2013 Santiago Huenul CURSO: III째B
TRABAJO DE FISICA
En este trabajo se dará a conocer la física universal y participantes de ésta, un extracto de sus vidas y las postulaciones y aportes que cada uno realizó para la física y el mundo en su desarrollo.
GALILEO GALILEI El Renacimiento fue un amplísimo movimiento cultural cuyo epicentro se fijó en Europa Occidental entre los siglos XV y XVI. El Renacimiento produjo sustanciales renovaciones en el campo de las ciencias y justamente allí es que aparece la destacada labor realizada por el astrónomo y matemático italiano Galileo Galilei, un auténtico representante del movimiento, uno de los hombres del Renacimiento. Nacido un 15 de Febrero de 1564 en la ciudad italiana de Pisa, Galileo, educado por sus padres hasta los 10 años, estuvo cerca de convertirse en religioso, aunque, su padre, un músico frustrado y comerciante sin opción, ante la posibilidad de que su hijo se dedicase por completo a Dios, lo retiró del convento al cual lo había hecho entrar un vecino y de inmediato lo matriculó en la Universidad de Pisa para estudiar Medicina. Aunque nunca finalizaría los estudios universitarios, Galileo, se alejaría por completo de la vocación religiosa y se dedicaría, casi full time, a estudiar matemáticas y a cultivar su creciente interés por la literatura y la filosofía. Los aportes que Galileo haría a la ciencia serían fundamentales y variados: mejoramiento del telescopio, formulación de la primera ley del movimiento, importantes observaciones astronómicas y su alineamiento a favor de la propuesta copernicana. Su absoluta oposición a la teoría aristotélica lo llevaron a contradecir una y otra vez las propuestas del popular filósofo griego y así es que en ese camino formularía la primera ley del movimiento que justamente rebate la idea aristotélica respecto de que un cuerpo solo podrá mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza, proponiendo, en su defecto, que todo cuerpo persevera en su estado de reposo o de movimiento uniforme y rectilíneo mientras no sea obligado por fuerzas impresas en él a cambiar el estado en cuestión. Y finalmente, su total y absoluto alineamiento con el copernicanismo o mejor dicho su apoyo a la teoría heliocéntrica, la tierra y el resto de los planetas giran alrededor del sol, sería la última pata sobre la cual se asentaba toda su producción científica. Luego de un desgastante juicio en su contra que finalizó con su condena a cadena perpetua con el permiso de cumplirla en su residencia, Galileo, continuará con su labor científica aunque será mucho menos productiva que antaño, falleciendo en su casa cercana al mar, casi ciego, el 8 de Enero de 1642. En síntesis, se puede plantear que Galileo Galilei fue el padre de la primera ley de movimiento y reforzó los planteamientos de Nicolás Copérnico. Contribuyó en la mejora del telescopio y del método científico. El trabajo de Galileo Galilei fue la piedra angular de la ciencia de la mecánica que será desarrollado por más científicos mas tarde.
Johannes Kepler Astrónomo, matemático y físico alemán reconocido principalmente por sus leyes planteadas acerca del movimiento de los planetas en su órbita alrededor del sol. Hijo de un mercenario que sirvió por dinero en las huestes del duque de Alba y desapareció en el exilio en 1589 y de una madre sospechosa de practicar la brujería, Johannes Kepler superó las secuelas de una infancia desgraciada y sórdida merced a su tenacidad e inteligencia. Kepler ingresó en la Universidad de Tubinga (1588), donde cursó los estudios de teología y fue también discípulo del copernicano Michael Mästlin. En 1594, sin embargo, interrumpió su carrera teológica al aceptar una plaza como profesor de matemáticas en el seminario protestante de Graz.
Primera ley de Kepler Todos los planetas se desplazan alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas. El Sol se encuentra en uno de los focos de la elipse.
r es la distancia más cercana al foco (cuando q=0) y r2 es la distancia más alejada del foco (cuando q=p). Una elipse es una figura geométrica que tiene las siguientes características: • Semieje mayor a=(r2+r1)/2 • Semieje menor b • Semidistancia focal c=(r2-r1)/2 • La relación entre los semiejes es a2=b2+c2 • La excentricidad se define como el cociente e=c/a=(r2-r1)/(r2+r1)
Segunda ley de Kepler
El radio vector que une un planeta y el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales. La ley de las áreas es equivalente a la constancia del momento angular, es decir, cuando el planeta está más alejado del Sol (afelio) su velocidad es menor que cuando está más cercano al Sol (perihelio). En el afelio y en el perihelio, el momento angular L es el producto de la masa del planeta, por su velocidad y por su distancia al centro del Sol.
