CAPÍTULO 6 / TEMA 1

LA EDAD DE LA TIERRA

CUANDO MIRAMOS AL CIELO VEMOS ESTRELLAS Y HASTA OTROS PLANETAS. A TODO ESO QUE VEMOS LO LLAMAMOS UNIVERSO. SI BIEN NO SABEMOS CÓMO SE CREÓ, LOS CIENTÍFICOS HABLAN DE QUE HABRÍA SIDO POR UNA GRAN EXPLOSIÓN HACE MUCHÍSIMOS AÑOS ATRÁS. ESA EXPLOSIÓN HABRÍA CREADO TODO LO QUE VEMOS EN EL CIELO. LA TIERRA ES EL LUGAR EN EL QUE VIVIMOS, NUESTRO PLANETA, QUE TAMBIÉN FORMA PARTE DEL UNIVERSO.

¿HACE CUANTOS AÑOS NACIÓ LA TIERRA?

LA TIERRA NO HA SIDO SIEMPRE COMO LA CONOCEMOS HOY, HA CAMBIADO A LO LARGO DEL TIEMPO. LOS CIENTÍFICOS CREEN QUE SE ORIGINÓ HACE 4.650 MILLONES DE AÑOS ¡ES UN NÚMERO TAN PERO TAN GRANDE QUE ES HASTA DIFÍCIL DE IMAGINAR!

¡SELECCIONA LAS OPCIONES CORRECTAS!

MARCA CON UNA X LOS ELEMENTOS QUE FORMAN PARTE DEL ESPACIO.

(  ) SOL

(  ) ÁRBOLES

(  ) LUNA

(  ) CARRETERAS

(  ) COMETAS

(  ) ESTRELLAS

(  ) GALAXIAS

¿CÓMO ERA LA TIERRA PRIMITIVA?

 

  • EN UN PRINCIPIO, LUEGO DE LA FORMACIÓN DE LA VÍA LÁCTEA, SE ORIGINÓ EL SOL, EN SUS INICIOS NO HABÍA PLANETAS SOLO MUCHAS PARTÍCULAS DE DIVERSOS TAMAÑOS QUE GIRABAN ALREDEDOR DE ESTA ÚNICA ESTRELLA.

 

  • ESTAS PARTÍCULAS CHOCARON UNAS CON OTRAS HASTA FORMAR EL PLANETA TIERRA, SIN EMBARGO, PARA ESE TIEMPO LA TIERRA SOLO ERA UNA PEQUEÑA BOLA DE GAS ARDIENTE. NADA PARECIDO A LO QUE ES HOY EN DÍA.

 

LOS CHOQUES INICIALES PERMITIERON QUE LA TIERRA AUMENTARA SU TAMAÑO.
  • PASARON MUCHOS AÑOS HASTA QUE LA TEMPERATURA DE LA TIERRA BAJÓ Y SE FORMÓ LA PRIMERA CORTEZA TERRESTRE.

 

  • 20 O 30 MILLONES DE AÑOS DESPUÉS, LA TIERRA CHOCÓ CONTRA OTRO PEQUEÑO PLANETA Y LIBERÓ MUCHAS  DE SUS PARTES A LA GALAXIA, ESTAS DIERON ORIGEN A LA LUNA.

 

  • EN LA TIERRA SE FORMARON MUCHAS MONTAÑAS Y VOLCANES QUE EXPULSABAN HUMO, GASES Y LAVA. TODO ESTO QUEDÓ EN EL AIRE Y ASÍ SE FORMÓ LA PRIMERA ATMÓSFERA.

¿QUÉ ES LA ATMÓSFERA?

ES UNA CAPA DE GAS QUE RODEA NUESTRO PLANETA Y NOS PROTEGE DE LOS RAYOS ULTRAVIOLETAS DEL SOL, EN OTRAS PALABRAS LA ATMÓSFERA ES EL AIRE QUE NOS RODEA.

  • PASARON MILLONES DE AÑOS, Y LA TIERRA SUFRIÓ MILES DE IMPACTOS DE COMETAS, SIN EMBARGO, GRACIAS A ESTO SE FORMÓ UNA ATMÓSFERA CON AGUA. LA CUAL AÑOS DESPUÉS AYUDARÍA A QUE SE FORMARAN LOS MARES Y OCÉANOS QUE PERMITIERON EL INICIO DE LA VIDA.

¡ORDENA LOS SIGUIENTES ACONTECIMIENTOS!

LUEGO DE LEER EL TEXTO DE ARRIBA, COLOCA UN NÚMERO ENTRE LOS PARÉNTESIS PARA ORDENAR LOS ACONTECIMIENTOS.

(  ) NACE LA PRIMERA ATMÓSFERA DE LA TIERRA.

(  ) SE ORIGINA EL SISTEMA SOLAR Y EL SOL.

(  ) SE ORIGINA LA VIDA.

(  ) SE ORIGINA LA VÍA LÁCTEA.

(  ) SE FORMAN LOS PRIMEROS OCÉANOS DE LA TIERRA.

(  ) SE FORMA EL PLANETA TIERRA.

(  ) SE FORMA LA PRIMERA CORTEZA TERRESTRE.

(  ) SE FORMA LA SEGUNDA ATMÓSFERA QUE AYUDÓ A QUE SE FORMARÁN LOS OCÉANOS.

LA VIDA HACE MILLONES DE AÑOS

¿ALGUNA VEZ TE HAS PREGUNTADO CÓMO NACIERON LOS PRIMEROS SERES VIVOS? EXISTEN MUCHAS TEORÍAS QUE INTENTAN EXPLICAR ESTO, UNA DE LAS OPINIONES CIENTÍFICAS MÁS ACEPTADAS ES QUE LA VIDA COMENZÓ EN LOS MARES DE LA TIERRA PRIMITIVA HACE MILLONES DE AÑOS.

EL INICIO DE LA VIDA SE DIO CUANDO LA ATMÓSFERA AÚN NO TENÍA OXÍGENO.

 

¿Sabías qué?

LAS CÉLULAS SE ENCUENTRAN EN TODOS LOS SERES VIVOS. NUESTRO CUERPO ESTÁ FORMADO POR MUCHAS, MUCHAS CÉLULAS, AL IGUAL QUE EL CUERPO DE LOS ANIMALES Y QUE LAS PLANTAS.

LOS ELEMENTOS PARTÍCULAS QUE SE ENCONTRABAN EN LOS MARES SE COMENZARON A UNIR. LUEGO DE MUCHAS REACCIONES QUÍMICAS NACIÓ LA PRIMERA CÉLULA, AUNQUE ERA POCO EVOLUCIONADA. MILLONES DE AÑOS DESPUÉS ESTAS CÉLULAS HICIERON QUE SE CREARA EL OXÍGENO.

LA FOTOSÍNTESIS FUE LO QUE PERMITIÓ QUE HUBIERA OXÍGENO EN LA ATMÓSFERA. AL HABER OXIGENO, ALGUNOS SERES VIVOS PRIMITIVOS PUDIERON COMENZAR A RESPIRAR. MILLONES DE AÑOS MÁS TARDE SE ORIGINÓ UNA CÉLULA MÁS EVOLUCIONADA. MUCHO MÁS ADELANTE SE ORIGINARON LOS SERES VIVOS COMO HOY LOS CONOCEMOS.

SELECCIONA LA OPCIÓN CORRECTA

¿CUÁLES DE ESTOS SERES VIVOS PUEDEN REALIZAR LA FOTOSÍNTESIS?

 

¿CÓMO HA EVOLUCIONADO LA TIERRA?

AL IGUAL QUE LOS SERES VIVOS, LA TIERRA TAMBIÉN HA EVOLUCIONADO, POR SUPUESTO, LOS CAMBIOS DE LA TIERRA NO SON COMO LOS DE LOS ANIMALES. PARA PODER ENTENDER ESTOS CAMBIOS LA HISTORIA DE LA TIERRA SE HA DIVIDIDO EN PERÍODOS DE TIEMPO O ERAS.

