Física ENSIVO FULL INT
Clase: “La Tierra, El sistema Solar y El Universo”
MATERIALES NECESARIOS
1. Guía “La tierra, el sistema solar y el Universo”. 2. Libro de Ciencias /Plan Común/ Física/ Capítulos Nº8 y Nº9. De estos capítulos, utilizaremos desde la página 228 hasta la página 272.
Objetivos Al término de la unidad, usted deberá: 1. Conocer la formación del universo y sus principales componentes. 2. Conocer y comprender los modelos del Sistema Solar. 3. Conocer las principales características de los planetas del Sistema Solar. 4. Aplicar las leyes de Kepler. 5. Aplicar la ley de gravitación universal. 6. Reconocer la estructura interna y las capas de la atmósfera de la Tierra, con sus características. 7. Reconocer las escalas de medición de los sismos y sus características. 8. Reconocer las características de la Luna y su relación con fenómenos terrestres.
¿Cuántos años tiene el universo?
Fuente: upload.wikimedia.org/
Origen del universo: la teoría del Big-Bang El Big Bang supone que toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña del espacio, la cual explotó, generando la expansión de la materia en todas direcciones. Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en algunos lugares del espacio, produciendo la formación de las primeras estrellas y galaxias. Fuente: upload.wikimedia.org/wikipedia/
Las estrellas Son enormes esferas de gas, aisladas en el espacio, hidr贸geno y helio a muy alta temperatura y presi贸n, producen energ铆a en su interior la cual es transportada a su superficie e irradiada desde all铆 al espacio, en todas direcciones. Se mantienen en equilibrio y cohesionadas gracias a la gravedad.
Fuente: eltamiz.com
Fuente: solarviews.com
Las galaxias Una galaxia es un gigantesco sistema de estrellas, nubes de gas, planetas, polvo, materia oscura, y quizá energía oscura, unidos gravitacionalmente.
En 1936, Edwin Hubble propuso una clasificación de acuerdo a su forma.
La cantidad de estrellas que forman una galaxia es variable, además existen subestructuras como las nebulosas, los cúmulos estelares y los sistemas estelares múltiples. Fuente:http://farm1.static.flickr.com/162/405650652_af416eb187.jpg
Tipos de galaxias •
Galaxias Elípticas: Presentan la misma apariencia que un núcleo sin disco, con una luminosidad aparentemente uniforme. Carecen de gas y polvo y están formadas por estrellas viejas, amarillas y de baja metalicidad.
•
Galaxias Espirales: Deben su nombre a los brazos luminosos con formación estelar dentro del disco que se prolonga, más o menos logarítmicamente, desde el núcleo central. Presentan un núcleo formado por estrellas viejas, y un disco con gran cantidad de gas y polvo interestelar, lo que indica formación de estrellas jóvenes, azuladas y muy metálicas.
Fuente: nasa.gov
Fuente: spacetelescope.org
Tipos de galaxias •
•
Galaxias Lenticulares: Presentan la apariencia de un núcleo con un disco, pero sin brazos espirales. Están formadas por estrellas viejas, poco metálicas, y sin gas o polvo interestelar. Galaxias Irregulares: Son galaxias que no presentan simetría de ningún tipo, no aparece definido un núcleo ni un disco. Los ejemplos más notables son las dos galaxias satélites de nuestra Vía Láctea: las Nubes de Magallanes.
Fuente: seds.lpl.arizona.edu
Fuente: cache.eb.com
La velocidad de la luz Un año luz se denomina la distancia que recorre la luz en un año, 1 año luz = 9,46 millones de millones de kilómetros (9,46· 1012 [km]). Por ejemplo a esta velocidad: Se da la vuelta entera a la tierra en 0,02 [s]. Se viaja a la luna en 1,3[s]. Se llega al Sol en 8,3 [min]. Se llega a la estrella más cercana en 4,2 [años]. Fuente: panoramio.com
La velocidad de la luz es una de las constante universal y corresponde aproximadamente a 300.000 [km/s].
