“La rotación de los planetas y su órbita”.


Categoría: Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)
Área de participación: Divulgación y enseñanza de la ciencia

Asesor: ROSALIA ORNELAS ENRÍQUEZ

Autor: Carlos David Ortiz Castro ()

Grado:

Resumen

Los planetas giran alrededor del Sol. No tienen luz propia, sino que reflejan la luz solar, tienen diversos movimientos, los más importantes son dos: el de rotación y el de translación. En el de rotación, giran sobre sí mismos alrededor del eje lo cual determina la duración del día del planeta. Mientras que en el de translación, los planetas describen órbitas alrededor del Sol, es decir, cada órbita es el año del planeta. Cada planeta tarda un tiempo diferente para completarla. Cuanto más lejos, más tiempo. Los planetas giran casi en el mismo plano, excepto Plutón, que tiene la órbita más inclinada y tienen forma casi esférica, como una pelota un poco aplanada por los polos. Así mismo, los planetas se formaron hace unos 4.500 millones de años, al mismo tiempo que el Sol. Por lo cual, los planetas y todo el Sistema Solar continúan cambiando de aspecto.

Pregunta de Investigación

¿Cómo se da la rotación de los planetas y su órbita?

Planteamiento del Problema

En el movimiento de traslación la Tierra sigue su órbita y gira alrededor del Sol. Unas veces llega al Sol más directamente y hace más calor (verano). Otras veces el Sol está más lejano y llega más tenue, entonces hace más frío (invierno). Hay dos estaciones con temperaturas más moderadas que son la primavera y el otoño. En el sistema solar, los objetos, los planetas, los asteroides y los cometas se mueven en la misma dirección alrededor del Sol. Pero ninguna órbita es perfectamente circular. También, debido a la inclinación del eje de rotación de la Tierra, en una época del año un hemisferio va dando progresivamente la cara al Sol; y entonces en este hemisferio aumenta progresivamente el número de horas de luz durante el día. El eje de rotación sobre el cual gira la Tierra está inclinado apuntando siempre a una misma dirección. Esto da lugar a las 4 estaciones del año y a la diferencia del número de horas de luz durante los meses del año; diferencia que se nota más, entre más nos acercamos a los polos.

Antecedentes

¿Cómo permanecen los planetas en órbita alrededor del Sol?
El Sistema Solar fue formado de una nube de gas y polvo en rotación la cual giró alrededor de una nueva estrella en formación, nuestro Sol, como su centro. Todos los planetas se formaron de esta nube en forma de disco en rotación, y continuó su curso de rotación alrededor del Sol después de que ellos se formaron. La gravedad del Sol mantiene a los planetas en sus órbitas. Ellos permanecen en sus órbitas porque no hay otra fuerza en el Sistema Solar que los pueda parar.

Rotación de la Tierra.
Rotación es el movimiento de cambio de orientación de un cuerpo o un sistema de referencia de forma que una línea (llamada eje de rotación) o un punto permanece fijo.
La rotación de un cuerpo se representa mediante un operador que afecta a un conjunto de puntos o vectores. El movimiento rotatorio se representa mediante el vector velocidad angular , que es un vector de carácter deslizante y situado sobre el eje de rotación. Cuando el eje pasa por el centro de masa o de gravedad se dice que el cuerpo «gira sobre sí mismo».

La rotación también puede ser oscilatoria, como en el péndulo (izquierda). Los giros son completos sólo cuando la energía es lo suficientemente alta (derecha). El gráfico superior muestra la trayectoria en el espacio fásico.
En ingeniería mecánica, se llama revolución a una rotación completa de una pieza sobre su eje (como en la unidad de revoluciones por minuto), mientras que en astronomía se usa esta misma palabra para referirse al movimiento orbital de traslación de un cuerpo alrededor de otro (como los planetas alrededor del Sol).

Animación de dos objetos orbitando alrededor de un centro de masas común, ejemplo de revolución.

Ejemplo de rotación.

Ejemplo de revolución.

