Institucion educativa tecnica occidente




descargar 43.96 Kb.
títuloInstitucion educativa tecnica occidente
fecha de publicación08.01.2016
tamaño43.96 Kb.
tipoDocumentos
med.se-todo.com > Ley > Documentos

INSTITUCION EDUCATIVA TECNICA OCCIDENTE

C.N. FISICA – GRADO 10 – GUIA No. ____

AGOSTO DE 2010

GRAVITACION


LOGRO: Reconocer los avances de la humanidad en el conocimiento del universo e interpretar el movimiento de los planetas desde un punto de vista científico, aplicando las leyes de la gravitación universal.
INTRODUCCION: La observación de las estrellas, bien sea con fines científicos, supersticiosos y en algunos casos como forma de inspiración poética, ha sido una actividad de la humanidad, durante todos los siglos de civilización.

La astronomía nace en los pueblos agricultores debido a la necesidad que estos tienen de medir el tiempo y poder predecir las épocas de siembra. El calendario es el primer gran fruto de la indagación de los fenómenos celestes por los antiguos.
La astronomía adquiere un gran desarrollo en babilonia, Egipto, la India y principalmente en Grecia Helenística, donde se le formulan las más diversas teorías sobre el universo, culminando este desarrollo en el modelo de Tolomeo que consideraba a la Tierra como el centro del universo. Esta tesis geocéntrica perduró por más de 1 000 años y se convirtió en doctrina de la iglesia hasta la gran revolución científica del siglo XVI.
Con el renacimiento Europeo se presenta un proceso revolucionario en todas las ciencias y en las artes, en cuanto a las astronomía el modelo heliocéntrico formulado por Copérnico toma muchos adeptos entre los cuales los más importantes son Kepler, Giordano Bruno, Galileo y Newton; cada uno de estos aportando un nuevo impulso al desarrollo de esta ciencia.
Kepler se basa en las observaciones hechas por Tycho Brahe y formula sus tres leyes:
Ley de las orbitas: las orbitas de los planetas alrededor del Sol son elípticas y el Sol se encuentra en uno de sus focos.
Ley de las áreas: El radio que une al Sol con los planetas, barre áreas iguales en tiempos iguales.
Ley de los períodos: en las orbitas de todos los planetas, la razón entre los cubos de los semiejes mayores y los cuadrados de los períodos es constante, esto es, es la misma para todos los planetas




R3 m3

___ = 3.39 * 1018 ___
T2 S3


TAREA INVESTIGATIVA (casa)
1.La Luna es el cuerpo celeste que más ha influenciado en el desarrollo0 cultural de los pueblos. Podrías decir por qué?

2.Observa la Luna todas las noche durante 30 días que podrí ser a las 8 pm, y apunta en una bitácora que tendrás para esto, dibujando su forma cada noche. Consulta un almanaque y escribe las fechas en las cuales se presenta Luna nueva, Creciente, Llena y Menguante. Inicia las observaciones en la fecha en que la Luna Creciente es apenas visible. Repite las observación dos horas más tarde cada vez y concluye.
3. A las dos semanas debes tener un informe parcial de los cambios de su iluminación y la dirección de los cuernos.
4. En las cercanías del Cuarto menguante (consulta el almanaque) repite las observaciones pero al amanecer. De qué manera concuerdan estas últimas observaciones con las realizadas en el anochecer?
5. Busca en internet las fases de la Luna y compara con tus observaciones.

******* RESOLVER EN CLASE:
6. La Luna gira alrededor de la Tierra en un período de 27.5 días aprox/ y al mismo tiempo de una vuelta completa alrededor de su propio eje. Este hecho explica que la Luna siempre da la misma cara a la tierra. El diámetro de la Luna es 3 576 Km, su masa 1/81 de la de la Tierra, la gravedad es 1/6 de la gravedad terrestre. Con estos datos calcula y contesta lo siguiente:
6.1. Si suponemos la Luna completamente esférica ¿Cuál es su volumen?
6.2. Calcula la densidad media de la Luna conociendo su masa y su volumen. La masa de la tierra es 5.98 * 1024 g.
6.3. Compara la densidad media de la Luna con la densidad media de la Tierra. Radio ecuatorial de la Tierra es 6.38 * 106 m.
ENCONTREMOS DISTANCIAS DEL SOL A LOS PLANETAS
Esto lo haremos utilizando la tercera ley de Kepler: Ley de los períodos.
1. Ejemplo, queremos calcular la distancia de la Tierra al Sol, entonces necesitamos encontrar previamente el período de la Tierra alrededor del sol. La tierraq gira alrededor del Sol en 365.25 días que expresado en segundos es

365.25 días * 86400 seg/dia = 31 557 600 seg

Aplicamos la fórmula de Kepler,
R3 m3

___ = 3.39 * 1018 ___
T2 S3

R = raíz cúbica (3.39 * 1018 m3/ S3 )(31 557 600 seg)2 =

R = raíz cúbica ( 3.38 * 1033 m3 ) =

R = 1.5 * 1011 metros es la distancia media T-S.
Esta distancia se conoce en Astronomía como:

UNIDAD ASTRONOMICA



1 U A = 1.5 * 1011 metros


********** RESOLVER EN CLASE:
2. Calcula la distancia media de los planetas al Sol con la siguiente información,


PLANETA

PERIODO SIDERAL

Mercurio

88 días

Venus

224.7 días

Tierra

365.25 días

Marte

687 días

Júpiter

11.9 años

Saturno

29.5 años

Urano

84 años

Neptuno

164.8 años

Plutón

247.7 años


CONCEPTOS IMPORTANTES
EPICICLO: Círculo cuyo centro se encuentra en la circunferencia de otra mayor
GEOCENTRISMO: teoría astronómica que considera a la tierra como el centro del universo. (Tolomeo).

Actualmente se le llama geocéntrica a la órbita de los satélites colocados alrededor de la Tierra.
HELIOCENTRISMO: teoría astronómica que considera al Sol como el centro del universo. En la actualidad se le llama heliocéntrica a la órbita de los cuerpos celestes o artificiales alrededor del Sol.
COMETA: cuerpo celeste que describe alrededor del Sol una curva muy excéntrica.
BIOGRAFIAS PARA INVESTIGAR: Tales de Mileto, Ferecides de Lenos, Anaximandro de Mileto, Anaxímenes de Mileto, Pitágoras, Platón, Anaxágoras, Eudoxo de Cnido, Aristóteles, Heráclides, Aristarco de Somos, Hiparco, Tolomeo, Copérnico, Tycho Brahe, Juan Kepler,

LEY DE LA GRAVITACION UNIVERSAL

En el año 1687 Isaac Newton publicó “Philosophie Naturalis Principia Mathematica” donde se construyeron todos los estudios de astronomía iniciados por Nicolás Copérnico.
Newton parte de los estudios hechos por Galileo en la superficie terrestre y de las leyes de Kepler y formuló la ley de Gravitación universal que por primera vez explica dinámicamente el sistema planetario.
Newton descubre la Ley de la Gravitación Universal demostrando que el movimiento de los cuerpos celestes puede predecirse.
La L.G.U puede demostrarse suponiendo que las órbitas son circulares y aplicando la tercera Ley de Kepler. Si el planeta se mueve con una velocidad (V) alrededor del Sol y el movimiento es circdular uniforme, sabemos, que
V = 2 π R / T
la fuerza resultante sobre el planeta es una fuerza centrípeta.

Fc = (4 π2 R / T2)*m al aplicar la tercera ley de
Kepler R3 = c T2 siendo c la constante numérica de la fórmula:

Fc = m * (4 π2 R / R3)*c

Fc = m * (4 π2 c / R2)
Newton concluyó que la fuerza de atracción gravitacional depende directamente de la masa (m) del planeta y es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia media entre el planeta y el Sol. Al considerar la ley de acción y reacción, esta fuerza de atracción también debe depender de la masa del Sol. Es decir, en la constante c está involucrada la masa del Sol.



Fg = G * M * m

---------------

R2

M = masa del Sol
m = masa del planeta.



G = 6.67 * 10-11 Nm2 / Kg2

G = llamada constante de gravitación universal. Este valor lo calculó el físico Henry Cavendish en 1798 con una balanza de torsión.
Léase la fórmula: LA FUERZA DE ATRACCION ENTRE DOS MASAS ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL PRODUCTO DE LAS MASAS E INVERSAMENTE PROPORCIONAL AL CUADRADO DE LA DISTANCIA QUE LOS SEPARA.


Fg = G * M1 * m2

---------------

d2


MOVIMIENTO DE SATELITES

La Luna es el único satélite natural de la Tierra, esta alejada de ella por 380 000 Km, o sea, 60 veces el radio terrestre. Su diámetro es de 3 500 Km aproximadamente.

La Luna es un astro apagado. No es una fuente real de luz pero envía al espacio una gran cantidad de luz que recibe del Sol.

El piso lunar esta mas iluminado y caliente que el terrestre por la falta de atmósfera, que en la Tierra trunca gran parte de la radiación solar.
********* ¿Cuánto es que dura el giro de la Luna alrededor de la Tierra?
Al aplicar la ley de la gravitación universal entre la Luna y la Tierra, podemos calcular el radio de la órbita lunar:
Consideremos la órbita circular y despreciemos la fuerza de atracción del Sol sobre la Luna, lo mismo que la de los otros cuerpos celestes. De este modo la única fuerza sobre ella sería la ejercida por la Tierra y es una fuerza centrípeta, porque el movimiento lo suponemos circular. Entonces,
F resultante = F de atracción gravitacional
ML* ac == Fg
ML * 4 π2 R / T2 = G * Mt * mL / R2 de aquí obtenemos


R == raíz cúbica de G * Mt * T2 / 4 π2


Si reemplazamos valores encontraremos que
R = 3.83 * 108 m
**************** (Como taller el estudiante debe hacerlo para que le dé este valor).

CALCULO DE LA MASA DE LA TIERRA

Con la balanza de Cavendish, veamos cómo podemos calcular la masa de la Tierra:
El peso de un cuerpo en la superficie de la Tierra se calcula con la fórmula P = m * g, donde m es la masa del cuerpo y g = 9.8 m/s2 . Este peso es igual a la fuerza de atracción gravitacional, entonces,
G * Mt * m

Fg = m * g = -------------------

R2
De donde, G * Mt

g = ---------------

R2

Por tanto,

g * R2

Mtierra = --------------

G

R es el radio de la tierra.
Reemplazando valores encontramos que,
Mtierra = 5.98 * 1024 Kg.
EJERCICIOS PARA RESOLVER EN CLASE

1. Con el siguiente cuadro calcula la aceleración de la gravedad en esos planetas:

planeta

Radio ecuatorial (m)

Masa del planeta (Kg)

Mercurio

2.413*106

3.33*1023

Venus

6.195*106

4.87*1024

Tierra

6.380*106

5.98*1024

Marte

3.4 *106

6.44*1023


Por curiosidad, calcula en tu casa la gravedad en el Sol.
R// 3.8 m/s2, 8.4 m/s2, 9.8 m/s2, 3.74 m/s2

2. Las masas en un aparato tipo Cavendish son m1 = 10 Kg y m2 = 10 gr, separados sus centros 5 cm. ¿Cuál es la fuerza de atracción gravitacional entre las masas?
R// 2.66 * 10-9 N
3. ¿Cuál sería el peso de una persona en la superficie de Marte?
R// 299.2 N

BALANZA DE CAVENDISH:



PESO TIERRA


SUERTE CON ESTA GUIA A TODOS.
MAS INFORMACION EN LAS PAGINAS DE INTERNET QUE YA LES HE DADO.

similar:

Institucion educativa tecnica occidente iconInstitución Educativa tecnica occidente

Institucion educativa tecnica occidente iconInstitucion educativa tecnica occidente

Institucion educativa tecnica occidente iconF institucion educativa técnica la esperanza

Institucion educativa tecnica occidente iconInstitución educativa técnica sagrado corazóN

Institucion educativa tecnica occidente iconInstitución educativa tecnica ciudad de cali

Institucion educativa tecnica occidente iconInstitucion educativa tecnica san luis gonzaga

Institucion educativa tecnica occidente iconInstitución educativa técnica félix tiberio guzmáN

Institucion educativa tecnica occidente iconCorporación Educativa de Occidente

Institucion educativa tecnica occidente iconInstitución educativa

Institucion educativa tecnica occidente iconInstitucion educativa


Medicina



Todos los derechos reservados. Copyright © 2015
contactos
med.se-todo.com