1. El universo que observamos.
2. Modelos del universo.
3. La cinemática del universo, Leyes de Kepler.
4. La dinámica del universo. Aportación de Newton.
5. Consecuencias de la ley de la gravitación universal.
6. Universo actual.
1. El universo que observamos.
Sol: estrella mediana de color amarillo. En verano está mas alto que en invierno. Es más brillante porque está mas cerca de nosotros.
Luna: único satélite de la Tierra. Muestra cuatro fases que se repiten (aprox. 28 días).
Estrellas: puntos de luz que vemos en cielo nocturno. Unas solo se ven en invierno o verano. La estrella mas cercana al Sol es Proxima Centauri.
Planetas: se diferencian de las estrellas porque su luz no tintinea. Brilla a lo largo de varios meses.
Satélites: astros que giran alrededor de un planeta. pueden ser planeta enanos o asteroides.
Galaxias: agrupaciones de estrellas, gases y polvo. La mayoría no son visibles a simple vista. Vía láctea.
Nebulosas: nubes de gases con diversos orígenes.
Planetas enanos: astros esféricos más pequeños que los planetas y en cuya órbita hay otros astros de tamaño comparable a ellos. Uno es Ceres, Plutón o Eris.
Asteroide: astros más pequeños que los planetas enanos, con formas irregulares. La mayoría se sitúan en dos regiones del Sistema Solar: en el cinturón de asteroide y en el cinturón de Kuiper.
Cometas: astros rocosos mucho más pequeños que los planetas. Muestran una espectacular cola cuando se aproximan al Sol. El cometa Halley, se puede observar a simple cada 76 años. Se espera visible en 2061.
2. Modelos del universo.
2.1. Modelos geocéntricos. Modelo de Ptolomeo.
La tierra permanece fija y los demás astros giran a su alrededor.
Disposición de los astros en universo:
-En el centro está la Tierra, un cuerpo esférico e inmóvil.
-A su alrededor giran los demás cuerpos celestes. El sol y la Luna describen órbitas circulares, y planetas, órbitas más complejas, con epiciclos y deferentes.
-Estos planetas describen una circunferencia imaginaria centrada en la Tierra. A esta pequeñas circuferencias se llama epiciclos, y estos cuando se van desplazando alrededor de la Tierra los llamo deferente.
-La esfera de las estrellas, gira también alrededor de la Tierra.
Movimiento retrogrado: irregulares observadas en el movimiento de los planetas.
2.2. Modelos heliocéntricos.
Modelo de Aristarco: el Sol está en el centro del universo, Tierra, Luna y los otros cinco planetas giran en torno a él, con diferentes velocidades y en órbitas de distintos radios; el conjunto estaba dentro de una esfera de estrellas.
Modelo de Copérnico: situaba al Sol en el centro del universo, Tierra y los demás planetas giraban a su alrededor describiendo órbitas circulares. La Luna giraba alrededor de la Tierra.
La contribución de Galileo:
-La Luna tiene valles y montañas, con lo que demuestra que no es un cuerpo esférico perfecto, tal y como suponía Aristóteles.
-Venus muestra sus fases, como la Luna, lo cual solo se puede explicar si Venus y la Tierra giran alrededor del Sol.
-La Vía Láctea está formada en realidad por numerosas estrellas.
-En el Sol existen manchas más oscuras que contrastan con su superficie brillante.
-Júpiter tiene varios satélites girando a su alrededor.
-Descubrió anillos de Saturno, aunque él los calificó de <<protuberancias>>.
3. La cinemática del universo, Leyes de Kepler.
1ª Ley.
Todos los planetas se mueven alrededor del Sol siguiendo órbitas elípticas. El Sol está en uno de los focos de la elipse.
2ª Ley.
Los planetas se mueven con velocidad areolar constante; es decir, la línea que une en cada momento el planeta con el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales.
3ª Ley.
Para todos los planetas: T^2/D^3 = k (Constante).
D es la distancia media al Sol.
T es el periodo.
4. La dinámica del universo. Aportación de Newton.
Los planetas giran alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas. El Sol ejerce sobre los planetas una fuerza de atracción gravitatorio que hace que los planetas giren en torno a él.
