Want to create interactive content? It’s easy in Genially!

Get started free

FUERZAS EN EL UNIVERSO

Cayetana

Created on December 15, 2023

Start designing with a free template

Discover more than 1500 professional designs like these:

Smart Presentation

Practical Presentation

Essential Presentation

Akihabara Presentation

Pastel Color Presentation

Visual Presentation

Relaxing Presentation

Transcript

Evolución histórica del estudio del universo

Fuerzas

en el universo

Cayetana Palacios y Luna Rodríguez

Evolución histórica del estudio del universo

1.

Índice

Modelos geocéntricos: Aristóteles y Ptolomeo

1.1

Modelos heliocéntricos: Copérnico, Tycho Brahe, Galileo, Kepler y Newton

1.2

Modelos actuales: teoría del Big Bang

1.3

2.

Ley de Gravitación Universal de Newton

2.1

Enunciado y expresión matemática

2.2

Justificación del motivo por el que las fuerzas de atracción gravitatoria sólo se manifiestan en objetos muy masivos

2.3

Obtener la expresión de la aceleración de la gravedad a partir de relaciones

Aplicaciones de la ley de la gravitación universal

3.

3.1

Caída libre y aceleración de la gravedad

Fuerza peso

3.2

Movimientos orbitales

3.3

Las mareas

3.4

4.

Satélites artificiales

4.1

Aplicaciones prácticas

Basura espacial y riesgos que genera

4.2

El universo de Aristóteles

Aristóteles concibió su sistema cosmológico como un modelo geocéntrico, en el que una Tierra esférica e inmóvil era el centro del universo. A su alrededor, un conjunto de esferas cristalinas, concéntricas y giratorias, albergarían a los cuerpos celestes.

Para él, estas esferas cristalinas eran reales, se encontraban en contacto, encajadas de tal froma que el movimiento de una esfera superior era la causa por la que se movía la inferior.

El universo de Ptolomeo

Claudio Ptolomeo elaboró un complejo modelo geocéntrico que predecía con cierta exactitud los raros vaivenes que se observaban en los movimientos planetarios. Ptolomeo explica en su obra El Almagesto el movimiento retrógrado.

Para explicarlo, postuló que los planetas describían pequeñas órbitas circulares, los epicilios. El centro del epicilio se movía, a su vez, sobre una gran órbita circular alrededor de la Tierra llamada deferente.

La composición de los dos movimientos circulares daba lugar al movimiento de avance y retroceso que sufrían los planetas. El resultado es un trayectoria llamada epicicloide.

El universo de Galileo

El universo de Copérnico

Modelos heliocéntricos

El universo de Kepter

El universo de Brahe

El universo de Newton

MODELOS ACTUALES: Teoría del Big Bang

La Teoría del Big Bang o Teoría de la Gran Explosión es el modelo cosmológico de mayor aceptación en la actualidad científica, o sea, la explicación más aceptada del origen del Universo en la actualidad.

Inicio de todas las cosas: un estado originario de altísima densidad y temperatura, concentrado en un punto mínimo. Sus enormes fuerzas interiores provocaron una gigantesca explosión que dio origen al universo, al tiempo y al espacio (o espacio-tiempo, como propone la física contemporánea).

Ley de la gravitación universal de Newton

EXPRESIÓN MATEMÁTICA

Enunciado

La fuerza gravitatoria con la que se atraen dos cuerpos cualesquiera del universo es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa sus centros.

+ info

JUSTIFICA JUSTIFICA EL MOTIVO POR EL QUE LAS FUERZAS DE ATRACCIÓN GRAVITATORIA SÓLO SE PONEN DE MANIFIESTO PARA OBJETOS MUY MASIVOS 10-11

ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD Y LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSLAL

Aplicaciones de la ley de gravitación universal.

CAÍDA LIBRE Y ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD

Los cuerpos sufren un proceso de caída libre cuando son dejados en libertad a determinada altura sobre la superficie terrestre. En ese movimiento, los cuerpos parten del reposo y se van acelerando en su caída.

+ info

La fuerza peso

La masa es una magnitud escalar relacionada con la resistencia que presenta un cuerpo para cambiar su estado de movimiento, para acelerarlo, frenarlo o curvar su trayectoria. Por el contrario, el peso es una fuerza debida a la interacción gravitatoria y, por tanto, una magnitud vectorial. Depende de la aceleración de la gravedad , cuanta menos gravedad experimentamos, menos será nuestro peso.

El peso de un cuerpo es la fuerza de atracción gravitatoria que ejerce un astro sobre dicho cuerpo

Text button

Movimientos orbitales

Isaac Newton entendió que el movimiento orbital de la Luna era el causante de que ésta no cayera. La Luna quiere escaparse en cada punto de su órbita, pero la Tierra no la deja, al tirar de ella hacia su centro: el resultado final es un movimiento curvilíneo en torno a la Tierra.

La fuerza gravitatoria que ejerce la Tierra sobre la Luna es la responsable de los movimientos orbitales, al igual que lo es de la caída libre de los objetos.

