gravitaciòn universal- fisica

GRAVITACION
UNIVERSAL
10-6
Escuela Normal
Superior
de Bucaramanga

Astrónomos
importantes
Ptolomeo
fue un astrónomo egipcio conocido por su obra máxima sobre
astronomía, el Almagesto. En el incluyó un catálogo de
estrellas y una serie de tablas que ayudaban a calcular la
posición de los planetas, el Sol y la Luna y los eclipses solares
y lunares.

Johannes Kepler
Kepler fue el primer astrónomo en estudiar el movimiento de
los planetas, y a diferencia de los demás, planteó que las
órbitas eran elípticas, y no en círculos.
Nicolás Copérnico
Copérnico es muy importante porque fue el primero en
plantear una versión heliocéntrica del Sistema Solar. En aquel
momento la creencia era que la Tierra se encontraba en el
centro, y todos los cuerpos celestes giraban en torno a ella. Su
obra Sobre la Revolución de los Cuerpos Celestes plantea que
el Sol está en el centro.

Arno penzias
&
Robert Wilson
El aporte sustancial de Arno Penzias y Robert Wilson a la
ciencia fue el descubrimiento de la Radiación de Fondo de
Microondas. Esta radiación es una consecuencia de la
explosión del Big Bang. En sus experimentos descubrieron
una radiación constante que no venía de la Tierra ni de la Vía
Láctea, sino de fuera.
Isaac Newton
Cuando Newton empezó su carrera de físico, la descripción
del movimiento de los cuerpos todavía distinguía la Tierra y los
cielos. De un lado, se encontraba el movimiento de los

cuerpos celestes que obedecía las leyes de Kepler; del otro, el
movimiento de los cuerpos terrestres que seguía las leyes
propuestas por Galileo.
Luego de años de investigación Newton consigue dar una
expresión matemática a esta fuerza, y pudo enunciar la ley de la
gravitación universal
Sistema
geocéntrico
La teoría geocéntrica es una antigua teoría que pone a la Tierra en
el centro del universo, y los astros, incluido el Sol, girando
alrededor de ella. El geocentrismo estuvo vigente en las más
remotas civilizaciones. Por ejemplo, en Babilonia era ésta la visión
del universo y en su versión completada por Claudio Ptolomeo en
el siglo II en su obra El Almagesto, en la que introdujo los
llamados epiciclos, ecuantes y deferentes, estuvo en vigor hasta
el siglo XVI cuando fue reemplazada por la teoría heliocéntrica.

Sistema
heliocéntrico
El heliocentrismo es un modelo astronómico según el cual
la Tierra y los planetas se mueven alrededor del Sol relativamente
estacionario y que está en el centro del Universo. Históricamente,
el heliocentrismo se oponía al geocentrismo. La idea de que la
Tierra gira alrededor del Sol fue propuesta desde el siglo III a. C.
por Aristarco de Samos, Aunque no recibió apoyo de otros

astrónomos de la antigüedad, sí fue citado por Arquímedes en el
contador de arena.
No fue sino hasta el siglo XVI, durante el Renacimiento, cuando
un modelo matemático completamente predictivo de un sistema
heliocéntrico fue presentado por el matemático, astrónomo y
clérigo católico polaco Nicolás Copérnico, con la publicación
póstuma en del libro De Revolutionibus Orbium Coelestium. Esto
marcó el inicio de lo que se conoce en Historia de la ciencia como
«revolución copernicana». En el siglo siguiente, Johannes
Kepler extendió este modelo para incluir órbitas elípticas. Su
trabajo se apoyó en observaciones hechas con un telescopio que
fueron presentadas por Galileo Galilei.
Estaciones
Estos periodos son normalmente cuatro y duran aproximadamente
tres meses y se denominan: otoño, invierno, primavera y verano.
Las estaciones se deben a la inclinación del eje de giro de la Tierra
respecto al plano de su órbita respecto al sol, que hace que
algunas regiones reciban distinta cantidad de luz solar según la
época del año, debido a la duración del día y con distinta

intensidad según la inclinación del sol sobre el horizonte (ya que la
luz debe atravesar más o menos la atmósfera).
El movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol dura
un año y según va variando la posición de la Tierra respecto
del Sol se van sucediendo las estaciones del año cada tres
meses aproximadamente.