ENTONCES UNA ERA ES…

  • DIVISIÓN DE LA HISTORIA DE LA TIERRA
  • EN PERIODOS DE TIEMPO
  • MARCADOS POR UN HECHO IMPORTANTE

LA HISTORIA DE NUESTRO PLANETA SE DIVIDE EN CUATRO GRANDES ERAS:

ERA PRECÁMBRICA: INICIÓ CON EL NACIMIENTO DE LA TIERRA, SE FORMÓ EL SUPERCONTINENTE CONOCIDO COMO PANGEA, APARECIERON LAS PRIMERAS FORMAS DE VIDA EN LOS MARES, LUEGO SE FORMÓ UNA ATMÓSFERA CON OXÍGENO Y LAS PRIMERAS FORMAS DE VIDA CON VARIAS CÉLULAS, COMO ALGUNAS ALGAS Y HONGOS.

SELECCIONA LA OPCIÓN CORRECTA

MIRA LA IMAGEN Y LUEGO INDICA ¿QUÉ ES?

A) ÁRBOL

B) FLOR

C) HONGO

D) ALGA

ERA PALEOZOICA: ES LA ETAPA EN LA CUAL LOS PRIMEROS SERES QUE HABITABAN EN LOS MARES COMENZARON A EVOLUCIONAR HASTA PODER CONQUISTAR LA TIERRA FIRME. EN ESTA ERA HABÍA SERES VEGETALES EVOLUCIONADOS Y LOS PRIMEROS ANFIBIOS Y REPTILES. OCURRIERON VARIAS EXTINCIONES DEBIDO LA DESAPARICIÓN DE OCÉANOS Y APARICIÓN DE TERRENOS.

LOS ANFIBIOS FUERON LOS PRIMEROS VERTEBRADOS EN ADAPTARSE A LA VIDA EN LA SUPERFICIE TERRESTRE.

ERA MESOZOICA: LOS CONTINENTES SE SEPARARON, LOS REPTILES DOMINARON LA TIERRA, EN ESTA ÉPOCA APARECIERON LOS DINOSAURIOS. EN ESTE ÉPOCA TAMBIÉN APARECIERON LOS PRIMEROS MAMÍFEROS. EL FINAL DE ESTA ERA FUE MARCADO POR LA EXTINCIÓN DE LOS DINOSAURIOS DEBIDO A LOS CAMBIOS EN EL CLIMA.

SELECCIONA LA OPCIÓN CORRECTA

MIRA LA IMAGEN Y LUEGO INDICA ¿QUÉ ES?

A) MAMUT

B) TIGRE DIENTES DE SABLE

C) LEÓN

F) DINOSAURIO

E) COCODRILO

 

ERA CENOZOICA: YA PARA ESTA ERA LOS CONTINENTES SE UBICARON EN LA POSICIÓN QUE CONOCEMOS. LA TIERRA COMENZÓ A SER DOMINADA POR MAMÍFEROS Y AVES. LAS PLANTAS CON FRUTOS COMENZARON A POBLAR LA TIERRA. OCURRIERON CUATRO ERAS DEL HIELO QUE EXTINGUIERON MUCHAS ESPECIES, DENTRO DE LOS SOBREVIVIENTES ESTÁN LOS PRIMEROS HUMANOS, LOS CUALES MÁS TARDE EVOLUCIONARON Y DOMINARON EL PLANETA.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo “Origen del universo”

En este artículo encontrará mayor información acerca de cómo se origino el universo.

VER

Infografía “Dinosaurios”

Esta infografía contiene información sobre el origen de los dinosaurios.

VER

CAPÍTULO 14 / TEMA 2

Componentes del universo

Por definición, el universo es todo lo que existe como materia y energía. En consecuencia, el espacio es casi tan basto como su diversidad. Esto incluye una complejidad de componentes que resultaron del Big Bang: punto de partida a la expansión espacio-tiempo del universo.

MATERIA Y MATERIA OSCURA

La materia es todo aquello que tiene masa, ocupa un volumen en el espacio y tiene cierta cantidad de energía asociada. También es llamada materia ordinaria porque conforma todos los cuerpos con vida y todo lo que los rodea. Está constituida internamente de átomos que en su estructura tienen protones, neutrones y electrones.

¿Sabías qué?
Las propiedades de la materia pueden ser extensivas cuando dependen de la cantidad de materia, o intensivas cuando no dependen de su cantidad.
Aunque la materia ordinaria compone el gas, las nubes, las estrellas y las radiaciones del universo, también existe un tipo de materia que no emite luz: la materia oscura.

La materia oscura es llamada de ese modo porque no emite radiación electromagnética y por el momento no se ha podido ver ni registrar. No obstante, los efectos gravitatorios de este tipo de materia que ocupa casi el 25 % del universo sí han podido demostrarse.

Composición del universo.
¿Qué es la antimateria?

 

Es la materia formada por antipartículas. Se cree que en durante el origen del universo la materia y la antimateria estaban en iguales proporciones.

NEBULOSAS

VER INFOGRAFÍA

Las nebulosas son nubes de materia constituidas principalmente por hidrógeno que se distribuyen por todo el plano galáctico y se hacen visibles únicamente cuando las alcanza la luz de las estrellas cercanas o contenidas en su interior.

¿Sabías qué?
Las nebulosas no emiten luz propia, sino que absorben o reflejan la luz que emiten las estrellas más cercanas.

CLASIFICACIÓN DE LAS NEBULOSAS

Nebulosas planetarias

 

De forma generalmente circular con una estrella en el centro.

Nebulosas difusas

 

De forma irregular.

Nebulosas de reflexión

 

Reflejan la luz de las estrellas próximas.

ESTRELLAS

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Son masas de gases que producen calor, luz, rayos ultravioletas, rayos X y otras formas de radiación electromagnética como consecuencia de las reacciones nucleares que ocurren en su interior. Al igual que los seres vivos, nacen, crecen y mueren.

¿Sabías qué?
Durante la evolución de todas las estrellas, los núcleos de hidrógeno se fusionan y forman núcleos de helio, como en el caso del Sol.
¿Cómo se forma una estrella?

 

  1. La estrella comienza muy pequeña, como simples partículas de polvo y gas.
  2. A causa de algunas perturbaciones, las partículas empiezan a chocar y formar grumos, los cuales adquieren mayor masa y atraen más partículas.
  3. A medida de que el grupo de partículas adquiere masa se vuelve más denso y caliente. Comienza la formación de una protoestrella.
  4. Cuando la protoestrella se calienta lo suficiente, sus átomos de hidrógeno comienzan a fundirse y se produce helio, esto se conoce como fusión nuclear.
  5. Después de millones de años, en la protoestrella se produce un flujo bipolar que expulsa lejos de su superficie ardiente el gas y el polvo remanente.
  6. La estrella se estabiliza y se conoce ahora como estrella de secuencia principal o enana. La estrella continuará con la transformación de hidrogeno en helio y será una estrella de secuencia principal el 90 % de su vida.

Características de una estrella

Brillo

 

Cantidad de luz que percibimos. Depende de la distancia en la que se ubique.

Color

 

Según su temperatura puede ser azul, blanca, amarilla, naranja o roja.

Tamaño

 

En relación al tamaño del Sol pueden ser supergigantes, gigantes, medianas o enanas.

GALAXIAS

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Las galaxias son conjuntos o agrupaciones de estrellas, gas y polvo. Se las conoce también como universos islas. Contienen más de mil estrellas y el diámetro varía de los 1.500 a 3.000 años luz. Las galaxias tienen un movimiento de rotación en torno a su eje.

La Vía Láctea: nuestra galaxia

 

Es una galaxia grande con forma de espiral donde se concentran entre 200 mil y 400 mil millones de estrellas, entre ellas, el Sol. También dentro de esta galaxia se encuentra la Tierra. La Vía Láctea tiene un diámetro aproximado de 100 mil años luz y cuenta con más de 300 mil millones de estrellas.

En buenas condiciones de cielo nocturno, dentro de la constelación de Pegaso podemos ver a simple vista la galaxia de Andrómeda.

Clasificación de las galaxias

Galaxias elípticas

Son las que tienen forma ovalada o de esfera achatada. Aproximadamente el 17 % de las galaxias son así, en su mayoría se conforman de estrellas viejas.

