PRÁCTICAS EQUIPO 2A Y 2B: PRÁCTICA 2

PRÁCTICA 2

COLEGIO PREPARATORIO DE ORIZABA

LABORATORIO DE GEOGRAFÍA

TÍTULO DE LA PRÁCTICA: MOVIMIENTOS TERRESTRES Y SU APLICACIÓN.

PRÁCTICA N° 2

INTEGRANTES:
Domínguez Piña Estefany del Carmen.
Hernández Díaz Jessica Priscila*
Hernández Flores Luis Ángel
Hernández Roa Julia Renata
Hernández Rodríguez Diana Laura
Hernández Vásquez José Gustavo
Huerta Melo Evelyn
Jiménez Osorio Celso Ancelmio
Jorge Jiménez María Alejandra
Lara Baltazar Karla Fabiola

CATEDRÁTICO Y ASESOR: Biol. Martha Patricia Osorio Osorno

Fecha de realización: 20 de septiembre del 2013

Orizaba, Ver. a 24 de septiembre del 2013

Material Biológico:

No requerido para esta práctica

Material no biológico:

Trompo
Cámara
Libreta de campo para anotaciones y observaciones.
Investigación previa para su realización

OBJETIVO:

Reconocer cada uno de los movimientos terrestres (rotación, traslación, nutación y precesión) para la posterior compresión de sus efectos en fenómenos climatológicos y físicos en el planeta Tierra.

TÉCNICA:
1. Para poder explicar el movimiento de rotación, nutación y precesión terrestre, lanzamos el trompo.
2. Observamos todos y cada uno de los movimientos que este realiza a cada momento
3. Repetimos lo anterior algunas veces más para observar más detenidamente y así comprobar y complementar nuestras anotaciones.
4. Respondemos los cuestionamientos realizados por la profesora
5. Deducimos resultados y conclusiones.

ANTECEDENTES O GENERALIDADES:
Cuando éramos chicos, en la escuela nos enseñaron 2 movimientos claves que realiza la Tierra: Rotación y Traslación, y a grandes rasgos nos explican la sucesión del día a la noche, estaciones del año y medición del tiempo. Pero lo que no nos mencionaron es que estos movimientos originan la forma de esferoide oblato que hoy en día posee nuestro planeta y que permite fenómenos físicos de gran importancia para la vida en el mismo. De igual manera estos no son los únicos existen otros de gran importancia: Nutación y Precesión.
Estos movimientos ocurren de forma simultánea y se complementan y superponen unos a otros.
Describamos a profundidad cada uno de estos movimientos así como sus efectos y fenómenos en la Tierra.

ROTACIÓN
El movimiento de rotación de la Tierra es aquel en el que esta gira sobre un eje imaginario al que llamamos Eje Terrestre (línea imaginaria que atraviesa a la Tierra desde el polo Norte hasta el polo Sur.)

Se cree que este eje fue afectado por el terremoto del día 28 de febrero de 2010, que alcanzó una magnitud de 8,8 en Chile. La respuesta breve es sencilla: definitivamente el eje de rotación de la Tierra debió haber cambiado, al igual que la longitud del día. Sin embargo, estos efectos difícilmente son medibles. En otras palabras: cualquier cosa que le haya sucedido a la Tierra es imperceptible para nosotros, y no tenemos la tecnología para detectarlo.

La rotación tiene una duración de 23 horas, 56 minutos y 4 segundos. Este tiempo, que consta de una vuelta completa al que se ha tomado como referencia a las estrellas, es denominado día sidéreo o sideral, pero no es usado por razones prácticas, por lo cual se usa el día civil que consta de 24 horas.No obstante, mediante las observaciones astronómicas, se ha puesto en evidencia que esa velocidad con la cual la Tierra está girando en torno a su Eje Terrestre, no tiene constancia con el tiempo.
Esas variaciones en velocidad de rotación, las podemos clasificar en tres tipos:

*Secular: debido a la atracción gravitacional en conjunto de la Luna y el Sol, misma que causa la marea alta. Esa variación ocasiona la reducción de la velocidad de rotación del Eje terrestre y en consecuencia el alargamiento de la duración del día de 0.0005 a 0.0035 seg. cada 100 años.
*Irregular: cuadratura entre la atracción gravitacional entre Sol y Luna en la tierra, misma que causa las mareas muertas. Estas han ocasionado que la longitud del día, haya variado casi 0.01 s en los dos últimos siglos
*Periódica: Estos son repetitivos. El cambio por estaciones del año es un ejemplo (horario de verano y horario de invierno)

La Tierra gira en dirección Oeste-Este, en sentido directo (es decir contrario al de las agujas del reloj), produciendo la impresión de que es el cielo el que gira alrededor de nuestro planeta.
Igualmente, la rotación, provoca la sucesión del día y la noche, así, mientras que en la mitad del globo terrestre llegan los rayos solares, en el otro hay oscuridad por lo que es de noche.

