martes, 12 de noviembre de 2019

El movimiento y el unvierso MRU

Fotografía del planeta Tierra tomada desde la Estación Espacial Internacional.
Fotografía del planeta Tierra tomada desde la Estación Espacial Internacional. NASA

INVESTIGACIÓN ASTRONOMÍA

Rotación, traslación y otros tres movimientos desconocidos de la Tierra

Los fenómenos astronómicos que producen el paso del día a la noche y el cambio de estaciones son conocidos, pero otros son un enigma.



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Nicolás Copérnico revolucionó la forma en el que entendíamos el Universo al presentar en el siglo XVII un modelo en el que la Tierra giraba alrededor del Sol. Hasta entonces la opinión dominante ponía a nuestro planeta en el centro y a todos los astros, estrellas incluidas, a girar en torno a él. Esta teoría, llamada geocéntrica y vigente desde antes del siglo II d. C., se resistió a morir, pero terminó sucumbiendo ante la evidencia astronómica.
Esta nueva tesis, conocida como heliocéntrica, abrió la veda para investigar sobre los movimientos de la propia Tierra, ya que los ciclos de día y noche ya no podía estar provocados por un Sol que "sale" y "se pone". Pero hay más: vivimos en un mundo inquieto, y estos son los cinco movimientos que realiza el planeta Tierra en su tránsito por el espacio.

Movimiento de rotación de la Tierra

El movimiento de rotación de la Tierra sobre su propio eje desde el oeste hacia el este es el encargado de marcar los días y las noches. Redondeamos el tiempo que tarda en completar la vuelta y volver al punto de origen a las 24 horas que dura un día por motivos organizativos, ya que no es una precisión absolutamente exacta.
Para entender por qué se produce este giro hay que retrotraerse a la creación del Sistema Solar. En un principio, el Sol giraba en el centro a gran velocidad con una gran cantidad de materia orbitando a su alrededor. Debido a la fuerza de la gravedad, esta materia fue compactándose cada vez más, dando lugar a los planetas y sus satélites. Debido a la inercia, estos planetas también giraban sobre sí mismos a la vez que lo hacían en torno al Sol.

MOVIMIENTO DE ROTACIÓN DE LA TIERRA

Movimiento de traslación de la Tierra

El siguiente movimiento del planeta se produce por los mismos motivos que la rotación de la Tierra. Debido a la manera en la que se formaron los planetas, toda la materia presente en el Sistema Solar está en giro constante.
La vuelta alrededor del sol dura 365 días, 5 horas, 45 minutos y 46 segundos y se considera un año sidéreo. Este es el tiempo que tarda nuestro planeta en recorrer los 930 millones de kilómetros de perímetro total del giro y lo hace a una distancia promedio del astro rey de 150.000.000 kilómetros.
Este movimiento terrestre es el que provoca las estaciones. Dependiendo de si se encuentra en un punto u otro del giro, hay continentes que durante un tiempo están más alejados y otros más cercanos al sol por la inclinación del eje terrestre.
Tanto Nicolás Copérnico como Galileo Galilei defendieron esta teoría. Al italiano le costó un juicio a manos de la Inquisición en el año 1633 y una retractación, que fue seguida según la tradición por su famosa frase: Eppur si muove, "Y sin embargo, gira".

MOVIMIENTO DE TRASLACIÓN DE LA TIERRA

Movimiento de precesión de los equinoccios

El movimiento de precesión de los equinoccios se produce por el desplazamiento en forma de cono del eje polar de la Tierra. Esta oscilación tiene lugar de forma independiente al resto de movimientos del planeta, y tarda 26.000 años aproximadamente en completarse totalmente.
La inclinación del eje polar de la Tierra, que tiene unas dimensiones de 23 grados y 27 minutos de inclinación, forma la apertura angular de ese cono.
Este movimiento ocurre por dos motivos. El primero corresponde a las fuerzas gravitacionales del sol y la luna, que afectan a la estabilidad del eje polar. El segundo, a la forma de la Tierra, que no es una esfera perfecta sino que tiene más peso en la zona del Ecuador que en los polos.

