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Liceo Alberto Blest Gana. Nicolás Aravena Muñoz. Física. V GUIA DE AUTOAPRENDIZAJE. ¿Cómo han evolucionado los modelos del universo? III Nombre: Fecha: Curso: 2º Medio “A- B” A continuación, tendrá en su poder una guía que sólo usted podrá resolver con la ayuda de textos, sitios web proporcionados en esta guía, correspondientes a actividades sobre la UNIDAD I de Física de segundo medio. Tendrá una semana para realizar toda la guía. Luego de terminada, la enviará al correo: [email protected] . Ante cualquier duda puede consultar al profesor vía mail o incluso los tutoriales de YouTube. Objetivo de Aprendizaje: Explicar cualitativamente por medio de las leyes de Kepler y la de gravitación universal de Newton: • El origen de las mareas. • La formación y dinámica de estructuras cósmicas naturales como el sistema solar y sus componentes, las estrellas y las galaxias. • El movimiento de estructuras artificiales como sondas, satélites y naves espaciales. Habilidad: Leer - Analizar – Describir – Comparar – Investigar. PUEDE ADJUNTAR FOTOS EN SU HOJA DE RESPUESTA.
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Liceo Alberto Blest Gana.Nicolás Aravena Muñoz.Física.
V GUIA DE AUTOAPRENDIZAJE.¿Cómo han evolucionado los modelos del universo? III
Nombre: Fecha: Curso: 2º Medio “A-B”
A continuación, tendrá en su poder una guía que sólo usted podrá resolver con la ayuda de textos, sitios
web proporcionados en esta guía, correspondientes a actividades sobre la UNIDAD I de Física de
segundo medio. Tendrá una semana para realizar toda la guía. Luego de terminada, la enviará al correo:
[email protected]. Ante cualquier duda puede consultar al profesor vía mail o incluso los
tutoriales de YouTube.
Objetivo de Aprendizaje:
Explicar cualitativamente por medio de las leyes de Kepler y la de gravitación universal de Newton:
• El origen de las mareas.
• La formación y dinámica de estructuras cósmicas naturales como el sistema solar y sus componentes,
las estrellas y las galaxias.
• El movimiento de estructuras artificiales como sondas, satélites y naves espaciales.
Habilidad:
Leer - Analizar – Describir – Comparar – Investigar.
PUEDE ADJUNTAR FOTOS EN SU HOJA DE RESPUESTA.
Para responder esta guía le recomiendo visitar este link https://www.youtube.com/watch?v=x6UITRjhijI
LA CAPACIDAD DESCRIPTIVA Y PREDICTIVA DE LOS
MODELOS.
Actividad 1: observe la siguiente situación. Luego, responda las preguntas propuestas.
• ¿Qué modelos cosmológicos fueron desarrollados anteriormente a Kepler? Menciónelos en orden
cronológico.
• En el último cuadro del cómic, Kepler se plantea una pregunta. ¿Cuál piensa que será la respuesta?
Para mayor apoyo revise estos links:
https://www.youtube.com/watch?v=sC98hvIXTwg (8:29 min) y la continuación
https://www.youtube.com/watch?v=XkZdOOGHgW8 (5:28 min)
Las leyes de Kepler: Primera Ley.
¿Cuál es la forma de las órbitas de los planetas? Los astrónomos, desde Ptolomeo hasta Copérnico,
tenían una clara (pero equivocada) respuesta a esta pregunta: Un planeta se mueve en un círculo o por lo
menos en una órbita que puede ser explicada como superposición de movimientos circulares. Luego de
analizar los datos de Tycho Brahe, Kepler concluyó que las órbitas circunferenciales planteadas por
Copérnico no se ajustaban a la realidad. Él propuso que las órbitas planetarias eran elipses*. Este
descubrimiento derribó la creencia en donde la circularidad y perfección era atribuida al movimiento de
los astros. La primera ley de Kepler se enuncia de la siguiente manera:
Todos los planetas describen órbitas elípticas en torno al
Sol, el que se ubica en uno de sus focos.
