Colegio
Preparatorio de Orizaba
Laboratorio
de Geografía
Modelo de movimientos de rotación
y traslación de la luna, sus fases, eclipses mareas e influencia en la
humanidad
Práctica
Número 1
Integrantes:
·
Aguilar Ochoa Maria José
·
Canales Manuel Lizette
·
De Ochoa Vázquez Estefanía
·
López Rojas Melani
·
Monterrosas Razo Aylin
·
Ortiz Navarro Pablo Jahir
·
Rodriguez Arellano Jonathan
·
Seseña Herrera Jehiel Ismerai
·
Vázquez Silva Valeria
Biol.
Martha Patricia Osorio Osorno
Orizaba; Ver. a 28 de septiembre del 2015
Material
*Materiales biológicos: no
se usaron
*Materiales no biológicos:
-Cámara del teléfono celular
-Libreta de apuntes
-3 pelotas de diferentes tamaños
-Lámpara
Objetivo
·
Analiza
los Movimientos del satélite terrestre
·
Identificar
cuáles son los movimientos de la luna respecto a la Tierra
·
Presentar
por medio del modelo las fases de la Luna
·
Identificar
proceso de la formación de eclipses.
Técnica
1. Investigación previa acerca de cada uno de los
movimientos de la luna
2. Tomar las
pelotas (Grande y Chica) para simular la representación de la luna y
la tierra.
3. Girar las pelotas dando la simulación de la
rotación
4. Girar las pelotas dando la simulación de la
traslación
5. Tomar anotaciones
Fases Lunares
- Tomar la pelota que
representa a la luna colocándole encima la pelota que representa a la
tierra siendo la fase “luna nueva”.
- Tomar la pelota que
representa a la luna colocándola al lado izquierdo de la pelota que
representa a la tierra siendo la fase “cuarto creciente”.
- Tomar la pelota que
representa a la luna colocándola al lado derecho de la pelota que
representa a la tierra siendo la fase “luna llena”.
- Colocar la pelota que
representa a la luna colocándola debajo de la pelota que representa a la
tierra siendo la fase “cuarto menguante ”.
Mareas
- Alinear las pelotas
que representan (sol, luna y tierra) a una distancia pequeña (Perigeo) con
el orden de Sol- luna y tierra representando marea viva.
- Girar la pelota
que representa la luna unos 90° para representar marea muerta ( Apogeo)Las
Mareas son ascensos y descensos periódicos del nivel del mar, producido
por la fuerza de atracción de la Luna sobre la Tierra, y en menor
intensidad del Sol sobre la Tierra.
Antecedentes y generalidades.
La Luna de la Tierra es la quinta Luna más
grande de nuestro sistema solar, y es más grande que Plutón. La Luna tiene una
órbita prácticamente circular, la cual está inclinada, aproximadamente, 5°
en dirección al plano de la órbita de la Tierra. La distancia promedio desde la
Tierra es de, aproximadamente, 384 400 km. La combinación del tamaño de la Luna
y su distancia desde la Tierra hacen que, sea vista en el cielo, la Luna
parezca ser del mismo tamaño que el Sol, la cual es una de las razones por la
que podemos tener eclipses totales.
MOVIMIENTO DE ROTACIÓN LUNAR
La luna da una vuelta alrededor de su eje en el mismo
tiempo que da una vuelta alrededor de la Tierra. La luna gira sobre un eje de
rotación que tiene una inclinación de 88.3° grados con respecto al plano de la
elíptica de traslación alrededor de la Tierra. Es por esto que los observadores
desde tierra nunca podrán ver “el otro lado de la Luna”. Si la tierra no
rotara, lo que veríamos seria la luna cruzando la bóveda celeste durante dos
semanas, y luego se iría y tardaría dos semanas ausente, durante las cuales la
luna sería visible en el lado opuesto del globo.
MOVIMIENTO
DE TRASLACIÓN LUNAR
El hecho de que la Luna
salga aproximadamente una hora más tarde cada día se explica conociendo la
órbita de la Luna alrededor de la Tierra. La Luna completa una vuelta alrededor
de la Tierra aproximadamente en unos 28 días. Este movimiento hace que la Luna
avance alrededor de 12° en el cielo cada día. Sin embargo, la Tierra
completa un giro cada día (la dirección de giro es también hacia el este). Así,
cada día le lleva a la Tierra alrededor de 50 minutos más para estar de frente
con la Luna nuevamente (lo cual significa que se puede ver la Luna en el
cielo).
El
periodo de traslación lunar, es decir, el tiempo que tarda la Luna en volver a
pasar por el mismo punto de la órbita, se denomina mes sidéreo y
tiene una duración de 27,32 días solares medios.de la Tierra y el movimiento orbital de
la Luna se combinan, de tal forma que la salida de la Luna se retrasa del orden
de 50 minutos cada día.