LAS MAREAS

Las mareas consisten en los movimientos de subida y bajada del nivel del mar que se repiten dos veces al día. La subida del nivel del mar se denomina marea alta (pleamar) y transcurridas 6h y 13 min de media, comienza la bajada del nivel del mar o marea baja (bajamar)

+ info

LAS MAREAS

Satélites artificiales

Aplicaciones prácticas

TELECOMUNICACIONES POSICIONAMIENTO GLOBAL ASTRONOMÍA Y CARTOGRAFÍA METEOROLOGÍA

Next

Next

Next

Next

La basura espacial

Está formada por todos los objetos sin utilidad generados por el ser humano que orbitan en la Tierra.

Se ha convertido en un grave peligro. En la década de 1970, Kessler alertó del problema: si la basura seguía creciendo a este ritmo, la multitud de colisiones aumentaría el número de fragmentos que orbitan alrededor de la Tierra, desembocaría en un aumento exponencial , llamado cascada de ablación o síndrome de Kessler

CONCLUSIÓN

Hasta aquí nuestra presentación, esperemos que os haya gustado, ¡muchas gracias por vuestra atención!

BIBLIOGRAFÍA

Libro de texto de 4ESO de física y química (J.M Vílchez, A.Mª Morales, G.Villalobos, P. Tonda, L. Garrido), https://concepto.de/teoria-del-big-bang/ , Wikipedia , https://www.gps.gov y https://www.ign.es

COMPONENTES DEL GRUPO

Cayetana Palacios Fernández y Luna Rodríguez Gómez

Esto es debido a que el valor de la fuerza obtenida es del orden de 10-11 , si se trabaja en unidades del SI. Se trata de un valor tan pequeño que hace inapreciable, para cuerpos poco masivos, los efectos de la fuerza gravitatoria.

La Luna ejerce una fuerza sobre los mares y los océanos, de manera que las aguas que están más cerca de la Luna (A) se ven atraídas con mayor fuerza que las que se encuentran en sus antípodas (B), sufriendo estas menor atracción. El resultado es una deformación elipsoidal cuyos vértices, A y B, se encuentran, aproximadamente, en la dirección de la Luna. En estos vértices se produce la pleamar, mientras que en las posiciones C y D encontraremos las bajamares

Revolucionó la astronomía con un modelo heliocéntrico donde el cielo no se movía, nos movíamos nosotros.En este modelo, el Sol se encontraba en el centro de las órbitas y la Tierra y el resto de los planetas giraban a su alrededor en trayectorias circulares de diferente radio .La Luna giraba entorno a la Tierra y esta da una vuelta al día. Sus observaciones lo llevaron a afirmar que los planetas más alejados se trasladaban más lentamente alrededor del Sol y los más cercanos, más rápidamente.

La expresión de la aceleración de la gravedad es la siguiente: F = m×g; teniendo en cuenta que la G, en el planeta Tierra es de 9,8 m/s2. Pero, ¿de qué ecuación es resultado la ecuación mostrada anteriormente? Bien, en la ley de la gravitación universal de Newton, si sustituimos las letras por los datos de la Tierra que ya conocemos, como podemos comprobar en a imagen de la derecha. Podemos observar, que tras sustituir los datos, nos lleva a la expresión de la aceleración de la gravedad, es decir, a F = m×g, donde m es la masa del cuerpo y g, 9,8m/s2.

Y hablemos ahora sobre la fuerza peso. La expresión de la fuerza peso, es la misma que la de la aceleración de la gravedad, ya que el peso de un cuerpo es la fuerza de atracción gravitatoria que ejerce un astro sobre dicho cuerpo. Una relación que podemos tener en cuenta, es la de la fuerza peso y la masa. Cuanta más masa tiene un cuerpo, mayor será su peso y viceversa.

En la última de las esferas, la llamada bóveda celeste, se encontrarían las estrellas fijas, con el mínimo movimiento posible.Fuera de ellas no existía nada, excepto la causa del primer movimiento, el primer motor. Por otra parte, la idea de que la Tierra se encontrara en el centro del universo explicaba que los objetos cayeran hacia abajo, pues buscaban su lugar natural situado en el centro del planeta.

Brahe continuó con la idea de que la Tierra se situaba en el centro del universo . y que el Sol y la Luna orbitaban alrededor de ella. Sin embargo, postuló que el resto de los planetas giraban en torno al Sol. Su modelo fue una fusión entre el geocéntrico y el heliocéntrico, pero no fue capaz de demostrarlo

Cálculo de la velocidad orbital

Los satélites naturales giran en torno a sus planetas a la velocidad necesaria para que no se salgan de la órbita ni precipiten sobre el planeta. Esta velocidad se denomina velocidad orbital. La segunda ley dice que la aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza que la origina; la masa del cuerpo es la constante de proporcionalidad:

Fórmula

Analicemos la expresión matemática de la ley de la gravedad con más detalle: pensemos en dos cuerpos. unos el planeta Tierra, y el otro, un objeto de masa m que esté sobre su superficie. La ley de la gravitación nos dice que aparecerán fuerzas de atracción entre ambos cuerpos y que esas fuerzas dependerán del valor de las masas y de la distancia r que separa sus centros.