Estaciones
Solsticios

Los solsticios son los momentos del año en los que el Sol alcanza
su mayor o menor altura aparente en el cielo, y la duración del día
o de la noche son las máximas del año, respectivamente.
Astronómicamente, los solsticios son los momentos en los que el
Sol alcanza la máxima declinación norte (+23º 27’) o sur (−23º 27’)
con respecto al ecuador terrestre.
Solsticio de Verano
Se conoce como solsticio de verano al evento astronómico que
marca el inicio del verano.
El eje de la Tierra no es perpendicular a su órbita, sino que tiene un
ángulo aproximadamente de 23.5°, en este sentido cuando el
punto norte del eje del planeta Tierra está apuntando directamente
al sol, se produce el día más largo del año y la noche más corta.
Solsticio de Invierno
El solsticio de invierno se caracteriza por ser el evento astronómico
que marca el inicio de invierno. El Sol pasa por uno de los puntos
de la eclíptica más alejado del ecuador, ocasionando que el día
sea el más corto y la noche más larga.
El solsticio de invierno se inicia en el hemisferio norte el día 21 de
diciembre, cuando el Sol pasa por el trópico de Capricornio, y en el
hemisferio sur, el día 21 de junio cuando el Sol pasa por el trópico
de Cáncer.
Equinoccios

El equinoccio es el momento del año en que el día y la noche
tienen la misma duración debido a que el Sol se encuentra sobre el
Ecuador del planeta Tierra.
El equinoccio tiene lugar dos veces al año, entre el 20 y 21 de
marzo y el 22 y 23 de septiembre. Como tal, es el evento
astronómico que marca el inicio de la primavera y del otoño,
dependiendo del hemisferio en que nos encontremos.
Equinoccio de marzo
El día 20 de marzo (aproximadamente):
En el Polo Norte, comienza un día que tendrá 6 meses de
duración.
En el hemisferio norte, comienza la primavera, a la cual se le
llama equinoccio primaveral o vernal.
En el hemisferio sur, comienza el otoño, al cual se le llama
equinoccio otoñal
En el Polo Sur, comienza una noche que tendrá 6 meses de
duración.

Equinoccio de septiembre
El día 22 de septiembre (aproximadamente):
En el polo Norte, comienza una noche que tendrá 6 meses de
duración. .
En el hemisferio norte, comienza el otoño, al cual se le llama el
equinoccio otoñal.
En el hemisferio sur, comienza la primavera, a la cual se le
llama el equinoccio primaveral.
En el polo Sur, comienza un día que tendrá 6 meses de
duración.
SOLSTICIOS Y EQUINOCCIOS

Fases de la
Luna
¿Por qué se dan?
Cuando miramos al cielo sin nubes podemos ver que cada noche
la Luna cambia de aspecto; es lo que se llaman las fases de la
Luna. Estas son diferentes iluminaciones que la Luna presenta en
el curso de un mes, debido a que refleja la luz del Sol, a medida
que cambia de posición.
Las fases de la Luna se producen por dos causas: el movimiento
de giro de la Luna alrededor de la Tierra y porque la Luna refleja la
luz del Sol como un espejo.
Posición Tierra-Luna-Sol para cada fase

Luna Nueva o Novilunio.
La luna comienza a
Hemisferio Norte es
derecho y del lado
Hemisferio Sur.
la puesta del Sol.
En esta etapa el satélite natural de la Tierra
está muy oscuro y es difícil vislumbrarlo,
porque prácticamente toda la superficie que
se ve desde el planeta está en las sombras,
iluminada del otro lado que no es visible
para los humanos.
Luna Creciente.
vislumbrarse. En el
visible del lado
izquierdo en el
Puede observarse tras

Cuarto creciente.
Está iluminada la mitad del disco lunar; el
lado derecho en el Hemisferio Norte y el
lado izquierdo en el Hemisferio Sur. Es
observable desde el mediodía hasta la
medianoche, y ya durante la puesta del Sol
se ve alta en el cielo.
Luna Gibosa creciente.
A veces también recibe el nombre de gibosa
creciente. La superficie iluminada es mayor;
en el Hemisferio Norte se mira una curva en
el lado izquierdo y en el Hemisferio Norte la
curva se vislumbra en el lado derecho. Se
pone antes del amanecer y alcanza su altura
máxima en el cielo al anochecer.
Luna Llena o Plenilunio.
El disco lunar está completamente iluminado
en la cara que muestra a la Tierra, pues esta,
el Sol y la luna están alineados de forma casi
recta, con la Tierra en el centro.