Galaxias espirales

El 80 % de las galaxias tienen esta forma, similar a un disco achatado; se distingue un núcleo que es atravesado por varios brazos. Se constituye por estrellas viejas, jóvenes, gas y polvo.

Galaxias irregulares

No tienen un formato específico porque los agregados están revueltos y rodeados por nebulosas. Están constituidas de gas, polvo y estrellas jóvenes. Representan el 3 % de las galaxias.

Galaxias lenticulares

Tienen forma de disco, sin embargo, son una clasificación intermedia entre las galaxias espirales y elípticas. Tienen en su centro una zona condensada y en su exterior una envoltura.

CONSTELACIONES

Son figuras en el cielo que los antiguos astrónomos formaron con las estrellas más brillantes de cielo nocturno a partir de su imaginación. Diferentes culturas han concebido ideas sobre diversas constelaciones.

¿Qué son las constelaciones zodiacales?

 

El zodiaco está basado en la división de 12 partes iguales de la banda zodiacal, cada división alberga una constelación de la que deriva el nombre; al mismo tiempo, definen que el recorrido del Sol por cada una de las divisiones se realiza en un mes exacto, por lo cual cada mes del año tiene una constelación del zodiaco asociada.

 

VER INFOGRAFÍA

 

SATÉLITES NATURALES

VER INFOGRAFÍA

Los satélites naturales son objetos que orbitan un planeta u otro cuerpo más grande. El término se usa generalmente para identificar satélites no artificiales de planetas o planetas enanos.

Nuestra Luna fue el primer satélite natural conocido.

Dentro del sistema solar hay 240 lunas: 163 orbitan los planetas, 4 orbitan los planetas enanos y docenas más que orbitan cuerpos pequeños del sistema solar.

¿Sabías qué?
La Red de Vigilancia Espacial detectó más de 26.000 objetos que orbitan la Tierra. Unos pocos son satélites en funcionamiento y el resto son diversos objetos, muchos de ellos convertidos en chatarra espacial.
¿Qué son los satélites artificiales?

 

Son satélites fabricados por el hombre y para ello fueron necesarias diversas tecnologías, la comprensión de leyes físicas y la inspiración de los propios astros. Pueden ser tripulados o automáticos. Luego de ser construidos, son lanzados al espacio y puestos en órbita.

AGUJEROS NEGROS

Los núcleos de las estrellas de mayor masa colapsan ya que consumen su combustible de hidrógeno relativamente rápido. Este proceso da lugar a una violenta explosión de supernova, mientras que sus capas externas son expulsadas al espacio. Si un núcleo es lo suficientemente masivo, la gravedad hará que colapse sobre sí mismo hasta convertirlo en un objeto extremadamente denso y compacto, con un campo gravitacional tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de él: un agujero negro.

Cualquier tipo de material que sea capturado por la fuerte gravedad que poseen los agujeros negros se precipitará en una trayectoria en espiral sobre ellos para ser asimilado sin remedio.
¿Cuáles son las partes de un agujero negro?
¿Sabías qué?
Los materiales capturados por el agujero negro pueden alcanzar velocidades de hasta la mitad de la velocidad de la luz y transformar una parte de la inmensa energía gravitatoria que experimenta en emisiones de rayos X.

SISTEMAS PLANETARIOS

Los planetas son cuerpos celestes de forma casi esférica y aplanada en los polos. Se caracterizan porque:

  • Orbitan alrededor de una estrella.
  • Tienen cierta dominación de su órbita, por lo que no existen otros cuerpos que se ocupen o invadan su recorrido.
  • Su masa permite mantener el equilibrio hidrostático y la gravedad en su atmósfera.

Todo sistema planetario se conforma de una o varias estrellas centrales con objetos que giran alrededor. Se asume que estos sistemas se originan de la misma forma que se forman las estrellas.

Nuestro sistema solar está constituido por el Sol, los planetas y otros cuerpos celestes.
Sistema solar

 

Se denomina sistema solar al sistema planetario en el que los planetas y demás objetos astronómicos giran alrededor de una única estrella denominada Sol. Nuestro planeta forma parte de este sistema y, en conjunto con Mercurio, Venus y Marte, forman los llamados planetas terrestres y se encuentran constituidos por material rocoso y metal.

 

VER INFOGRAFÍA

Plutón fue descubierto en el año 1930 y se lo consideró un planeta del sistema solar hasta el año 2006, fecha en la que fue reasignado en la categoría de planeta enano.

ASTEROIDES, COMETAS Y METEOROS

Un asteroide es un cuerpo celeste conformado por trozos de roca, metal o una mezcla de ambos que orbita alrededor del Sol. Hay asteroides de roca sólida y otros de roca fragmentada; y la mayoría de ellos gira alrededor del Sol en una agrupación que se conoce con el nombre de cinturón de asteroides que se encuentra entre Marte y Júpiter. De ellos, Ceres, el más grande, fue clasificado como planeta enano en el 2006.

Clasificación de los asteroides

Tipo C         

Composición carbonosa. Refleja poca luz. Color gris. Corresponden al 75 % de los asteroides.

Tipo S

Composición de silicatos. Refleja luz. Color rojizo. Corresponden al 17 % de los asteroides.

Tipo M

Composición metálica. Hay escasos registros de este tipo de asteroides.

Se estima que la Tierra está en una trayectoria que podría colocarla en la ruta de colisión con varios asteroides de más de un kilómetro de diámetro.
Extinción de los dinosaurios

 

Un equipo internacional de 41 científicos confirmó que la extinción masiva producida hace 65,5 millones de años, que acabó con la era de los dinosaurios, fue provocada por el impacto de un asteroide de 12 kilómetros de diámetro en la península de Yucatán (México).

Los cometas son cuerpos celestes de formas irregulares que se encuentran formados por una mezcla de granos no volátiles y gases congelados con apariencia nebulosa. Sus órbitas son elípticas, y esto los lleva muy cerca del Sol y los devuelve al espacio profundo.

Un rasgo distintivo de los cometas es la cola larga y luminosa que se produce cuando está en las cercanías del Sol.

Los cometas tienen estructuras diversas y dinámicas, pero todos desarrollan una nube de material difuso que los rodea. Esa nube se denomina cabellera, y su tamaño y su brillo crecen con la aproximación al Sol. Por lo general, lo que se ve es el pequeño núcleo brillante que tiene menos de 10 kilómetros de diámetro.

Cometa Halley

 

El cometa Halley es probablemente el más famoso de todos los cometas. Edmund Halley fue el primero en calcular que la aparición de tres cometas distintos a lo largo de los años constituía en realidad, el retorno de un solo cometa cada 76 años.

Los planetas y satélites naturales del sistema solar suelen ser bombardeados por rocas o minerales de diversos tamaños. Son fragmentos de planetas, satélites, asteroides y cometas que son atraídos hacia los cuerpos celestes de mayor tamaño. Cuando el objeto se encuentra en el espacio fuera de la atmósfera de la Tierra se denomina meteroide, por su parte, si entra en la atmósfera terrestre se conoce como meteoro, y si llega a alcanzar el suelo sin desintegrarse se denomina meteorito.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo destacado “¿Cómo se forman los planetas?”

Este artículo describe el origen de los planetas rocosos y de los gigantes gaseosos.

http://elbibliote.com/resources/Temas/html/909.php

Artículo destacado “Galaxias: Vía Láctea”

Apartado que explica los aspectos fundamentales de las galaxias y especifica los componentes de nuestra galaxia: la Vía Láctea.

http://elbibliote.com/resources/articulosdestacados/?p=7216

Artículo destacado “Al espacio y más allá: un océano desconocido”

Recurso explicativo de los avances más significativos que se hicieron para conocer qué hay más allá de nuestra galaxia y la posibilidad de explorar su inmensidad.

http://elbibliote.com/resources/Temas/html/1105.php

Planetas interiores y planetas exteriores

En la órbita del Sol hay ocho planetas. Los cuatro más cercanos se conocen como planetas interiores y los cuatro más lejanos son los planetas exteriores. Estos dos grupos están separados por el Cinturón de Asteroides, una región de miles de asteroides en la órbita del Sol entre Marte y Júpiter.

