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CRISTIAN RENE LOPEZ MERO 4ºBuniverso.jpg

INDICE:

·TEORÍA GEOCÉNTRICA

·TEORÍA HELIOCÉNTRICA

· Teoría de la gravitación Universal (Newton)

·Aplicaciones de la Teoría de la Gravitación Universal:


  1. Periodo de revolución y velocidad orbital.

  1. Velocidad de escape de un cohete.

  2. Lanzamiento de satélites artificiales.

  3. Mareas.


·Teorías actuales sobre el Origen y Evolución del Universo.



·Fuentes de información


Teoría Geocéntrica:
La teoría geocéntrica fue elaborada por el astrónomo griego Klaudiusz Ptolemeusz en el siglo II y lo presentó en su trabajo "Megale syntaksis".

Suposiciones:

- la Tierra inmovible es el centro del Universo;
- 20000 luz terrestre más allá del centro del Universo hay una esfera de cristal;
- dentro de esta esfera hay siete planetas: la Luna, el Mercurio, Venus, el Sol, el Marte, Júpiter y Saturno;
- unas estrellas constantes están fijadas a la esfera;
- la Luna y el Sol se mueven directamente en círculos diferentes alrededor de la Tierra;
- los demás planetas también se mueven alrededor de la Tierra pero, aparte de eso, ellos lo hacen un movimiento más pequeño en una ruta llamada epiciclo.
TEORÍA DE PTOLOMEO

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Teoría heliocéntrica:
La Teoría heliocéntrica fue propuesta por Nicolás Copérnico uno de los

astrónomos más importantes de la Historia, en el cual afirmó que la Tierra
y los demás planetas giraban en torno a un Sol estacionario.

Sin embargo, fue realmente Aristarco de Samos quien primero propuso esta

teoría heliocéntrica.

Copérnico adoptó la idea de una Tierra en movimiento para resolver el
problema planetario que, según opinaba, no estaba satisfactoriamente
resuelto. En el sistema heliocéntrico resultaba mucho más sencillo realizar
el cálculo correcto de las posiciones planetarias, y por ello Copérnico no
dudó en romper con una tradición de más de 2000 años de una Tierra en
reposo. El heliocentrismo ya había sido descrito en la antigüedad por
Aristarco de Samos, quien se había basado en medidas sencillas de la
distancia de la Tierra al Sol, que determinaban un tamaño del Sol mucho
mayor que el de nuestro planeta. Por esta razón, Aristarco propuso que era

la Tierra la que giraba alrededor del Sol y no a la inversa, siendo el primer

proponente del modelo heliocéntrico.
Las ideas principales de su teoría son:

  1. Los movimientos celestes son uniformes, eternos, y circulares o compuestos de diversos ciclos (epiciclos).

  2. El centro del universo se encuentra cerca del sol.

  3. Orbitando el sol, en orden, se encuentran mercurio, Venus, la tierra y la luna, Marte, Júpiter, Saturno.

  4. Las estrellas son objetos distantes que permanecen fijos y por lo tanto no orbitan alrededor del Sol.

  5. La Tierra tiene tres movimientos: la rotación diaria, la revolución anual, y la inclinación anual de su eje.

  6. El movimiento retrógrado de los planetas es explicado por el movimiento de la Tierra.

  7. La distancia de la Tierra al Sol es pequeña comparada con la distancia a las estrellas. planetas.jpg



Teoría de la gravitación Universal (Newton)

J. Kepler (1571-1630), como resultado de una serie de observaciones y del análisis de los datos recibidos de T. Brahe, enunció en 1609 sus tres famosas leyes empíricas que rigen el movimiento de los planetas.

1. Ley de las Órbitas:

Los planetas giran alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas en uno de cuyos focos se encuentra el Sol.

2. Ley de las Áreas.

Las áreas barridas por el radio vector que une el Sol con un planeta son directamente proporcionales a los tiempos empleados en barrerlas.

3. Ley de los Periodos.

Los cuadrados de los periodos son directamente proporcionales a los cubos de los semiejes mayores de las respectivas órbitas.

Supongamos dos planetas P1 y P2 que describen dos órbitas elípticas con periodos respectivos T1 y T2.

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Las leyes de Kepler permitieron a Isaac Newton, quizás el mayor científico de la historia, descubrir la Ley de la Gravitación Universal: Todos los cuerpos se atraen con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Ley que explica el comportamiento del Sistema Solar. Matemáticamente puede expresarse:

ley de la gravitación universal

Donde M y m se refieren a la masa de los cuerpos en cuestión, r es la distancia que los separa y G es una constante universal cuyo valor es 6.67*10-11 Nm2/kg2, para que la operación tenga las unidades de fuerza: newton (N). La determinación de la fuerza entre dos cuerpos es, de esta forma, inmediata.

Esta ley no sólo se aplica al movimiento de los planetas, sino a todos los cuerpos que existen en el universo, incluso a aquellos que se encuentran sobre la superficie terrestre.



FUERZAS CONSERVATIVAS Y ENERGÍA MECÁNICA

FUERZAS CONSERVATIVAS Y ENERGÍA MECÁNICACuando la fuerza gravitatoria realiza trabajo, la energía potencial disminuye. Este hecho nos permite definir la energía potencial como una magnitud característica de las fuerzas conservativas.

La energía potencial es una magnitud física cuya disminución mide el trabajo realizado por una fuerza conservativa. Se representa por U o Ep.

En general, el trabajo realizado por una fuerza conservativa cuando desplaza su punto de aplicación desde la posición 1 a la posición 2 viene dado por el Teorema de la Energía Potencial.

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LA ENERGÍA MECÁNICA ES CONSTANTE SI SOLO ACTÚAN FUERZAS CONSERVATIVAS

Aplicaciones de la Teoría de la Gravitación Universal:

  1. Periodo de revolución y velocidad orbital.

Para que un satélite gire en una órbita circular alrededor de la Tierra, por ejemplo, debe estar sometido a una fuerza centrípeta. Esta fuerza centrípeta la suministra la atracción gravitatoria que ejerce la Tierra sobre el satélite

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Si la órbita de un satélite o de un planeta es elíptica, la distancia r varía y la energía potencial también , a lo largo de la órbita.

Como sobre el satélite (o planeta) solamente actúa una fuerza conservativa, la energía mecánica permanecerá constante. Por tanto, a medida que la distancia r aumenta, la energía potencial también aumenta, por lo que la energía cinética disminuye. El satélite se mueve más lento cuando está más alejado de la Tierra (perihelio o apogeo). Lo mismo le ocurre a un planeta cuando está en afelio.

Perihelioe:\recursos\web\fisica_2bach\unidad_03\img\fig_05_13_grande.jpg

Afelio

B. Velocidad de escape de un cohete.

Para conseguir que un cohete lanzado desde la superficie de la Tierra salga del campo gravitatorio de esta, habrá que comunicarle una gran velocidad.

Se llama velocidad de escape a la velocidad mínima de lanzamiento de un cohete para que este pueda «escapar» de la atracción terrestre. A medida que el cohete se aleja de la Tierra, aumenta su energía potencial a costa de su energía cinética de forma que la energía mecánica se conserve, ya que nos movemos bajo una fuerza conservativa. Por tanto, se debe cumplir que la energía mecánica del cohete en la superficie sea igual a la energía mecánica a una altura h.

e:\recursos\web\fisica_2bach\unidad_03\img\fig_05_14_grande.jpg

  • Velocidad de lanzamiento para que el cohete alcance una altura h:

e:\recursos\web\fisica_2bach\unidad_03\img\formula63.jpg

Superficie de la tierra=a una altura h

La Luna cae continuamente sobre la Tierra. Si no fuera así, seguiría una trayectoria rectilínea.

e:\recursos\web\fisica_2bach\unidad_03\img\fig_05_17_grande.jpg

Esquema de Newton para representar la órbita alrededor de la Tierra que tomaría un cuerpo lanzado con la suficiente velocidad.

e:\recursos\web\fisica_2bach\unidad_03\img\04-11_grande.jpg

Existe un valor para la velocidad de lanzamiento según el cual el proyectil tomará una órbita circular. Un objeto situado en una órbita circular se puede considerar como un objeto que está cayendo continuamente sobre la Tierra; pero si su trayectoria de caída es concéntrica con la superficie terrestre, el objeto se mantiene a una altura fija. Decimos entonces que la órbita es estable porque el movimiento se puede mantener indefinidamente. Un satélite es SINCRÓNICO cuando su periodo de revolución es igual al periodo de rotación de la Tierra, T= 1 día. También llamado GEOESTACIONARIO, su órbita estaría en el ecuador.

  1. Lanzamiento de satélites artificiales.

La colocación de un satélite en órbita se realiza en dos fases:

  1. Se lleva el satélite a una altura h, mediante cohetes de lanzamiento (E1= Energía necesaria para alcanzar h).

2. Desde esa altura se lanza el satélite con una velocidad horizontal v0. El tipo de trayectoria que toma el satélite depende del valor de v0 (E2= Energía necesaria para dotarlo de velocidad).

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Cambio de la órbita de un satélite :

Para una órbita estacionaria, la energía de enlace es constante. Por consiguiente, si queremos que un satélite cambie de una órbita ri a otra distinta rf, habrá que realizar un trabajo equivalente a la diferencia entre las energías de enlace correspondientes:

e:\recursos\web\fisica_2bach\unidad_03\img\formula81.jpg

  1. Mareas.

Son oscilaciones periódicas del nivel del agua del mar. La fuerza solar de mareas es más débil que la de la Luna.

Las mareas altas de mayor altura y las mareas bajas de mínima altura se presentan cuando la Tierra, la Luna y el Sol están alineados. Cuando esto ocurre, las mareas se conocen con el nombre de mareas vivas. Tiene lugar en los periodos de luna llena y luna nueva.

Cuando la Luna y el Sol se encuentran formando ángulo recto entre sí, se producen las mareas altas más bajas, que se conocen con el nombre de mareas muertas . Ocurre en los periodos de cuarto menguante y cuarto creciente.

Por término medio, las mareas altas se producen cada 12 horas y 26 minutos, y el tiempo transcurrido entre una marea alta y una baja es de 6 horas y 13 minutos.

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Teorías actuales sobre el Origen y Evolución del Universo.

Los científicos intentan explicar el origen del Universo con diversas teorías.
Las más aceptadas son la del Big Bang y la teoría Inflacionaria, que se complementan. nebulosa envolviendo una estrella
La teoría inflacionaria de Alan Guth intenta explicar los primeros instantes del Universo. Se basa en estudios sobre campos gravitatorios fortísimos, como los que hay cerca de un agujero negro.

Supone que una fuerza única se dividió en las cuatro que ahora conocemos, produciendo el origen al Universo.

El empuje inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero fue tan violenta que, a pesar de que la atracción de la gravedad frena las galaxias, el Universo todavía crece.

No se puede imaginar el Big Bang como la explosión de un punto de materia en el vacío, porque en este punto se concentraban toda la materia, la energía, el espacio y el tiempo. No había ni "fuera" ni "antes". El espacio y el tiempo también se expanden con el Universo. La Teoría del Big Bang o gran explosión, supone que, hace entre 12.000 y 15.000 millones de años, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña del espacio, y explotó. La materia salió impulsada con gran energía en todas direcciones.

Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en algunos lugares del espacio, y se formaron las primeras estrellas y las galaxias. Desde entonces, el Universo continúa en constante movimiento y evolución.

Esta teoría se basa en observaciones rigurosas y es matemáticamente correcta desde un instante después de la explosión, pero no tiene una explicación para el momento cero del origen del Universo, llamado "singularidad".

ETAPAS DE LA EVOLUCIÓN


Big bang

Densidad infinita, volumen cero

10-43 segs.

Fuerzas no diferenciadas

10-34 segs.

Sopa de partículas elementales

10-10 segs.

Se forman protones y neutrones

 1 seg.

10.000.000º.tamaño sol

 3 minutos

1.000.000.000º. Núcleos

30 minutos

300.000.000º.Plasma

300.000 años

Átomos. Universo Transparente

106 años

Gérmenes de galaxias

108 años

Primeras galaxias

 109 años

Estrellas. El resto, se enfría

 5x109 años

Formación de la Vía Láctea

1010 años

Sistema Solar y Tierra



Fuentes de información:


-http://html.rincondelvago.com/teoria-geocentrica-y-heliocentrica.html teoría de geocéntrica

-http://www.scribd.com/doc/3620487/Teoria-heliocentrica Teoría Heliocéntrica

-http://personal.iddeo.es/romeroa/gravedad/Apartado4.htm Teoría de la gravitación universo

-GRAN ENCICLOPEDIA PLANETA.

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