Puede verse desde la puesta del Sol hasta el amanecer y a la
medianoche alcanza su máxima altura en el cielo.
Luna gibosa menguante.
Cuarto menguante.
La superficie iluminada comienza a mermar y
por eso se observa una curva en el lado
izquierdo si se está en el Hemisferio Norte, y
en el lado derecho si se ve en el Hemisferio
Sur. El área brillante está un 51-99 por ciento
iluminada por la luz solar. Sale después de la
puesta del Sol y se ve más alta a la
medianoche.
Es la fase contraria al cuarto creciente. Se ve
iluminada solo la mitad de la luna; el lado
izquierdo en el Hemisferio Norte y el derecho
en el Hemisferio Sur. Sale a la medianoche y
se observa más alta al amanecer.
Luna menguante.
Fase también conocida como creciente
menguante y luna vieja. A estas alturas, solo un
delgado segmento de la superficie es visible.
En el Hemisferio Norte es el izquierdo, y el

derecho en el Hemisferio contrario. Sale después de la
medianoche, por lo que es más notoria al final de la madrugada y
durante la mañana.
Después de la luna menguante, un ciclo lunar de fases ha sido
completado y comienza la luna nueva. Al intervalo de 29.5 días que
transcurre entre dos eventos de una fase (por ejemplo, entre una
luna nueva y otra) se llama mes sinódico.
Eclipses
Un eclipse es el oscurecimiento de un cuerpo celeste por otro.
Como los cuerpos celestes no están
quietos en el firmamento, a veces la
sombra que uno proyecta tapa al otro,
por lo que éste último se ve oscuro.

ECLIPSE SOLAR
Sucede cuando la Tierra se interpone entre el Sol y la Luna,
generando un cono de sombra que oscurece a la luna
ECLIPSE
LUNAR

Oscurecimiento de la Luna vista desde la Tierra, debido que ésta
se sitúa en la zona de sombra que proyecta la Tierra.
TIPOS DE ECLIPSES
Parcial: La Luna no cubre por
completo el disco solar, que
aparece como una menguante.
Total: Desde una franja (banda
de totalidad) en la superficie de la
Tierra, la Luna cubre totalmente
el Sol. Fuera de la banda de
totalidad el eclipse es parcial.

Anular: Ocurre cuando la
Luna se encuentra cerca
del apogeo (es un punto en la
órbita de la tierra) y
su diámetro angular es menor
que el solar, de manera que
en la fase máxima permanece
visible un anillo del disco del Sol. Esto ocurre en la banda de
anularidad.
¿Te has preguntado por qué se producen los eclipses solares?
Para aquellos que no lo saben, la órbita de la Luna a la Tierra dura
un mes, pero los eclipses sólo se producen cuando la Tierra, la
Luna y el Sol se alinean perfectamente. Además, sólo pueden
ocurrir cuando la Luna está llena y se encuentra en medio de la
Tierra y el Sol.

Ingravidez
El fenómeno de "ingravidez" ocurre cuando no hay fuerza que
soporte su cuerpo.
Cuando su cuerpo está efectivamente en "caída libre" acelerando
hacia abajo a la tasa de la aceleración de la gravedad, es cuando
Ud. no está siendo soportado. La sensación de peso aparente,
viene del soporte que sentimos del suelo, de la silla, etc. Tanto en
una montaña rusa como en un aeroplano, pueden ocurrir diferentes
sensaciones de peso aparente, porque ambos pueden acelerar
tanto hacia arriba como hacia abajo.

¿SABES CÓMO SE
ENTRENA A UN
ASTRONAUTA PARA
SU VIAJE AL
ESPACIO?
El astronauta hace mucho ejercicio
para tener una muy buena condición
física.
Se prepara con una silla que simula
las condiciones del espacio. Le da la
sensación de flotar.
Antes de ir al espacio, tiene también
que entrenarse en paracaidismo, en
sobrevivencia en el mar, en la selva y
en el desierto.
Para preparar su salida al
espacio, se entrena en el agua
llevando su traje espacial y

trabajando sobre módulos de tamaño real. ¡Es como un ensayo de
teatro!
¿QUE EFECTOS
TENDRA EN EL SER
HUMANO LA
INGRAVIDEZ?
Tiene muchos efectos negativos en el
cuerpo. El efecto más significativo de
la estancia prolongada en el espacio
es la atrofia muscular y deterioración
del esqueleto humano. Otros efectos
significativos incluyen el deterioro de
la función hepática: el hígado se
vuelve graso y comienza un proceso
de fibrosis. La disminución de las
funciones del aparato circulatorio (la
sangre se concentra en la mitad
superior del cuerpo por falta de gravedad), una bajada en la
creación de eritrocitos, el debilitamiento del sistema inmunológico,

crecimiento del tejido entre las vértebras al des presionarse la
columna por falta de gravedad, lo que hace a los astronautas que
llevan mucho tiempo en el espacio volver inusitadamente más altos
a la Tierra. Síntomas menores incluyen redistribución de fluidos
(causando la apariencia de "cara de luna" en imágenes típicas de
astronautas en ingravidez), pérdida de masa corporal, congestión
nasal, trastornos de sueño y exceso de flatulencias.
La mayoría de estos efectos comienzan a disminuir o remiten con
la llegada a la Tierra.
el astronauta se encuentra en riesgo de estar inconsciente y morir
de hipoxia (es un estado de deficiencia de dioxígeno en la sangre,
células y tejidos del organismo, con compromiso de la función de
los mismos. ) La sangre desoxigenada alcanza al cerebro, y lleva
a la pérdida de consciencia
Exposición directa al ambiente extremo del espacio
El vacío del espacio
El aumento en los niveles de radiación
Variaciones extremas de temperatura

GRAFICO DEL
SISTEMA
SOLAR

CARACTERIZA
CIÓN DE LOS
PLANETAS

Planetas y sus características
Mercurio
Mercurio, mensajero de los dioses, representado
con un casco alado.
– Diámetro ecuatorial: 4.878 Km.
– Elementos constituyentes: hierro, oxígeno,
silicio, magnesio, aluminio, calcio, níquel
– Temperatura superficial: 327 a -183 grados Celsius
– Gravedad superficial: 0,38
– Velocidad de escape: 4,3 km./s
– Distancia media al Sol: 0,387 unidades astronómicas
– Período de rotación: 58,65 días terrestres
– Satélites: ninguno
Por su proximidad al sol, Mercurio es visible bajo la luz tenue del
amanecer y del crepúsculo. Los astrónomos griegos lo
denominaron Apolo cuando aparecía como estrella de la mañana y
Hermes en sus apariciones vespertinas.
Mercurio, dios de las sandalias aladas y mensajero del Olimpo
(Hermes) ha perpetuado su nombre en el planeta como referencia
a la rapidez de su movimiento sobre el firmamento.
Mercurio es el primer planeta del Sistema Solar, por su proximidad
a la estrella y el de menor tamaño.
Conocido por los antiguos astrónomos sumerios y griegos,
Mercurio representó para la física uno de los más grandes
enigmas. La determinación de su órbita desafió trabajos tan
eminentes como los de Johannes Kepler e Isaac Newton que no
lograron explicarla completamente.

Correspondió a Albert Einstein en 1915 explicar con su teoría de la
relatividad general el movimiento completo de Mercurio lo que
constituyó uno de sus más tempranos y espectaculares éxitos.
Venus
Venus, para los romanos y Afrodita para los
griegos, diosa del amor y la belleza símbolo de la
femineidad y sensualidad.
– Diámetro ecuatorial: 12.104 km.
– Elementos constituyentes: hierro, oxígeno,
níquel, magnesio, silicio, aluminio, calcio, uranio, potasio, titanio,
manganeso, torio.
– Temperatura superficial: 482 grados Celsius
– Gravedad superficial: 0,90
– Velocidad de escape: 10,3 km./s
– Distancia media al Sol: 0,723 unidades astronómicas
– Período de rotación: -243,01 días terrestres (movimiento
retrógrado)
– Satélites: ninguno
La primera observación telescópica de Venus, realizada por Galileo
Galilei en el siglo XVII, descubrió en el planeta fases de
luminosidad similares a las de la Luna. La evidencia de este
hallazgo se contraponía a la teoría geocéntrica del universo, muy
en boga por esos días y daba su apoyo a la teoría heliocéntrica de
Nicolás Copérnico, que situaba el Sol en el centro del sistema. Por
eso, el descubrimiento fue publicado en forma encubierta
limitándose a decir que Venus giraba en torno al Sol.
Venus es el segundo planeta del Sistema Solar en relación de
distancias del Sol. Por su posición, Venus se ve al atardecer y al
amanecer.

El nombre de Venus divinidad romana del amor, no puede ser más
contradictorio con las características del planeta, porque aunque
Venus es del mismo tamaño que la Tierra, las condiciones de su
entorno son muy parecidas a las que imaginamos en un infierno.
Venus está cubierto por nubes de vapor de agua y ácido sulfúrico
tan densas que no podemos ver su superficie sin sofisticados
sistemas de radar. Las temperaturas en la superficie del planeta
sobrepasan los 460 grados Celsius y la lectura de un barómetro
alcanzaría una cifra cien veces más alta que en la Tierra.
Dado que la atmósfera es casi completamente de dióxido de
carbono podemos concluir que Venus padece de un fuerte efecto
invernadero. La radiación del sol calienta la superficie igual que la
de la Tierra, pero el calor no puede disiparse a través del espeso
capullo de dióxido de carbono y nubes. Incluso por la noche la
temperatura apenas disminuye.
Tierra
Desde la perspectiva que tenemos en la
Tierra, nuestro planeta parece ser grande y fuerte
con un océano de aire interminable. Desde el
espacio, los astronautas frecuentemente tienen la
impresión de que la Tierra es pequeña, con una
delgada y frágil capa de atmósfera.
– Diámetro ecuatorial: 12.756 km.
– Temperatura superficial: 150 grados Celsius
– Gravedad superficial: 9,78
– Velocidad de escape: 11,18 km./s
– Distancia media al Sol: 149,600,000
– Período de rotación: 365.256
– Satélites: Uno

La Tierra es el tercer planeta más cercano al Sol, a una distancia
de alrededor de 150 millones de kilómetros (93.2 millones de
millas). A la Tierra le toma 365.256 días viajar alrededor del Sol y
23.9345 horas para que la Tierra rote una revolución completa.
Tiene un diámetro de 12,756 kilómetros (7,973 millas), solamente
unos cuantos kilómetros más grande que el diámetro de Venus.
Nuestra atmósfera está compuesta de un 78 por ciento de
nitrógeno, 21 por ciento de oxígeno y 1 por ciento de otros
constituyentes.
La Tierra es el único planeta en el sistema solar que se sabe que
mantiene vida. El rápido movimiento giratorio y el núcleo de hierro
y níquel de nuestro planeta generan un campo magnético extenso,
que, junto con la atmósfera, nos protege de casi todas las
radiaciones nocivas provenientes del Sol y de otras estrellas. La
atmósfera de la Tierra nos protege de meteoritos, la mayoría de los
cuales se desintegran antes de que puedan llegar a la superficie.
De nuestros viajes al espacio, hemos aprendido mucho acerca de
nuestro planeta hogar. El primer satélite americano, el Explorer 1,
descubrió una zona de intensa radiación, ahora llamada los
cinturones de radiación Van Allen. Esta capa está formada por
partículas cargadas en rápido movimiento que son atrapadas por el
campo magnético de la Tierra en una región con forma de dona
rodeando el ecuador. Otros descubrimientos de los satélites
muestran que el campo magnético de nuestro planeta está
distorsionado en forma de una gota debido al viento solar. .
También sabemos ahora que nuestra fina atmósfera superior, que
antes se creía era calmada y sin incidentes, hierve con actividad
creciendo de día y contrayéndose en las noches. Afectada por los
cambios en la actividad solar, la atmósfera superior contribuye al
tiempo y clima en la Tierra.

Además de afectar el clima en la Tierra, la actividad solar genera
un fenómeno visual dramático en nuestra atmósfera. Cuando las
partículas cargadas del viento solar se quedan atrapadas en el
campo magnético de la Tierra, chocan con moléculas de aire sobre
los polos magnéticos de nuestro planeta. Estas moléculas de aire
entonces empiezan a emitir luz y son conocidas como las auroras
o las luces del norte y del sur .
Marte
Marte, dios romano de la guerra, símbolo de la
fuerza y la energía. Su figura está asociada con la
valentía y la masculinidad .
– Diámetro ecuatorial: 6.794 km.
– Elementos constituyentes: hierro, silicio,
magnesio, azufre, aluminio, oxígeno, potasio,
hidrógeno, níquel
– Temperatura superficial: -23 grados Celsius
– Gravedad superficial: 0,38
– Velocidad de escape: 5,02 km./s
– Distancia media al Sol: 1,52 unidades astronómicas
– Período de rotación: 24, 62 horas
– Satélites: dos
El planeta Marte se ha asociado desde la antigüedad con las
fuerzas destructivas del hombre y la naturaleza. El pueblo
babilónico lo identificó con su deidad de la muerte Nergal y para la
cultura grecolatina fue el dios Ares o Marte el que gobernaba y
decidía la suerte de las batallas.

