Colegio preparatorio de Orizaba

Laboratorio de Geografía

Titulo de la práctica: ¿Por qué la Luna da siempre la misma cara a la Tierra?

Práctica no.1

Integrantes:

Alonso Cid Luis Fernando

Camarillo Degante Itzel Deyaneira

Del Valle Ruiz Diana Laura

Jiménez Coronado Ángel Antonio

Ortiz Flores Fausto

Rodríguez Quevedo María José

Ruiz Islas Saúl Gerardo

Tequihuatle Zacamahua Miriam

Equipo 2

Nombre del catedrático o asesor: Martha Patricia Osorio Osorno

Orizaba; Ver. A 12 de septiembre de 2014

Material No Biológico:

·         Balón de basquetbol

·         1 pelota de plástico

·         1 lámpara

·         1 cámara

Objetivo: Realizar un modelo, ayudándonos de distintos tamaños de pelotas, en el cual expliquemos los movimientos de rotación y traslación de la Luna, así como también conocer algunos fenómenos como sus fases lunares, los tipos de eclipses y la influencia que tiene ésta con las mareas.

Técnica: La práctica se llevo a cabo de la siguiente manera:

1.- Realizar una investigación acerca de los movimientos de la Luna y la influencia de esta en la tierra, y así, tuvimos fenómenos como fases lunares, eclipses y mareas. Es así como llegamos a la pregunta ¿Por qué la Luna siempre da la misma cara a la Tierra?

2.- Con base en la investigación anterior se procedió a representar con las pelotas los movimientos que realiza la Luna, utilizando como Sol a la lámpara, al balón de basquetbol como tierra y por ultimo a la pelota de plástico como Luna.

3.-Una vez representados los movimientos que realiza la luna, hicimos a continuación una comprensión de las consecuencias que causan estos movimientos, es decir, los eclipses y las fases lunares.

4.-Ya comprendido lo anterior, finalmente representamos cómo es la posición de la luna respecto a la Tierra que origina las mareas.

Antecedentes o Generalidades:

Existen diferentes teorías acerca de la formación de la Luna, las cuales se presentan a continuación:

Hipótesis de fisión: supone que originariamente la Tierra y la Luna eran un sólo cuerpo y que parte de la masa fue expulsada, debido a la inestabilidad causada por la fuerte aceleración rotatoria que en aquel momento experimentaba nuestro planeta. La parte desprendida se "quedó" parte del momento angular del sistema inicial y, por tanto, siguió en rotación que, con el paso del tiempo, se sincronizó con su periodo de traslación.

Hipótesis de captura: supone que la Luna era un astro planetesimal independiente, formado en un momento distinto al nuestro y en un lugar alejado. Pero que al pasar cerca de la Tierra, quedó capturado en órbita.

Hipótesis de la acreción binaria supone la formación al mismo tiempo tanto de la Tierra como de la Luna, a partir del mismo material y en la misma zona del Sistema solar. Aunque pensamos que  si los dos se crearon en el mismo lugar y con la misma materia: ¿cómo es posible que ambos posean una composición química y una densidad tan diferentes? En la Luna abunda el titanio y los compuestos exóticos, elementos no tan abundantes en nuestro planeta al menos en la zona más superficial.

Hipótesis del impacto parece la preferida en la actualidad. Supone que nuestro satélite se formó tras la colisión contra la Tierra de un cuerpo de aproximadamente un séptimo del tamaño de nuestro planeta. El impacto hizo que bloques gigantescos de materia saltaran al espacio para posteriormente y, mediante un proceso de acreción similar al que formó los planetas rocosos próximos al Sol, generar la Luna.

Actualmente ha aparecido otra explicación a la que dan el nombre de 'Hipótesis de precipitación' según la cual, la energía liberada durante la formación de nuestro planeta calentó parte del material, formando una atmósfera caliente y densa, sobre todo compuesta por vapores de metal y óxidos. Estos se fueron extendiendo alrededor del planeta y, al enfriarse, precipitaron los granos de polvo que, una vez condensados, dieron origen al único satélite de la Tierra.

¿Qué es la Luna?

La luna es el astro más cercano a la tierra, y es el único satélite natural de ella. Vemos a la Luna en el cielo pues esta no tiene luz propia, sino que solo refleja la luz del Sol. Por lo cual solo vemos un lado de su superficie, conforme la Luna recorre su orbita, el Sol la alumbra en diferentes partes del lado que nosotros vemos, por lo cual parece que la Luna cambia de forma. Aunque aparece brillante a simple vista, sólo refleja en el espacio alrededor del 7% de la luz que recibe del Sol.