Durante la órbita de la Luna alrededor
de la Tierra, la distancia entre ambos cuerpos puede variar mucho. A la
distancia máxima de la Tierra, el diámetro aparente de la Luna es
aproximadamente 9/10 del que nos muestra cuando se encuentra a la distancia
mínima. El perigeo y el apogeo tampoco son fijos. Por eso, calcular el
movimiento de la Luna es difícil. Además, también influyen las perturbaciones
debidas a la atracción gravitatoria del Sol, el abultamiento ecuatorial de la
Tierra y los planetas.
La Luna realiza un movimiento de giro
alrededor de la Tierra (traslación) describiendo una elipse y encontrando la
Tierra en uno de sus focos. La órbita lunar está inclinada 5º 9’
aproximadamente respecto a la eclíptica. La intersección de los dos planos
forma una recta que corta en dos puntos a la órbita lunar, y que se llaman nodo
ascendente y nodo descendente. La línea que une los dos nodos se llama línea de
los nodos. La Luna da una vuelta completa alrededor de la Tierra en 27,3 días
respecto a un sistema de referencia fijo como el de las estrellas. Respecto a
un sistema móvil como el de la Tierra, el periodo de la revolución es de 29,5
días, que corresponde al intervalo entre dos fases iguales.
MAREAS
Las Mareas
son ascensos y descensos periódicos del nivel del mar, producido por la fuerza
de atracción de la Luna sobre la Tierra, y en menor intensidad del Sol sobre la
Tierra.
Tipos de Mareas:
o Mareas vivas (sicigia) y
muertas (cuadratura): Cuando
el sol y la luna se encuentran en línea recta durante los periodos de luna
nueva y luna llena, las fuerzas de atracción de ambos cuerpos sobre las aguas
oceánicas se suman y entonces se presentan las llamadas mareas vivas o sicigia.
Cuando el sol y la luna se encuentran en ángulo recto recto respecto a la
tierra, las fuerzas gravitacionales de ambos se contrarrestan, provocando
mareas de pequeñas oscilaciones denominadas mareas muertas o de cuadratura.
o Diurnas y
nocturnas: Durante el lapso del día y la noche
se presentan 4 mareas de diferente nivel: 2 altas y 2 baja. Las altas reciben
el nombre de pleamar y las bajas bajamar. El intervalo entre pleamar y bajamar
es aproximadamente 6 hrs 12 min, el intervalo de una pleamar y la siguiente es
aproximadamente 12 hrs 25 min.
o Mareas del trópico y las
ecuatoriales: Están relacionadas con el
desplazamiento de la luna respecto al ecuador d la tierra. Durante el periodo
de declinación en los lugares donde los rayos de la luna inciden sobre la
tierra de manera vertical se presentan las mareas del trópico 2 veces al mes. Y
cuando los rayos d la tierra inciden en la tierra en el ecuador, se presenta la
marea ecuatorial.
o Mareas de perigeo y
apogeo: La
de perigeo se presentan cuando la luna está más próxima a la tierra y las de
apogeo cuando la luna está más alejada de nuestro planeta.
o Mareas mixtas: En este caso
la altura de la marea presenta características comunes a ambos tipos, diurna y
semi-diurna, simultáneamente, dando lugar a apreciables diferencias entre los
niveles del agua correspondientes a dos pleamares consecutivas. En este tipo de
mareas hay normalmente dos pleamares y dos bajamares por día lunar pero
ocasionalmente la marea adquiera carácter diurno.
FASES
LUNARES
Las fases de la
luna son las diferentes iluminaciones que presenta nuestro satélite en el curso
de un mes. La órbita de la tierra forma un ángulo de 5º con la órbita de
la luna, de manera que cuando la luna se encuentra entre el sol y la tierra,
uno de sus hemisferios, el que nosotros vemos, queda en la zona oscura, y por
lo tanto, queda invisible a nuestra vista: a esto le llamamos luna nueva o
novilunio. A medida que la luna sigue su movimiento de traslación, va
creciendo la superficie iluminada visible desde la tierra, hasta que una semana
más tarde llega a mostrarnos la mitad de su hemisferio iluminado; es el llamado
cuarto creciente.
Según
la disposición de la Luna, la Tierra y el Sol, se ve iluminada una mayor o
menor porción de la cara visible de la luna. Estas son las fases lunares:
- La Luna Nueva o novilunio es
cuando la Luna está entre la Tierra y el Sol y por lo tanto no la vemos.
- En el Cuarto Creciente, la
Luna, la Tierra y el Sol forman un ángulo recto, por lo que se puede
observar en el cielo la mitad de la Luna, en su período de crecimiento.