Planetas interiores Planetas exteriores
Otro nombre Planetas terrestres. Gigantes gaseosos.
Cercanía al Sol Más cerca. Más lejos.
¿Cómo es su órbita alrededor del Sol? Rápida. Lenta.
Tamaño Más pequeños. Más grandes.
El planeta más grande La Tierra. Diámetro de 12.756 km. Júpiter. Diámetro de 142.984 km.
El planeta más pequeño Mercurio. Diámetro de 4.880 km. Neptuno. Diámetro de 49.532 km.
Lunas Pocas o ninguna. Muchas.
Composición Estos planetas en gran parte están formados por rocas y metales pesados ​​como el hierro y el níquel. Estos planetas en gran parte están formados por gases.
Superficies Sólidas. No cuentan con superficies.
Densidad Mayor. Menor.
Anillos No. Sí.
Ejemplos Mercurio, Venus, La Tierra y Marte. Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

 

Satélites naturales y satélites artificiales

Cualquier objeto que gire alrededor de otro en un camino llamado órbita se considera un satélite. Los satélites pueden ser naturales o artificiales. Nuestra Luna es un ejemplo de un satélite natural, así como lo son todas las lunas de los otros planetas. La Tierra también puede considerarse un satélite del Sol.

Satélites naturales Satélites artificiales
Definición Objeto que gira alrededor de otro en una órbita. Objeto que gira alrededor de otro en una órbita.
Creado Por la naturaleza. Por el hombre.
¿El hombre los puede manipular? No. Sí.
Permanencia Son permanentes. Son temporales.
¿Se emplean para la comunicación? No. Algunos.
Tipos Regulares e irregulares. Militares, geográficos, climatológicos, comunicacionales, científicos y de limpieza.
Ejemplos

La Luna, Io, Europa, Calisto y Fobos, entre otros.

 

Sputnik 1, Explorer 1 y Vanguard 1, entre otros.

 

Ley de Coulomb y ley de gravitación universal

La ley de Coulomb y la ley de gravitación universal son de gran importancia para entender el comportamiento de dos de las fuerzas fundamentales en la naturaleza: la eléctrica y la gravitacional. Ambas leyes se representan por medio de expresiones matemáticas muy similares, sin embargo sus diferencias son notorias.

Ley de Coulomb Ley Gravitacional universal
Enunciado La fuerza eléctrica de atracción y repulsión entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las mismas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. La fuerza gravitacional de atracción entre dos masas es directamente proporcional al producto de las mismas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
Interacción Fuerza entre cargas. Puede ser atractiva o repulsiva. Fuerza entre masas. Siempre es atractiva.
Efectos Más evidente en cuerpos pequeños: los átomos. Más evidente en cuerpos grandes: galaxias, planetas y estrellas.
Expresión matemática F_{E} = K \frac{q_{1}q_{2}}{r^{^{2}}} F_{G} = G \frac{m_{1}m_{2}}{r^{2}}
Cuerpos implicados Cargas: q_{1}q_{2} Masas: m_{1}m_{2}
La distancia entre: Los centros de las cargas es r Los centros de las masas es r
Constante K = 9 . 10^{9} N.m^{2}/C^{2} G = 6,67 . 10^{-11} N.m^{2}/kg^{2}
Fuerza sobre el átomo de hidrógeno Carga del electrón del átomo de H

q_{1} = - 1,6 . 10^{-19} C

 

Carga del protón del átomo de H

q_{2} = 1,6 . 10^{-19} C

Masa del electrón del átomo de H

m_{1} = 9,1 . 10^{-31} kg

 

Masa del protón del átomo de H

m_{2} = 1,67 . 10^{-27} kg

Los calendarios

Muchos años atrás, diferentes culturas, civilizaciones y creencias, de alguna manera fabricaron instrumentos con los que medían el tiempo a través de los fenómenos astrológicos, los acontecimientos elegidos para llevar un control; estos instrumentos son los conocidos calendarios.

Los astros han sido usados como guía cronológica.

Origen de los calendarios

Éstos se originaron hace mucho tiempo. Las grandes culturas antiguas llevaban registro de todos los fenómenos cronológicos de sus épocas, entre ellas, la civilización egipcia, la babilónica, las culturas prehispánicas como los aztecas, mayas e incas; todas observaban los ciclos a través del tiempo.

Calendario maya.

LOS CALENDARIOS Y LA ASTRONOMÍA

Pues porque antiguamente se observaban los astros como el Sol y la Luna, las estrellas, y los movimientos que éstos tienen alrededor de la Tierra, para determinar la cronología del tiempo. El tiempo se medía según tres fenómenos naturales :es que para ese entonces servían como guía, estos eran:

  • El transcurso de los días, como la salida y puesta del Sol.
  • El transcurso de las noches, incluidas las fases de la Luna.
  • Las estaciones del año (invierno, verano, otoño y primavera).

Es importante que hablemos de los meses, los años, las semanas y los días para poder comprender en qué se basaban los calendarios y cómo estaban conformados.

Para muchos, la semana (en latín septimana = siete) es el transcurso del tiempo formado por siete días. Cada día corresponde a 24 horas, desde que sale el Sol hasta que se oculta la Luna. El mes, antiguamente era el transcurso de tiempo en el que la Luna giraba alrededor de la Tierra. En nuestros días se cuenta con 28 hasta 31 días por mes, al cumplirse 12 meses transcurre un año, que es el tiempo en que la Tierra da la vuelta alrededor del Sol.

ORIGEN DE LOS DÍAS DE LA SEMANA Y LOS MESES

Etimología de los días de la semana

De Venus, la diosa del amor, proviene la palabra viernes.
Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo
Deriva de la palabra lunae, que significa día de Luna. Deriva de la palabra martis, que en romano significaba Marte y alude a este dios. Deriva de la palabra romana mercurii, el dios Mercurio. Deriva de Jovis o Jove, por Júpiter, dios del rayo. Deriva de la palabra veneris, por Venus, la diosa del amor. Deriva de la palabra romana saturni, por el dios Saturno. Deriva de la palabra latina dominica, por las fiestas romanas.
Meses Origen
Enero Fue añadido por el rey de Roma Numa Pompilius como el mes 11, llamándolo januarius en honor al dios Jano, de los comienzos y finales.
Febrero Fue propuesto por el rey de Roma Numa Pompilius como el mes 12, completando las estaciones al año, llamándolo februarius en honor al dios del perdón en faltas, februus.
Marzo En la época romana, marzo era el primer mes llamado martius, ya que se honoraba al dios guerrero Marte.
Abril Era el segundo mes romano, llamado aprilis, en referencia a la apertura de las flores.
Mayo El tercer mes fue llamado maius, debido a la diosa Maia o Maya.
Junio Corresponde al cuarto mes, llamado iunius, en alusión a la diosa Juno.
Julio El quinto mes fue llamado iulius, en referencia al general de Roma Julio César.
Agosto El sexto mes fue llamado augustum, debido al emperador romano Augusto.
Septiembre Por ser el séptimo mes, los romanos lo llamaron septem, septimus o september.
Octubre Por ser el octavo mes, fue llamado octavus, octavum o mensis october.
Noviembre Fue llamado en Roma como nonum, nonus o novembris.
Diciembre Al ser el décimo mes, fue llamado decimus o december.

En Roma, marzo era el primer mes y diciembre el décimo mes, pero luego, en el gobierno de Julio César se tomó al Sol como base del calendario. Así fue que el emperador agregó dos meses más, enero y febrero, siendo éstos los primeros y convirtiéndose marzo en el tercero.

¿Sabías qué...?
En el calendario gregoriano cada 555 años hay un mes que tiene 5 viernes, 5 sábados y 5 domingos, como en Octubre de 2010.

¿Por qué febrero es el mes con menos días?

Cuando el gobernante Julio César ordenó estos cambios, para permitir que agosto tuviese 31 días al igual que julio, se le quitó un día al mes de febrero. El motivo era rendirle honor al emperador Augusto.