Imágenes más detalladas:
Tercera Ley de Kepler
Se cumple que para todos los planetas, la razón entre el periodo de revolución al cuadrado y el radio orbital al cubo se mantiene constante. Esto es la constante:
Donde “T” es el periodo orbital “Tiempo que tarda en dar una vuelta alrededor del Sol”, “r” la distancia media del planeta con el Sol y “K” la constante de proporcionalidad.
Los cuadrados de los tiempos empleados por los planetas en una revolución completa alrededor del Sol, que son sus periodos de revolución, mantienen una proporción constante con los cubos de los semiejes mayores de la elipse que describen. Esta ley se puede generalizar para otros sistemas solares, pues ésta ley está establecida para todos los planetas que giran alrededor de un mismo astro y depende de la masa del astro central
Isaac Newton y la ley de gravitación universal Isaac Newton fue un físico, matemático, filósofo, científico y alquimista inglés que nació el 4 de enero de 1643 y murió el 31 de marzo de 1727. Es considerado como unos de los más grandes genios de la ciencia por el establecimiento de la ley de gravitación universal y las bases de la mecánica clásica por medio de las famosas Leyes de Newton. Además, realizó importantes trabajos en el estudio de la naturaleza de la composición de la luz y la óptica, en el desarrollo de los cálculos matemáticos, especialmente en el cálculo integral y diferencial, y en el de la teoría del binomio. El estudio de Newton de las leyes de Kepler condujo a su formulación de la ley de la gravitación universal. La formulación matemática de Newton de la tercera ley de Kepler es: La fuerza gravitacional crea la aceleración centrípeta necesaria para el movimiento circular:
Al reemplazar la velocidad v por
(el tiempo de una órbita completa) obtenemos
Donde, T es el periodo orbital, r el semieje mayor de la órbita, M es la masa del cuerpo central y G una constante denominada Constante de gravitación universal cuyo valor marca la intensidad de la interacción gravitatoria y el sistema de unidades a utilizar para las otras variables de esta expresión. EXTRACTO SOBRE LA IMPORTANCIA DE NEWTON “Los aportes realizados por Newton en el área de las ciencias siguen estando completamente vigentes. Las tres leyes del movimiento, conocidas como las Leyes de Newton, son requisito básico en toda cátedra de física y sus descubrimientos son materia obligada para los conocedores de las ciencias naturales.”
Sistema planetario Un sistema planetario está formado por una estrella central o varias (sistema estelar), y distintos objetos orbitando a su alrededor. Nuestro sistema planetario, el Sistema Solar, está formado por el Sol, los diferentes planetas y una multitud de cuerpos menores. Se conocen más de 620 estrellas a cuyo alrededor orbita por lo menos un planeta. En el Sistema Solar, todos los planetas se desplaza alrededor del Sol prácticamente en el mismo plano y en el mismo sentido, este último coincidente con el sentido de rotación sobre sí mismos que tienen todos los planetas. El Sol rota sobre su propio eje también en el mismo sentido que los planetas que lo rodean. Esto no se cumple para los cometas, que se trasladan en todas las direcciones posibles. Otro detalle llamativo del Sistema es que está constituido por dos clases de planetas: unos pequeños y rocosos, cercanos al Sol, y otros grandes y gaseosos, bastante más distantes; en la separación entre esos dos tipos de planetas se encuentra la zona de los asteroides. Los astrónomos consideran factible que la naturaleza de esa estructura tenga su explicación en la manera en que se originó el Sistema.
Planeta Período Sidéreo Mercurio: 88 días Venus: 224.7 días Tierra: 365.26 días Marte: 687 días Júpiter: 11,86 años Saturno: 29,42 años Urano: 83,75 años Neptuno: 163,73 años Plutón: 248.0 años *Período Sidéreo es el tiempo que un planeta tarda en completar una vuelta en torno al Sol, también se lo conoce como año del planeta. Aquí se dan unidades de días y años terrestres. SISTEMA SOLAR.