El movimiento de la estructura de una noría corresponde a un movimiento de rotación. Por el contrario, las barquillas de la noria realizan un movimiento de traslación o revolución con trayectoria circular.
En astronomía es habitual distinguir entre el movimiento de rotación y el de revolución con los siguientes sentidos:
• La rotación de un cuerpo alrededor de un eje (exterior o interior al cuerpo) corresponde a un movimiento en el que los distintos puntos del cuerpo presentan velocidades que son proporcionales a su distancia al eje. Los puntos del cuerpo situados sobre el eje (en el caso de que éste sea interior al cuerpo) permanecen en reposo.
o La orientación del cuerpo en el espacio cambia continuamente durante la traslación.
o Un ejemplo de rotación es el de la Tierra alrededor de su propio eje de rotación, con un período de rotación de un día sidéreo.
• La revolución de una partícula o de un cuerpo extenso corresponde a un movimiento de traslación del cuerpo alrededor de otro.
o Un ejemplo de revolución es el de la Tierra alrededor del Sol, con un periodo de revolución de un año.
La distinción entre rotación y revolución está asociada con la existente entre rotación y traslación de un cuerpo extenso. Si la velocidad de traslación es constante (v=cte), cada uno de los puntos del sólido recorrerá una trayectoria rectilínea con celeridad constante y todas esas trayectorias serán paralelas entre sí (movimiento de traslación uniforme). Pero, en general, la velocidad de traslación no tiene por qué ser constante y la trayectoria puede ser curvilínea.
Los planetas giran alrededor del Sol. No tienen luz propia, sino que reflejan la luz solar.
Los planetas tienen diversos movimientos. Los más importantes son dos: el de rotación y el de translación. Por el de rotación, giran sobre sí mismos alrededor del eje. Esto determina la duración del día del planeta. Por el de translación, los planetas describen órbitas alrededor del Sol. Cada órbita es el año del planeta. Cada planeta tarda un tiempo diferente para completarla. Cuanto más lejos, más tiempo. Giran casi en el mismo plano, excepto Plutón*, que tiene la órbita más inclinada, excéntrica y alargada.

* Plutón dejó de ser considerado un planeta en la Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional (UAI) celebrada en Praga el 24 de agosto de 2006. En este sitio, sin embargo, se siguen facilitando sus datos en la lista de planetas
¿Por qué todos los planetas ocupan aproximadamente el mismo plano orbital? La mejor conjetura astronómica es que todos se mueven en el mismo plano orbital porque nacieron de un mismo y único disco plano de materia.
Las teorías sugieren que el sistema solar fue en origen una enorme masa de gas y polvo en rotación, que acaso fuese esférica en un principio. Bajo la influencia de su propia atracción gravitatoria fue condensándose, con lo cual tuvo que empezar a girar cada vez más deprisa para conservar el momento angular.
En un cierto momento de este proceso de condensación y rotación cada vez más acentuadas, el efecto centrífugo acabó por desgajar una porción de materia del plano ecuatorial. Esta porción de materia desgajada, que representaba un porcentaje pequeño del total, formó un gran disco plano alrededor de la porción central principal de la nube. De un modo u otro (pues sobre los detalles no hay ni mucho menos un consenso general) se condensaron una serie de planetas a partir de ese disco, mientras que el grueso de la nube se convirtió en el Sol. Los planetas siguieron girando en la región antes ocupada por el disco, y por esa razón giran todos ellos más o menos en el mismo plano del ecuador solar.
Por razones parecidas, los planetas, a medida que se fueron condensando, fueron formando satélites que giran, por lo general, en un único plano, que coincide con el del ecuador del planeta.
Según se cree, las excepciones a esta regla son debidas a sucesos violentos ocurridos mucho después de la formación general del sistema solar. El planeta Plutón gira en un plano que forma un ángulo de 17 grados con el plano de revolución de la Tierra. Ningún otro planeta tiene una órbita tan inclinada. Algunos astrónomos han conjeturado que Plutón quizá fuese en otro tiempo un satélite de Neptuno y que logró liberarse gracias a algún cataclismo no determinado.
De los satélites actuales de Neptuno, el principal, que es Tritón, no gira en el plano ecuatorial de Neptuno, lo cual constituye otro indicio de algún cataclismo que afectó a ese planeta.
Júpiter posee siete satélites pequeños y distantes que no giran en el plano de su ecuador. El satélite más exterior de Saturno se halla en el mismo caso. Es probable que estos satélites no se formaran en su presente posición, en el momento de nacer el sistema solar, sino que sean asteroides capturados mucho después por esos planetas gigantes.
Muchos de los asteroides que giran entre las órbitas de Marte y Júpiter tienen planos orbitales muy inclinados. Una vez más, todo parece indicar una catástrofe. Es muy posible que en origen los asteroides fuesen un solo planeta pequeño que giraba en el plano general. Mucho después de la formación del sistema solar, una explosión o serie de explosiones puede que fragmentara ese malhadado mundo, colocando los fragmentos en órbitas que, en muchos casos diferían grandemente del plano orbital general.
Los cometas giran en todos los planos posibles. Ahora bien, hay astrónomos que creen que muy en las afueras del sistema solar, como a un año-luz del Sol, existe una nube dispersa de cometas. Estos cometas puede que se hayan condensado a partir de las porciones más exteriores de la nube esférica original, antes de comenzar la contracción general y antes de formarse el disco ecuatorial.
En tales circunstancias, cuando de vez en cuando un cometa abandona esa capa esférica y se precipita en las regiones interiores del sistema solar (quizá como resultado de la influencia gravitatoria de estrellas lejanas), su plano de rotación alrededor del Sol puede ser cualquiera.
Órbitas planetarias

