TEXTO BAJADO DE WWW.ALIPSO.COM

 

 

 

Trabajo práctico de Física

 

 

“De planetas y satélites

“Origen y evolución del universo”

 

 

 

Buenaventura, Matías

De Sagastizabal, Francisco

Nosiglia, Hipólito

Stulberg, Nicolás

 

 

 

 

 

Instituto Libre de Segunda Enseñanza

1998

~ De planetas y satélites ~

 

 

En 1957 los soviéticos pusieron en órbita el satélite Sputnick, en 1961 Yuri Gagarín permaneció durante 1 hora, 40 minutos en órbita alrededor de la tierra. El primer paseo espacial de Alexei Leonov se realizo en 1065. Este hecho produjo una fuerte conmoción en los EE.UU. La llegada de Amstrong y Aldrin a la luna tuvo lugar el 21 de junio de 1969, y el primer vuelo del transbordador espacial en 1981.  Desde entonces el espacio se a convertido en un lugar concurrido. Son ya millares los satélites en órbita (sin olvidar restos de cohetes, fragmentos de satélites, etc. situados a unos 2000 km. de altura de los cuales los radares tienen localizados solo unos 7000).

 

·         1) ¿Cuál será la velocidad de escape que se tendrá que comunicar el satélite?

 

La velocidad de escape es la velocidad mínima inicial que necesita un objeto para escapar de la gravitación de un cuerpo astronómico y continuar desplazándose sin tener que hacer otro esfuerzo propulsor. La velocidad de escape generalmente se da en términos de velocidad de lanzamiento sin tener en cuenta el rozamiento aerodinámico.

Los objetos que se trasladan a una velocidad inferior a 0,71 veces la velocidad de escape no pueden conseguir una órbita estable. A una velocidad igual a 0,71 veces la velocidad de escape, la órbita es circular, y a una velocidad mayor, la órbita se convierte en una elipse hasta que alcanza la velocidad de escape y entonces, la órbita se convierte en una parábola.

La velocidad de escape que necesitara el satélite, o cualquier objeto desde un cuerpo astronómico esférico es proporcional a la raíz cuadrada de la masa del cuerpo, dividida por la distancia entre el objeto y el centro del cuerpo.

 

 

 

 

·         2) ¿Para que se ponen en órbita los satélites?

 

            Es necesario la perfecta estabilización del ingenio, o sea, que su centro de gravedad recorra la órbita, lo cual permite cualquier movimiento de rotación a sí mismo. Una vez en órbita es seguido y sus datos se registran por medio de una red de estaciones terrestres especialmente equipadas.         

El fin de los satélites es muy variado. Los cuales pueden ser: observaciones meteorológicas, usos militares, usos cartográficos, usos telescópicos, radio, televisión, telecomunicaciones,  para la retransmisión de datos, etc.

 

 

·         3) ¿Por qué los satélites se lanzan desde puntos de la superficie terrestre cercanos al Ecuador?

 

Los satélites se lanzan desde puntos de la superficie terrestre cercanos al Ecuador debido a que en el ecuador la fuerza gravitatoria es menor que en cualquier otro lugar de la Tierra, y en consecuencia la fuerza de escape que se necesitará va a ser menor, lo que implica menor cantidad de combustible necesario.

 

 

 

 

 

 

·         4) “Un astronauta en un satélite en órbita terrestre se encuentra en estado de ingravidez, no pesa” Comentar dicha afirmación.

 

La afirmación es correcta, ya que el astronauta se esta cayendo continuamente, pero no en dirección hacia el centro terrestre si no que, se podría decir que “cae” hacia un costado, alrededor de su órbita.

El astronauta se encuentra en un satélite, el satélite cae con la misma aceleración que el astronauta, y todos los objetos que se encuentran a su alrededor caen con la misma aceleración. Por eso se dice que el astronauta se encuentra en estado de ingravidez, “que no pesa”. Si el satélite tuviese fuerza de gravedad atraería al astronauta, pero como no la tiene, todo sigue cayendo hacia el infinito.

 

 

 

 

~ Origen y evolución del universo ~

 

 

·         1) ¿Qué es lo que provoca las perturbaciones planetarias?

 

Una órbita se describe como perturbada cuando las fuerzas son más complejas que las que se dan entre dos cuerpos esféricos (las leyes de Kepler son sólo válidas para órbitas no perturbadas). La atracción entre los planetas hace que sus órbitas elípticas cambien con el tiempo. El Sol, por ejemplo, perturba la órbita lunar durante varios miles de kilómetros. Las resistencias aerodinámicas atmosféricas hacen que un satélite artificial de la Tierra se frene, y la forma achatada de la Tierra modifica las direcciones de sus nodos y perigeo. La teoría de la relatividad desarrollada por Albert Einstein explica una perturbación observada en el perigeo del planeta Mercurio.

Un ejemplo de perturbación planetaria es Plutón. Este planeta, que se encuentra a una distancia media de 5.900 millones de kilómetros fue descubierto ya que es el causante de perturbaciones en los movimientos de Urano.

 

 

·         2) Señala la diferencia que existe entre la Gran implosión y la gran Explosión.

 

 

En el año 1920, un astrónomo llamado Edwin Hubble, descubrió que el universo puede estar extendiéndose. La materia que compone al universo se está extendiendo, algo así como un globo cuando alguien lo infla. Este descubrimiento ayudó a los astrónomos a vislumbrar como pudo haber empezado el universo. Al respecto hay dos teorías principales.

George Lemaitre, un sacerdote belga, sugirió que alguna vez toda la materia había estado fundida en una inmensa bola de fuego. Es posible que hace 10 mil millones de años haya explotado esa bola, diseminando materias en todas las direcciones. Luego de dispersarse, la materia se enfrió y volvió a juntarse en forma de estrellas. Así lo creyó Lemaitre.

Mas tarde, en Inglaterra, Hermann Bondi, Thomas Gold y Fred Hoyle presentaron una nueva teoría. Su teoría de “estado constante” sugería que el universo había existido siempre. Cuando por el espacio se esparcieron los grupos de estrellas, nacieron nuevos conjuntos que los reemplazaran. La mayoría de los astrónomos aceptan la teoría de “la gran explosión”, y piensan que el universo tiene alrededor de 20 mil millones de años.

 

 

~ Actividades ~

 

 

·         1) La luna cae 1.4 mm cada segundo ¿Significa esto que se acerca 1.4mm a la tierra cada segundo? ¿Se acercaría si se redujese su velocidad

tengencial? JUSTIFICA TU RESPUESTA

 

La tierra ejerce una fuerza sobre los objetos que hace que se aceleren al caer. Cuando un objeto se lanza horizontalmente experimenta esta fuerza y se acelera hacia abajo. Cuanto mas rápido se lance el objeto mas avanza antes de llegar al suelo. Cuando este tiene una velocidad muy alta su trayectoria se curvaría alrededor de la superficie terrestre (caso de la Luna). Con la velocidad adecuada el objeto realizaría una órbita circular pero sin acercarse nunca a la tierra.

La Luna se mueve a una velocidad muy elevada (3,700 km./h), esto provoca que se mueva alrededor de la tierra y nunca se acerque a esta.

Entonces, contestando la pregunta, se puede decir que NO, la luna no cae 1,44 mm por segundo en dirección a la tierra si no que cae por su órbita.

Como la órbita que sigue la Luna es circular, al reducir la velocidad tangencial no se acercaría  a la Tierra, pero sí si reduciera la velocidad angular.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·         2) Si la masa de la Luna se duplicase:

 

a)       ¿Se duplicaría la fuerza de atracción que se ejerce entre la Tierra y la Luna?

 

Si la masa de la luna se duplicase: en primer lugar aumentaría la fuerza gravitatoria de la misma, y en segundo lugar aumentaría la fuerza de atracción que hace la tierra sobre la Luna. Ya que:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b)        ¿Y la fuerza que se ejerce entre la Luna y la Tierra?

 

También, ya que esta fuerza es igual:  mismo módulo, misma dirección pero distinto sentido.

 

 

 

 

 

·         3) Algunas personas dudan de la validez de las teorías científicas diciendo que solo son teorías. La ley de Gravitación Universal es una teoría ¿Los científicos dudan de su validez? JUSTIFICA TU RESPUESTA

 

Los científicos NO dudan de su validez, a continuación explicaremos brevemente de que se trata esta LEY.

Ley de Gravitación Universal: Newton nació en 1642, el mismo año

que Galileo. Se esforzó en entender el movimiento de los cuerpos celestes, y dirigiendo, para ello, su mirada a la Luna.

Newton sabía que si ninguna fuerza actuaba sobre la Luna, esta debía moverse en línea recta, con velocidad constante.

Sin embargo, vista desde la tierra, la Luna sigue una trayectoria casi circular.

Por esto, Newton dedujo que debía existir una velocidad dirigida hacia la tierra y una fuerza que la originara.

Pensando en eso la respuesta la conoció cuando vio caer una manzana al suelo. Ello le permitió deducir que la fuerza que ejercía la Tierra sobre la manzana podía ejercerla igualmente sobre la Luna, es decir, que la Luna podía ser un cuerpo celeste que cae libremente.

            Luego en 1986 estableció el concepto de  fuerza de gravedad: aquella fuerza con que la tierra atrae una manzana y, ene general a todos los cuerpos próximos a su y la misma que obliga a la Luna a moverse alrededor de la Tierra.

Newton sugirió una hipótesis de que todos los cuerpos se atraen  entre sí y que esta debía ser una propiedad universal de la materia, recibiendo la denominación de gravitación.

 

 

 

 

 

                       La fuerza F debe ser  directamente proporcional a m₁

                                  

 

 

 

 

 

 

·               4) Las observaciones indican que la expansión se esta deteniendo. ¿Esto está de acuerdo con la Ley de Gravitación Universal? JUSTIFICA TU RESPUESTA.