Clasificación

Debido a la manera como antiguamente se medía el tiempo, surgieron 3 tipos de calendarios que se estructuraron acorde al fenómeno usado. Se conformaron 3 calendarios:

Los calendarios y las diferentes culturas

Calendario egipcio: Según los registros arqueológicos se conoce que utilizaron varios tipos de calendarios, siendo ellos los primeros que incorporaron un calendario solar.

El calendario oficial o civil tomaba como referencia al Sol y acorde a ello calcularon la temporada entre la sequía y la lluvia; este tiempo trascurrido era de 365 días y fue tomado como un año. Estos años fueron organizados en 12 meses de 30 días cada mes y se dice que fue uno de los calendarios más precisos y completos, porque a los 360 se le añadían 5 días para completar los 365 días.

Los egipcios utilizaban un calendario solar.

Calendario babilónico mesopotámico: Los babilonios utilizaban un calendario lunar, los días se regían según las fases de la Luna. Su calendario consistía en 12 meses de 30 días y para distribuir el tiempo acorde a las estaciones se añadía un mes adicional (el décimo tercero) cada 6 años. A esto se lo denominaba ciclo metónico. Los días de la semana recibieron el nombre de los astros y los planetas (Luna, Sol, Marte, Mercurio, Júpiter, Venus y Saturno).

Calendario romano juliano: Como anteriormente se menciona, los romanos usaban al principio 10 meses empezando por marzo y culminando por diciembre, hasta que se le adicionaron dos meses (januarius y februarius). La mayoría de nombres que llevaban los primeros meses eran dedicados a dioses romanos. Su calendario era lunisolar, y tras la modificación se constituye el calendario juliano (por la aprobación de Julio César en formar un calendario uniforme) que tenía 12 meses y 365 días. Febrero tuvo 28 días hasta que se introdujo el calendario gregoriano.

Reloj calendario romano en la torre San Marcos.

Calendario gregoriano: Este calendario se denomina así gracias a la modificación del calendario juliano que el papa Gregorio XIII ordenó hacer, ya que para ese entonces el calendario juliano utilizado presentaba errores que implicaban la acumulación de días con el transcurso de los años; para esto el papa Gregorio XIII contó con ayuda del astrónomo Luigi Ghiraldi y la colaboración del matemático astrónomo Cristóbal Clavius. Se adaptó el nuevo calendario gregoriano para contrarrestar los 11 días de atraso generados por el calendario juliano, para ello se eliminaron los días entre el 4 y 15 de octubre.

Desde 1582 se generaliza el uso de este calendario, que consta de 24 horas al día, 7 semanas de lunes a domingo, siendo éste último el primer día de la semana según la iglesia católica; algunos meses con 30 o 31 días, y febrero con 28 días y 29 (cada cuatro años), cuando se dan los años bisiestos. Este calendario fue adoptado en varios países y naciones.

Exactamente el año se compone 365 días, 5 horas, 48 minutos y 54 segundos. Esas horas, minutos y segundos adicionales, cada 4 años, suman un día más que es agregado en febrero.

Calendario chino: En los países orientales varias regiones utilizan este calendario lunisolar para algunas fiestas tradicionales y en la actividad agrícola, ya que en China se aceptó el calendario gregoriano. El calendario usado para la actividad agrícola está formado por años que se componen desde los 353 hasta los 365 días, con 12 meses mínimos de 29 días. Utiliza un ciclo sexagenario (ciclo de 60 años) donde a cada año en transcurso se le denomina por una combinación de nombres de animales que se denominan ramas terrenales.

Las ramas terrenales, representan el horóscopo zodiacal chino.

Calendario hebreo: Es un calendario lunisolar, que a diferencia de otras culturas, sus meses comienzan con la puesta de la luna nueva. Está formado por 3 tipos de año dependiendo de los días que tengan según la liturgia. Años defectivos que pueden ser bisiestos con 383 días, o no bisiestos con 353 días. Los años regulares cuentan con 354 o 384 días, los años completos con 355 o 385 días, habiendo un año de diferencia entre ellos. Para los hebreos, el ciclo metónico es de 19 años, tienen como día de fiesta semanal los sábados, el Sabbath.

Calendario islámico o musulmán: Los musulmanes se rigen por los calendarios lunares. Está formado por 12 meses de 354 días, y los años bisiestos de 355, siendo cada mes destinado a distintas actividades sagradas. Por ejemplo, en el primer mes, muharram, se conmemora la Hégira con un ayuno el día 10.

Su peculiaridad es que los días no inician al amanecer, sino en las puestas del sol, cuando éste se oculta. Los días de fiestas inician desde la tarde de los jueves cuando se oculta el Sol, hasta el amanecer del viernes.

Calendario maya: Los mayas poseían un sistema de calendario solar muy preciso y complejo clasificado en 3 calendarios:

Glifo maya.

1. Calendario de año solar haab: Contaba con 365 días de los cuales los primeros 364 días estaban distribuidos en 28 semanas de 13 días cada una, y el día 365 era el inicio de un nuevo año.

2. Calendario del año sagrado tzolkin: Contaba con 20 meses y 260 días, pero usualmente se usaba el calendario solar. Este calendario era usado también por los aztecas.

3. Calendario solar kayun: Era el calendario más primitivo que daba inicio a esta civilización que era más larga, formado por veinte años de 7300 días cada uno.

¿Sabías qué...?
Los solsticios de verano son épocas del año donde el Sol alcanza su mayor altura, causando que el día sea más largo y la noche más corta.

Calendario azteca: Los aztecas poseían calendarios solares similares a los mayas, contaban con el calendario de año solar tonalamatl con 260 días, con el más exacto de 365 días distribuidos en 18 meses (con 20 días cada mes) y por último con el calendario solar del siglo azteca que contaba con 18.980 días dispuestos en 52 años que al concluir, según ellos, se destruiría el mundo, y luego se volvería a crear.

Calendario inca: Fue un calendario lunisolar, los antiguos incas medían el tiempo favoreciendo así las actividades agrícolas que iniciaban en el mes de diciembre, el que sería el primer mes de trabajo al iniciar el año.

El año constaba de 12 meses con 30 días, y la mayoría de los meses desde febrero a noviembre eran de fiestas y rituales. Para diferenciar el día de la noche usaban palabras peculiares en sus lenguas, y su tiempo cronológico estaba ligado a sus festividades, agricultura y creencias.

La piedra Intihuatana (Machu Picchu) se considera un reloj solar que usaban los incas para calcular el tiempo.

Calendario internacional: Este calendario fue propuesto por una organización cuyo objetivo era acoplar el calendario gregoriano que es aceptado en la mayoría de los países a uno de uso mundial. The World Calendar Association estructuró el año en 12 meses, empezando la semana los domingos y terminando los sábados. Esto fue propuesto ante la organización de las naciones unidas (ONU) en una resolución, pero no todos lo aceptaron ya que interfería con sus fiestas.

La piedra Intihuatana (Machu Picchu) se considera un reloj solar que usaban los incas para calcular el tiempo.

Características del sistema Tierra-Luna

La Tierra es el único planeta cuyo nombre en inglés no se deriva de la mitología griega o romana. El nombre deriva del inglés antiguo y germánico, hay, por supuesto, cientos de otros nombres para el planeta en otros idiomas.

La Tierra, como los demás planetas, recorre desde hace millones de años su órbita alrededor del Sol, y lo seguirá haciendo durante otros miles de millones de años sin cambios notables. Es el Sol, con un volumen 1.000 veces mayor que todos los planetas juntos, quien la retiene y regula, además, el sistema solar. Si existiese otra estrella cercana, es decir, si el Sol perteneciese a un sistema binario, o si los planetas tuviesen masas mucho mayores, las órbitas de sus componentes sufrirían variaciones continuas. En ningún planeta habría posibilidad de vida porque pasaría demasiado cerca o demasiado lejos de su estrella y, por tanto, no existiría una sucesión regular de las estaciones.

¿Sabías qué...?
La Luna es el cuerpo celeste más fácil de ubicar en el cielo y es el único sitio, más allá de la Tierra el cual el hombre ha sido capaz de pisar.

La Luna está dotada también de un movimiento de rotación y otro de traslación alrededor de la Tierra (que se cumplen en tiempos iguales); por consiguiente, las posiciones relativas de la Tierra y la Luna respecto al Sol varían periódicamente. Ello explica que la Luna presente a la Tierra siempre la misma cara y las fases lunares.