Esto determina nuestros horarios y biorritmos y que, en definitiva, forma parte inexcusable de nuestras vidas.

Una particularidad de este movimiento es que no consta de una velocidad constante en todo el planeta. Entre más nos acercamos al ecuador esta aumenta con 1670 km/hr, mientras que en los polos es casi nula.Podríamos decir que es una carrera, si los polos y el ecuador fueran a la misma velocidad, el ecuador se quedaría atrás, así que este debe mantener el ritmo.

Sabemos entonces que la Tierra es un esferoide oblato, pero ¿a qué se debe dicha forma? La rotación de la Tierra genera una fuerza aparente a la que llamamos fuerza centrífuga; ésta no es una fuerza real, sino que aparece por el hecho de que la Tierra está girando, es decir, es consecuencia de otro movimiento y su dirección es hacia afuera a partir del centro de la Tierra. Como el eje de rotación atraviesa los polos, éstos casi no giran, y por lo tanto la fuerza desaparece en ellos, pero su intensidad va aumentando a medida que nos alejamos de éstos y alcanza su máximo valor en el ecuador. Esta variación de la fuerza centrífuga por la latitud ha hecho que después de algunos miles de millones de años de rotar alrededor de su eje, la Tierra haya adquirido la forma de esferoide oblato (o esfera aplanada).

Las medidas precisas de la forma oblata de la Tierra indican que el eje ecuatorial es 21.4 km (0.33%) mayor que el eje polar. La primera consecuencia de esta forma de la Tierra es la variación en la aceleración de la gravedad por la latitud. Recordemos que, en una primera aproximación, la atracción gravitacional varía en forma inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, es decir, mientras más cerca del centro, mayor es su valor. De esta manera tenemos que la variación en la aceleración de la gravedad por la latitud se debe a la disminución de la distancia al centro de la Tierra conforme aumenta la latitud. Los valores extremos son el famoso 9.78m/s2 en el ecuador y el no tan conocido 9.83 m/s2 en ambos polos.

La rotación produce otra fuerza aparente que provoca un efecto llamado efecto de Coriolis.
Una forma fácil de entender este efecto es imaginar que no encontramos en el juego giratorio de un parque y se quiere pasar una bola a alguien frente a ti. lo esperado es que la pelota viaje en una línea recta , pero en realidad se curva hacia los lados. Si se gira hacia el este (como lo hace la tierra) y lanza la pelota hacia el norte esta ira a la derecha, y si la lanza hacia el sur irá a la izquierda.Por lo tanto el efecto Coriolis causa un desvío hacia la izquierda en el sur y un desvío hacia la derecha el norte.
Entonces pondríamos decir que esta fuerza "aparente" actúa en direcciones diferentes en distintos hemisferios
Hay otros fenómenos atmosféricos en donde se observa este efecto Coriolis por ejemplo los huracanes y ciclones, o incluso los vientos, las corrientes marinas y los remolinos oceánicos.

El eje sobre el que gira la tierra tiene una inclinación de 23.5° que en conjunto con otro movimiento da origen a las estaciones del año. Este movimiento es el Traslación.

TRASLACIÓN

La traslación es al igual que el movimiento de rotación, de sobra conocido por todos. Se define como el movimiento que hace la Tierra en torno al sol, describiendo una elipse que tarda en ser recorrida 365 días, 5 horas y 47 minutos. Debido al hecho de recorrer una órbita, la Tierra varía su distancia respecto al sol mientras describe esta trayectoria, dándose el perihelio (punto más cercano al sol) los primeros días de Enero, y el afelio (punto más alejado del sol) los primeros días de Julio.

Como la órbita de la Tierra no es exactamente circular, sino ovalada o elíptica, en ella no se puede definir un radio, sino dos ejes, uno mayor y otro menor, de tal manera que dos veces al año la Tierra pasa por los extremos del eje mayor, y otras dos veces por los del eje menor.

El punto de la órbita de la Tierra que coincide con uno de los extremos del eje mayor recibe el nombre de SOLSTICIO(sol quieto). Hay dos solsticios, uno coincide con el inicio del verano (solsticio de verano) y el otro con el inicio del invierno (solsticio de invierno). El solsticio de verano también es el que posee el día que tiene la noche más corta del año, y el de invierno tiene la noche más larga del año.

Los puntos de la órbita en los que la Tierra coincide con los extremos del eje menor se llaman EQUINOCCIOS (noches iguales). También son dos, que coinciden con el inicio de la primavera (equinoccio de primavera) y el otoño (equinoccio de otoño). Los equinoccios poseen los días del año en los que el día y la noche duran lo mismo.

Desde el equinoccio de primavera hasta el solsticio de verano la duración de la noche es cada vez menor, y hay cada vez más horas de luz. A partir del solsticio de verano las horas de luz se van reduciendo, hasta que en el equinoccio de otoño se igualan las horas de luz y de oscuridad, y en el solsticio de invierno se alcanza el máximo de horas de oscuridad.

Los solsticios y los equinoccios son distintos en el hemisferio Norte terrestre y en el Sur, ya que mientras en un hemisferio se da el solsticio de verano, en el otro es el de invierno y al revés, y lo mismo sucede con los equinoccios.

Como el eje de la Tierra no es recto, sino que está inclinado con respecto al plano de su órbita, los rayos del Sol no llegan uniformemente a toda la cara iluminada, sino que llegan antes y más rectos a uno de los hemisferios que al otro (hemisferio norte o sur), por lo que las temperaturas van a ser algo más altas en el hemisferio donde la radiación llega antes y más recta. Es decir, en un hemisferio las temperaturas son algo más altas que en el otro hemisferio.
Esto constituye la base de las ESTACIONES.
Las estaciones varían de un extremo al otro del mundo. En las áreas mas templadas de los hemisferios norte y sur se reconocen cuatro estaciones (primavera, verano, otoño e invierno). En los Polos Norte y Sur hay sólo dos estaciones (invierno y verano) mientras que en los países ecuatoriales y tropicales las estaciones se dividen en aquellos periodos en los cuales hay sequías o lluvia.

¿Sabías que en países sudamericanos como Argentina, Chile, Paraguay y Uruguay las Navidades se celebran en verano?

Este movimiento también es usado para medir el tiempo en años. Se clasifican 4 tipos:
· Año solar: Tiempo que tarda la Tierra en hacer un giro completo alrededor del Sol referido al tiempo entre dos equinoccios. Dura 365 días, 5 horas 48 minutos y 45,6 segundos
· Año sideral: Tiempo que tarda la Tierra en dar vuelta al Sol. Dura 365 días 6 horas 9 minutos 7.6 segundos
· Año civil: Es utilizado a nivel mundial de forma práctica en relación al sideral. Dura 365 días.
· Año bisiesto: Es aquel que dura 366 días. Se da cada 4 años para equilibrar las 6 horas por año que no son tomadas en cuenta del año sideral por parte del año civil agregándose un día a Febrero.

PRECESIÓN
El movimiento de precesión de los equinoccios es el que describe el inclinado eje de la tierra de forma circular. Más concretamente, es el movimiento que hace el eje de rotación de la Tierra de manera circular.
Este movimiento fue descrito y calculado por primera vez en la antigua Grecia por Hiparco de Nicea. La causa física fundamental de la existencia de este movimiento es el momento de fuerza que ejerce el Sol sobre la Tierra, aunque este movimiento también se ve fuertemente afectado por el movimiento de las placas tectónicas, por lo cual su periodicidad no es tan precisa como en el caso de los movimientos de rotación y traslación. Aún así, su duración estimada es de 25 780 años, lo que también es conocido como año platónico y se puede medir gracias a la posición con respecto de la estrella polar.

NUTACIÓN

Entrando ya en movimientos más complejos, nos encontramos con el movimiento de nutación. El eje de la Tierra, como acabamos de describir en el punto anterior, se mueve de forma circular mediante el movimiento de precesión, pero los círculos que describe no son exactos. De hecho, el movimiento de nutación lo que hace es generar oscilaciones haciendo que el eje de la tierra se incline un poco más o un poco menos respecto a la circunferencia que describe el movimiento de precesión.
Este movimiento, fue descubierto en 1728 por James Bradly, pero cuando lo dio a conocer no conocía aún la causa de la existencia del mismo. Esto fue demostrado 20 años más tarde, cuando los cálculos de distintos físicos y astrónomos determinaron que este movimiento era causado directamente por la atracción gravitatoria de la Luna. Dura 16.8 años
Este movimiento se adjunta al de precesión, es decir sin el de precesión no habría nutación.
En una vuelta completa de precesión la Tierra realiza más de 1.300 bucles de nutación.

