universo, llamado "singularidad".
ETAPAS DE LA EVOLUCIÓN
Big bang
10 segs.
10-34 segs.
10-10 segs.
1 seg.
3 minutos
30 minutos
300.000 años
106 años
108 años
109 años
5x109 años
1010 años
-43
Densidad infinita, volumen cero
Fuerzas no diferenciadas
Sopa de partículas elementales
Se forman protones y neutrones
10.000.000º.tamaño sol
1.000.000.000º. Núcleos
300.000.000º.Plasma
Átomos. Universo Transparente
Gérmenes de galaxias
Primeras galaxias
Estrellas. El resto, se enfría
Formación de la Vía Láctea
Sistema Solar y Tierra
Fuentes de información:
-http://html.rincondelvago.com/teoria-geocentrica-y-heliocentrica.html teoría de geocéntrica
-http://www.scribd.com/doc/3620487/Teoria-heliocentrica Teoría Heliocéntrica
-http://personal.iddeo.es/romeroa/gravedad/Apartado4.htm Teoría de la gravitación universo
 http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/gravitaci
on/kepler1/ap_kepler1.htm
 http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/gravitaci
on/kepler2/KeplersLaws2_indice.htm
 http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/gravitaci
on/kepler3/kepler3_indice.htm
 http://www.slideshare.net/TICRAKEL/fisica-de-satlites
-GRAN ENCICLOPEDIA PLANETA.