La Luna tiene una atmósfera insignificante debido a su baja gravedad, incapaz de retener moléculas de gas en su superficie. La totalidad de su composición aún se desconoce. Aunque El programa Apolo identificó átomos de helio y argón, y más tarde (en 1988), observaciones desde la Tierra añadieron iones de sodio y potasio. La mayor parte de los gases en su superficie provienen de su interior.

La  Luna se aleja de la Tierra a una tasa promedio de 3,8 cm por año, como lo detectó el experimento de medición lunar láser. Por lo cual Los científicos han calculado que, en el momento de su formación, la Luna se encontraba a 23.000 km de la Tierra, muy cerca, comparado con los 384.000 km que ahora nos separan de ella por término medio.

La Luna describe su órbita alrededor de la Tierra a una distancia media de 384.403 km y a una velocidad media de 3.700 km/h.  Con un diámetro de 3476 km es el quinto satélite más grande del Sistema Solar. La Luna describe alrededor de la Tierra una trayectoria elíptica de baja excentricidad, a una distancia media de 384 400 kilómetros

Características de la Luna
Inclinación:	51454 º
Periodo Orbital:	27d 7h 43,7m
Masa:	7349 x 10 22 kg
Densidad:	3.34 g/cm3
Gravedad:	1.62 m/s2
Composición de corteza:	Oxigeno (43%), Silicio(21%), Aluminio (10%), Calcio(9%), Hierro(9%), Magnesio(5%), Titanio (2%), Níquel (0.6%), Sodio (0.3%), Potasio (0.1%), Azufre (0.1%) . Y en menor cantidad Fósforo, Carbono, Nitrógeno, Hidrógeno, Helio.
radio ecuatorial:	1737 km

Movimientos de Rotación y Traslación de la Luna

La Luna gira sobre sí misma, llevando a cabo un movimiento de rotación, el cual se produce alrededor de un eje de rotación imaginario que presenta una inclinación de 88,3º con respecto al plano de la elíptica. La Luna tarda en girar una vuelta alrededor de la Tierra 27 d 7 h 43 m si consideramos el giro respecto al fondo estelar (revolución sideral), pero 29 d 12 h 44 m si la consideramos respecto al Sol (revolución sinódica) y esto es porque en este lapso de tiempo la Tierra ha girado alrededor del Sol. Esta última revolución rige las fases de la Luna, los eclipses y las mareas lunisolares.

Pero la rotación de la luna puede determinarse de distinta manera según la referencia que se tome, por eso se dice que la luna no presenta una rotación única, sino varias rotaciones que serían diversos periodos de tiempo empleados para completar una rotación según distintos puntos de referencia. Las revoluciones de la Luna son:

• Revolución sinódica: es el intervalo de tiempo necesario para que la luna vuelva a tener una posición análoga con respecto al Sol y a la Tierra. Su duración es de 29 días, 12 h, 44 m, 2,78 s. También se le denomina lunación o mes lunar.
•  Revolución sideral: es el intervalo de tiempo para que la longitud de la Luna aumente en 360° ó sea para que vuelva a tener una posición análoga con respecto a las estrellas. Su duración es de 27 días, 7 h, 43 m, 11,5 s.
• Revolución trópica: es el lapso de tiempo necesario para que la Luna vuelva a tener igual longitud celeste. Su duración es de 27 días, 7 h, 43 m, 4,7 s.
• Revolución draconítica: es el tiempo que tarda la Luna en pasar 2 veces consecutivas por el nodo ascendente. Su duración es de 27 días, 5 h, 5 m, 36 s.
• Revolución anomalística: es el intervalo de tiempo que transcurre entre 2 pasos consecutivos de la Luna por el perigeo. Su duración es de 27 días, 13 h, 18 m, 33 s. 

En el movimiento de traslación es en el que la Luna gira en torno a la Tierra, describiendo una órbita. El periodo que tarda en recorrer una órbita completa se denomina mes lunar y tiene una duración de 29 días terrestres, 12 horas, 44 minutos y 3 segundos Este movimiento explica las mareas y las fases de la luna. La casi igualdad entre ambos movimientos, hace que siempre veamos la misma cara de la luna, con ligeras oscilación. A demás la luna se desplaza conjuntamente con la tierra alrededor del sol y con todo el sistema solar, en torno al centro de la Vía Láctea.

Libración lunar

Para notar el movimiento de la Luna en su órbita, hay que tener en cuenta su ubicación en el momento de la puesta de Sol durante algunos días.

