UN PLANETA ES UN CUERPO SOLIDO, DE FORMA “ESFERICA” CARENTE DE LUZ PROPIA, QUE LLEVA A CABO UN MOVIMIENTO DE ROTACION SOBRE SU PROPIO EJE Y OTRO DE TRASLACION ALREDEDOR DEL SOL.
LA TIERRA ES EL TERCER PLANETA DENTRO DE NUESTRO SISTEMA SOLAR CON UN ANGULO DE INCLINACION DE 23.4º POR ESO EXISTEN LAS VARIACIONES DE TEMPERATURA (ESTACIONES DEL AÑO)
FORMA DE LA TIERRA
LA LONGITUD DE 1º DE LATITUD ES MENOR APROXIMADAMENTE EN UNA CENTESIMA PARTE CERCA AL ECUADOR QUE EN LOS POLOS.
LO ANTERIOR SIGNIFICA QUE LA TIERRA TIENE MAYOR CURVATURA EN EL ECUADOR QUE EN LAS REGIONES POLARES.
FORMA DE LA TIERRA
PODEMOS DEFINIR EL ACHATAMIENTO f, DEL ESFEROIDE TERRESTRE COMO:
f= (re- rp)/re
DONDE:
re= RADIO ECUATORIAL
rp= RADIO POLAR
f= 1/(298.25±0.03) = 0.0033529± 0.000 000 3
Re= 6378.16±0.15KM
rp= 6356.77±0.15KM
Si imaginamos que toda la masa de un cuerpo como la Tierra pueda concentrarse en un punto y la masa de otro cuerpo como la Luna este concentrada en otro punto la distancia entre estos dos puntos es r y las masas son m1 y m2 la fuerza será expresada por la ley de la gravitación.
Fuerza de atracción gravitacional entre dos masas puntuales separadas por una distancia r es:
F = Gm1m2 / r2
Donde G tiene el valor de = 6,668 X 10-11 N m2 kg-2
RADIO DE LA TIERRA
r prom = 6367,46 km
Si conocemos el valor de G y si sabemos r prom podemos conocer la masa de la Tierra.
De la segunda ley de Newton, acerca del movimiento de los cuerpos sabemos que :
F = m a y que F = m g
De donde se establece que :
F = m 2 g , además F = G m1 m2/ d2
Igualando ecuaciones:
m 2 g = G m1 m2/d2
despejando g = G m1 m2 /d2/m2 /1
g = G m1 /d2
despejando m1:
m1 = g d2/ G
Sustituyendo valores:
m1 = ( 9.8 ) ( 6.37 X 106 )2 / 6.67 X 10-11 = 5.9 X 1024
m1 = 6.0 x 1024 KG
m1 = 6.0 x 1021 toneladas
Respuesta: la masa total del planeta es de:
6000 trillones de toneladas aproximadamente
DENSIDAD MEDIA
Podemos calcular también la densidad media de la Tierra dividiendo la masa M entre el volumen:
D = m / v
Masa = 5.9 X 1024 kg
Volumen = 1, 083,433 millones km3
Sustituyendo:
D = 5.9 X 1021 toneladas / 1.083,433 X 1011 km3 = 5.52gr/cm3
GRAVEDAD TERRESTRE
Definición:
• Tenemos la sensación de peso, si estamos en un planeta o satélite.
• Si no estamos bajo el efecto de otras fuerzas, sufriremos una aceleración dirigida aproximadamente hacia el centro del planeta.
• Isaac Newton: es la fuerza que hace que los objetos caigan con aceleración constante en la Tierra (gravedad terrestre) y la fuerza que mantiene en movimiento los planetas y las estrellas es de la misma naturaleza
• La fuerza es mayor si los objetos están próximos, y mientras se van alejando dicha fuerza pierde intensidad.
• La pérdida de intensidad de esta fuerza es proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
• Por ejemplo, si se aleja un objeto de otro al doble de distancia, entonces la fuerza de gravedad será la cuarta parte.
TEORIA DE LA RELATIVIDAD GENERAL
De acuerdo con esta teoría puede entenderse como un efecto geométrico de la materia sobre el espacio-tiempo. Cuando una cierta cantidad de materia ocupa una región del espacio-tiempo, ésta provoca que el espacio-tiempo se deforme.
Visto así, la fuerza gravitatoria no es ya una misteriosa "fuerza que atrae" sino el efecto que produce la deformación del espacio-tiempo, de geometría, sobre el movimiento de los cuerpos. Dado que todos los objetos (según esta teoría) se mueven en el espacio-tiempo, al deformarse este espacio, parte de esa velocidad será desviada produciéndose aceleración en una dirección, que es la denominada fuerza de gravedad.