MOVIMIENTO DE PRECESIÓN DE LA TIERRA.

Movimiento de nutación

Más complejo que el movimiento anterior, éste se produce por una especie de cimbreo del eje polar terrestre. Esto hace que, al realizar el movimiento de precesión de los equinoccios, el recorrido no sea completamente circular sino que tenga picos.
El movimiento es cíclico, y cada uno de los episodios dura algo más de 18 años y medio. Durante este tiempo, la variación es de un máximo de 700 metros respecto a la posición inicial.
Este desplazamiento fue descubierto en 1728 por James Bradley, un astrónomo británico que no lo hizo público hasta 1748. Además, no fue hasta 20 años más tarde cuando se descubrió que este movimiento era provocado por el efecto gravitatorio de la luna.

Gyroscope en precession et nutation

Bamboleo de Chandler

Este movimiento de la Tierra es el más enigmático de todos. Fue descubierto en 1891 por el astrónomo estadounidense Seth Carlo Chandler, y a día de hoy no se sabe qué lo provoca.
Por culpa de este bamboleo, se produce una variación de 0,7 segundos de arco en el periodo de 433 días del eje giratorio de la Tierra y produce giro de entre 3 y 15 metros de diámetro por parte de ambos polos.
En el año 2006, ocurrió algo que dejó atónitos a los científicos. Durante seis semanas este movimiento dejó de sucederse, para después volver a tener lugar. De la misma forma que no se sabe por qué ocurre, tampoco pudo conocerse la razón por la que se detuvo durante este tiempo.

Earth's Orientation


Se define como todo cambio de posición que
experimentan los cuerpos de un sistema, en el
espacio con respecto a ellos mism...

• El Movimiento Rectilíneo Uniforme se basa
por medio de tres leyes, que pueden
sintetizar en las siguientes fórmulas:
d
v...

UNIDADES DE LA DISTANCIA (d): km, m, cm ………..
EQUIVALENCIAS DE LA DISTANCIA (d):
1 Km = 1000 m 1m = 100 cm
UNIDADES DEL TI...

TIEMPO DE ENCUENTRO:
TIEMPO DE ALCANCE:
TIEMPO DE CRUCE:
A B
A B
A

Maria se encuentra en la Iglesia San Bartolomé y se
dirige al puerto de Huacho, con una velocidad de 3 m/s ,
sabiendo que ...


lunes, 11 de noviembre de 2019

Vectores y Escalares

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Magnitud escalar y vectorial

La magnitud escalar es la cantidad que podemos medir de una cierta propiedad que no depende de su dirección o posición en el espacio. La magnitud vectorial es la cantidad que podemos medir que depende de la dirección o posición en el espacio.
Por ejemplo, un vehículo que viaja de Ciudad de México a Mérida recorrerá una distancia de 1323 km (magnitud escalar) pero tendrá un desplazamiento de 1007 km (magnitud vectorial).
VectoresEscalares
DefiniciónCantidad que tiene magnitud y dirección.Cantidad que sólo posee magnitud.
SumaSuma vectorial o resultante geométrica.Suma aritmética.
EjemplosDesplazamiento, velocidad, peso, fuerza.Longitud, rapidez, masa, densidad, temperatura.

¿Qué es una magnitud escalar?

Algunas cantidades físicas se pueden expresar por un número y su unidad correspondiente. Un escalar es una cantidad que tiene una magnitud pero no dirección. La magnitud escalar se refiere a la medida como tal.

Suma de magnitudes escalares

Cuando tenemos dos escalares de la misma propiedad, se suman aritméticamente como lo haríamos de forma normal. Por ejemplo: 2 kg de manzanas más 4 kg de manzanas son igual a 6 kg en total.

Ejemplos de escalares

MASA

La masa es la propiedad que mide la cantidad de materia de un cuerpo, y además caracteriza las propiedades inerciales del mismo. A mayor masa, mayor fuerza hay que aplicar para causar una aceleración del mismo. Es una cantidad escalar pues la masa de un cuerpo no cambia con el cambio de dirección que pueda experimentar ese cuerpo.
La masa se expresa en gramos y sus múltiplos y submúltiplos: miligramos, kilogramos, toneladas, etc.

