Cinemática del universo leyes de kepler
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1.¿ley de gravitación universal?
La ley de gravitación universal es una ley física clásica que describe lainteracción gravitatoria entre distintos cuerpos con masa. Esta fue presentada por Isaac Newton en su libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, publicado en 1687, donde establece por primera vez una relación cuantitativa (deducida empíricamente de la observación) de la fuerza con que se atraen dos objetos con masa. Así, Newton dedujo que la fuerza con que se atraen dos cuerpos de diferente masa únicamente depende del valor de sus masas y del cuadrado de la distancia que los separa. Para grandes distancias de separación entre cuerpos se observa que dicha fuerza actúa de manera muy aproximada como si toda la masa de cada uno de los cuerpos estuviese concentrada únicamente en su centro de gravedad, es decir, es como si dichos objetos fuesen únicamente un punto, lo cual permite reducir enormemente la complejidad de las interacciones entre cuerpos complejos.
2.¿formula utilizada en la ley de gravitación universal?
Así, con todo esto resulta que la ley de la gravitación universal predice que la fuerza ejercida entre dos cuerpos de masas y
separados una distancia
es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, es decir:
(1)
Donde
es el módulo de la fuerza ejercida entre ambos cuerpos, y su dirección se encuentra en el eje que une ambos cuerpos.
es la constante de gravitación universal.
Es decir, cuanto más masivos sean los cuerpos y más cercanos se encuentren, con mayor fuerza se atraerán
El valor de esta constante de Gravitación Universal no pudo ser establecido por Newton, que únicamente dedujo la forma de la interacción gravitatoria, pero no tenía suficientes datos como para establecer cuantitativamente su valor. Únicamente dedujo que su valor debería ser muy pequeño. Solo mucho tiempo después se desarrollaron las técnicas necesarias para calcular su valor, y aún hoy es una de las constantes universales conocidas con menor precisión. En 1798 se hizo el primer intento de medición(véase el experimento de Cavendish) y en la actualidad, con técnicas mucho más precisas se ha llegado a estos resultados:1
(2)
En unidades del Sistema Internacional
Esta ley recuerda mucho a la forma de la ley de Coulomb para las fuerzas electrostáticas, ya que ambas leyes siguen unaley de la inversa del cuadrado (es decir, la fuerza decae con el cuadrado de la distancia) y ambas son proporcionales al producto de magnitudes propias de los cuerpos (en el caso gravitatorio de sus masas y en el caso electrostático de su carga eléctrica).
Aunque actualmente se conocen los límites en los que dicha ley deja de tener validez (lo cual ocurre básicamente cuando nos encontramos cerca de cuerpos extremadamente masivos), en cuyo caso es necesario realizar una descripción a través de la Relatividad General enunciada por Albert Einstein en 1915, dicha ley sigue siendo ampliamente utilizada y permite describir con una extraordinaria precisión los movimientos de los cuerpos (planetas, lunas, asteroides, etc.) delSistema Solar, por lo que a grandes rasgos, para la mayor parte de las aplicaciones cotidianas sigue siendo la utilizada, debido a su mayor simplicidad frente a la Relatividad General, y a que esta en estas situaciones no predice variaciones detectables respecto a la Gravitación Universal.
3.¿relación de la física y la astronomía?
La Astronomía es una parte de la Física, sólo que se separó ya que tiene un campo de estudio muy amplio y estudia los cuerpos celestes del Universo, incluidos los planetas y sus satélites, los cometas y meteoroides, las estrellas y la materia interestelar, los sistemas de estrellas, gas y polvo llamados galaxias y los cúmulos de galaxias; por lo que estudia sus movimientos y los fenómenos ligados a ellos. La física abarca desde lo más pequeño, ya sean las partículas subatómicas hasta lo más grande, como son las galaxias. Fijate que la física es una de las ciencias fundamentales y más abarcativas de todas, incluso la más antigua. Actualmente están separadas como dos ciencias, así como por ejemplo la biología y microbiología. La biología incluye a la microbiología, parasitología, etc. Bueno, la Física incluye a la Astronomía, sólo que esta última se encarga de estudiar estructuras grandes.
4.¿a quien se le acredita el descrubrimiento de la ley de gravitación universal?