Su movimiento orbital la llevará a un punto más hacia el este en el cielo en el crepúsculo cada día. El movimiento propio de la Luna se traduce en un desplazamiento de oeste a este, pero su movimiento aparente se produce de este a oeste, consecuencia del movimiento de rotación de la Tierra. La máxima superficie de la Luna visible desde la Tierra no es exactamente el 50% sino llega hasta el 59%, por un efecto conocido como libración. La excentricidad de la órbita lunar hace que la velocidad orbital no sea constante y que, por tanto, puedan resultar visibles en el curso de un mes partes normalmente escondidas en los bordes este y oeste. En este caso se habla de una libración en longitud. De forma similar se tiene una libración en la latitud como efecto de la inclinación de unos 5 grados de la órbita lunar sobre el plano de la eclíptica.

Fases Lunares 

Según la disposición de la Luna, la Tierra y el Sol, se ve iluminada una mayor o menor porción de la cara visible de la luna.Son las distintas posiciones que la Luna adopta durante su movimiento alrededor de la Tierra, según va girando suceden ocho fases. Las fases de la luna son las diferentes iluminaciones que presenta nuestro satélite en el curso de un mes.

La órbita de la tierra forma un ángulo de 5º con la órbita de la luna, de manera que cuando la luna se encuentra entre el sol y la tierra, uno de sus hemisferios, el que nosotros vemos,queda en la zona oscura, y por lo tanto, queda invisible a nuestra vista: a esto le llamamos luna nueva o novilunio.

A medida que la luna sigue su movimiento de traslación, va creciendo la superficie iluminada visible desde la tierra, hasta que una semana más tarde llega a mostrarnos la mitad de su hemisferio iluminado; es el llamado cuarto creciente.

Una semana más tarde percibimos todo el hemisferio iluminado: es la llamada luna llena o plenilunio.

A la semana siguiente, la superficie iluminada empieza a decrecer o menguar, hasta llegar a la mitad: es el cuarto menguante.

Al final de la cuarta semana llega a su posición inicial y desaparece completamente de nuestra vista, para recomenzar un nuevo ciclo.

Eclipses 

Un eclipse es el oscurecimiento de un cuerpo celeste por otro. Como los cuerpos celestes no están quietos en el firmamento, a veces la sombra que uno proyecta tapa al otro, por lo que éste último se ve oscuro.

En el caso de la Tierra, la Luna y el Sol tenemos dos modalidades:

• Eclipses de Sol : que consisten en el oscurecimiento del Sol visto desde la Tierra, debido a la sombra que la Luna proyecta. Cuando la luna se interpone entre la tierra y el sol, el cono de su sombra se proyecta sobre una zona de la tierra, y las personas que habitan en esa zona quedan en la oscuridad, como si fuese de noche, porque la luna eclipsa, tapa al sol. Esto solo puede ocurrir en luna llena. 

Por su parte, los eclipses de sol pueden ser de tres tipos:

1. Totales: Cuando la luna se interpone entre el sol y la tierra, Y los habitantes no ven la luz solar durante algunos minutos.
2. Parciales: Cuando la penumbra abarca una extensión de tierra y los habitantes que están en ella sólo ven una porción de sol.
3. Anulares: Cuando el cono de sombra de la luna no llega hasta la tierra porque se encuentra demasiado lejos del planeta para ocultar el disco solar.

• Eclipses de Luna: que son el oscurecimiento de la Luna vista desde la Tierra, debido que ésta se sitúa en la zona de sombra que proyecta la Tierra. Cuando la luna cruza el cono de sombra de la tierra, desaparece a la vista de los habitantes del hemisferio no iluminado (noche).Esto solo puede pasar en luna nueva. Estos se dividen en :

1. Totales: cuando están en el cono de sombra de la tierra. 
2. parciales: cuando sólo se introduce parcialmente en la sombra.

Mareas 

Los primeros observadores de La Luna también reconocieron que nuestra vecina planetaria tenía un efecto físico muy real sobre la propia Tierra. La Luna es responsable por el ascenso y descenso de las mareas oceánicas. Las mareas son causadas por la atracción gravitacional de la Luna, así que es obvio que La Luna atrae el agua de La Tierra hacia ella. Esto crea un pequeño bulto en dirección a La Luna. Lo menos obvio es que también hay un bulto en dirección opuesta a La Luna, por lo que de hecho hay dos mareas altas cada día. La otra marea alta que es creada por la fuerza centrípeta de La Tierra. La Tierra y La Luna están rotando, y eso causa que el agua en el extremo lejano también se mueva.

