Colegio Santa Rosa Departamento de CienciasFísica

Guía de Apoyo Pedagógico 4. 2dos Medios 2020

Unidad Estructuras Cósmicas

OA/AE OA14: Crear modelos que expliquen los fenómenos astronómicos del sistema solar relacionados con: Los movimientos del sistema Tierra-Luna y los fenómenos de luz y sombra, como las fases lunares y los eclipses. Los movimientos de la Tierra respecto del Sol y sus consecuencias, como las estaciones del año.

Habilidades Observar, describir y comprender detalladamente las características de procesos y fenómenos del mundo natural.

Instrucciones Esta guía debe ser desarrollada y enviada por correo electrónico a la profesora a más tardar el 14/06. (karla.guevara@colegiostarosa.cl)

El Sistema Solar y sus movimientos.

Movimientos de la Tierra

Nuestro planeta realiza una serie de movimientos a medida que se desplaza en su órbita alrededor del Sol.

1.- La rotación es el movimiento (giro) que realiza la Tierra sobre su eje en un tiempo de 23 horas, 56 minutos y 4 segundos. Su eje de rotación está inclinado 23,5° con respecto al plano de la eclíptica (trayectoria aparente que describe el Sol, apareciendo por el este y ocultándose por el oeste), la rapidez de giro en el ecuador respecto al eje de rotación es igual a 1.674

2.- La traslación es el giro que realiza la Tierra alrededor del Sol, impulsada por la gravitación a través de una órbita levemente elíptica, esta orbita casi circular, posee un pequeño achatamiento que genera que la Tierra se encuentre a distintas distancias del Sol a medida que se traslada. La máxima proximidad al Sol se denomina perihelio y su máxima lejanía, afelio. En este movimiento, la Tierra emplea un tiempo de 365 días, 5 horas, 48 minutos y 45 segundos. Se traslada con una rapidez de 107.224 , la cual no es constante.

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3.- La precesión es un movimiento provocado por la forma irregular de la Tierra, su inclinación y la atracción gravitacional del Sol y la Luna. Se trata de un lento balanceo durante su movimiento de traslación llamado “precesión de equinoccios”, este movimiento es semejante al movimiento de un trompo. La Tierra precesa con una extraordinaria lentitud, demorando 26 mil años en completar una revolución.

4.- La nutación es un movimiento que se superpone con la precesión, provocado por la atracción de la Luna sobre el abultamiento ecuatorial de la Tierra. Si la atracción gravitacional de la Luna y el Sol sobre la Tierra fueran idénticas el movimiento de precesión haría describir al eje de rotación exclusivamente un cono, pero el plano orbital de la Luna está inclinado 5° respecto de la eclíptica, situándose a veces más cerca y en ocasiones más lejos del ecuador. La nutación es una especie de movimiento de vaivén del eje terrestre que posee un periodo aproximado de 18 años.

Efectos de los movimientos terrestres

a.- La rotación de la Tierra hace que ésta sea achatada en los polos y determina la sucesión de días y noches.

b. La sucesión de las estaciones se debe a la inclinación del eje terrestre respecto de la eclíptica. Cuando es verano en el hemisferio sur, es invierno en el norte y viceversa. Por lo tanto, no pueden ser las variaciones de la distancia entre la Tierra y el Sol las que producen las estaciones, pues en ese caso debería ser verano o invierno en todo el planeta al mismo tiempo. El hemisferio cuyo polo está iluminado por el Sol recibirá mucha más luz y tendrá días de mayor duración que las noches: será verano. En el otro hemisferio, las noches serán más largas y recibirá menos energía solar, lo cual hará que la temperatura sea más baja: será invierno.

c. En la traslación de la Tierra hay cuatro puntos en la órbita en que se producen los fenómenos conocidos como equinoccios y solsticios.

- Equinoccio significa noches iguales en todos los puntos del planeta. El equinoccio se produce dos veces al año, el 20 o 21 de marzo marcando el comienzo del otoño y el 20 o 21 de septiembre dando comienzo a la primavera en el hemisferio austral. Durante estas fechas el día y la noche en ambos hemisferios tienen la misma duración, ya que el Sol se encuentra directamente sobre el ecuador.

