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Movimientos de la Tierra
FAComUniversidad de
Antioquia2013-1
Jorge Andrés Villa VélezSemillero de Astronomía
La Tierra en su movimiento alrededor del Sol realiza dos movimientos principales
la rotación sobre su propio eje → determina el día la traslación alrededor del Sol → determina el año.
Esto movimientos han servido a los hombres para medir el tiempo y elaborar calendarios.
• Eje de rotación está inclinado.
• No es esfera perfecta. • Tierra no está sola en
el sistema solar.
Esto genera efectos que vale la pena estudiar en detalle.
Pero
1°. Rotación:
Imaginémonos hace más de 2000 años. Tratemos de reconstruir los movimientos que conocemos, desde la experiencia.
¿Cómo verías las estrellas?
Dos opciones:
1. La esfera celeste gira con las estrella fijas en ella, mientras nosotros quietos.
2. Nosotros giramos y la esfera celeste permanece quieta.
• El término rotación de la Tierra se refiere a la rotación de nuestro planeta sobre su eje.
• El ecuador se mueve a ~500m/s o cerca de 1800 km/h.
• Cerca a los polo más despacio.
• Mirando el Polo Norte desde el espacio, la dirección de rotación es contraria al movimiento de las agujas del reloj
La mitad de la la Tierra está a la luz del sol, mientras que la otra mitad, está en la oscuridad.
El borde que divide la luz del día de la noche se llama el círculo de iluminación.
• Visto desde el sur, se mueve como las agujas del reloj
La rotación de la Tierra es responsable de los ciclos diarios del día y de la noche.
Esta rotación tarda exactamente 24 horas y recibe el nombre de Día solar medio.
Efectos:
Por tanto, la Tierra se puede dividir en veinticuatro franjas imaginarias de una hora, los denominados husos horarios. Así cada 15º de longitud hay una hora de diferencia, una más hacia el Este y una menos hacia el Oeste.
2°. Traslación:
Más difícil que reconocer que la Tierra rota es reconocer que la Tierra se traslada.
La Tierra se mueve en una trayectoria curva llamada órbita.
A la órbita completa de la Tierra alrededor del Sol se le llama revolución de la tierra.
Este es el denominado movimiento de traslación, que corresponde con año solar.
Trayectoria: ¿Qué tipo de curva sigue la Tierra?
La órbita de tierra alrededor del Sol no es circular, sino oval o elíptica
Esta variación en la distancia del Sol causa que la cantidad de radiación solar recibida por la tierra varíe anualmente por el cerca de 6%. El plano sobre el cual se mueve la Tierra recibe el nombre de Eclíptica
Una órbita elíptica hace la distancia de la tierra del Sol variar durante un año.
¡Con todo, este fenómeno no es responsable de las estaciones de la tierra!
Efectos:Vista desde el norte la tierra gira en sentido
contrario a las manecillas del reloj (anti-horario)
El tiempo que tarda la Tierra en completar una revolución es de 365 días y 6 horas, aproximadamente.
Cómo no tenemos en cuenta estas 6 horas cada año, durante 4 años, acumulan 1 día → Bisiestos.
Ahora, si la Tierra se mueve en una órbita casi circular, entonces tiene alrededor de 360°
Si un año son ~365 días, entonces un día corresponde a casi un grado. Cuando la tierra rota un día, ya se ha movido 360°/365d = 0.9863°/d sobre la eclíptica.
Efectos combinados de Rotación y Traslación:
Todos los días la Tierra se desplaza casi un grado sobre la eclíptica
Así, a un observador sobre la Tierra cada día el Sol parecerá haberse retrazado en un grado.
Como 15° equivalen a 1 hora ¡¡¡1° equivaldrá a 4 minutos!!!
DIA SOLAR MEDIO : el tiempo que tarda el Sol en volver a hacer tránsito por el meridiano local. 24H requiere más de 360°.
DIA SIDERAL MEDIO: el tiempo que tarda la tierra en rotar sobre su eje 360°. El tiempo que tarda una estrella en volver a hacer tránsito por el meridiano local. 23h 56’ 4”
AÑO TROPICAL (AÑO SOLAR) : es el tiempo que el Sol toma en volver a la misma posición a lo largo de la eclíptica, relativo a los equinoccios y solsticios. 365.24219 días solares medios (365 d 5 h 48 m 45.25 s)
AÑO SIDÉREO : tiempo que tarda el sol en volver a la “misma posición” con respecto a las estrellas de la esfera celeste. 365.25636042 días solares medios (365 d 6 h 9 m 9,76 s) ó 366.25636042 días siderales.
3°. Inclinación del eje:
El eje de la Tierra está inclinado 23.44°
Pero no permanece con esa inclinación.
La Tierra cambia su inclinación entre 22.1 °y 24.5°
Este ciclo dura 41 000 años
Así, dentro de 100 estará a 23.43°
Este leve cambio en la inclinación de la tierra, puede jugar un papel determinante en los períodos glaciales de la Tierra.
Además puede hacer que la ubicación de los objetos celestes cambien levemente.
Los rayos del Sol que inciden sobre la tierra lo hacen con distinta intensidad sobre distintas partes de la Tierra.
Si la tierra no estuviera inclinada, las regiones del norte y del sur siempre recibirían la misma intensidad y el ecuador siempre recibiría la mayor intensidad solar.
Radiación solar
Pero es respecto al perpendicular del plano de la eclíptica que el eje de la Tierra está inclinado.
Así, el ecuador celeste y la eclíptica también están inclinados la misma cantidad.
El Sol entonces parecerá hacer un movimiento ascendente y otro descendente a través del año.
Los puntos donde se cruzan el Ecuador Celeste y la Eclíptica se llaman nodos.
Cuando el sol está en los nodos ocurren los equinoccios.
Inclinación Más Traslación:
Debido a la inclinación del eje terrestre y a la traslación del planeta, la cantidad de radiación solar que recibe un punto en la Tierra no es la misma en todo el año.
Lo que produce las Estaciones.
Efectos:
Debido a esta característica la Tierra pasa por cuatro momentos importantes durante su movimiento de traslación:
Solsticio de Verano, 21 ó 22 de junio.
Hemisferio Norte se inclina hacia el Sol.
Los días son más largos que las noches.
Se inicia en el hemisferio Norte la estación más calurosa, el verano.
Sin embargo en el Hemisferio Sur se produce la situación contraria, iniciándose entonces el invierno.
Equinoccio de Otoño, 22 ó 23 de Sep.
El día y la noche tienen igual duración en todo el planeta, al situarse el Sol en la vertical del Ecuador,
Comienza el otoño en el Hemisferio Norte y la primavera en el Sur.
Solsticio de Invierno, 22 ó 23 de diciembre,
El Hemisferio Norte tiene los días más cortos que las noches,
Comienza en este hemisferio la estación más fría, el invierno.
En el Hemisferio Sur se produce la situación contraria, iniciándose entonces el verano.
Equinocio de Primavera, 20 ó 21 de marzo,
El día y la noche tienen igual duración en todo el planeta, al situarse de nuevo el Sol en la vertical del Ecuador,
comiwnza la primavera en el Hemisferio Norte y el otoño en el Hemisferio Sur.
¿Qué ve una persona en la Tierra?
Las zonas térmicas de la Tierra
El máximo desplazamiento del Sol en dirección Norte o Sur es por tanto igual a la inclinación de la Tierra, ~23°.
Esos puntos marcan Los Trópicos: 23° Norte → Trópico de Cancer 23° Sur → Trópico de Capricornio
4°. Precesión de los Equinoccios:
La tierra es un poco achatada en los polos a causa de la rotación.
Las fuerzas combinadas del Sol y la Luna no es la misma sobre los distintos puntos de la tierra (fuerzas de marea)
Esto hace que el eje de la tierra se tambalee como un trompo alrededor del polo de la eclíptica.
El movimiento de tambaleo dura 25 800 años.
Hiparco de Nicea (siglo II a. C.) fue el primero en dar el valor de la precesión de la Tierra con una aproximación extraordinaria para la época.
Efectos:
El eje terrestre apunta actualmente a la estrella polar.
Hace 14000 años estaba apuntando a la estrella Vega en la constelación de Lira y lo hará de nuevo dentro de 12000 años.
Cambio de la estrella polar.
4°. Nutación:
Está relacionado directamente con la precesión de los equinoccios.
Las fuerzas de marea sobre la tierra no son constantes debido a los continuos cambios en la posición relativa.
El ciclo es de 18.6 años.
4°. Precesión del Perihelio:
La órbita de la Tierra tampoco es exactamente una Elipse cerrada debido a que su perihelio también Precesa.
La causa son las perturbaciones gravitacionales de los demás planetas
La órbita de la tierra demora 71000 años en completar un ciclo de precesión del perihelio
Gracias por su atención