- La Luna Llena o plenilunio
ocurre cuando La Tierra se ubica entre el Sol y la Luna; ésta recibe los
rayos del sol en su cara visible, por lo tanto, se ve completa.
- Finalmente, en el Cuarto
Menguante los tres cuerpos vuelven a formar ángulo recto, por lo que se
puede observar en el cielo la otra mitad de la cara lunar.
Eclipses
o Cuando
la luna se interpone entre la tierra y el sol, el cono de su sombra se proyecta
sobre una zona de la tierra, y las personas que habitan en esa zona quedan en
la oscuridad, como si fuese de noche, porque la luna eclipsa, tapa al sol. Este
astro se ve como cubierto, que no es otra cosa sino la luna. Esto es un eclipse
de sol.
o Del
mismo modo, cuando la luna cruza el cono de sombra de la tierra, desaparece a
la vista de los habitantes del hemisferio no iluminado (noche) los cuales
pueden presenciar, en su totalidad, el eclipse de luna.
Observaciones y resultados.
Como resultado de esta práctica se
buscó el descubrir porque la tierra tiene estaciones del año, como la luna
siempre da la misma cara a nuestra tierra entre otros fenómenos de física
clásica en nuestro planeta.
Las estaciones ocurren debido a la
inclinación del eje de la Tierra, la cantidad de luz solar que llega a un punto
cualquiera en la superficie varía a lo largo del año. Esto ocasiona los cambios estacionales en el clima, siendo verano en el hemisferio norte
ocurre cuando el Polo Norte está apuntando hacia el Sol, e invierno cuando
apunta en dirección opuesta. Durante el verano, el día tiene una duración más
larga y la luz solar incide más perpendicularmente en la superficie. Durante el
invierno, el clima se vuelve más frío y los días más cortos. En la zona del Círculo Polar
Ártico se da el caso extremo
de no recibir luz solar durante una parte del año; fenómeno conocido como la noche polar.
En el hemisferio sur se da la misma situación pero de manera inversa, con la
orientación del Polo Sur opuesta
a la dirección del Polo Norte. Esto se pudo notar en la practica gracias a las
manzanas o pelotas (luna y tierra) y junto con la lámpara(el sol).
La luna es un satélite natural que por su atracción gravitatoria entre la
Tierra y la Luna causa las mareas en
la Tierra. El mismo efecto en la Luna ha dado lugar a su acoplamiento de
marea, lo que significa que su
período de rotación es idéntico a su periodo de traslación alrededor de la
Tierra. Como resultado, siempre presenta la misma cara hacia nuestro planeta. A
medida que la Luna órbita la Tierra, diferentes partes de su cara son
iluminadas por el Sol, dando lugar a las fases lunares.
La parte oscura de la cara está separada de la parte iluminada del terminador solar.
Estos son los resultados a todos los movimientos continuos que hay de nuestro planeta conectado con el espacio exterior que lo rodea y que provocan estos tipos de fenómenos naturales.
Estos son los resultados a todos los movimientos continuos que hay de nuestro planeta conectado con el espacio exterior que lo rodea y que provocan estos tipos de fenómenos naturales.
Imágenes.
Conclusiones
Como resultado de nuestra
práctica, se puede concluir que los movimientos lunares (rotación y translación)
se relacionan al mismo tiempo con sus fases (Luna creciente, cuarto creciente,
Luna llena y Cuarto menguante), las
cuales causan un efecto sobre nuestro planeta, como en las mareas.
También se puede decir que gracias a sus movimientos se producen lo que son los
eclipses, lunares y solares.
Bibliografía
Cuestionario
-¿Por
qué le da siempre la misma cara la luna a la Tierra?
R:
(Movimiento de traslación y rotación) Es por la interacción gravitatoria
constante entre la Tierra y la Luna. La Luna está muy cerca de nosotros y por
ello hay interacción mutua, la interacción produce mareas, ahí es donde se
sincroniza el giro. La Luna gira alrededor de su eje, y lo hace en el mismo
tiempo que da una vuelta completa en torno a la Tierra.
-Comprueba
a partir del modelo, al igual que en el punto anterior las fases lunares.
R:
*
Luna nueva o novilunio: Es imposible verla a simple vista ya que se encuentra
oculta tras el resplandor solar, solo es posible observarla cuando ocurre un
eclipse total de sol, los cuales acontecen durante esta fase lunar solo cuando
las condiciones dadas son las adecuadas.
*Luna
nueva visible, también llamada “luna creciente”: Es la primera aparición de la
Luna en el cielo, 18 o 30 horas después de haberse producido la posición de la
Luna nueva esta fase de la luna se podrá ver en el cielo hacia el oeste, una
vez ya ocultado el Sol, justo por encima del crepúsculo aun restante.
Tiene
forma de pequeña guadaña o cuerpo. Esta fase de la Luna es la que se utiliza
para dar comienzo al primer día de cada mes lunar.