La superficie lunar, explorada por varias misiones del programa Apolo, y cartografiada con todo detalle por la sonda estadounidense Clementine, presenta un aspecto caracterizado por una gran cantidad de accidentes geográficos.

No es del todo exacto afirmar que la Luna gira alrededor de la Tierra. Ambas giran alrededor del punto de equilibrio del sistema Tierra-Luna, o sea el centro de gravedad o centro de masa. Y como la Tierra es 81 veces mayor que la Luna, este centro está situado a 1.600 km por debajo de la superficie terrestre, del lado más próximo a la Luna. De esto se deduce que no es la Tierra la que sigue una verdadera órbita elíptica alrededor del Sol, sino que es el centro de gravedad del sistema el que lo hace, mientras que la Tierra oscila ligeramente de un lado a otro.

Fases de la Luna.

¿Por qué la Tierra no se cae?

La fuerza de la gravedad es la responsable de que los gases que componen la atmósfera no escapen al espacio y de que la Tierra permanezca estable en su órbita, relacionándose con el resto de cuerpos del universo y manteniendo unidas a los miles de millones de estrellas que pueblan la galaxia. La fuerza de la gravedad del Sol es casi 28 veces el valor de la gravedad terrestre y es la que mantiene en sus órbitas a todos los planetas y demás cuerpos que integran el sistema solar.

Color y luminosidad

Una característica de los planetas es reflejar una parte de la luz solar incidente (el porcentaje de luz reflejada se llama albedo y es un dato físico importante para todos los cuerpos del sistema solar, pues facilita el conocimiento de características como la dimensión y el material que recubre su superficie). La Tierra tiene un albedo de 0,40, o sea que refleja al espacio un 40 % de la luz solar que recibe; ello se debe a que los océanos, los casquetes polares y la capa de nubes actúan como espejos.

Heng Zhang

El astrónomo y geofísico chino Heng Zhang (78-139 d.C.), reconocido como el inventor del primer sismógrafo, fue asimismo el astrónomo oficial de la corte china. Descubrió y registró que la luz emitida por la Luna era, en realidad, luz procedente del Sol reflejada por la superficie de ésta.

El albedo terrestre está sujeto a variaciones estacionales porque la Tierra difunde más luz entre marzo y junio, y entre octubre y noviembre que entre julio y septiembre. El color de la Tierra también varía, es más azulado en los períodos que refleja más luz. En cuanto a las relaciones entre la Tierra y la Luna, la primera se ve desde la Luna 100 veces más luminosa que la Luna llena vista desde la Tierra.

Dimensiones

La distancia media entre la Tierra y la Luna es de 384.403 km. Esta distancia puede alcanzar 406.697 km en el apogeo, cuando la velocidad orbital de la Luna es de 3.474 km/h, o bien reducirse a 356.410 km en el perigeo, cuando la velocidad orbital es de 3.959 km/h. Mientras que la Tierra tiene como diámetro ecuatorial 12.756 km y como diámetro polar 12.713 km, con un achatamiento polar de 1/298, la Luna tiene un diámetro de 3.476 km y forma casi esférica. La Tierra tiene una masa de 5,977 x 1027 t y una densidad media de 5,52 veces la del agua, frente a 3,36 veces la densidad de la Luna, que posee también una masa mucho más baja: 1/81 de la terrestre. De la masa y las dimensiones se deduce la fuerza de gravedad en la superficie de ambos cuerpos, y también puede calcularse el peso de un objeto sobre la Luna, que es, un 1/6 de su peso sobre la Tierra.

Eclipses de Sol y de Luna

Durante su trayectoria alrededor del Sol, la Luna se encuentra periódicamente situada entre el Sol y la Tierra.

Las diferentes fases de un eclipse de Sol total, en este caso el acaecido el 11 de julio de 1991, permiten apreciar la secuencia de desaparición y reaparición del disco solar tras la silueta de la Luna, que en la fase central del fenómeno cubre por completo al astro rey.

El interés científico del eclipse de Sol depende de que la Luna oculte al Sol por completo (eclipse total); en el brevísimo período que puede durar el eclipse total, desde pocos segundos hasta un máximo de 7,30 minutos, se puede ver la parte más externa del Sol, la cromosfera, con las protuberancias, y la tenue corona con sus penachos. Debido a que la sombra de la Luna llega con dificultad a alcanzar la Tierra, la zona de sombra sobre la superficie terrestre no es superior a 275 km. Alrededor de esta zona el eclipse es parcial, o sea que se ve el disco del Sol parcialmente, no pudiéndose observar la corona ni la cromosfera.

Existe eclipse anular cuando el disco lunar no es lo suficientemente grande como para ocultar por completo al Sol. Esto se debe a que las distancias de la Luna a la Tierra y de la Tierra al Sol no son constantes, dado que las órbitas lunar y terrestre no son exactamente circulares. El disco negro de la Luna aparece entonces rodeado de un sutil anillo brillante, cuya luminosidad es suficiente para impedir la visión de la cromosfera y de la corona.

Los eclipses totales de Sol (y de Luna) se reproducen en el mismo orden después de un período de 18 años y 11 días, denominado saros (igual a 223 lunaciones), pero no en los mismos lugares. Por ejemplo: el 20 de julio de 1963 se observó un eclipse total en Canadá, y el 31 de julio de 1981 otro en Siberia (Rusia). El 11 de agosto de 1999 pudo verse un eclipse total de sol desde Gran Bretaña hasta la India. El 29 de marzo de 2006 tuvo lugar un eclipse solar total que comenzó a manifestarse al noreste del Brasil y acabó en la frontera noreste de Mongolia.

Eclipse lunar

Los eclipses de Luna se producen cuando ésta penetra en el cono de sombra de la Tierra, lo que sucede sólo durante la Luna llena. Contrariamente a los eclipses de Sol, los de Luna son visibles en todos los lugares de la Tierra donde pueda observarse la Luna por encima del horizonte. El cono de sombra está rodeado de un cono de penumbra, que intercepta una parte de la luz solar. Los eclipses de Luna pueden ser también totales o parciales. El eclipse es total si la Luna penetra completamente en el cono de sombra, y parcial si penetra sólo en parte; por último, el eclipse de penumbra se produce cuando la Luna penetra sólo en el cono de penumbra. En un año se observan de dos a cinco eclipses de Luna.

La Tierra y la Luna: su formación

El análisis radiactivo de las rocas superficiales de la Tierra indica una edad de por lo menos 3.500 millones de años. La corteza terrestre se solidificó lentamente, debido a la gran cantidad de potasio radiactivo que generaba calor en el interior. El Sol, cuya edad se estima en 5.000 millones de años, había nacido ya, aun cuando era invisible por estar oculto en el interior de la primitiva nebulosa de materia estelar, particularmente densa sobre el plano de la eclíptica. En efecto, la nube bloqueaba todas las radiaciones solares a escasa distancia del Sol. A causa de la temperatura excesivamente baja (quizá -260 °C), los gases de agua, el amoníaco, el nitrógeno, el dióxido de carbono, el monóxido de carbono y el metano formaron, junto con el polvo, la nieve y el hielo, unos cuerpos que serían los planetas. Debió de ser una tempestad permanente, en cuyo seno se formaron masas cada vez más grandes, que se rompían y agregaban de nuevo.

La Tierra pudo nacer así, o sea, por acumulaciones sucesivas y, a medida que aumentaba de masa, atraía a otros cuerpos menores. El calor generado, además de disolver los hielos y producir vapor, eliminó las sustancias más ligeras y volátiles, dejando sólo las más pétreas y metálicas.

En realidad, sobre el origen de la Luna hay muchas dudas. Según H. C. Urey, se formó también en frío, por acumulación de pequeños cuerpos. Fred Whipple sostiene que esto quizá sucedió cuando la Tierra empezó a perder el anillo que la rodeaba (similar al que todavía hoy circunda a Saturno). El núcleo de la Luna comenzó a calentarse poco a poco a causa de la presencia de elementos radiactivos; sin embargo, es probable que no se calentase lo suficiente como para producir un núcleo de hierro, como ocurrió en el caso de la Tierra.