La altura de las mareas también varía, y no es la misma en todos los lugares. En las fases creciente y menguante, las mareas son más pequeñas  En cambio, cuando hay Luna nueva y llena, el Sol, la Luna y la Tierra se alinean y las mareas son mayores. Las mareas más intensas se producen en Luna nueva, ya que la gravedad de la Luna y del Sol tiran en la misma dirección y se suman. Las mareas se dividen en :

• Marea viva :Son aquéllas en las que el flujo es máximo, es decir, que tienen mayor intensidad de lo normal. A la marea alta también se la conoce con el nombre de pleamar o viva.Las mareas más altas se producen cuando el Sol y la Luna están en línea recta con la Tierra, con lo cual se suman las atracciones que ejercen ambos astros.

• Marea muerta : son aquellas que en las que el flujo es minimo, es decir, que tiene menor intensidad de lo normal. A la marea muerta también se le denominada marea baja. Las mareas mas bajas se producen cuando el Sol y la Luna se encuentran en una posición de angulo recto con la Tierra. 

Observaciones con fotografía 

Movimientos de rotación y traslación mediante las fases lunares :

 Luna llena 

Cuarto menguante 

Luna Creciente 

Luna Nueva 

Luna Creciente 

Cuarto Creciente 

Eclipses : 

eclipse de sol, cuando la luna se interpone entre el sol y la tierra. 

eclipse lunar, cuando la tierra se interpone entre el sol y la luna. 

NOTA: el balón de basquetbol fue utilizado como la Tierra, así también la pelota pequeña funcionó como la Luna y la lámpara fue el Sol. 

Resultados 

¿Por qué la Luna siempre da la misma cara a la Tierra ? 

La Luna es un pequeño satélite de la Tierra, que mira constantemente en torno al centro de la misma, y al 'caer' desde lejos lo que realmente hace es girar alrededor del planeta. Está muy cerca de nosotros y por ello hay interacción mutua entre Tierra-Luna.

Aquí la interacción produce mareas, allí sincroniza el giro. La Luna gira alrededor de su eje, y lo hace danto una vuelta completa sobre sí misma en el mismo tiempo que da una vuelta completa en torno a la Tierra. Si damos una vuelta a una mesa mirando siempre a su centro, daremos una vuelta alrededor de la mesa y una vuelta alrededor de nosotros mismos. La razón de estos dos giros sincronizados es la misma que la de la existencia de las mareas. Es la interacción gravitatoria constante entre Tierra y Luna.

De esta manera vemos cómo es que la Luna realiza movimientos de traslación y rotación en su eje alrededor de la Tierra y, debido a que sus movimientos -como ya mencionamos- duran casi el mismo tiempo,se le es llamado movimiento isócrono. Produciendo así los fenómenos que ya conocemos como las fases lunares, mareas y eclipses.

Conclusión 

La luna es un satélite que durante el paso de los años ha fascinado a la humanidad, pues mediante una simple observación vemos en ella dos grandes partes de terrenos, uno espectacularmente brillante debido a la luz del Sol reflejada y otra extensión de terreno relativamente oscura.

Al paso del tiempo la Luna ha sido estudiada debido al gran interés que se le ha tenido y por ello, en la actualidad es del satélite del sistema solar del que más se sabe a excepción de nuestra Tierra.

Así, sabiendo la influencia y gran importancia que tiene la Luna sobre la Tierra jugando un rol como en la estabilidad del eje de rotación de la Tierra, las mareas y fenómenos impresionantes como sus fases lunares y eclipses observamos en todos ellos un punto muy importante, que es la cara de la Luna. Nosotros siempre vemos solo una cara de ella, tal vez a veces no toda, pero siempre la misma y esto debido a los movimientos que esta ejerce casi al mismo tiempo (movimiento isócrono) Finalmente, la Luna es muy importante para el hombre, puesto por todo lo que causa que aun estemos viviendo dentro de nuestro Planeta.

Bibliografía

• http://tierraplaneta.blogspot.mx/2009/07/movimientos-de-la-luna.html 
• www.astromia.com/tierraluna/laluna.htm
• www.rincondelasciencias.com/movimientos.pdf
• https://sites.google.com/site/cmcmfbenavente/nuestro-lugar-en-el-universo/3---un-juego-sincronico-entre-la-tierra-la-luna-y-el-sol/3-2---movimientos-de-la-luna-las-fases-lunares
• www.astromia.com/astronomia/eclipsoluna.htm
• www.timeanddate.com › Sun & Moon › Eclipses
• Guillermo Martinez, César. "Enciclopedia de los niños". Ediciones Larousse. Primera edición