La Vía Láctea Es nuestra galaxia. Los griegos la llamaron "Camino de Leche". Es de tipo espiral y está conformada por tener unos 100.000 millones de estrellas, entre ellas, el Sol.
Fuente: chandra.harvard.edu
Fuente: antwrp.gsfc.nasa.gov
La Vía Láctea • Tipo de Galaxia: espiral. • Luminosidad: 14.000 millones de luminosidades solares. • Masa total: 1 millón de millones de masas solares • Diámetro: 100.000 años luz. • Espesor del disco: 2.000 años luz. • Espesor del bulto central: 6.000 años luz. • Las estrellas del núcleo están más agrupadas que las de los brazos. A su alrededor hay una nube de hidrógeno, algunas estrellas y cúmulos estelares.
Fuente: lns.mit.edu
El Sistema Solar • Está ubicado en uno de los brazos de la espiral de la vía láctea, a unos 30.000 años luz del centro y unos 20.000 del extremo. • Cada 225 millones de años el Sistema Solar completa un giro en torno al centro de la galaxia. • Se mueve a unos 270 kilómetros por segundo.
Fuente: atropos.as.arizona.edu
El Sol El Sol al igual que toda estrella, posee una forma esférica. Este se encuentra a muy alta temperatura formado por plasma. Consigue un estado de equilibrio porque se compensa la atracción gravitatoria con la creciente presión en el interior solar produciéndose su forma esférica. Estas enormes presiones se generan debido a la densidad del material en su núcleo y a las enormes temperaturas que se dan en él gracias a las reacciones termonucleares que allí acontecen.
Fuente: astromia.com
Fuente: centros4.pntic.mec.es
Modelos del Sistema Solar Geocéntrico: La Tierra está inmóvil en el centro del universo y todos los astros giran en torno a ella.
Fuente: biografiasyvidas.com
Heliocéntrico: Todos los planetas giran en torno al Sol.
Fuente: estatico.buenosaires.gov.ar
Los planetas del sistema solar El sistema solar está formado por una estrella central, el sol, los cuerpos que la acompañan y el espacio que queda entre ellos. El modelo del sistema solar es heliocéntrico, es decir, todos los planetas giran en torno al Sol. Aquí se presentan numerados según su cercanía al Sol 1.Mercurio 2.Venus 3.Tierra 4. Marte 5.Júpiter 6.Saturno 7.Urano 8.Neptuno Fuente: astro.lsa.umich.edu
Leyes de Kepler 1ª LEY: Todos los planetas se mueven en órbitas elípticas, con el Sol en uno de sus focos.
Fuente: cienciorama.unam.mx
Leyes de Kepler 2ª LEY: El vector posición de cualquier planeta respecto del Sol, barre áreas iguales de la elipse en tiempos iguales.
Fuente: upload.wikimedia.org/
Leyes de Kepler 3ÂŞ LEY: El cuadrado del perĂodo (T) de revoluciĂłn de cada planeta es proporcional al cubo de la distancia media (R) del planeta al Sol. Siendo k una constante, la misma para todos los planetas.
T2 = cons tante 3 R
Fuente: lh3.ggpht.com
Ley de Gravitación Universal La ley de gravitación universal establece que todos los cuerpos interactúan entre sí. Según explica esta ley, mientras más masa posean los objetos mayor será la fuerza de atracción, y mientras más cerca se encuentren entre sí, también será mayor esa fuerza. Poniendo lo anterior en una fórmula, tenemos:
Fuente: hiru.com/fisika/
m1 ×m2 F = G× 2 r donde
G = 6,67 ×10
−11
Nm2 kg2
Fuente: csr.utexas.edu
Origen de la tierra Nube de gas, colapso gravitatorio.
Nebulosa en rotaci贸n. Forma de disco.
Concentraci贸n de gas y polvo
Sistema solar definitivo
Los planetas comienzan a formarse. Fuente: pagina12.com.ar.