Pequeños cuerpos siguieron cayendo sobre la Luna durante centenares de miles de años, y provocaron cráteres. Mientras, el calor interior aumentaba y fundía las capas más próximas a la superficie. En este período crítico, las grandes depresiones lunares que ahora se denominan mares, los valles y las grietas se inundaron de lava. Ese período fue breve, así como fueron también rápidos la expansión y el enfriamiento sucesivos, que produjeron tensiones, hundimientos, relieves y formaciones de diverso tipo. La acción de los volcanes es evidente en diversas regiones de la Luna, pero muchos cráteres, y especialmente los mayores, fueron producidos por impactos de meteoritos, como sucedió también en la Tierra; sin embargo, en el caso de esta última las fuerzas geológicas han rellenado, erosionado y destruido los cráteres, excepto algunos de los más recientes. Los picos centrales de muchos cráteres lunares, más bajos que los bordes de los cráteres mismos, se formaron en el período durante el cual la Luna estaba parcialmente fundida; el meteoro que originó el cráter rompió el centro de la superficie, de la cual brotó la lava que creó estas montañas. También los mares fueron producidos, siempre en el mismo período, por el impacto de grandes meteoros que, al romper la costra, provocaron intensas expulsiones e inundaciones de lava.

Asteroides, cometas y meteoritos

Los asteroides son cuerpos celestes de dimensiones reducidas que se mueven en órbitas de tipo planetario. Los cometas son pequeños cuerpos celestes esferoidales constituidos por polvo cósmico y partículas de hielo y gases. Los meteoritos son vestigios del material con el que se constituyó el sistema solar.

Asteroides

El primer asteroide fue descubierto por el astrónomo italiano G. Piazzi en enero de 1801: se trataba de Ceres, desde 2006 considerado un planeta enano. Hoy se conocen varios miles de asteroides, pero con seguridad existen centenares de miles. En general, describen órbitas ligeramente alargadas y están situados en una zona entre Marte y Júpiter, si bien algunos penetran dentro de la órbita de Marte y otros llegan hasta las órbitas de Venus y de Mercurio.

Giuseppe Piazzi

Astrónomo italiano (1746-1826). Descubrió los cuerpos que pueblan el llamado cinturón de asteroides (nombre propuesto por Herschel). En la primera observación (1801) descubrió el asteroide Ceres (llamado planeta enano a partir de 2006), que orbita alrededor del Sol.

Los asteroides se ubican únicamente en el cinturón de asteroides.

A causa de sus pequeñas dimensiones, las fuerzas de gravitación internas son demasiado débiles para proporcionarles forma esférica; por consiguiente es probable que la mayoría de los asteroides tenga estructuras irregulares.

Los asteroides no están distribuidos de manera uniforme en orden de distancia al Sol. Ocupan una zona en la cual se encuentran espacios vacíos, que han sido atribuidos a las perturbaciones provocadas por Júpiter. Los planetoides Troyanos son una familia particular de asteroides. Se trata de 12 planetoides cuyos períodos de revolución son más o menos iguales a los de Júpiter (unos 12 años). Esta configuración permanece inmutable, es decir, los planetoides se mueven siempre equidistantes del Sol o de Júpiter, y aunque se desvían ligeramente, retornan a la posición de equilibrio. Siete de los planetoides Troyanos están próximos al vértice del triángulo equilátero que precede a Júpiter, y cinco están en el vértice que sigue Júpiter en su órbita.

¿Sabías qué...?
Palas es el asteroide con mayor tamaño del cinturón de asteroides. Fue encontrado por H. W. Olbers en marzo de 1802.
Cinturón de asteroides

La sonda Dawn, lanzada en septiembre de 2007, es la encargada de recoger datos sobre la naturaleza física y dinámica del cinturón de asteroides.

Los asteroides próximos

Se conocen varios asteroides que penetran en la órbita de Marte y pasan cerca de la órbita terrestre. Eros circula a unos 22 400 millones de kilómetros de ésta. Otros asteroides han pasado también muy cerca de la Tierra: en 1932, Amor pasó a unos 16 000 millones de kilómetros y Apolo a 10 500 millones de kilómetros. En 1936 Adonis lo hizo a unos 2 000 millones de kilómetros de las órbitas de Venus, la Tierra y Marte, y un año después, Hermes llegó aún más cerca: a casi 776 000 km, o sea dos veces la distancia a la Luna. Algunos cálculos muestran que Hermes se podría acercar directamente hasta 355 000 km. En las últimas décadas se han enviado sondas espaciales para la exploración de asteroides.

Posibilidades de colisión

Para los asteroides del grupo Apolo parece que la posibilidad de choque con la Tierra debe excluirse por un período de unos 200 millones de años, pero sería posible que cualquier asteroide menor cayera sobre la Tierra en los próximos dos millones de años. En el pasado las colisiones eran frecuentes, pero con el tiempo el número de los asteroides ha disminuido, especialmente entre Mercurio y la Tierra. Existe mucha mayor abundancia de ellos entre Marte y Júpiter; puesto que es donde se encuentra el cinturón de asteroides, y por ello, Marte está continuamente bombardeado por estos cuerpos celestes.

Cometas

Aunque sigan las leyes de la gravitación, las órbitas de los cometas cruzan las de los planetas en todas direcciones. Existen cometas periódicos que vuelven con frecuencia al perihelio; otros con órbitas tan alargadas que pasan una vez cada millón de años alrededor del Sol, y otros que orbitan también en los confines del sistema solar, a la velocidad de unos centímetros por segundo, y que no se alejan de esas regiones. Estos últimos tardan de 10 a 50 millones de años en realizar una órbita alrededor del Sol. Los cometas están constituidos por una mezcla de hielo, polvo, rocas y gas en estado sólido, condensados en un núcleo, encerrado a su vez en un envoltorio de polvo meteórico. Tales núcleos, que tienen masas tan pequeñas que se necesitarían millares para igualar la masa terrestre, se describen como “bolas de nieve sucia” y han sido estudiados desde la proximidad, sobre todo en el caso del cometa Halley, por diversas series de sondas, entre las cuales destaca la Giotto, de la Agencia Europea del Espacio (ESA). Esta sonda se aproximó en marzo de 1986 a menos de 1 000 km del núcleo del cometa, obteniendo datos valiosísimos acerca de la composición de estos cuerpos. Los datos que recogió la sonda NEAR (de la NASA), en 2000, del asteroide Eros serán muy valiosos para comprender la composición originaria del sistema solar.

Los cometas están formados por polvo, hielo y roca.

¿Sabías que el cometa Halley pasa regularmente cerca de la Tierra?

Este cometa describe una órbita alrededor del Sol, lo que permite predecir el momento en que pasará cerca de la Tierra, hecho que ocurre aproximadamente cada 76 años desde, al menos, el 240 a.C. Desde entonces ha pasado más de treinta veces por la órbita terrestre.

Cometa Halley

Al aproximarse al Sol, los cometas periódicos sufren ciertas modificaciones. En primer lugar, la radiación solar comienza a vaporizar los hielos. Estos materiales que se liberan son impelidos por la presión del viento solar, dando lugar a la característica cabellera de gas y polvo que siempre apunta en dirección contraria a la del Sol.

Los cometas con períodos más breves son los que se extinguen antes. Duran algunos millares de años y, en su lugar, aparecen nuevos cometas provenientes de los confines del sistema solar, de donde son arrancados por las perturbaciones cósmicas. Llegados a las proximidades de los planetas mayores, el campo de gravitación de éstos modifica sus órbitas, haciéndolas menos alargadas, y los transforma en cometas periódicos. Pero a veces puede suceder también lo contrario. Si el cometa encuentra al planeta tangencialmente, es lanzado como una honda fuera del sistema solar, en una órbita hiperbólica.