Albert Einstein revisó la teoría newtoniana en su teoría de la relatividad general, describiendo la interacción gravitatoria como una deformación de la geometría del espacio-tiempo por efecto de la masa de los cuerpos; el espacio y el tiempo asumen un papel dinámico.
Según Einstein, no existe el empuje gravitatorio; dicha fuerza es una ilusión, un efecto de la geometría. Así, la Tierra deforma el espacio-tiempo de nuestro entorno, de manera que el propio espacio nos empuja hacia el suelo. Una hormiga, al caminar sobre un papel arrugado, tendrá la sensación de que hay fuerzas misteriosas que la empujan hacia diferentes direcciones, pero lo único que existe son pliegues en el papel, su geometría.[1]
La deformación geométrica viene caracterizada por el tensor métrico que satisface las ecuaciones de campo de Einstein. La "fuerza de la gravedad" newtoniana es sólo un efecto asociado al hecho de que un observador en reposo.
VARIACION DE LA GRAVEDAD EN DIFERENTES LUGARES DE LA TIERRA
La fuerza de gravedad en la superficie de la Tierra no es exactamente igual en todos los sitios.
Existen pequeñas variaciones de un lugar a otro. Hay varios factores que intervienen para que así ocurra:
Debido a la rotación de la Tierra, los cuerpos experimentan una fuerza centrífuga que varía según la latitud: es máxima en los polos y menos en los en el ecuador. Esa fuerza centrífuga hace disminuir el efecto de la atracción gravitatoria, y la desvía de su dirección original hacia el centro de la Tierra.
EN LA FORMA DE LA TIERRA
Además, el campo gravitatorio aumenta con la latitud debido a otro efecto:
el achatamiento de la Tierra en los hace que la distancia r se reduzca a medida que la latitud aumenta.
La fuerza de atracción es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, lo cual significa que estando en el ecuador la fuerza de gravedad es menor que en otras latitudes, y a medida que nos vayamos desplazando al sur o al norte, la fuerza de gravedad se va incrementando. Entre los dos efectos, la fuerza centrífuga y el achatamiento de los polos, hacen que la gravedad en el ecuador sea un 0.5 % menor que en los polos.
Los valores de |g| (la fuerza específica de la gravedad) en el ecuador y en los polos son respectivamente:[2]
La gravedad disminuye con la altura, ya que a mayor altura, es mayor la distancia al centro de la Tierra.
La variación de la gravedad con respecto a la altura está expresada en la siguiente fórmula:
La gravedad ejercida sobre los objetos que están sobre la superficie tiende a disminuir al alejarse del planeta, por aumentar la distancia r entre las masas implicadas. Sin embargo, también disminuye al adentrarse en el interior de la Tierra, ya que cada vez una porción mayor de masa del planeta la rodea, contrarrestándose las fuerzas ejercidas en direcciones opuestas. En el centro de la Tierra la gravedad es nula porque se contrarrestan todas las fuerzas de atracción, aunque está sometido a una enorme presión por el peso de las capas superiores del planeta.
Antes de Galileo Galilei se creía que un cuerpo pesado cae más deprisa que otro de menos peso. Según cuenta una leyenda, Galileo subió a la torre inclinada de Pisa y arrojó dos objetos de masa diferente para demostrar que el tiempo de caída libre era, virtualmente, el mismo para ambos.
DENSIDAD , EL PRINCIPIO DE ARQUIMEDES Y SU RELACION CON LA TIERRA
DEFINICION:
Magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen.
Ejemplo: un objeto pequeño y pesado, como un trozo de plomo, es más denso que un objeto grande y liviano hecho de corcho.
La densidad o densidad absoluta es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo por metro cúbico (kg/m3), aunque frecuentemente se expresa en g/cm3. La densidad es una magnitud intensiva.
La densidad relativa de una sustancia es la relación existente entre su densidad y la de otra sustancia de referencia; en consecuencia, es una magnitud adimensional (sin unidades)
DENSIDAD
Ondas Sísmicas
Los movimientos bruscos producidos en el foco del sismo, que normalmente esta situado en las profundidades de la Tierra o del fondo del océano, dan origen a ondas sísmicas.
Estas ondas se clasifican en dos tipos: ondas internas y ondas superficiales.
Ondas P: o Primarias,
•Son las más rápidas y las que llegan antes.
•La vibración se produce en el sentido de avance de la onda.
•la velocidad de estas ondas es mayor cuanto menor es la densidad de la roca y, mayor cuanto más rígida .
Las ondas S u ondas secundarias deben su nombre al hecho que son llegan a la superficie de la Tierra en segundo lugar, después de las ondas P u ondas primarias.
Las ondas S tienen una velocidad propagación de alrededor de 4,2 kilómetros por segundo. Su velocidad de propagación puede cambiar dependiendo de la densidad del medio en el que se transmiten.