F= m· 9,8

La aceleracón producida por la fuerza gravitatoria se llama aceleración de la gravedad y se representa por la letra g.

Consiguió unificar las diversas teorías de sus predecesores. En 1687 publicó el conjunto de sus trabajos relacionando la mecánica y la astronomía en su obra mayor, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, llamado como "Los Principios". Demostró el carácter universal de la ley de la gravitación, explicando tanto la caída de un cuerpo sobre la Tierra, la oscilación de un péndulo como los movimientos de la Luna y los planetas. Fue igualmente el inventor del primer telescopio de espejo exento de las aberraciones que presentaban los telescopios de lentes refractoras utilizados hasta entonces.

Jonhanmes Kepler fue capaz de imaginar un universo heliocéntrico, en el que las órbitas planetarias deberían ser círculos perfectos para convertirse en eclipses. Kepler, enuncio tres leyes empíricas que expreso en forma matemática y que describían con gran exactitud el movimiento de los planetas.Sus contribuciones a la teoría heliocéntrica marcaron la línea de investigación astronómica de Isaac Newton , explica los movimientos planetarios y que junto con sus tres leyes de la dinámica unifican el cielo y la Tierra.

Los progresos de la astronomía han sido muy significativos para la cartografía, que no es otra cosa que el arte de dibujar mapas

Los satélites tienen usos muy diversos, como captar imágenes del Sol, la Tierra y otros planetas, o explorar el espacio para estudiar los agujeros negros, y las estrellas y galaxias remotas.

Las telecomunicaciones es la trasmisión a distancia de datos de información a través de medios electrónicos y/o tecnológicos.

Los satélites de comunicaciones son un medio para emitir señales de radio y televisión desde unas zonas de la Tierra hasta otras, ya que se utilizan como enormes antenas suspendidas del cielo. Las frecuencias que manejan son elevadas, en el rango de los GHz.

El universo se halla en una expansión constante. La expansión supuso un necesario enfriamiento del universo. De esta manera fue posible el origen de la materia que luego se fue volviendo más compleja hasta formar todo lo que existe: primero nubes de gas caliente, luego estrellas y finalmente planetas y asteroides. Nuestro planeta Tierra, como ya sabemos, pertenece al Sistema Solar. A su vez, formamos parte de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Asimismo, nuestra galaxia es una de las miles que conforman la agrupación galáctica a la que pertenecemos, El Grupo Local.

Expresión matemática

  • En esta expresión:
  • F es la fuerza con la que los cuerpos se atraen, medida en newtons, N.
  • M y m son las masas de ambos cuerpos, medidas en Kg, y separadas a una distancia r, expresada en metros m.
  • G es la constante de gravitación universal

La fuerza peso es la responsable de que al abandonar un cuerpo libremente se precipite hacia la Tierra en dirección a su centro. La aceleración con la que cae el cuerpo toma un valor de 9,8 m/s en las inmediaciones de la superficie terrestre, como ya vimos

Mediante el estudio de los fenómenos que ocurren en la atmósfera, la meteorología trata de definir el clima, predecir el tiempo, comprender la interacción de la atmósfera con otros subsistemas.

Un satélite meteorológico es un tipo de satélite artificial que se utiliza principalmente para supervisar el tiempo atmosférico y el clima de la Tierra.

Estado de ingravidez

El estado de ingravidez normalmente se relaciona con astronautas flotando dentro de una nave espacial, como podemos comprobar en la foto de la derecha, dando la sensación de la ausencia de gravedad en el interior de la nave. Sin embargo, dicho estado no está relacionado con la falta de gravedad. EJEMPLO: Imagina un ascensor que cae hacia abajo. La persona del interior permanecerá flotando dentro del ascensor durante toda la caída, puesto que ambos caen a la vez. A esto se le llama la sensación de ingravidez

El estado de ingravidez es un estado de permanente caída libre provocado por la fuerza gravitatoria que hace, en el caso de las naves que orbitan, que la trayectoria de la nave se curve en un MCU

Galileo Galileo defendió las ideas copérnicas : construyó su primer telescopio y observo así la Vía Láctea y la inmensidad de estrellas que contiene y concluyendo que la Tierra se mueve, que el Sol es el centro y que los planetas giran en órbitas circulares a a su alrededor. La teoría le gustó a la Inquisición.

El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es un sistema de radionavegación de los Estados Unidos de América, basado en el espacio, que proporciona servicios fiables de posicionamiento, navegación, y cronometría gratuita e ininterrumpidamente a usuarios civiles en todo el mundo.

Desde el espacio, los satélites del GPS transmiten señales que reciben e identifican los receptores del GPS; ellos, a su vez, proporcionan por separado sus coordenadas tridimensionales de latitud, longitud y altitud, así como la hora local precisa.