4.1. La ley de la gravitación universal.
F.G. = G x Mxn/d^2
M y m representan masa de cada cuerpo.
D es la distancia que separa sus centros.
G es la constante de gravitación universal y su valor en el SI es: G = 6.67 x 10^-11 N x m^2/kg^2.
5. Consecuencias de la ley de la gravitación universal.
5.1. La fuerza peso.
El peso es la fuerza de atracción gravitatorio que la Tierra ejerce sobre cuerpos que están en sus proximidades,
Peso y atracción gravitatorio es la misma fuerza para un cuerpo que está sobre la superficie de la Tierra:
P = mg; F.G. = g = G x M/R^2.
M = Masa Tierra (5,98 x 10^24 kg).
m = masa del cuerpo.
R = radio de la Tierra (6370 km).
Un cuerpo que está a un distancia h de la superficie de la Tierra (cerca de ella).
P = F.G. -> g =G x M/R^2.
5.2. Equilibrio.
Como todas las fuerzas es un vector que tiene:
*Módulo: viene dado por la expresión de la ley de gravitación universal.
*Dirección: la línea que une el centro de los cuerpos que se atraen, generalmente, el centro del cuerpo y el centro de la Tierra.
*Sentido: el que indica la fuerza de atracción, dirigido hacia el centro de la Tierra.
*Punto de aplicación: En el centro de gravedad del cuerpo.
Existen tres tipos de equilibrio:
* Estable: aunque separemos el cuerpo de su posición de equilibrio, este tiende a recuperarla.
*Inestable: al separar un poco el cuerpo de su posición de equilibrio, vuelca.
*Indiferente: al separar el cuerpo de su posición pasa a ora posición que también es de equilibrio.
5.3 Los ciclos de las mareas.
Las mareas son el movimiento de subida y bajada del nivel del agua del mar que se produce de forma cíclica dos veces cada día.
5.4 El movimiento de los cuerpos celestes.
La ley de la gravitación universal nos permite estudiar el movimiento de todos los cuerpos celestes y hacer predicciones acerca de su velocidad, su posición o el tiempo que tardarán en dar una vuelta completa, lo que se conoce como el periodo orbital.
5.5 El movimiento de satélites artificiales.
Tipos de satélites:
*Telecomunicaciones: se emplean para transmitir información de un punto a otro de la Tierra: conversaciones telefónicas, datos y programas de televisión.
*Pronóstico meteorológico: su finalidad es realizar observaciones continuadas para hacer predicciones meteorológicas.
*Observaciones terrestre: Observan la Tierra con una finalidad científica o militar.
*Localización: permiten conocer la posición de objetos sobre la Tierra. Destacamos el sistema GPS.
*Observación espacial: Son grandes telescopios espaciales que se utilizan para estudiar el espacio exterior. Desde el espacio la visión es mas nítida, pues no existe el aire de la atmósfera.
*Estaciones espaciales: Son satélites destinados a estar habilitados por personas en tareas de investigación.
6. El universo actual.
6.1 El nuevo Sistema Solar.
Esta formado por:
*El Sol: es la estrella alrededor de la cual giran los planetas, los planetas enanos y los cuerpos pequeños del Sistema Solar.
*Los planetas: son astros que giran en torno al Sol con forma redondeada. Hay ocho planetas que son: Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Alrededor de ellos giran satélites.
*Los planetas enanos: Son astros que giran en torno al Sol, con forma redondeada pero que no han limpiado su órbita. Un ejemplo de ellos es Plutón.
*Los cuerpos pequeños del Sistema Solar: En esta categoría entran muchos de los astros que tradicionalmente se han catalogado como cometas o anteriores.
6.2 El universo actual. La gran explosión.
La relación entre la distancia de la galaxia (d) y su velocidad de recesión (v) se conoce como ley de Hubble. Matematicamente se expresa así:
v = H0 x d
La constante H0 se conoce como constante de Hubble.
H0 = 20 (km/s)/millón de años luz.
Observaciones que apoyan la teoría de la gran explosión:
* La ley de Hubble.
* La radicación de fondo de microondas.
* La abundancia de helio.