Una flotilla al encuentro de Halley

El estudio directo de los cometas, que habría parecido una misión imposible a los científicos de las primeras décadas del siglo xx, fue sin embargo la misión que la Agencia Espacial Europea se planteó como bautismo de fuego en el campo de la exploración del espacio. Para ello se propuso el desarrollo y construcción de una sonda interplanetaria, a la que se bautizó con el nombre de Giotto en recuerdo del pintor italiano Giotto di Bondone (1267-1337) -que representó el cometa en su famoso cuadro La adoración de los Magos-, que permitiese a la Agencia Espacial Europea colaborar activamente en el esfuerzo internacional de observación del cometa Halley durante su paso por las proximidades de la Tierra en 1986. Apoyada por una flotilla compuesta por los ingenios rusos Vega I y II y las naves japonesas Suisei y Sakigake, la sonda Giotto logró llevar a cabo la máxima aproximación al núcleo del cometa y realizar hasta un total de once experimentos cruciales que permitieron estudiar en detalle la estructura y composición de estos cuerpos procedentes de los confines remotos del sistema solar.

La sonda Giotto quedó “aparcada” en órbita hasta 1992, cuando llevó a cabo el estudio del cometa Grigg-Skjellerup.

Meteoritos

Como ya se ha dicho, los cometas están formados por polvo. A este propósito se puede decir que el polvo y los meteoritos son uno de los principales constituyentes del universo. Los planetas y las estrellas nacen alrededor de un núcleo de polvo. Los meteoritos que se observan en la actualidad son restos del material con que fue construido nuestro sistema solar. A los meteoritos que entran en la atmósfera terrestre se les denomina estrellas fugaces. A veces llegan como si se tratara de una lluvia; en este caso se pueden contar hasta cien en una hora, aunque se han registrado récords de millares de meteoros por hora durante las famosas lluvias de las Leónidas, Jacobínidas, etc. Sin embargo, la mayoría de ellos están aislados, y se llaman esporádicos. Su origen es muy diverso: o son partículas residuales de la nebulosa originaria, que poco a poco caen sobre el Sol al ser frenadas en sus órbitas por la presión de la radiación solar, o provienen de los espacios interestelares.

Cuando un meteoroide alcanza la superficie del planeta sin desintegrarse, se denomina meteorito.

Mientras que los pequeños meteoritos que penetran en la atmósfera terrestre se disgregan, hay meteoritos mucho mayores que alcanzan el suelo. Éstos pueden tener dimensiones considerables y pesar muchas más. Mientras que los meteoros pequeños son semejantes a copos de nieve y están constituidos por un material como el de los planetas, los meteoritos más grandes son petreoferrosos y están formados a elevadas presiones (a unas 50 000 atmósferas). De ello se deduce que sólo pueden formarse en el interior de los planetas.

De todos modos, es conveniente advertir que los meteoritos, aparte de haber experimentado la alteración normal durante su recorrido por el universo, han sufrido la importante acción de la atmósfera al producirse su penetración en la Tierra. Por ello, al estudiar este tipo de materiales, es necesario tratar de distinguir entre su propia naturaleza y los efectos sufridos, subsiguientes a su formación.

Dinámica

Existe una rama de la física que se encarga de estudiar y analizar el movimiento en relación con las causas que lo originan, la dinámica. Los conocimientos en este campo han permitido realizar diversos descubrimientos como la descripción del movimiento de los planetas.

La dinámica se enfoca en estudiar y describir la evolución a través del tiempo de un sistema físico (un conjunto de objetos ordenados que obedecen ciertas leyes y que en cuyas partes se evidencia una conexión de tipo causal). Para estudiar las alteraciones que se producen en este tipo de sistemas, la dinámica emplea ecuaciones de movimiento.

Las leyes de Newton

El primer estudioso en formular leyes fundamentales en el campo de la dinámica fue Isaac Newton. Su aporte fue tan importante que hasta la fecha sus leyes representan las bases para la mayoría de problemas que involucran cuerpos en movimiento.

Isaac Newton fue un físico británico que nació el 4 de enero de 1643 en el condado de Lincolnshire en Inglaterra.

Primera ley: Ley de la inercia

Establece que un cuerpo permanecerá en estado de reposo o en movimiento rectilíneo uniforme a no ser que se vea sujeto a cambiar su condición por una o varias fuerzas externas.

Segunda ley: Principio fundamental de la dinámica

Plantea que el cambio de movimiento es directamente proporcional a la fuerza que actúa sobre un cuerpo y se produce en línea recta a lo largo de la fuerza que imprime. De este modo, la aceleración a la cual se encuentra sometido un cuerpo es proporcional a fuerza neta aplicada sobre éste.

Tercera ley: Principio de acción-reacción

Esta ley propone que con toda acción siempre se produce una reacción igual y en sentido opuesto, es decir, cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste último imprime sobre el primero una fuerza de igual magnitud pero de sentido contrario.

Las leyes de Newton revolucionaron los conceptos básicos de la física y ampliaron los conocimientos relacionados con los movimientos de los cuerpos en el universo.
Diferencia entre cinemática y dinámica

Tanto la cinemática como la dinámica son ramas de la mecánica clásica que se dedican al estudio del movimiento de los cuerpos, sin embargo; son muy diferentes. La cinemática se enfoca a estudiar los cuerpos en movimiento sin considerar las causas que originan el movimiento y se limita únicamente a la trayectoria que se describen respecto al tiempo. Por otra parte, la dinámica se concentra en las causas que originan el movimiento de los cuerpos y los cambios que se producen en el estado de movimiento de dichos cuerpos.

En resumen, la cinemática responde a la incógnita: ¿cómo se mueven los cuerpos?, mientras que la dinámica se enfoca en responder ¿por qué se mueven los cuerpos?

Problemas de dinámica

Los problemas de dinámica son diversos al igual que las aplicaciones de las leyes de Newton. En este artículo nos enfocaremos en problemas en los cuales se aplica la segunda ley de Newton. Dicha ley puede expresarse en términos de ecuación de la siguiente forma:

Dónde:

F: fuerza

m: masa

a: aceleración

La expresión anteriormente planteada es válida únicamente para cuerpos en los que su masa es constante.

En los casos en los que la masa no es constante como sucede con los cohetes que queman combustible a lo largo del trayecto, la ecuación F = m.a no es válida.
El Newton

La unidad de fuerza empleada en el sistema internacional de unidades es el Newton y se representa con el símbolo N. De esta manera 1 N se define como la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo que tenga una masa de 1 kg para desplazarlo a una aceleración de 1 m/s².

Lo anteriormente expuesto quiere decir que 1 N puede expresarse en unidades fundamentales como:

Es importante que al resolver problemas de este tipo las unidades sean equivalentes para que el sistema sea homogéneo, de lo contrario, se deberán transformar las unidades para que así lo sean.
  1. Calcular la masa de un cuerpo que al recibir una fuerza de 80 N adquiere una aceleración de 10 m/s².

Datos:

F = 80 N

a= 10 m/s².

Solución:

Debido a que en el problema piden determinar la masa, se despeja esta variable de la ecuación de fuerza:

Se sustituyen los datos en la ecuación despejada:

La masa del cuerpo es de 8 kilogramos.

  1. Se aplica una fuerza de 82 N a un cuerpo de 15.000 g. Calcular la aceleración que adquiere el cuerpo:

Datos:

F = 82 N

m = 15.000 g

Solución:

Lo primero es transformar la masa a kilogramo (recordemos que el kilogramo forma parte de las unidades que conforman a la unidad de fuerza Newton).

Para la transformación se sabe que 1 kg contiene 1.000 g:

Debido a que en el problema nos solicitan la aceleración despejamos dicha variable de la ecuación:

Se reemplazan los datos en la ecuación despejada:

De manera que la aceleración que adquiere el cuerpo es de 5,46 m/s².

  1. Calcular la fuerza que debe ser ejercida en un cuerpo de 14,2 kg para que adquiera una aceleración de 12 m/s².

Datos:

m = 14,2 kg

a = 12 m/s²

Solución:

Se sustituyen los valores en la ecuación de fuerza:

Para que un cuerpo de 14,2 kg de masa pueda adquirir una aceleración de 12 m/s² se debe aplicar una fuerza de 170,4 N.

Los cuerpos no pueden ejercer una fuerza sobre sí mismos, siempre hay otros agentes que los mueven.