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- Solsticio ocurre cuando el Sol se encuentra en su posición más alejada de la línea ecuatorial, visto desde la Tierra. Esto ocurre dos veces al año, uno alrededor del 21 de junio dando comienzo al invierno, produciéndose el día más corto, y por ende, la noche más larga. El otro solsticio ocurre alrededor del 21 de diciembre cuando empieza el verano en el hemisferio sur, donde se produce el día más largo del año y por consiguiente, la noche más corta.

Movimientos de la Luna

Fases

En su curso alrededor de la Tierra vemos la Luna iluminada desde distintos ángulos, lo que produce una sucesión de las fases lunares.

- Cuando la Luna se sitúa entre el Sol y la Tierra, no podemos verla ya que su cara iluminada está “de espaldas” a nosotros. A esta fase se le llama Luna nueva.

- Siete días después de la Luna nueva, ésta se ubica en el meridiano al ponerse el Sol y veremos la mitad de ella iluminada; estaremos en cuarto creciente.

- Algo más de catorce días después de la Luna nueva, La Tierra queda ubicada entre la Luna y el Sol, así pudiendo ver la totalidad de la cara de nuestro satélite. Esta fase es llamada Luna llena.

- En los días siguientes, la Luna irá saliendo cada vez más tarde en la noche hasta llegar a salir en la medianoche, en cuyo momento veremos media cara iluminada; será cuarto menguante.

Finalmente, la Luna irá saliendo solo unas pocas horas antes que el Sol hasta llegar a salir junto con él, con lo que se repetirá la Luna nueva.

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Eclipses

Un eclipse solar ocurre siempre cuando la Luna se posiciona entre la Tierra y el Sol, proyectando una sombra sobre el primero. Esto genera que en algún lugar de la Tierra se observe un ocultamiento del Sol. Si el ocultamiento es total, se le llamará eclipse solar total, si este no es total se llama eclipse solar parcial. Debido a que la distancia entre la Luna y la Tierra varía, hay veces que la Luna no puede ocultar completamente al Sol, lo que da lugar a un eclipse solar anular, donde parte del Sol (un anillo) no alcanza a ser ocultado.

IMPORTANTE: ¿sabías que este 14 de diciembre se podrá ver un eclipse total de Sol en Chile?

Un eclipse lunar ocurre cuando la Tierra se posiciona entre el Sol y la Luna, generando que la sombra de la Tierra oculte a la Luna. Al igual que con los eclipses solares, tenemos eclipses lunares totales y parciales, dependiendo del grado de ocultamiento de la Luna. Un eclipse lunar siempre ocurre cuando la Luna se encuentra en la fase de Luna llena.

A diferencia del eclipse solar, un eclipse lunar es visible desde una porción mayor de la Tierra y tiene una mayor duración. La presencia de la atmósfera terrestre provoca que la luz que llega a la Luna se encuentre afectada por el fenómeno de refracción, produciendo un color rojizo en la superficie lunar. Por este motivo, los eclipses lunares también son conocidos por algunos pueblos de la antigüedad como lunas de sangre.

Debido a que la órbita de la Luna alrededor de la Tierra se encuentra inclinada 5° con respecto a la orbita de la Tierra alrededor del Sol, los eclipses no ocurren cada luna nueva y luna llena, sino aproximadamente dos veces al año.

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Cuestionario. Practiquemos

1.- ¿Qué cuerpos celestes y en qué orden deberían estar, de izquierda a derecha, para que el esquema represente un eclipse de Sol?

2.- Explique con sus palabras, por qué no hay eclipses de Luna todos los meses.

3.- ¿Por qué se producen las fases de la Luna?

4.- Observa la Luna y sus fases en Junio, luego completa la siguiente tabla. (ayúdate con el calendario lunar disponible en la carpeta drive). En la última fila, elabora un dibujo de cada fase visto desde tu posición de observador.

Luna nueva Cuarto creciente Luna llena Cuarto menguanteFecha: Fecha: Fecha: Fecha:

6.- Estamos pronto a que ocurra en nuestro hemisferio el solsticio de invierno (el 21 de junio). Esta fecha es muy importante para muchas comunidades, porque da inicio a un nuevo ciclo en el trabajo y organización de su cosmovisión.

Elabora un esquema que permita representar el fenómeno de los Solsticios y equinoccios.

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