*Cuarto
creciente: Sale por el este a las 12 del medio día (hora astronómica local, no
necesariamente hora oficial) su cenit, se produce a las 6 de la tarde y su
ocaso a las 12 de la media noche. La parte luminosa de la Luna durante esta
fase tiene forma de un circulo partido justo a la mitad.
*Fase
número cinco “Luna llena” (o plenilunio): Es cuando la concavidad de la parte
luminosa de la Luna logra verse la totalidad de una de sus caras hasta formar
un circulo. Su orto es aproximadamente a las 6 pm, el cenit lo alcanza
aproximadamente durante la media noche y se oculta cerca de las 6 de la mañana.
La Luna llena viene a marcar justo lo que es la mitad del mes lunar (catorce
días, 18 horas, 21 minutos, 36 segundos).
*Luna
gibosa creciente: Una vez ya pasada la fase del cuarto creciente, la Luna va
tomando progresivamente día tras día, una forma convexa por ambos lados en su
parte luminosa.
*Luna
llena o plenilunio: Es cuando la concavidad de la parte luminosa de la Luna
logra verse la totalidad de una de sus caras hasta formar un circulo. Su salida
es aproximadamente a las 6 pm, el cenit lo alcanza aproximadamente durante la
media noche y se oculta cerca de las 6 de la mañana. La Luna llena marca justo
la mitad del mes lunar: 14 días, 18 horas, 21 minutos, 36 segundos.
*Luna
gibosa menguante: Pasada la fase correspondiente a la Luna llena, la parte
luminosa de la Luna comenzará a menguar con el correr de los días, tomando así
de nuevo una apariencia de una Luna cóncava ( gibosa), esta vez en su fase
decreciente.
Cuarto menguante: Es exactamente igual que el cuarto
creciente, pero en sentido contrario. Tiene su cara a las doce de la media
noche, alcanza el cenit en el cielo a las 6 de la mañana y su ocaso se produce
a las 12 del medio día. En este periodo de días es posible observar a la Luna
en el cielo durante las horas de la mañana.
*Luna menguante, conocida también como Luna vieja:
Es idéntica a la Luna nueva visible pero en sentido opuesto.
La Luna menguante solo es posible verla de madrugada
hacia el este, justo por encima de la aurora o el alba y antes de que salga el
Sol. Tiene apariencias de pequeña guadaña.
*Luna negra: corresponde a la ultima fase visible de
la Luna desde la Tierra, comenzando así, de nuevo, otro ciclo de fases lunares.
-Comprueba a partir del modelo la marea de sicigia y
de cuadratura, y explica por qué ocurre.
R: Las mareas vivas o de sicigia se dan cuando la
oposición de los tres astros, Sol, Luna y Tierra, se encuentran sobre una misma
línea. Se suman las fuerza de atracción de la Luna y el Sol, por lo que se
producen las pleamares de mayor valor y en consecuencia las bajamares son más
bajas que las promedio.
Las mareas
muertas o de cuadratura se dan cuando la luna y el Sol forman un ángulo de 90º
con centro en la Tierra, la luna se encuentra en cuarto creciente o menguante.
En este caso las fuerzas de atracción se restan por lo que la mayor atracción
de la Luna se ve disminuida, por efecto de la del Sol, y que se producen mareas
de menor magnitud a las mareas promedio.
En consecuencia las corrientes serán también menores.
-Determina los eclipses tanto lunar como solar y
explica cada cuanto y en qué condiciones deben presentarse.
R: Un eclipse lunar es un evento astronómico de
sucede cuando la Tierra se interpone entre el Sol y la Luna, generando un cono
de sombra de oscurece a la Luna. Para que suceda un eclipse, los tres cuerpos
celestes, la Tierra, el Sol y la Luna deben estar exactamente alineados o muy
cerca de estarlo, de tal modo que la Tierra bloqueé los rayos solares que
llegan al satélite. Los eclipses lunares solo puede ocurrir en la fase de Luna
llena.
Un eclipse solar es el fenómeno que se produce
cuando la Luna oculta al Sol, desde la perspectiva de la Tierra, esto solo
puede pasar durante la luna nueva.
-¿Por qué no siempre hay eclipses?
R: Porque las órbitas no son coplanares; la órbita
de la Tierra se hace en un plano (elíptico) y la Luna también tiene una órbita
en torno a la Tierra. Estas dos óbitas no son iguales, sino que entre ellas
hay un ángulo. Lo cual hace que en ocasiones la Luna pase por encima del Sol,
en nuestra observación, o pase por debajo, en verano lo tenemos más arriba y en
invierno más abajo. Cuando se cruzan es cuando está la posibilidad de pasar por
enfrente tanto para el eclipse de Sol para el de Luna.