Marte es el cuarto planeta del sistema solar por su distancia al Sol
y el séptimo en orden de tamaño.
Visto desde la Tierra, Marte asombra a los astrónomos porque en
determinadas épocas su órbita observa un movimiento retrógrado,
o inverso a la evolución usual del sistema solar.
Kepler explicó en 1609 estas anomalías al enunciar sus tres
famosas leyes del movimiento planetario. Con ellas demostró que
el supuesto transcurrir inverso de la trayectoria de Marte es en
realidad un efecto óptico motivado por el movimiento conjunto y
relativo del planeta y de la Tierra.
En su interior, Marte se considera dividido en tres zonas bien
diferenciadas: el núcleo, probablemente sólido, de alta densidad y
unos 1700 kilómetros de radio; el manto de menos acumulación de
materia y una estrecha corteza.
Júpiter
Júpiter, dios de dioses y Zeus para los griegos, fue
el soberano del Olimpo y el más poderoso de todos.
– Diámetro ecuatorial: 142.800 Km.
– Elementos constituyentes: hidrógeno, helio,
oxígeno, hierro, magnesio, silicio, nitrógeno, neón,
argón, oxígeno, carbono, sodio, fósforo, azufre.
– Temperatura superficial: -150 grados Celsius
– Gravedad superficial: 2,69
– Velocidad de escape: 59, 5 Km./s
– Distancia media al Sol: 5,20 unidades astronómicas
– Período de rotación: 9,8 horas
– Satélites: 16
Su masa 300 veces mayor a la de la Tierra y unas 2,5 veces la
masa de todos los planetas juntos, Júpiter domina el Sistema

Solar. Fue el primer planeta que estudió Galileo a través de su
telescopio.
Los sistemas de estrellas múltiples, ligadas entre sí por fuerzas de
tracción gravitatoria, son muy abundantes en el universo. Por eso
ciertas teorías señalan que el sistema solar no es sino un esbozo
de conjunto estelar binario en el que el planeta Júpiter no llegó a
alcanzar el estado de estrella por no poseer suficiente acumulación
de masa.
Júpiter constituye el quinto planeta del sistema solar por su
proximidad al sol y el primero en orden de tamaños.Su nombre
evoca al principal de los dioses de la mitología grecolatina.
Junto a Saturno, Urano y Neptuno, Júpiter es un gigante gaseoso
mucho más macizo y mucho menos denso que el más pequeño y
rocoso planeta del sistema solar interno. Su atmósfera es una
amalgama de hidrógeno, helio, metano y amoniaco. Bajo la parte
superior de las nubes hay ciertos estratos de gases densos con un
núcleo pequeño y rocoso situado en el medio.
Júpiter gira vertiginosamente una vez en menos de 10 horas. Esto
aplana el disco del planeta en los polos y fuerza las dinámicas
formas metereológicas de las nubes que envuelven el planeta, lo
que provoca rápidos cambios en sus elementos. Su nebuloso disco
tiene unas bandas con unas zonas brillantes pero variables.
Saturno
Saturno, dios romano de la cosecha y la
agricultura, para los griegos era Crono, padre de
Zeus .
– Diámetro ecuataorial: 120. 660 Km.
– Elementos constituyentes: hidrógeno, helio,
oxígeno, carbono, azufre, nitrógeno

