Este documento presenta información sobre diferentes modelos del universo a lo largo de la historia, incluyendo modelos geocéntricos como el de Aristóteles y Ptolomeo, y modelos heliocéntricos como los de Copérnico y Galileo. También describe las leyes de Kepler sobre el movimiento planetario y la ley de la gravitación universal de Newton. Finalmente, explica conceptos como la fuerza peso y la aceleración de la gravedad.

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3 Fuerzas gravitatorias
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Esquema de contenidos
El universo
Modelos del universo El universo actual
El universo que observamos El nuevo Sistema Solar
Modelos geocéntricos del universo Exoplanetas
El modelo heliocéntrico de Copérnico La expansión del universo
El modelo heliocéntrico de Galileo
Dinámica y cinemática del universo
Leyes de Kepler La ley de gravitación universal de Newton
Consecuencias de la ley de la gravitación universal
La fuerza peso
Los satélites artificiales
Centro de gravedad
Tipos de satélites
Las mareas
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Para empezar, experimenta y piensa
El Sistema Solar Equilibrio
Con un rollo de papel
higiénico simularemos
la escala a la que se Mercurio
encuentran los
planetas del Sol
La presencia de la bola azul
Venus
hace que la amarilla
permanezca en equilibrio.
Tierra
¡A 20 metros
aparecería Neptuno!
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El universo que observamos
Satélites
Galaxias
El Sol
Cometas
Planetas
La Luna
Estrellas
Asteroides
Nebulosas Planetas
enanos
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Modelos geocéntricos del universo
MODELO DE ARISTÓTELES MODELO DE PTOLOMEO
Júpiter
Marte Venus
Luna
Sol
Tierra
Mercurio
Saturno
Bóveda celeste
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El modelo heliocéntrico de Copérnico
El Sol
VII. Esfera de Mercurio ( giro en 80 días)
VI. Esfera de Venus (giro en 9 meses)
V. Esfera de la Tierra (giro en 1 año)
IV. Esfera de Marte (giro en 2 años)
III. Esfera de Júpiter (giro en 12 años)
II. Esfera de Saturno (giro en 30 años)
I. Esfera inmóvil de las estrellas
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El modelo heliocéntrico de Galileo
Venus muestra fases.
La Luna tiene valles y montañas.
La Vía Láctea está formada por
numerosas estrellas.
Descubrió los anillos de Saturno.
Descubrió manchas más oscuras en el
Sol: las manchas solares. Júpiter tiene satélites girando
a su alrededor.
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Las leyes de Kepler
1.ª Ley de Kepler 3.ª Ley de Kepler
Todos los planetas se
mueven alrededor
T2
siguiendo órbitas elípticas. = k (constante)
d3
2.ª Ley de Kepler
Los planetas se mueven
con velocidad areolar
constante.
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La ley de gravitación universal de Newton
Todos los cuerpos del universo se atraen mutuamente con una fuerza que es directamente proporcional al
producto de sus masas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
Masa de cada uno de
M·m los cuerpos
FG = G · Magnitud vectorial
d2
Constante de Distancia que separa d
gravitación universal →
sus centros F
Sentido
m 2 →
G = 6,67 · 10 N ·
-11 F
kg2 Dirección
Módulo: determinado por la
El valor de la constante G fue fórmula de Newton.
medido por H. Cavendish utilizando
una balanza de torsión.
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La fuerza peso
M = masa Tierra = 5,98 · 1024 kg
El peso es la fuerza M·m m = masa del cuerpo
de atracción gravitatoria P=m·g FG = G ·
que la Tierra ejerce sobre R2
los cuerpos que están
en sus proximidades Radio de la Tierra = 6,37 · 103 m
M
P = FG → g = G ·
R2
Aceleración de la gravedad = 9,8 m/s2
La aceleración de la gravedad
en la superficie de un astro depende
de su masa y de su radio
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Centro de gravedad
Se cuelga el cuerpo por distintos
puntos y se traza la línea de
suspensión vertical.
La Torre de Pisa se sostiene
porque la vertical que pasa por el
centro de gravedad cae dentro de
su base.
Centro de
gravedad
Donde cortan varias
verticales de suspensión es
el centro de gravedad.
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Las mareas
Las fuerzas de atracción gravitatoria de la
Luna en cada punto de la Tierra son:
Marea baja
D →
FC
→
FD Luna
→ C → →
B FB FC A FA
→ →
FC FC Marea alta
Marea alta
→
FE
→
Marea baja FC
E
→ → → →
La fuerza neta en cada En el punto A: FA - FC En el punto D: FD - FC
punto, será por tanto: → → → →
En el punto B: FB - FC En el punto E: FE - FC
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Los satélites artificiales
Telescopio
Paneles solares
ÓRBITAS ALREDEDOR DE LA
TIERRA
Órbita elíptica
Órbita polar
Cubierta externa
Sistemas criogénicos
Antenas
Módulo de servicio
Órbita baja
ESQUEMA DE UN
Órbita geoestacionaria SATÉLITE
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Tipos de satélites
Telecomunicaciones Pronóstico meteorológico Observación terrestre
Localización Observación espacial Estaciones espaciales
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El nuevo Sistema Solar
Planetas
Planetas enanos
Mercurio La Tierra Júpiter Saturno Urano Plutón Eris
Venus Marte Ceres Neptuno
El Sol (estrella)
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Exoplanetas
Estrella
Planeta
Planeta Estrella
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La expansión del universo
Emisión de la radiación de Formación de galaxias: Expansión
fondo de microondas (400 (100-1000 millones acelerada
000 años de edad). de años de edad). del universo.
Inflación: expansión
rapidísima del universo.
Big Bang: Sonda
edad 0. WMAP
(2003)
Edad oscura:
No hay datos
Primeras Actualidad:
observables.
estrellas Expansión del 13 700 millones de
observables. universo. años de edad.
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Enlaces de interés
Historia de la astronomía El nuevo Sistema Solar
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