GRAVITACION UNIVERSAL

EL ESTUDIO DEL UNIVERSO

¿Cuándo comenzó el estudio del universo?

• Los pueblos antiguos• Calendario babilónico de 354 días• Calendario Egipcio de 365 días• Calendario Romano de 365,25 días

Modelos Antiguos

Pitágoras( - 497a.C.)

Aristóteles(384-322a.C.) Aristarco de Samos(310-230a.C.)Eratóstenes(276-196a.C.)

Hiparco de Nicea(161-127a.C.)

Tales de Mileto (624-546a.C.)

TEORIAS ACERCA DE LA UBICACIÓN DE LA TIERRA EN EL

UNIVERSO

TEORIA GEOCENTRICA• La tierra es el centro del universo• Uno de los precursores de esta teoría fue

Aristóteles• Claudio Ptolomeo en el siglo II d. C construyó un

modelo cosmológico completo• La tierra permaneció en el centro rodeada por

ocho esferas que transportaban a la Luna, el Sol, las estrellas y los cinco planetas conocidos en aquel tiempo, Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno.

TEORIA HELIOCENTRICA

• Propuesta por primera vez por el cura polaco Nicolás Copérnico, en el año 1514

• Situó al Sol estacionario en el centro y a la Tierra y a los planetas moviéndose en orbitas circulares alrededor de ella

• Paso casi un siglo antes de que su idea fuera tomada en cuenta

Aportes de científicos a la Astronomía

Tycho Brahe(1546 - 1601)• no creía la hipótesis heliocéntrica deCopérnico.

• el último gran astrónomo observacionalantes de la invención del telescopio.

• realizo extensas observaciones de lasposiciones de planetas y estrellas.

• Logro calcular con exactitud la posición de los planetas

• contrato de ayudante a un hábil mate-matico, Johannes Kepler.

Johannes Kepler(1571 – 1630)

• Cuando Tycho murió, Kepler "heredó“su puesto y sus datos, a cuyo estudio se dedicó en los 20 años siguientes.• consiguió determinar las diferentesposiciones y la órbita de la Tierra.• consiguió también determinar la órbitade Marte.

• Postula tres leyes fundamentales acerca del movimiento de los planetas

Primera Ley de Kepler• Todos los planetas se desplazan

alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas, estando el Sol situado en uno de los focos.

• El vector posición que une el planeta y el Sol, barre áreas iguales en tiempos iguales.

Segunda Ley de Kepler

Tercera Ley de Kepler

• El cuadrado del periodo de rotación de un planeta en torno al Sol es proporcional al cubo del semieje mayor de la órbita.

T² = K · a³

Galileo Galilei (1564 – 1642)

• Fue el padre de la moderna física experimental y de la astronomía telescópica.

• Primero en confirmar la teoría heliocéntrica a través de la observación con un telescopio

• Observó que los planetas no se veían todos del mismo tamaño

• Descubre que Venus pasa por fases, al igual que la Luna

• Descubre las manchas solares• Descubre el relieve en la superficie de la Luna• En 1609 observó las lunas de Júpiter y se dio

cuenta de que estas giraban en torno a este planeta y no en torno a la Tierra.

Isaac Newton (1643 – 1727)

•Fue quien dió una explicación completa al movimiento y la forma en que las fuerzas actúan. La descripciónestá contenida en sus 3 principios •Ayuda con esto a aclarar porque los planetas giran alrededor del Sol

F = G M1 M2 d2

Dinámica del movimiento circunferencial

Según estudios anteriores sabemos que:

Fc= m · ac

Entonces: Fc = m · 4 π2 a2

a · T2

Si relacionamos esta expresión con la tercera Ley de Kepler obtenemos:

FC = m 4 π2 k ·a2

SISTEMA SOLAR

El sistema solarSe conforma de:

SOLPLANETAS

SATELITES COMETASCINTURÓN DE

ASTEROIDES

Clasificación de los planetas:ROCOSOS E INTERIORES

GASEOSOS YEXTERIORES

CINTURÓN DE

ASTEROIDES

AÑO LUZ:• Un año luz corresponde a la DISTANCIA

que recorre la luz en un año.

V = d t

d = V x t

VLUZ = 3 x 108 (m/s)

DATOS:taño = 3,15 x 107 (s)AÑO LUZ= V x t

AÑO LUZ= 3 x 108 x 3,15 x 107 = 9,45 x 1015 (m)

Movimientos de la Tierra• Rotación: movimiento en que la Tierra

gira sobre su propio eje, demora 24 h, produciendo el día y la noche.

Traslación: Movimiento de la Tierra en el que ésta se

traslada alrededor del Sol, demora 365 días aproximadamente, produciendo equinoccios y solsticios

Precesión:• Movimiento de balanceo de la Tierra

durante su movimiento de traslación. Producido por la atracción gravitacional de la Luna.

Nutación:• Movimiento de vaivén del eje de la Tierra.

Producido por la atracción de la Luna sobre el abultamiento ecuatorial de la Tierra

Equinoccios y solsticios

Luna

Es aproximadamente esférica, su superficie es montañosa, con cráteres formados por el choque de asteroides que colisionaron con la Luna en su etapa de formación. Sus movimientos son: rotación y traslación

Fases de la Luna• LUNA NUEVA: ocurre cuando la Luna

se interpone entre la Tierra y el Sol, iluminando la “parte de atrás” de la Luna

• CUARTO CRECIENTE:

• LUNA LLENA:

• CUARTO MENGUANTE:

MareasMareas

Eclipse de Luna

Eclipse de Sol

UNIVERSO

Algunos elementos presentes en el Universo Galaxias Pulsares Agujeros Negros Quásar Nebulosas Polvo interestelar

GalaxiaGran masa formada por gases, polvo y estrellas que se mantienen unidas por efectos gravitacionales. Se clasifican según su forma en elípticas, espirales e irregulares.

Galaxias elípticas:

Se caracterizan por tener una estructura muy regular y por contener una gran cantidad de estrellas viejas.

Galaxias espirales:

Se caracterizan por tener una estructura en forma de espiral achatado y por contener una gran cantidad de estrellas jóvenes y en formación. Nuestra Vía Láctea es de este tipo.

Galaxias irregulares:

Se caracterizan por tener poco tamaño, estrellas jóvenes y en formación y por ser poco luminosas.

PúlsaresEs una estrella de neutrones que emite radiación periódica.

Agujeros negrosCorresponden al

final de las supernovas con masas mayores a tres masas solares. Se caracterizan por ser acumulaciones de mucha masa en un pequeño volumen y tener una gravedad tan intensa que atrapa la luz.

NebulosasCorresponde a enormes formaciones de gas y polvo al interior de una galaxia y que se forman como producto de la explosión de una estrella.

Vía LacteaGalaxia del tipo espiral en que se encuentra nuestro planeta. Se formó hace 10.000 millones de años. Su diámetro es de 100.000 años-luz y contiene unas 200.000 estrellas.

EclípticaLa Eclíptica es la línea curva por donde «transcurre» el Sol alrededor de la Tierra, en su «movimiento aparente» visto desde la Tierra.

¿Qué es una estrella?

Esfera de gas que por medio del proceso de fusión nuclear emite constante energía. Se forman debido a la atracción gravitacional en una nebulosa.

Duración de un estrella

Depende de la cantidad de masa que posee.

Si una estrella tiene menos del 10% de la masa del Sol no se transforma en estrella, ya que no se genera suficiente temperatura para crear la fusión nuclear.

Si una estrella tiene más de 80 veces la masa del Sol tampoco se formará una estrella debido a que la presión no permitirá la condensación.

Las estrellas que se logran formar finalizaran su vida en:

1) Gigante roja2) Super gigante

Gigante roja:

Estado final de un estrella de masa inferior a 1,4 veces la masa del Sol. Cuando el proceso de fusión nuclear se ha paralizado las capas exteriores de la estrella se arrojan al espacio quedado en el interior una enana blanca con una masa similar a la del Sol, pero con un tamaño como el de la Tierra.

Super gigante:

Estado final de un estrella de masa superior a 1,4 veces la masa del Sol. Cuando el proceso de fusión nuclear se ha paralizado se produce un colapso gravitacional que termina en una explosión denominada supernova quedando en el centro una masa que si es menor a 3 veces la masa del Sol se transforma en una estrella de neutrones. Si la masa es mayor a 3 veces la masa del Sol se transforma en un agujero negro.

ACTUAL CONCEPCIÓN DE UNIVERSO

• Se basa en los descubrimientos del norteamericano EDWIN HUBBLE (1889 -1953)

• En 1929 señala que el universo se encuentra en expansión

• Las galaxias se alejan unas de otras

• Mientras más distantes se encuentre una galaxia de nosotros, esta se aleja con mayor velocidad

• Lo anterior se conoce como Ley de Hubble, la cual establece que las galaxias se alejan de la Tierra con una velocidad que es proporcional a la distancia que se encuentren de nuestro planeta

• Esta ley demuestra que el universo esta en expansión

• Otro aporte fundamental al estudio del universo lo realizo Albert Einstein con su teoría de la relatividad

• Según Einstein, en el universo no hay ningún punto fijo o inmóvil, si no que todo esta en movimiento

¿COMO SE ORIGINO EL UNIVERSO?

• Teoría del BIG BANG• En 1927, El astrónomo Belga GEORGES

LAMAITRE, planteo que si el universo se encuentra en expansión, alguna vez tuvo que haber sido más pequeño.

• Lo anterior lo lleva a formular la teoría de la gran explosión