Algunos sistemas planetarios destacados: -El Sistema Solar: Nuestro propio sistema planetario -PSR 1257+12: El primer sistema planetario extrasolar descubierto. -Upsilon Andromeda: El primer sistema extrasolar descubierto en una estrella de la secuencia principal -PSR B1620-26: El primer sistema extrasolar descubierto en un sistema estelar múltiple. -Gliese 581: El sistema planetario extrasolar con el mayor número de planetas descubiertos (6 planetas en octubre de 2010). -Gliese 876: El primer sistema planetario en una estrella enana roja y el primero en ser descubierto en una resonancia orbital. -HD 69830: El primer sistema planetario con tres planetas del tamaño de Neptuno y un cinturón de asteroides llamado la 'piedra de roseta' de los sistemas planetarios (Mayo 2006). -2M1207: El primer sistema con un planeta descubierto girando alrededor de una enana marrón y la primera vez que se logra una imagen del planeta. -Cha 110913-773444: El primer planeta extrasolar con lunas a su alrededor. Todavía se discute si se trata de un planeta o de una enana marrón Un sistema extrasolar de planetas es todo sistema planetario, conocido o por conocer, exceptuando al Sistema Solar. La misma palabra deja claro su significado. No hay ninguna característica física o astro métrica particular que englobe a estos sistemas planetarios diferenciándolos del Sistema, más allá que el mero antropocentrismo práctico a la hora de clasificar y objetos descubiertos y catalogados por la civilización humana. Hay más de 620 estrellas o sistemas estelares conocidos por el ser humano que contienen un sistema planetario con, al menos, un planeta en órbita (más de un centenar se sabe que son sistemas múltiples) si incluimos también a nuestro propio sistema planetario, el Sistema Solar . De
todos ellos hay un grupo de sistemas que tienen más de un planeta en órbita, los denominados sistemas planetarios múltiples; incluyendo también en esta ocasión al Sistema Solar, nos encontramos con 50 sistemas que presentan esta característica. De los cuales 33 tienen dos planetas, 10 tienen tres, y completando el top 4 de las estrellas con más planetas conocidos nos encontramos los siguientes en la página continua…
Puest o
1º
Estrella principal
Nº de planetas
Sol
82
HD 10180
6 - 93
Kepler-11
6
2º
Imagen
Kepler-20
5
55 Cancri A
5
Gliese 581
4-6
3º
4º
Si hablamos específicamente del Sistema Solar, en breve se puede decir que el Sistema Solar es un sistema planetario en el que se encuentra la Tierra. Consiste en un grupo de objetos astronómicos que giran en una órbita, por efectos de la gravedad, alrededor de una única estrella conocida como el Sol de la cual obtiene su nombre.1 Se formó hace unos 4600 millones de años a partir del colapso de una nube molecular que lo creó. El material residual originó un disco circumestelar protoplanetario en el que ocurrieron los procesos físicos que llevaron a la formación de los planetas. Se ubica en la actualidad en la Nube Interestelar Local que se halla en la Burbuja Local del Brazo de Orión, de la galaxia espiral Vía Láctea, a unos 28 mil años luz del centro de esta. La mayor parte de su masa, aproximadamente el 99,85%, yace en el Sol. De los numerosos objetos que giran alrededor de la estrella, gran parte de la masa restante se concentra en ocho planetas cuyas órbitas son prácticamente circulares y transitan dentro de un disco casi llano llamado plano eclíptico. Los cuatro más cercanos, considerablemente más pequeños Mercurio, Venus, Tierra y Marte, también conocidos como los planetas terrestres, están compuestos principalmente por roca y metal. Mientras que los planetas externos, gigantes gaseosos nombrados también como "planetas jovianos", son sustancialmente más masivos que los terrestres. Los dos más grandes, Júpiter y Saturno, están compuestos principalmente de helio e hidrógeno; los gigantes helados, como también se suele llamar a Urano y Neptuno, están formados mayoritariamente por agua congelada, amoniaco y metano
IMAGEN DEL SISTEMA SOLAR: