COLEGIO PREPARATORIO DE ORIZABA
GEOGRAFÍA
“Modelo de
movimientos de rotación y traslación de la Tierra, estaciones del año.”
Práctica no. 2
EQUIPO 1 “A”:
§ Aburto
Carrasco Aimée Iraís
§ Aguilar
Sierra Alondra
§ Alvarado
Palestino Luis Fernando
§ Aponte
Uribe Eduardo Antonio
|
§ Arias
Macías Estefani Josselin
CATEDRÁTICA:
Orizaba, Ver. a
13 de septiembre del 2013
·
Material:
1 trompo
·
Objetivo:
Conocer y entender los diferentes
movimientos de la Tierra como lo son rotación y traslación, siendo este último
el origen de las estaciones del año, así como los movimientos de nutación y
precesión.
·
Técnica:
1) Teniendo en
cuenta que el trompo representa el giro que describe la Tierra con respecto a su eje de rotación, lanzar
el trompo.
Observar que:
a) Al tirar el
trompo el primer movimiento que se aprecia es el de precesión, al momento en que su forma va describiendo un doble
cono, cuyo vértice o punta se encuentra en el centro de la Tierra.
b) Cuando el
trompo comienza a perder fuerza, luego de girar por un corto periodo de tiempo,
se manifiesta el movimiento de nutación,
descrito como pequeños bucles que se forman al mismo tiempo que el trompo
(precesión) sigue girando cada vez más lento hasta finalmente detenerse.
·
Generalidades:
La Tierra.
La Tierra no es perfectamente esférica, debido al movimiento de rotación
está achatada ligeramente en los polos y ensanchada en el Ecuador.
La superficie terrestre no es lisa: tiene montañas, abismos y
altiplanicies. Esta forma característica de nuestro planeta ha dado lugar al
nombre apropiado de geoide.
- Consecuencias
de la forma de la Tierra
Entre las consecuencias principales, pueden señalarse las siguientes:
Desigual calentamiento
Como la Tierra es esférica, el Sol solamente ilumina uno de sus
hemisferios, el hemisferio que presenta al Sol es el movimiento de rotación.
El hemisferio iluminado recibe diferente intensidad de luz Solar, pues
esta va disminuyendo hasta marcar el límite de la parte iluminada con la parte
oscura. Este límite es la línea que recibe el nombre de círculo de iluminación.
Por la esfericidad de la Tierra, los rayos Solares, al caer sobre la
superficie terrestre inciden oblicuamente. Si la Tierra fuera plana, los rayos
Solares calentarían esta superficie en forma igual, es decir, el calentamiento
seria uniforme, porque los rayos del Sol caerían perpendicularmente sobre ella.
Solamente la zona del ecuador cae en forma perpendicular, pero conforme se
alejan del ecuador son cada vez más oblicuas.
Zonas
térmicas.
El desigual calentamiento origina
que la Tierra tenga zonas cálidas, templadas y frías, según la latitud. Estas
zonas también están determinadas por el efecto del movimiento de traslación,
debido a las diferentes posiciones que nuestro planeta tiene durante este
movimiento alrededor del Sol.
- Puntos,
líneas y círculos imaginarios.
Eje terrestre. Recta
imaginaria que atraviesa la Tierra por el centro.
Polos. Son los
puntos extremos en los que el eje toca la Tierra. El polo norte indica
aproximadamente el punto cardinal norte (N) y el polo sur, el punto cardinal
sur (S).
Radios terrestres. Son
aquella rectas que van desde la superficie de la Tierra hasta el centro de ésta.
Son prolongación de los verticales hasta el centro de nuestro planeta.
Círculos imaginarios. Los
principales son: El Ecuador, los
paralelos y los círculos que forman los meridianos con sus correspondientes antimeridianos.
El Ecuador.
Es un círculo perpendicular al eje de
rotación de la Tierra. La divide en dos hemisferios llamados norte boreal y sur
o austral.
Paralelos.
Son círculos menores, paralelos al ecuador y perpendiculares al eje terrestre.
Hay cuatro paralelos que por su importancia
tienen nombres propios: Trópico de Cáncer, Trópico de Capricornio, Círculo
Polar Ártico y Círculo Polar Antártico. Para nombrar a los demás se utilizan los
grados y minutos que los separan del ecuador.
Meridianos.
Son los semicírculos que pasan por los polos. Cada meridiano completa con su antimeridiano,
que es el meridiano opuesto, una circunferencia que mide 40009 km, esto es
menor a la del Ecuador.
Como todos los meridianos dividen a la
Tierra en dos partes iguales, se eligió un meridiano, el que pasa por el
observatorio de Greenwich, barrio de Londres y a su antimeridiano el de 180°,
para considerar a la Tierra dividida en un Hemisferio Oriental, o Este y un
Hemisferio Occidental u o Este.
Movimientos Terrestres.
Los principales movimientos que realiza la Tierra son cuatro: movimiento
de traslación, de rotación, de precesión y de nutación. Estos movimientos son
fundamentales para la vida en la Tierra.
- Rotación.
a)
Características.
Se
efectúa de oeste a este. Este movimiento que realiza la Tierra girando 360°
sobre su propio eje, tiene una duración de 23 horas y 56 minutos, periodo que
es llamado día sideral y corresponde al tiempo que tarda
en pasar dos veces consecutivas un meridiano de la Tierra frente a una
estrella.
Se llama día Solar al tiempo que tarda la Tierra en
transitar entre dos pasos consecutivos del Sol frente a un meridiano y dura casi
24 horas. Esto se debe a que el cambio de posición que sufre la Tierra al trasladarse
en el espacio casi no es sensible en relación con la estrella, por la enorme
distancia que nos separa de ella, pero sí lo es en relación con el Sol, por estar más próximo. El día Solar empieza a
contarse al medio día de una fecha determinada y termina al siguiente mediodía.
Sin embargo, debido a las actividades humanas, el día no se rige por el
día Solar ni el sideral si no por el día
civil que dura 24 horas exactas.
Como consecuencia de la forma curva de la Tierra, la velocidad a la que gira es
distinta: mientras que en el ecuador la velocidad es de 1670km/h, en los polos
es de 0km/h.
b)
Pruebas y consecuencias.
Día
y noche.
Si la Tierra no rotara habría día y noche, pero sería siempre día en un
hemisferio y noche en el otro igual que la Luna. Debido al movimiento de
rotación, las regiones que quedan frente al Sol, por tanto, están iluminadas,
al girar la Tierra pasan a la zona a la que no llegan los rayos del Sol y en
consecuencia es de noche. Unas horas más tarde, vuelven a recibir los rayos
Solares y se inicia para ellas un nuevo día. Esto es, el día y la noche son
sucesivos.
Desviación
de los vientos y corrientes marinas.
Se
debe al Efecto Coriolis o también
llamada fuerza deflexiva de la Tierra. Es la desviación de las corrientes
marinas y el viento ocasionada por la rotación de la Tierra, en el hemisferio
norte desde su punto de partida hacia la derecha y hacia la izquierda en el
hemisferio sur.
Desviación
de los cuerpos al caer.
Los cuerpos al caer sufren una aparente desviación al este por el
movimiento de rotación.
Husos
horarios.
También
se originan a partir de la rotación de la Tierra. Debido a la distinta
iluminación entre los diversos lugares del planeta, no todos los puntos del
globo terrestre poseen la misma hora, por lo cual se hizo necesario crear un
sistema para establecer la hora que correspondería a cada lugar. Los husos
horarios son cada uno de los 24 sectores esféricos en que se divide la
superficie de la Tierra, cuyos grados son el resultado de los 360° de la esfera
terrestre divididos entre las 24 horas (15°). Para
conocer la hora en algún lugar del mundo se toma como referencia el meridiano de
Greenwich, añadiendo y restando las horas correspondientes.
- Traslación.
a)
Características.
Es el que realiza la Tierra alrededor del Sol. Sus características
principales son las siguientes:
Orbita
o trayectoria de la Tierra.
Tiene forma elíptica. Es decir que el Sol no está en el centro de la
elipse sino en uno de sus focos; en consecuencia la Tierra no se encuentra
siempre a la misma distancia del astro. El momento en el que se pasa más cerca
del Sol (del 1 al 3 de enero) se llama perihelio,
mientras que cuando está más alejado (del 1 al 4 de julio) se llama afelio.
Velocidad.
La velocidad de la Tierra al recorrer su
órbita no siempre es igual; aumenta cuando se aproxima al Sol y disminuye
cuando se aleja de él. Su velocidad media es de 107,000 km/h.
Duración.
La Tierra emplea aproximadamente un año
en dar una vuelta alrededor del Sol. Se consideran cuatro años diferentes: año
trópico o Solar (365 días), año sideral (365 días, 6 horas, 9 minutos y 10
segundos), año bisiesto (366 días) y año civil (365 días).
b)
Pruebas y consecuencias.
Una de las consecuencias del movimiento de traslación, en forma conjunta
con la inclinación del eje de la Tierra, es la generación de las cuatro
estaciones del año: primavera, verano, otoño e invierno. El inicio y fin de las
estaciones están marcados por los Solsticios y Equinoccios.
- Solsticio: “Sol que se
detiene”. Aparecen dos, uno de verano y
otro de invierno. Corresponde a dos fechas en las que la duración del día y de
la noche es desigual; durante esta época, los rayos del Sol caen verticalmente
sobre uno de los trópicos. Si caen en el Trópico de Cáncer, ocurre el Solsticio
de verano para el hemisferio norte y el de invierno para el sur, y si caen en
el Trópico de Capricornio se inicia el Solsticio de invierno para el hemisferio
norte y de verano para el hemisferio sur.
-
Equinoccio:
“Días y noches iguales”. Hay dos, uno de
primavera y uno de otoño. Ocurre en las dos únicas fechas en que los días y las
noches duran 12 horas en el Ecuador y los rayos del Sol caen perpendiculares al
Ecuador, marcando el inicio de la primavera en el hemisferio norte y del otoño
en el hemisferio sur.
- Precesión.
La Tierra es un elipsoide de forma irregular, aplastado por los polos y
deformado por la atracción gravitacional del Sol, la Luna y, en menor medida,
de los planetas. Esto provoca una especie de lentísimo balanceo en la Tierra
durante su movimiento de traslación llamado "precesión de los
equinoccios", que se efectúa en sentido inverso al de rotación.
Bajo la influencia de dichas atracciones, el eje va describiendo un
doble cono de 47º de abertura, cuyo vértice está en el centro de la Tierra.
Debido a la precesión de los equinoccios, la posición del polo celeste va
cambiando a través de los siglos. Los
demás planetas también tienen este comportamiento.
- Nutación
Es un pequeño vaivén del eje de la
Tierra. Como la Tierra no es esférica, la atracción de la Luna sobre el
abultamiento ecuatorial de la Tierra provoca el fenómeno de nutación.
Para hacernos una idea de este movimiento, imaginemos que, mientras el
eje de rotación describe el movimiento cónico de precesión, recorre a su vez
una pequeña elipse o bucle en un periodo de 18,6 años. En una vuelta completa de precesión (25.767
años) la Tierra realiza más de 1.300 bucles de nutación.
El movimiento de nutación de la Tierra fue descubierto por el astrónomo
británico James Bradley.
·
Problematización:
¿Cómo es posible comprender el
movimiento de precesión y a su vez relacionarlo con el movimiento de nutación?
·
Hipótesis:
La opción más sencilla para poder identificar y, sobre todo, comprender los
movimientos de precesión y nutación, es emplear la representación con material a
nuestro alcance como lo es un trompo.
·
Observaciones:
El trompo es preparado para ser lanzado.
El trompo empieza a girar
presentando el movimiento de precesión.
Poco a poco el movimiento comienza a
perder fuerza apreciándose las pequeñas
ondas que originan la nutación.
·
Resultados:
Movimiento de precesión.
Gracias al uso del trompo fue más fácil comprender el movimiento de
precesión. Al hacerlo girar se comprendió que la trayectoria que describe la
parte superior es la representación de dicho movimiento retrogrado; siendo éste
un giro con vértice en el centro de la Tierra y que continúa a través de él. Con
una ligera inclinación, tal y como se aprecia en el giro del trompo, describe
el doble un cono con una abertura de 47° que en tiempo real dura aproximadamente
25,767 años.
Movimiento de nutación.
Una vez identificado el movimiento de precesión, en ese mismo momento es
posible atender el de nutación, puesto que ambos fenómenos se encuentran
ligados.
La Tierra mantiene una velocidad constante en el movimiento de
precesión, dicha velocidad es frenada por la fuerza de atracción que ejerce la
Luna sobre ella. El movimiento de nutación son pequeñas ondas u oscilaciones
sobrepuestas a la precesión. Ambos movimientos son perfectamente visibles al
momento en el que el trompo, después de girar durante un tiempo, comienza a
perder fuerza y en sus últimos giros va describiendo los mencionados bucles
hasta que logra detenerse.
En tiempo real un solo bucle dura aproximadamente 18.6 años, mientras
que el movimiento de precesión consta de aproximadamente 1300 bucles de
nutación.
·
Cuestionario:
1)
¿Cómo se llama el punto más cercano y el más lejano de la órbita de un planeta
con respecto al Sol y aproximadamente en qué fecha ocurren?
El momento en el que se pasa más cerca del Sol (del 1 al 3 de enero) se
llama perihelio, mientras que cuando
está más alejado (del 1 al 4 de julio) se llama afelio.
2)
¿Cómo afectó el terremoto de Chile a la Tierra?
El terremoto de magnitud 8,8 pudo haber
acortado 1,26 microsegundos la longitud de cada día en la Tierra. Igualmente,
pudo haber inclinado el eje terrestre en 2,7 milisegundos de arco (8cm).
3)
¿En qué sentido se da el movimiento de rotación?
Se realiza de Oeste a Este, por lo que el Sol aparenta salir por el
Oriente y ponerse por Occidente. Lo anterior, debido a la posición de los
campos magnéticos.
4)
¿Cuál es la velocidad de rotación en los Polos y en el Ecuador?
En los Polos la velocidad es 0, pues son el eje de rotación terrestre;
mientras que en el Ecuador es de 1,670 km/h.
5)
Explica el efecto Coriolis.
Recibe su nombre en honor al científico francés Gaspard-Gustave Coriolis
quien lo describió en 1836. Es la fuerza producida por la rotación de la Tierra
en el espacio, que tiende a desviar la trayectoria de los objetos que se
desplazan sobre la superficie terrestre; a la derecha en el hemisferio norte y
a la izquierda en el sur. Este efecto es una componente suplementaria a la
fuerza centrífuga experimentada por un cuerpo en movimiento relativo a una
referencial en rotación.
6)
Anota el nombre que recibe cada año de acuerdo a los datos dados.
365 días, 5 horas, 48 minutos = Solar
365 días, 6 horas, 9 minutos = Sideral
365 días = Civil
366 días = Bisiesto
7) ¿En qué parte
caen los rayos solares para que se produzca el equinoccio de Invierno?
Caen sobre el Trópico de Capricornio.
8) Si en México
es primavera, ¿en Australia qué estación es?
Es otoño, debido al equinoccio que produce la primavera en el hemisferio
norte y el otoño en el sur.
·
Conclusión:
Los cuatro movimientos que describe la Tierra, tanto alrededor del Sol
como de sí misma, son sumamente importantes para la humanidad; la sucesión del
día y la noche así como las estaciones del año, son algunas de las
consecuencias de las que somos beneficiarios y que, además, moldean nuestra
forma de vida. Sin embargo, la precesión y nutación son dos movimientos en los
que era necesario poner más énfasis, dada la falta de comprensión que
presentábamos ante éstos, la cual se vio disipada gracias a la representación realizada
con un instrumento de fácil alcance: el trompo.
·
Bibliografía:
-
ecured.cu/index.php/Efecto_Coriolis
- astromia.com/tierraluna/precesionutacion.htm
-
recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1ESO/Astro/contenido12.htm