Hipótesis origen de la tierra
Acreción homogénea: Establece que primero se habría formado un conglomerado relativamente homogéneo y luego, por gravedad, se habrían ubicado en el centro los elementos más pesados como el hierro, dando origen al núcleo y en torno a él habrían quedado los elementos más livianos, dando origen al manto. Acreción heterogénea: Postula que inicialmente se formó el núcleo compuesto por los elementos más densos y que este habría atraído gravitacionalmente a los silicatos para formar el manto.
Fuente: tayabeixo.org
Fuente: tayabeixo.org
Movimientos de la tierra •
Rotación: Cada 23 horas 56 minutos, la Tierra da una vuelta completa alrededor de un eje ideal que pasa por los polos. A este movimiento se debe la sucesión de días y noches.
•
Traslación: La Tierra se mueve describiendo una trayectoria elíptica alrededor del Sol, impulsada por la gravitación, en 365 días 5 horas y 57 minutos. Fuente: icarito.cl
Movimientos de la tierra •
•
Precesión: Es un proceso de balanceo de la Tierra que se produce durante su movimiento de rotación. El eje de la Tierra va describiendo un doble cono de 47° de abertura, cuyo vértice está en el centro de la tierra. Una vuelta completa la realiza en 25.767 años.
Fuente: austrinus.com
Nutación: Corresponde a un movimiento de vaivén del eje terrestre. Cada movimiento se produce cada 18,6 años. Fuente: austrinus.com
Composición de la tierra
El campo magnético de la Tierra se debe a la presencia de hierro en su núcleo exterior.
La atmósfera • La tropósfera es la capa inferior más próxima a la superficie terrestre. A medida que se sube en ella, disminuye la temperatura. En la troposfera suceden los fenómenos meteorológicos. • La estratósfera es la segunda capa de la atmósfera de la Tierra. A medida que se sube en ella, la temperatura aumenta. La capa de ozono existente en esta capa provoca que la temperatura suba, debido a que absorbe la luz peligrosa del sol (filtración UV), convirtiéndola en calor.
Fuente: latercera.blogia.com
Fuente: latercera.blogia.com
La atmósfera •
La mesósfera es la tercera capa de la atmósfera de la Tierra. La temperatura disminuye a medida que se sube en ella, llegando a ser hasta de -90 [°C]. Es la zona más fría de la atmósfera. Fuente: cenastro.cl
•
La termósfera es la cuarta capa de la atmósfera de la Tierra. A esta altura, el aire es muy tenue y la temperatura cambia con la actividad solar, pudiendo alcanzar temperaturas hasta de 1500 [°C]. Su parte superior se denomina ionósfera.
Fuente: practiciencia.com.ar
Capas de la atm贸sfera
Fuente: laorejaverde.es
La Tierra y la atm贸sfera
Atm贸sfera
Tierra
TeorĂa de la deriva continental
Hace 200 millones de aĂąos, el continente llamado Pangea comenzĂł a fragmentarse, formando dos masas de tierra llamadas Laurasia y Gondwana, las cuales fueron transportadas por el movimiento de las placas. Posteriormente se subdividieron dando origen a los contornos que actualmente conocemos.
Tectónica de placas •
Fronteras divergentes: Representa una zona a lo largo de la cual se alejan dos placas entre sí, pero sin separarse debido al material que sube de la astenósfera.
•
Fronteras convergentes: Representa una zona a lo largo de la cual se acercan dos placas entre sí, produciéndose la subducción de la placa más densa, además de fundición de rocas producto de la fricción.
•
Fronteras transcurrentes: Sólo se deslizan paralelamente una a lo largo de la otra.
Fuente: proyectosalonhogar.com
Formación de las cordilleras • El proceso de la formación de las cordilleras se llama orogénesis. • La cordillera de la costa chilena se formó cuando la placa de Nazca colisionó con la placa sudamericana.
Fuente:seacex.com
Los volcanes •
Corresponde a una fisura de la corteza terrestre sobre la cual se acumula un cono de materia fundida y sólida, que es lanzada a través de la chimenea, desde el interior de la Tierra.
Fuente: uah.es/difusion_cientifica
Ondas sísmicas • El punto de la confluencia de placas (energía acumulada en tensión) donde se origina el terremoto se denomina "hipocentro". La proyección de dicho punto sobre la superficie terrestre es denominada "epicentro".