PROBLEMÁTICA:
¿Qué movimientos se pueden representar en el girar de un trompo?

HIPÓTESIS:
En el girar de un trompo, podemos identificar la rotación, nutación y precesión, debido a las diversas oscilaciones en este.

CUESTIONARIO:

1._ Cuándo en el hemisferio norte es invierno en el sur es:
Verano. Esto se da gracias a la inclinación de 23° del eje terrestre, lo que provoca variaciones climáticas muy marcadas y contrarias en ambos hemisferios.

2._Los equinoccios se presentan cada 3 meses. Verdadero o Falso. ¿Por qué?
Verdadero. Dado que la tierra en su movimiento de traslación recorre en áreas iguales en tiempos iguales, el cambio climático ocurre en tiempos prácticamente similares debido también a la inclinación del eje terrestre y a que apunta hacia la estrella polar, por esta razón según el punto donde se encuentre es su inclinación respecto al sol.

3._En el solsticio de invierno en el hemisferio norte los rayos solares caen directamente en el trópico de:

Capricornio, lo cuál ocurre por la inclinación del eje además del movimiento de traslación, que permite el cambio de temperatura.

OBSERVACIONES:

Para una mejor comprensión de la práctica, se realizaron vídeos en lugar de imágenes, para que todo sea más descriptivo y gráfico.

Equipo 2A:

El movimiento que se presenta de principio a fin es el de rotación, es el girar del trompo.
Al mismo tiempo se puede ver como el centro del trompo (representación del eje terrestre) se va inclinando, y en el mismo se perciben oscilaciones (segundo 0:04) las cuales representan la precesión de la tierra.
Para finalizar, cuando el trompo empieza a perder fuerza, realiza un "brincoteo" (segundo 0:10), el cuál representa la nutación.
Los movimientos son más sencillos de detectar gracias al eje central del trompo que asemeja al de la tierra.

Equipo 2B:

En este se percibe la rotación de igualmente de principio a fin.
La precesión inicia casi inmediatamente en el segundo 0:03 con un "bamboleo" en el trompo.
Pocos segundos antes de finalizar el giro del trompo (segundo 0:06), este produce ciertas oscilaciones, que asemejan a la nutación terrestre.
En este trompo es más sencillo observar la precesión.

RESULTADOS:

Equipo 2A:
Al hacer girar el trompo pudimos notar diversos tipos de oscilaciones que asemejan los movimientos de la tierra: la precesión en el vaivén del trompo y la nutación, que la identificamos cuando el trompo está perdiendo la fuerza y hace un esfuerzo por seguir girando lo que produce una especie de vibración, misma que produce la tierra en su esfuerzo por oponerse a la atracción de la Luna.En nuestro trompo fue más fácil identificarlo por el sostén que lo atraviesa, el cuál asemeja al eje terrestre.

Equipo 2 B:
Observamos que inicialmente se presentaba el movimiento de rotación de la tierra. Conforme avanzaba el tiempo el trompo se iba deteniendo y podíamos apreciar una elipse implícita en el movimiento giratorio del trompo como se ve en el vídeo también observamos un tambaleo o como una vibración, que son oscilaciones en el cono trazado por el eje de la tierra.

CONCLUSIÓN
Los movimientos terrestres en conjunto nos proporcionan las condiciones ideales para el desarrollo de la vida, permitiéndonos la variabilidad de las estaciones del año por medio del movimiento de Traslación, y con esto afectando nuestras costumbres por temporada y regiones.

Así mismo la rotación brinda la transición del día a la noche, afectando nuestros ritmos biológicos y de vida.
Por otra parte el movimiento de nutación se superpone al de precesión, cambiando nuestro eje de rotación, lo que propicia cambios de todo tipo, desde físicos y biológicos hasta climáticos, todo esto con el pasar de los años, por lo cual son poco perceptibles para nosotros.

Bibliografía:

http://naukas.com/2010/07/10/los-cinco-movimientos-de-la-tierra/