DISTANCIA

La distancia o longitud es la medida que existe entre dos puntos. Se expresa en metros o múltiplos del mismo: milímetros, centímetros, kilómetros, etc. Es una magnitud escalar por cuanto la distancia será igual si la medimos de derecha a izquierda o viceversa.
RAPIDEZ
La rapidez es la distancia que recorre un objeto en un determinado tiempo. Es una magnitud escalar, que cuando se combina con la dirección constituye la cantidad vectorial que conocemos como velocidad. Por ejemplo, un nadador que hace dos piscinas ida y vuelta (50 m x 2= 100 m) en 50 segundos, tendrá una rapidez de 100 m/50 s = 2 m/s pero su velocidad es igual a cero, pues regresó al punto de partida.

¿Qué es una magnitud vectorial?

Vector es la palabra que define una cantidad que tiene tanto dirección como magnitud. La magnitud vectorial vendría a ser qué tanto mide el vector.

Representación de vector y de magnitud vectorial

Un vector se representa con una sola letra en negritas y cursivas con una flecha arriba:
vector representacion
Cuando queremos denotar la magnitud vectorial lo hacemos con la misma letra que usamos para el vector pero en cursiva normal sin la flecha arriba, o encerrado entre dos barras verticales:
vector

Vectores y Escalares. Fisica.
Suma Grafica y Analitica

En física debemos distinguir entre vectores y escalares.
Un vector es una cantidad orientada, tiene tanto magnitud como dirección.
La velocidad, la fuerza y el desplazamiento son vectores.
El tiempo, la temperatura y la energía son escalares: sólo tienen magnitud, no tienen dirección asociada a ellas.

Los vectores se representan mediante flechas, en que la longitud de la flecha se traza proporcionalmente a la magnitud del vector. Las letras que representan vectores se escriben en negrita.
1.- Suma de Vectores. Método Gráfico
Para sumar escalares, como tiempo, se usa la aritmética simple. Si dos vectores se encuentran en la misma recta también podemos usar aritmética, pero no así si los vectores no se encuentran en la misma recta. Por ejemplo, si Ud. se desplaza 4 km hacia el este y luego 3 km hacia el norte, su desplazamiento neto o resultante respecto del punto de partida tendrá una magnitud de 5 km y un ángulo  = 36.87º respecto del eje x positivo. Ver figura

Vectorialmente, el desplazamiento resultante VR, es la suma de los vectores V1 y V2, o sea, escribimos VR = V1 + V2 Esta es una ecuación vectorial.
La regla general para sumar vectores en forma gráfica (con regla y transportador), que de hecho es la definición de cómo se suman vectores, es la siguiente:
(1) Use una misma escala para las magnitudes.
(2) Trace uno de los vectores, digamos V1
(3) Trace el segundo vector, V2, colocando su cola en la punta del primer vector, asegurándose que su dirección sea la correcta.
(4) La suma o resultante de los dos vectores es la flecha que se traza desde la cola del primer vector hasta la punta del segundo.
Este método se llama suma de vectores de cola a punta.
Notemos que V1 + V2 = V2 + V1, esto es, el orden no es importante.
Este método de cola a punta se puede ampliar a tres o más vectores. Suponga que deseamos sumar los vectores V1, V2, y V3 representados a continuación:
VR = V1 + V2 +V3 es el vector resultante destacado con línea gruesa.

Un segundo método para sumar dos vectores es el método del paralelogramo, equivalente al de cola y punta. En este método se trazan ambos desde un origen común y se forma un paralelogramo usando los dos como lados adyacentes. La resultante es la diagonal que se traza desde el origen común.

2.- Resta de Vectores
Dado un vector V se define el negativo de ese vector (-V) como un vector con la misma magnitud que V, la misma dirección, pero con sentido opuesto:


La diferencia de dos vectores A y B se define como
 A - B = A + (-B)
De modo que podemos aplicar las reglas de su suma para restarlos.


jueves, 7 de noviembre de 2019