Un momento culminante en la historia de la Física fue el descubrimiento realizado por Isaac Newton de la Ley de la Gravitación Universal: todos los objetos se atraen unos a otros con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa sus centros. Al someter a una sola ley matemática los fenómenos físicos más importantes del universo observable, Newton demostró que la física terrestre y la física celeste son una misma cosa. El concepto de gravitación lograba de un solo golpe:
- Revelar el significado físico de las tres leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.
Resolver el intrincado problema del origen de las mareas
Dar cuenta de la curiosa e inexplicable observación de Galileo Galilei de que el movimiento de un objeto en caída libre es independiente de su peso.
5.¿biografía de quien descrubrio la ley de gravitación universal ?
Nacíó en Inglaterra el 4 de Enero de 1643
fue un físico, filósofo, teólogo, inventor, alquimista ymatemático inglés. Es autor de los Philosophiæ naturalis principia mathematica, más conocidos como los Principia, donde describe la ley de la gravitación universal y establecíó las bases de la mecánica clásicamediante las leyes que llevan su nombre. Entre sus otros descubrimientos científicos destacan los trabajos sobre la naturaleza de la luz y la óptica(que se presentan principalmente en su obra Opticks) y el desarrollo delcálculo matemático.
Newton comparte con Gottfried Leibniz el crédito por el desarrollo delcálculo integral y diferencial, que utilizó para formular sus leyes de la física. También contribuyó en otras áreas de la matemática, desarrollando elteorema del binomio y las fórmulas de Newton-Cotes.
Entre sus hallazgos científicos se encuentran el descubrimiento de que elespectro de color que se observa cuando la luz blanca pasa por un prismaes inherente a esa luz, en lugar de provenir del prisma (como había sido postulado por Roger Bacón en el Siglo XIII); su argumentación sobre la posibilidad de que la luz estuviera compuesta por partículas; su desarrollo de una ley de convección térmica, que describe la tasa de enfriamiento de los objetos expuestos al aire; sus estudios sobre la velocidad del sonido en el aire; y su propuesta de una teoría sobre el origen de las estrellas. Fue también un pionero de la mecánica de fluidos, estableciendo una ley sobre la viscosidad.
Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales que gobiernan el movimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas. Es, a menudo, calificado como elcientífico más grande de todos los tiempos, y su obra como la culminación de la revolución científica. El matemático y físico Joseph Louis Lagrange(1736-1813), dijo que «Newton fue el más grande genio que ha existido y también el más afortunado, dado que sólo se puede encontrar una vez un sistema que rija el mundo».
Muere 1727/03/31
6.¿Definición de Astronomía?
es laciencia que se ocupa del estudio de los cuerpos celestes del universo, incluidos los planetas y sus satélites, los cometas y meteoroides, las estrellas y la materia interestelar, los sistemas de materia oscura, estrellas, gas y polvo llamados galaxias y los cúmulos de galaxias; por lo que estudia sus movimientos y los fenómenos ligados a ellos. Su registro y la investigación de su origen viene a partir de la información que llega de ellos a través de laradiación electromagnética o de cualquier otro medio. La astronomía ha estado ligada al ser humano desde la antigüedad y todas las civilizaciones han tenido contacto con esta ciencia. Personajes como Aristóteles, Tales de Mileto,Anaxágoras, Aristarco de Samos, Hiparco de Nicea, Claudio Ptolomeo, Hipatia de Alejandría, Nícolás Copérnico, Tycho Brahe, Johannes Kepler, Galileo Galilei, Christiaan Huygens o Edmund Halley han sido algunos de sus cultivadores.
Es una de las pocas ciencias en las que los aficionados aún pueden desempeñar un papel activo, especialmente en el descubrimiento y seguimiento de fenómenos como curvas de luz de estrellas variables, descubrimiento de asteroides ycometas, etc.
7.¿que ramas de estudio tiene?
cosmología, la mecánica celeste y la radioastronomíaLa astronomía tiene diversas ramas, entre las más importantes tenemos: La astrofísica, la astrogeofísica, la astrometría
8.¿que son astrónomos?
Un astrónomo es un científico cuya área de investigación es la astronomía
Se considera el comienzo de la astronomía en la antigua Babilonia por sus sacerdotes. Estudios recientes de las inscripciones babilónicas muestran el conocimiento extremadamente preciso que poseían de su cielo nocturno. Los sacerdotes del Antiguo Egipto también hacían especial hincapié en la observación del cielo, quedando reflejado en los denominados techos astronómicos, dibujados en muchas tumbas del Valle de los Reyes
9.¿que es la mecánica celeste?
La mecánica celeste es una rama de la astronomía y lamecánica que tiene por objeto el estudio de los movimientos de los cuerpos celestes en virtud de los efectos gravitatorios que ejercen sobre él otros cuerpos masivos
. Se aplican los principios de la física conocidos como mecánica clásica (
Ley de la Gravitación Universal de
Isaac Newton). Estudia el movimiento de dos cuerpos, conocido como problema de Kepler, el movimiento de los planetas alrededor del Sol, de sus satélites y el cálculo de las órbitas de cometas y asteroides.
10.¿que es un espectrógrafo?
M. fís. Instrumento óptico que deja registrado en una placa fotográfica el espectro de una señal luminosa
fís. y fon. Aparato que obtiene el espectro de un sonido complejo analizándolo en los elementos que lo componen, que se usa sobre todo para estudiar los sonidos del lenguaje:
analizaron con el espectrógrafo las cadencias del habla de personas de orígenes diferentes.
11.¿que es cosmología?
La cosmología es aquella rama de la Astronomía que se ocupa del estudio de las leyes generales del origen del mundo y la evolución del universo, es decir, la cosmología es el estudio a gran escala tanto de la estructura como de la historia del universo así como del lugar que ocupa la humanidad en él.
concepción integral, denominada también filosofía de la naturaleza, que estudia todo lo relacionado con el universo: su origen, su forma, su tamaño, las leyes que lo rigen y los elementos que lo componen.
12.¿que es astro dinámica?
El término astro-dinámica se usa para indicar el estudio de un horóscopo desde elpunto de vista en que las influencias planetarias sean disminuidas o intensificadaspor las reacciones del nativo a sus experiencias durante una encarnación dada.
13.¿que es geosentrismo?
El geocentrismo es un modelo teórico que postula a la Tierra como el centro fijo del Universo, son los astros los que giran al rededor del mundo mientras ésta permanece inmóvil.
El modelo fue el paradigma dominante desde la antigüedad hasta el Renacimiento, cuando se produce una ruptura en la forma de concebir la ciencia en tanto pone su mirada en la observación experimental y el ajuste de lo empírico a lo especulativo.
14.¿que es eleocentrismo?
es un modelo astronómico según el cual la
Tierra y los planetas se mueven alrededor del
Sol relativamente estacionario y que está en el centro del
Universo
. Históricamente, el heliocentrismo se opónía algeocentrismo, que colocaba en el centro a la Tierra. La idea de que la Tierra gira alrededor del Sol fue propuesta desde el siglo III a. C. PorAristarco de Samos,
1 aunque no recibíó apoyo de otros astrónomos de la antigüedad
15.¿que es un cometa?
Los cometas son cuerpos celestes constituidos por hielo, polvo y rocas que orbitan alrededor del
Sol siguiendo diferentes trayectorias elípticas,parabólicas o hiperbólicas
. Los cometas, junto con los asteroides, planetas ysatélites, forman parte del
Sistema Solar. La mayoría de estos cuerpos celestes describen órbitas elípticas de gran excentricidad, lo que produce su acercamiento al Sol con un período considerab
16.¿que son satélites geostacionarios?
Los satélites geoestacionarios o satélites geosíncronos describen órbitas sobre elecuador terrestre con la misma velocidad angular que la Tierra, es decir, permanecen inmóviles sobre un determinado punto sobre nuestro globo. Un solo satélite geoestacionario de gran altitud puede proporcionar comunicaciones confiables aproximadamente a un 40 % de la superficie terrestre. La velocidad orbital de los satélites geoestacionarios que circundan la Tierra es de aproximadamente 10 900 kilómetros
17.¿que son satélites artificiales?
Un satélite artificial es un artilugio enviado en un vehículo de lanzamiento el cual mantiene una órbita alrededor de cuerpos del espacio como estrellas o planetas. Los satélites artificiales pueden orbitar alrededor de asteroides yplanetas. Tras su vida útil, los satélites artificiales pueden quedar orbitando como basura espacial o también podría desintegrarse si regresaran a la atmósfera (cosa que ocurre solamente si su órbita es de poca altura).
18.¿científicos dedicados a la astronomía,mecionar sus nombres y obras?
1. Tales de Mileto (630 aC.-545 aC.)
Fue el primero y más importante de los siete sabios de Grecia, conocido como "el sabio astrónomo". Imaginó una Tierra redonda, dividíó el cielo en cinco círculos (el ecuador, los dos trópicos, el ártico y el antártico) y el año en 365 días. Midió con bastante exactitud el diámetro aparente del sol, escribíó sobre los equinoccios, ayudó a los marinos a orientarse con la Osa Menor, aclaró la verdadera causa de las fases de la luna y fue el primero de los griegos en predecir eclipses de sol.
2. Aristarco (310 aC.-230 aC.)
Diseñó el primer modelo heliocéntrico, según el cual todos los planetas giraban en torno al sol
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Astronomía Telescopio Universo Galileo Sol
Por autores como Arquímedesy Plutarco se sabe que en una obra revolucionaria, hoy perdida, Aristarco proclamaba que el Sol y no la Tierra era el centro del universo y en torno a las estrellas giran los planetas. Una afirmación que no se incorporaría al conocimiento científico hasta 17 siglos más tarde con Copérnico.
3. Claudio Tolomeo (c.100 - c.170)
Su Almagesto ("el gran libro" cómo lo denominaron los árabes), fue la biblia astronómica hasta principios del Siglo XVII. La concepcióngeocéntrica (la tierra como centro del universo) y las tablas de Tolomeo fueron usadas por Copérnico o por los navegantes españoles que circunnavegaron nuestro planeta.
4. Nícolás Copérnico (1473-1543)
Copérnico desafió quince siglos después la concepción ptolemaica del universo. Su concepción heliocéntrica supuso una revolución del conocimiento en todo el mundo. Su teoría demostraba que el Sol es el centro alrededor del cual giraban los planetas entonces conocidos: Mercurio, Venus, la Tierra y la Luna, Marte, Júpiter y Saturno. Pero no lasestrellas, que eran objetos fijos y distantes.
5. Tycho Brahe (1546-1601)
El descubrimiento más importante que dejó Brahe a la posteridad fue constatar que la astronomía necesitaba datos de observación muy precisos y constantes, algo trivial para la ciencia moderna, pero radical en su época. En 1572 tuvo su visión más importante, la nova de la constelación de Casiopea, una nueva estrella cuyo brillo duró 18 meses y que le encumbró como un gran astrónomo en toda Europa.
6. Johannes Kepler (1571-1630)
La ciencia contemporánea no hubiera sido posible sin Kepler gracias a sus tres leyes sobre el movimiento de los planetas alrededor del Sol. Entre sus logros, además de los astronómicos, se cuentan los tratados de óptica, su defensa de la pluralidad de los mundos, su peculiar visión de un futuro de viajes espaciales y su anecdótica creencia en la ausencia de gravedad entre la Tierra y la Luna.
7. Galileo (1564-1642)
Considerado como el "padre de la astronomía moderna", Galileo fue conocido en toda Europa cuando construyó su primer telescopio en 1609 basándose en un reciente invento holandés. La descripción precisa de la Luna, el descubrimiento de las lunas de Júpiter, la existencia de la Vía Láctea, las fases de Venus, los cúmulos de estrellas, los anillos de Saturno y las manchas solares fueron algunos de sus logros.
8. Isaac Newton (1643-1727)
Newton descubríó las leyes de la gravitación culminando la revolución científica que comenzó Copérnico. En su obra Principia Mathematicaexpuso las leyes que rigen la gravitación. De estas leyes dedujo la órbita de los cometas y explicó las mareas, además de establecer las bases de la física nuclear por la interacción de las fuerzas de atracción de las partículas.
9. Albert Einstein (1879-1955)
Einstein, el científico más conocido de todos los tiempos, establecíó en 1905, mediante la teoría especial de la relatividad, que la velocidad de la luz es la velocidad límite del Universo y que la energía del movimiento incrementa la masa de un cuerpo, relación que exprésó en la famosa fórmula E=mc². En 1915 publicó su Teoría General de la Relatividad donde formulaba una nueva teoría con la que reinventó (que no invalidó) las leyes de Newton sobre la base de una nueva topología del espacio y el tiempo.
10. Edwin Hubble (1889-1953)
Para muchos astrónomos actuales, lo más importante que sabemos del universo es que se encuentra en expansión gracias a la ley de Hubble, que asegura que la velocidad de alejamiento de una galaxia depende de la distancia. Consolidó también la teoría del Big Bang cuando reflexiónó sobre el aspecto que debería tener el universo en su infancia, cuando contaba con sólo un año luz (hoy se considera que tiene unos 14.000 millones de años luz de edad).