Fuente: proyectosalonhogar.com
Tipos de ondas sísmicas
Las ondas de compresión son las más rápidas (ondas P). Pueden viajar por sólidos, líquidos y gases.
Las ondas transversales son un poco más lentas (ondas S), no pueden propagarse en líquidos.
Las ondas love son superficiales con movimiento horizontal de cizalla normal a la dirección de propagación.
Las ondas Rayleigh son superficiales de amplitud decreciente con la profundidad.
Medición de los sismos • Escala Richter: Mide magnitud. Tiene un valor único y es independiente de la posición del observador. Fuente: farm1.static.flickr.com
• Escala de Mercalli: Mide intensidad. Se relaciona con efectos y daños; varía con la distancia al hipocentro y el tipo de terreno.
Hipótesis respecto de la formación de la luna •
•
El gran impacto: Supone que la Luna se formó tras la colisión contra la tierra de un cuerpo muy gigantesco. El impacto hizo que bloques gigantescos de materia saltaran al espacio para posteriormente formar la Luna. Fisión: Supone que la Tierra y la Luna eran un sólo cuerpo y que parte de la masa fue expulsada, debido a la inestabilidad causada por la gran aceleración rotatoria que presentaba la Tierra en ese momento.
Fuente: eltamiz.com
Fuente: astromia.com
Hipótesis respecto de la formación de la luna •
Planeta doble o de acreción binaria: Supone qua la Tierra y la Luna se formaron del mismo material y en la misma zona del sistema solar.
•
Captura: La Luna era un astro independiente, formado en un momento distinto que la Tierra y lejano de ella. La órbita de la Luna habría sido modificada por efectos gravitacionales de planetas gigantes, siendo expulsada y viajando por el espacio. Al aproximarse a la Tierra, fue capturada por la gravitación terrestre.
Copyright William K. Hartmann
Fuente: www.fjavier.com
Fases de la luna
Cuando la Luna se sitúa entre el Sol y la Tierra, no podemos verla. Esta fase se llama Luna nueva. Al proseguir su órbita, cuando empezamos a verla como un semicírculo, se dice que está en cuarto creciente. Cuando la Tierra queda ubicada entre la Luna y el Sol, podemos ver la totalidad de ésta, conociéndose esta fase como Luna llena. Cuando empieza a observarse nuevamente como semicírculo, se dice que está en cuarto menguante. Fuente: astronomiaonline.com
Las mareas Cuando el Sol y la Luna est谩n alineados frente a la Tierra y ejercen sus fuerzas de atracci贸n en la misma direcci贸n sobre nuestro planeta, se producen las mareas altas. En cambio, cuando el Sol y la Luna atraen a la Tierra en sentidos distintos, se producen mareas bajas.
Fuente: frussurf.com
Fuente: almanaqueazul.org
Los eclipses Cuando la Tierra, el Sol y la Luna se encuentran completamente alineados, se produce un eclipse.
Fuente: astroyciencia.com
Respuesta de la guía PREGUNTA
ALTERNATIVA
HABILIDAD
1
A
Conocimiento
2
C
Comprensión
3
C
Conocimiento
4
C
Conocimiento
5
B
Conocimiento
6
C
Conocimiento
7
A
Conocimiento
8
E
Comprensión
9
E
Comprensión
10
D
Conocimiento
11
C
Conocimiento
12
E
Comprensión
13
B
Conocimiento
Respuesta de la guía PREGUNTA
ALTERNATIVA
HABILIDAD
14
D
Conocimiento
15
B
Conocimiento
16
C
Conocimiento
17
D
Comprensión
18
C
Comprensión
19
D
Conocimiento
20
B
Conocimiento
21
C
Comprensión
22
C
Aplicación
23
B
Comprensión
24
A
Aplicación
25
A
Comprensión
Equipo Editorial:
María José Yáñez Álvaro Herrera
ESTE MATERIAL SE ENCUENTRA PROTEGIDO POR EL REGISTRO DE PROPIEDAD INTELECTUAL.