ALFABETIZACIÓN CIENTÍFICA:
*Elipse: Una elipse es una figura
geométrica que se define como el lugar
geométrico de los puntos del plano, tales
que la suma de sus distancias a dos puntos
fijos, llamados focos (F1 y F2), es
constante.
Semieje mayor: es la medida correspondiente a la mitad del eje mayor.
Semieje menor: es la medida que corresponde a la mitad del eje menor.
Distancia centro-foco: en el esquema se designa con la letra c.
Excentricidad (e): indica cuan alargada es una elipse y se define como e = c/a.
Para mayor conocimiento vea este link: https://www.walter-fendt.de/html5/phes/keplerlaw1_es.htm (concejo: manipule los botones y observe)
Actividad 2: Analiza e interpreta lo realizado
Objetivo: analizar posibles formas geométricas de orbitas planetarias, a partir de la “construcción” de
una elipse de manera manual.
Consiga un lápiz, dos chinches (o aguja u otro objeto que pueda anclar sobre una hoja), un trozo de
cartulina blanca u hoja de cuaderno e hilo o pita. Sitúenla sobre la mesa y clave los chinches tal como
se muestra en las imágenes de apoyo de arriba.
Empleando el hilo como guía, dibuje alrededor de los chinches una curva.
¿Qué figura resultó?
Si la curva que dibujó describe una órbita planetaria, ¿en qué parte de esta situaría al Sol y dónde a
un planeta? Investigue y escriba un resumen.
Como Actividad complementaria, realice una investigación bibliográfica en libros y en páginas web,
y averigüe sobre las características de las orbitas de: Un cometa; La Luna en torno de la Tierra; La
Tierra en torno al Sol
La segunda ley de Kepler
Kepler observó que la rapidez del movimiento de cada planeta variaba en el transcurso de la órbita.
Es así como los planetas se mueven más lentamente a medida que están más lejos del Sol, y más rápido
cuando se encuentran más cerca de él. La segunda ley señala que:
El radio vector que une al Sol con un planeta barre áreas
iguales en tiempos iguales.
La manera en que Kepler encontró estas leyes fue a partir del análisis de miles de datos astronómicos,
recolectados durante muchos años en el observatorio de Brahe.
Para comprender de mejor manera la segunda ley, analicemos el siguiente esquema:
Ten presente que: El radio de una elipse es variable, a diferencia del radio de un circulo que tiene un
valor fijo. A medida que un planeta se desplaza por la elipse cambia su radio vector, siendo mínimo
cuando está más cerca de los focos, en ese momento su velocidad es mayor.
ALFABETIACIÓN CIENTÍFICA
Una ley científica es una relación entre variables que describen un cierto fenómeno en particular.
Tienen una formulación matemática y suelen tener constantes de proporcionalidad, que ayudan a
establecer las equivalencias entre las variables involucradas en el fenómeno.
La tercera ley de Kepler
Analizando en profundidad los datos dejados por Tycho Brahe, Kepler pudo proponer de forma
empírica (experimental, real, práctica) su tercera ley.
El cuadrado del período de revolución de un planeta en torno al Sol
es directamente proporcional al cubo del semieje mayor (o radio
medio).
Donde:
T período del planeta alrededor de la estrella
K Constante de Proporcionalidad que depende de la masa del Sol.
a semieje mayor
Esta fórmula se interpreta de la siguiente forma:
el período (T) al cuadrado (o sea T2) de un planeta que gira alrededor de una
estrella, es igual al producto (multiplicación) entre la constante de
proporcionalidad (K) y el cubo del semieje mayor del planeta con
respecto a la estrella (a3), o sea Ka3
Actividad 3: analice la tabla y luego responda
¿Cómo, empleando la tercera ley de Kepler, determinaría
el valor de la constante K del sistema solar? Consulte al
profesor de matemática por las dudas
Describa el método que emplearían. Luego, calcule su
valor.
¿Cuáles son las unidades de la constante K, en el Sistema
Internacional?
Expresar la constante K en UA (Unidades Astronómicas) y
en años.
En resumen: https://www.youtube.com/watch?v=lln0C2--xHk;
https://www.fisicalab.com/apartado/leyes-kepler