Órbitas planetarias de Mercurio, Venus, Tierra y Marte.
Dentro de un sistema planetario, los planetas, planetas enanos, asteroides, cometas y la basura espacial orbitan alrededor de la estrella central, el Sol, con órbitas elípticas. Un cometa en una órbita parabólica o hiperbólica alrededor de una estrella central no tiene un lazo gravitatorio con la estrella y por tanto no se considera parte del sistema planetario de la estrella. No se han observado en el Sistema Solar cometas con órbitas claramente hiperbólicas. Los cuerpos que tienen un lazo gravitacional con uno de los planetas del sistema planetario, ya sean naturales o artificiales realizan órbitas elípticas alrededor del planeta.
Debido a las perturbaciones gravitatorias mutuas, las excentricidades de las órbitas de los planetas varían a lo largo del tiempo. Mercurio, el planeta más pequeño del Sistema Solar, tiene la órbita más excéntrica. El siguiente es Marte, mientras que los planetas con menor excentricidad son Venus y Neptuno.
Cuando dos objetos orbitan sobre sí, el periastro es el punto en el que los dos objetos se encuentran más próximos el uno al otro y el apoastro es el punto donde se encuentran más lejos.
En una órbita elíptica, el centro de masas de un sistema entre orbitador y orbitado se sitúa en uno de los focos de ambas órbitas, sin nada en el otro foco. Cuando un planeta se acerca a su periastro, el planeta incrementa su velocidad. De igual manera, cuando se acerca a su apoastro, disminuye su velocidad.

Objetivo

Conocer el fenómeno natural que provoca la rotación de los planetas.

Justificación

Me interesa conocer cómo se da la rotación de los planetas y su órbita para conocer a fondo este proceso que hace que los planetas giren.

Hipótesis

Si conocemos como se lleva a cabo la rotación de los planetas sabremos que es por la atracción que genera el Sol sobre los planetas y por sus diversos movimientos.

Método (materiales y procedimiento)

Libros de la Biblioteca José Vasconcelos.
Visitas a la Biblioteca José Vasconcelos.
Entrevista al Profesor Edgar García Manrique.

Para llevar a cabo mi investigación y la elaboración de mi proyecto de ciencias fue necesario realizar varias visitas a la Biblioteca José Vasconcelos ubica en la ciudad de México en donde pude encontrar una sección de libros relacionados con los planetas y ahí fue que comprendí como se da la rotación de los mismos. Así mismo, realice una entrevista al profesor Edgar García Manrique.

Galería Método

Resultados

Los resultados que se obtuvieron de esta investigación fueron los siguientes.
Los planetas giran alrededor del Sol y no tienen luz propia, más bien que reflejan la luz solar.
Tienen diversos movimientos, los más importantes son dos: el de rotación y el de translación.
En el movimiento de rotación, giran sobre sí mismos alrededor del eje lo cual determina la duración del día del planeta.
Mientras que en el movimiento de translación, los planetas describen órbitas alrededor del Sol, es decir, cada órbita es el año del planeta. Por esa razón, cada planeta tarda un tiempo diferente para completarla. Cuanto más lejos, más tiempo

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

A lo largo de mi investigación pude aprender que los planetas se formaron hace unos 4500 millones de años, al mismo tiempo que el sol. Por lo cual, el planeta y todo el sistema solar sigue cambiando de aspecto. Los planetas son esferas opacas que giran y se trasladan con movimientos circulares. De hecho circulan en trayectos llamados “órbitas”. Son su camino con el mismo centro, a diferentes distancias, y girando alrededor de una Estrella, y por ello se desplazan a diferentes velocidades. A esa estrella la llamamos Sol. La Tierra realiza dos movimientos: Uno de rotación que dura 24 horas (un día). Otro de traslación que dura 365 días. En el movimiento de rotación la Tierra da vueltas alrededor de su eje.

Bibliografía

Caballero Leal, Laura Patricia:

¡Averigua más sobre – el fascinante universo! /Laura Patricia Caballero Leal ; il. Hilda M. Caballero Leal..

México : Constantine, 2006..

32 p. : il. col..

Roca, Núria:

El universo /Núria Roca ; il. Rosa M. Curto..

Barcelona, España : Edebé, c2005..

35 p. : il. col..

Para comprender el universo /ed. Jacques Fortín ; Diseño gráfico Anne Tremblay ; tr. Adriana de la Torre Fernández..

Bogotá : Panamericana, 2006..

126 p. : il. col..

Stuart, R.T. (2003). Nuestro sistema solar y su lugar en el cosmos. Ediciones AKAL. Madrid. ISBN 8483231107.



“La rotación de los planetas y su órbita”.


“La rotación de los planetas y su órbita”.

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography