Geocentrismo y heliocentrismo. Leyes de Kepler. Gravitación universal. Masa y peso

1. Raquelmariaperez
LA TIERRA EN EL UNIVERSO
Física 4º ESO

2. TEORÍAS SOBRE LA ESTRUCTURA
DEL UNIVERSO
Teoría geocéntrica
La Tierra es el centro del Universo
Todo gira alrededor de la Tierra
Teoría heliocéntrica
El Sol es el centro del Universo
Todo gira alrededor del Sol
Raquelmariaperez

3. TEORÍAS SOBRE LA ESTRUCTURA
DEL UNIVERSO
Raquelmariaperez

4. ARISTÓTELES
384 a. C. - 322 a. C.
Raquelmariaperez

5. MODELO DE ARISTÓTELES
S. IV a. C.
El Universo está formado por dos regiones:
Región terrestre:
 Formada por la Tierra, situada en el centro.
 Todos los cuerpos terrestres están formados por la combinación de
los 4 elementos: tierra, agua, aire y fuego.
Región celeste:
 Formada por esferas concéntricas que rodean a la Tierra.
 En cada esfera está situado un cuerpo celeste (Sol, Luna, Venus,
etc.) y en la última todas las estrellas.
 Los cuerpos celestes están formados por el 5º elemento, el éter.
 Los cuerpos celestes son perfectos y se desplazan con movimientos
perfectos: circulares
No es una teoría científica.
Raquelmariaperez

6. https://segundotaller.files.wordpress.com/201
3/11/modeloaristotelico.jpg
MODELO DE ARISTÓTELES
S. IV a. C.

7. ARISTARCO DE SAMOS
310 a. C. - 230 a. C.
Propuso un sistema heliocéntrico
en el s III a. C.
No fue tomado en consideración,
Aristóteles tenía mucho prestigio.
La Tierra es un errante más
(errante = planeta)

8. CLAUDIO PTOLOMEO
90 d. C. - 168 d. C.
Raquelmariaperez

9. MODELO DE PTOLOMEO
S. II
 Describió el movimiento de los planetas alrededor de la Tierra mediante
la composición de dos movimientos circulares: epiciclos y deferente.
Raquelmariaperez

10. MODELO DE PTOLOMEO
S. II
Es un modelo científico: consideró los datos existentes, hizo
observaciones, medidas, cálculos, etc.
 Se podían predecir las posiciones de los cuerpos celestes.
 Se podían predecir los eclipses.
 Se elaboraron tablas astronómicas muy precisas: los navegantes se
orientaban con ellas.
Y estaba de acuerdo con la teoría de Aristóteles…
Raquelmariaperez

11. NICOLÁS COPÉRNICO
1473 - 1543
Raquelmariaperez

12. MODELO DE COPÉRNICO
s XVI
 El Sol está inmóvil en el centro, los planetas giran alrededor en órbitas
circulares, todos en el mismo plano. Las estrellas están más lejos todas
a la misma distancia.
Observó que el brillo de Venus y Mercurio varía, así que su distancia a la
Tierra no es fija.

13. GEOCENTRISMO vs HELIOCENTRISMO
s XVII
 La Tierra no parece moverse
 El Sol sale, se mueve y se pone.
Las estrella también
 Si la Tierra se mueve los pájaros
y las nubes se quedarían atrás.
 Si la Tierra se mueve una piedra
que cae desde una torre no
caería al pie de ésta, porque la
torre se habría movido mientras
la piedra caía.
 Los planetas en su movimiento
alrededor de la Tierra a veces
van “hacia atrás” (epiciclos)
 El brillo de Venus y Mercurio
varía
Raquelmariaperez

14. Raquelmariaperez

15. HELIOCENTRISMO vs GEOCENTRISMO
s XVII
Raquelmariaperez

16. GALILEO GALILEI
1564 - 1642
Raquelmariaperez

17. APORTACIONES DE GALILEO A
FAVOR DEL MODELO HELIOCÉNTRICO
 La Luna tenía cráteres y el Sol manchas  no eran perfectos
Descubrió el telescopio y observó el firmamento con él:
 Júpiter tenía satélites  no todo gira alrededor de la Tierra
 Las estrellas no están todas a la misma distancia
Galileo defendió y divulgó la teoría heliocéntrica
La Iglesia consideraba cierta la teoría de Aristóteles
Fue juzgado por la inquisición, adjuró de sus ideas pero fue condenado a
arresto domiciliario
Raquelmariaperez

19. JOHANNES KEPLER
1571 - 1630
Raquelmariaperez

20. 1ª LEY DE KEPLER
1609
Estudió las posiciones de Marte y concluyó que su órbita no era circular
sino elíptica
 Los planetas describen órbitas elípticas alrededor del Sol que está
situado en uno de los focos de la elipse.
Raquelmariaperez

21. 1ª LEY DE KEPLER
1609
Raquelmariaperez

22. 2ª LEY DE KEPLER
1609
 La línea que une un planeta y el Sol barre áreas iguales en tiempos
iguales
Raquelmariaperez

23. 2ª LEY DE KEPLER
1609
Raquelmariaperez

24. 2ª LEY DE KEPLER
1609
 La línea que une un planeta y el Sol barre áreas iguales en tiempos
iguales
Un planeta se mueve más deprisa…
La velocidad de los planetas no es constante.
cuando está más cerca del Sol (perihelio)
Raquelmariaperez

25. 3ª LEY DE KEPLER
1618
 Para cualquier planeta el cuadrado de su periodo orbital (tiempo que
tarda en dar una vuelta alrededor del Sol, “año”) es directamente
proporcional al cubo de la distancia media del planeta al Sol.
T2 = K r3
K es la constante de proporcionalidad, igual para todos los planetas
Cuanto más lejos del Sol está un planeta…
más tiempo tarda un dar una vuelta alrededor del Sol.
Raquelmariaperez

26. 3ª LEY DE KEPLER
1618
Raquelmariaperez

27. 2ª LEY DE KEPLER
1609
Planeta r
(millones de km)
T
(días o años terrestres)
Mercurio 58 88 d
Venus 108 225 d
Tierra 150 1 a
Marte 228 1,9 a
Júpiter 778 11,9 a
Saturno 1427 29,5 a
Urano 2870 84,0 a
Neptuno 4497 164,8 a
Raquelmariaperez

28. https://www.youtube.com/watch?v=NaT4ZUhZ_4g
Las leyes de Kepler en 2 min

29. VISIÓN ACTUAL DEL UNIVERSO
2016
 El universo está formado por unos 100.000 millones de galaxias
 Las galaxias son agrupaciones de millones de estrellas
 La Vía Láctea es nuestra galaxia. Contiene unos 200.000 millones de
estrellas, entre las cuales se encuentra el Sol
 El Sistema Solar forma parte de la Vía Láctea.
 El Sistema Solar contiene 8 planetas, que son cuerpos que giran en
torno a una estrella.
 Todos los planetas tienen satélites, que son astros que giran alrededor
de los planetas, excepto Mercurio y Venus.
 El centro del universo es…
Raquelmariaperez

30. ISAAC NEWTON
1642 - 1727
Raquelmariaperez

31. LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL
Newton 1687
 Dos cuerpos de masa m1 y m2 separados por una distancia r se atraen
con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus
masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que
separa sus centros de gravedad.
Raquelmariaperez

32. LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL
Newton 1687
 Dos cuerpos de masa m1 y m2 separados por una distancia r se atraen
con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus
masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que
separa sus centros de gravedad.
G = 6,67·10-11 N·m-2·kg-2. constante de gravitación universal
Con cuerpos “pequeños” las fuerzas son muy pequeñas, inapreciables.
Con cuerpos celestes estas fuerzas son muy importantes, mantienen la
estructura del universo.
Fuerza gravitatoria
Raquelmariaperez

33. LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL
Peso de los cuerpos
Peso de un cuerpo en la Tierra es…la fuerza con que lo atrae la Tierra
Peso de un cuerpo en cualquier parte del universo es…
la fuerza con que lo atrae un cuerpo celeste cualquiera
(planeta, estrella, etc.)
Raquelmariaperez

34. LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL
Peso de los cuerpos
El peso es una fuerza gravitatoria más  Se puede calcular con la ley de
gravitación universal.
M
m
r
Raquelmariaperez

35. LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL
Peso de los cuerpos
Si el cuerpo está en la superficie del cuerpo celeste…
M
m
R
Raquelmariaperez

36. LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL
Peso de los cuerpos
Si el cuerpo celeste es la superficie de la Tierra…
M
T
m
RT
Raquelmariaperez

37. LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL
La aceleración de la gravedad
Raquelmariaperez

38. LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL
La aceleración de la gravedad
M
r
Raquelmariaperez

39. LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL
La aceleración de la gravedad
Si es un punto de la superficie de la Tierra…
9,8 m/s2
M
T
RT
Raquelmariaperez

40.  La masa de un cuerpo es…
la cantidad de materia que tiene
MASA ≠ PESO
 La unidad de masa del S. I. es…
el kilogramo
 El valor de la masa es…
constante
 El peso de un cuerpo es…
la fuerza con que lo atrae un
cuerpo celeste
 La unidad de peso del S. I. es…
el newton
 El valor del peso es…
variable
Raquelmariaperez