– Temperatura superficial: 160 grados Celsius
– Gravedad superficial: 1,19
– Velocidad de escape: 35,6/s
– Distancia media al Sol: 9.539 unidades astronómicas
– Período de rotación: 10,2 días terrestres
– Satélites: veintidós
Por su distancia del Sol, este es el sexto planeta del Sistema Solar
y segundo por su dimensión y masa. Aunque su destacado brillo lo
hizo conocido desde la antigüedad fue Galileo quien tuvo el
privilegio de observarlo por primera vez a través del telescopio y
detectar algunas de sus satélites. También anotó otra peculiaridad
que, cincuenta años después, confirmó el holandés Cristián
Huygers: la existencia de los anillos que circundan el planeta.
En el siglo XVIII sus lunas ya eran identificadas. Pero la mayoría
de sus otros satélites no fueron descubiertos sino hasta el siglo
pasado, cuando se desarrollaron potentes instrumentos ópticos.
Saturno tiene una masa 95 veces más grande que la de la Tierra y
su volumen es 750 veces mayor que el de nuestro planeta.
Urano
Urano, dios romano del cielo, padre de Saturno.
– Diámetro ecuatorial: 51.800 Km.
Elementos constituyentes: oxígeno, nitrógeno,
carbono silicio, hierro, agua, metano, amoniaco,
hidrógeno, helio.
– Temperatura superficial: 190 grados Celsius
– Gravedad superficial: 0,93
– Velocidad de escape: 21,22 km./s
– Distancia media al Sol: 19,18 unidades astronómicas

– Período de rotación: 15,5 horas
– Satélites: 15
Con un telescopio de su invención, el británico William Herschel
detectó en 1781 el planeta que luego fue bautizado como Urano.
Su nombre alude al padre de Saturno o Cronos en la mitología
grecolatina. Por su similitud con las características de Neptuno,
Urano está considerado como gemelo de este aunque en su
posición respecto al Sol está más cerca y ocupa el séptimo lugar
planetario. Cuando la visibilidad es buena, este planeta puede
avistarse sin instrumentos pues aparece como una débil estrella en
el firmamento.
El aspecto de este planeta en el cielo es el de una luminaria de
débil magnitud ligeramente azulada. Este color supone la
existencia de gas metano, debido a que este elemento absorbe
fuertemente la radiación roja que debería emerger del planeta. Dos
de los satélites de Urano fueron descubiertos también por Herschel
a fines del siglo XVIII.
Neptuno
Neptuno, dios romano del mar, hijo de Saturno y
hermano de Júpiter y de Plutón. Para los griegos se
llamaba Poseidón.
– Diámetro ecuatorial: 49.500 Km.
– Elementos constituyentes: oxígeno, nitrógeno,
silicio, hierro, hidrógeno, carbono.
– Temperatura superficial: 220 grados Celsius
– Gravedad superficial: 1,22
– Velocidad de escape: 23,6 km./s
– Distancia media al sol: 30,06 unidades astronómicas
– Período de rotación: 16 horas
– Satélites: ocho
Antes de ser visto en el cielo Neptuno fue intuido. El
comportamiento de otros cuerpos celestes le indicaban a los
astrónomos que existía una masa de atracción que, sin embargo,

no habían visto nunca. Fueron los cálculos matemáticos, a partir de
la doctrina astronómica mecanicista de Kepler y Newton, los que
condujeron a la confirmación de la existencia de este planeta. El
astrónomo alemán Johna Gottfried Galle y el francés Urbain Jean
Joseph Leverrier llevaron a cabo los trabajos.
Al descubrir Urano, el inglés Herschel formuló todos los cálculos
orbitales que guiaban su comportamiento. Sin embargo, al hacerse
la observación astronómica, dichos cálculos no funcionaban.
Leverrier, primero, y Galle después se dedicaron a demostrar que
Urano no cumplía las rutas y los tiempos trazados porque la
atracción de otro planeta se lo impedía. Así, en un trabajo
perseverante se descubrió Neptuno. Este planeta, octavo en
distancia al Sol está rodeado de una espesa atmósfera que
dificulta la observación de su superficie, y por eso su composición
sólo puede suponerse.
Neptuno fue bautizado con el nombre del dios griego del océano.
Sus satélites -Tritón y Nereida- son los más conocidos. Tritón tiene
un movimiento retrógrado con respecto al planeta y es mucho más
denso que éste. Debido a su paulatino acercamiento, se estima
que en el futuro colisionará con Neptuno y su material se convertirá
en un anillo alrededor de él.
Plutón (planeta enano)
Plutón, también llamado Hades, era el rey del
mundo subterráneo con la reina Perséfona.
– Diámetro ecuatorial: 2,285 Km.
– Elementos constituyentes: carbono, hidrógeno
– Temperatura superficial: -238 grados Celsius
– Gravedad superficial: 0,20
– Velocidad de escape: 7,7 km./s
– Distancia media al Sol: 39,44 unidades astronómicas

– Período de rotación: 6,3 días terrestres
– Satélites conocidos: uno
Plutón es en la mitología grecolatina, el dios de las profundidades y
los infiernos. En astronomía, ha dejado de ser un planeta del
Sistema Solar para convertirse en un planeta enano. Su
descubrimiento se efectuó en este siglo, aunque tenían
presunciones de su existencia desde antes. El astrónomo Percival
Lowell y su equipo en el observatorio de Arizona, trabajaron sobre
la hipótesis de su existencia, la que fue comprobada en 1930,
cuando Lowell ya había fallecido.
Plutón demora 248 años terrestres en recorrer toda su órbita y en
algunos períodos se acerca tanto a la órbita de Neptuno que deja a
este último planeta en la parte más externa del sistema. Por esta
relación de atracción y por otras observaciones de los
especialistas, aún muchos estiman que Plutón fue alguna vez
satélite de Neptuno.
Leyes de
Kepler
Las leyes de Kepler fueron enunciadas por Johannes Kepler para
describir matemáticamente el movimiento de los planetas en
sus órbitas alrededor del Sol. Aunque él no las describió así, en la
actualidad se enuncian como sigue:

Primera ley (1609): "Todos los planetas se desplazan
alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas. El Sol se
encuentra en uno de los focos de la elipse".
Segunda ley (1609): "El radio vector que une un planeta y el
Sol barre áreas iguales en tiempos iguales".
La ley de las áreas es equivalente a la constancia del momento
angular, es decir, cuando el planeta está más alejado del Sol
(afelio) su velocidad es menor que cuando está más cercano al Sol
(perihelio). En el afelio y en el perihelio, el momento angular es el
producto de la masa del planeta, su velocidad y su distancia al
centro del Sol.
Tercera ley (1618): "Para cualquier planeta, el cuadrado de
su período orbital es directamente proporcional al cubo de la
longitud del semieje mayor de su órbita elíptica".

Donde, T es el periodo orbital (tiempo que tarda en dar una vuelta
alrededor del Sol), R la distancia media del planeta con
el Sol y C la constante de proporcionalidad.
Estas leyes se aplican a otros cuerpos astronómicos que se
encuentran en mutua influencia gravitatoria, como el sistema
formado por la Tierra y la Luna.

Ley de
gravitación

universal de
Newton
La ley de gravitación universal es una ley física clásica que
describe la interacción gravitatoria entre distintos cuerpos con
masa. Fue formulada por Isaac Newton en su libro Philosophiae
Naturalis Principia Mathematica, publicado en 1687, donde
establece por primera vez una relación cuantitativa (deducida
empíricamente de la observación) de la fuerza con que se atraen
dos objetos con masa. Así, Newton dedujo que la fuerza con que
se atraen dos cuerpos de diferente masa únicamente depende del
valor de sus masas y del cuadrado de la distancia que los separa.
Para grandes distancias de separación entre cuerpos se observa
que dicha fuerza actúa de manera muy aproximada como si toda la
masa de cada uno de los cuerpos estuviese concentrada
únicamente en su centro de gravedad, es decir, es como si dichos
objetos fuesen únicamente un punto, lo cual permite reducir
enormemente la complejidad de las interacciones entre cuerpos
complejos.
Así, con todo esto resulta que la ley de la gravitación universal
predice que la fuerza ejercida entre dos cuerpos de masas y
separados una distancia es proporcional al producto de sus
masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, es
decir:

Donde
f Es el módulo de la fuerza ejercida entre ambos cuerpos, y
su dirección se encuentra en el eje que une ambos cuerpos.
g Es la constante de gravitación universal.
Es decir, cuanto más masivos sean los cuerpos y más cercanos se
encuentren, con mayor fuerza se atraerán.
El valor de esta constante de Gravitación Universal no pudo ser
establecido por Newton, que únicamente dedujo la forma de la
interacción gravitatoria, pero no tenía suficientes datos como para
establecer cuantitativamente su valor. Únicamente dedujo que su
valor debería ser muy pequeño. Solo mucho tiempo después se
desarrollaron las técnicas necesarias para calcular su valor, y aún
hoy es una de las constantes universales conocidas con menor
precisión. En 1798 se hizo el primer intento de medición y en la
actualidad, con técnicas mucho más precisas se ha llegado a estos
resultados:
En unidades del Sistema Internacional.

REALIZZADO POR
Camilo Cabeza
Julián Chacón
Margy Giraldo
María José Esparza