Movimentos de la Tierra

 

      Fuerza centrífuga

 

  Uno o dos cuerpos giran, enlazados por un hilo, alrededor de un centro de movimiento circular uniforme. Si sólo hay dos cuerpos la rotación se etablece alrededor de un centro de masa.

  Cortando el hilo los cuerpos siguen, a lo largo de las tangentes, con movimiento rectilíneo uniforme, alejandose del centro de rotación.

  La fuerza centrífuga es una fuerza de inercia.

 

  El número de los cuerpos se modifica el la barra de herramientas.

  El botón   permite visualizar la trayectoria.

  I pulsanti    y    permiten eligir entre rotación horaria y en sentido opuesto a las agujas del reloj.

  Se inicia con el botón .

  Para desenganchar los cuerpos clique sobre el botón .

 

 

 

 

 

      Fuerza de Coriolis

 

  Tres bolitas se mueven partiendo o dirigiendose al mismo punto, en dirección radial con ángulos de 120°, y dejando trazas en intervalos regulares de tiempo.

  Las trayectorias de las bolitas difieren según el sistema de referencia. Con respecto de una referencia fija (inercial) trayectorias corresponden a los rayos, mientras con respecto a una referencia rotante presentan un movimiento curvilíneo. Lo mismo se registra en lo que se mueve sin rice en la Tierra (los vientos).

  La fuerza de Coriolis es una fuerza inercia.

 

  Los botones   y   permiten eligir entre rotación horaria y en sentido contrario a las agujas del reloj.

  Con los botones   e   es posible seleccionar el sentido del movimiento de las bolitas: desde el centro hasta la periferia (polo ecuador) o desde la periferia hasta el centro (ecuador - polo).

  Es posible seleccionar una vista desde encima o  axonométrica con el botón .

   Para seleccionar la referencia fija o rotante se utilizan los botones   y  .

  Se inicia con el botón .

 

 

 

 

 

      Péndulo de Foucault

 

  El plano de oscillación de un péndulo permanece constante. Esto no ocurre si el sistema de referencia no es inercial. La Tierra gira alrededor de si misma y por lo tanto el plano de oscilación de un péndulo, que no se encuentre en el ecuador, gira en sentido contrario.

   En la simulación hay un péndulo que oscila sobre una plataforma que gira. Los puntos de vista son él de un observador que gira con la plataforma, que ve el plano de oscillación del péndulo que gira y él de un observador solidario con un sistema de referencia fijo que ve la plataforma que gira, mientras que el plano de oscilación se queda inmóvil.

 

  Para seleccionar la referencia fija y/o rotante se utilizan los botones   e  .

 

 

 

 

 

      Caída de los graves

 

  El fenómeno está determinado por la rotación terrestre y por este fenómeno los cuerpos en caída libre (graves) se alejan de la vertical.

  Está determinado por que la velocidad tangencial del cuerpo, causada por la rotación terrestre, a una altitud determinada, es mayor que al nivel cero. Por lo tanto el cuerpo, en caída, mantiene su máxima velocidad orizontal con respecto de un cuerpo que se halla al nivel cero y por lo tanto recurre un camino mayor hacia el Est.

 

  Es posible seleccionar la altitud en que se halla el cuerpo en la barra de herramientas.

  El botón   permite trazar la trayectoria.

  Se inicia con el botón  .

  Clicando sobre el botón  se puede iniciar otra simulación con nuevas condiciones iniciales.

 

 

 

 

 

      Variación del peso con la latitud

 

  El peso de un cuerpo varia según la latitud. Hay dos causas concomitantes:

  • El achatamiento de la tierra en los polos. En efecto, la fuerza de atracción entre dos cuerpos es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre los dos centros; por lo tanto un cuerpo en un polo es sujeto a una forza de atracción mayor que en la zona ecuadorial.
  • La fuerza centrífuga causada por la rotación terrestre, es decir por el hecho de que la Tierra no es un sistema de referencia inercial. Esta fuerza es directamente proporcionala la distancia desde el eje de rotación, por lo tanto es máxima en la zona ecuadorial y nula en los polos. Además se opone a la fuerza de atracción.

  El gráfico muestra una elipse que representa la Tierra. Se utilizan algunas elipses concéntricas internas como escalas para evaluar la variación de la longitid de los vectores. Una circunferencia sirve para evidenciar el aplastamiento de los polos.

  En la simulación están representados por vectores con escalas arbitrarias: la fuerza de atración, la fuerza centrífuga, el peso como resultante de las dos y las componentes normal y tangencial a la superficie terrestre de la fuerza centrífuga.

 

   El botón    enseña fuerza de atracción.

   El botón  enseña la fuerza centrífuga.

   El botón    enseñal el peso y se activa cuando se visualizan la fuerza de atracción y la fuerza centrífuga.

   El botón    enseña las los componentes de la forza centrífuga ed se activa cuando se visualiza esta última.

   Para modificar la latitud use el botón   .  El movimiento se obtiene también con la tecla   (Enter).

 

 

 

 

 

      Ciclón y anticiclón

 

  La simulación enseña la formación de ciclones y anticlones sobre la superficie terrestre inducidos por la divergencia y convergencia del aire en alta cota.

 

 

 

 

 

    Fuerzas de inercia

 

Las fuerzas de inercia se forman cuando el sistema de referencia no es inercial.

 

 

 

 

 

    Centro di masa

 

  Vamos a considerar un sistema de cuerpos de masa puestos a lo largo de una recta, a distancias desde un punto O.

   Se denomina centro de masa el punto

  Se puede extender la definición al espacio considerando también las coordinadas y y z.

   El centro de masa es el punto en donde podemos considerar concentrada la masa de los cuerpos, como si fuera un único conjunto.

 

 

 

 

 

    Trayectoria 

 

  La trayectoria es la línea que cuerpo en movimento trazada.

 

 

 

 

 

    Axonometría

 

  Representación gráfica de figuras espaciales con una proyección paralela a una dirección fijada.

 

 

 

 

 

    Sistema de referencia inercial

 

  Un sistema de referencia es inercial cuando está inmóvil o se mueve de movimiento rectilíneo uniforme. La Tierra no es un sistema de referencia inercial.

 

 

 

 

 

    Vector

 

   El vector es una magnitud caracterizada por poseer una dirección, un sentido y una intensidad o módulo.

   Está represetado por un segmento orientado en el cual:

  • Se indica la dirección mediante la recta de la cual el segmento constituye una parte y mediante las rectas paralelas,
  • Se indica el sentido positivo mediante el indicador de la flecha,
  • Se indica la indensidad mediante la longitud de la flecha cuando se determina una escala.

 

 

 

 

 

    Componentes  cartesianas de un vector

 

   Dado un vector y una curva o superficie, el componente normal y tangencial a la curva o superficie si obtienen descomponiendo el vector a lo largo de la dirección tangente y la dirección normal (perpendicular) a la curva o superficie.

 

 

 

 

 

    Fuerza

 

La fuerza es la causa que cambia el estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme de un cuerpo libre (efectos dinámicos) o produce deformaciones de cuerpos vinculados (efectos estáticos).

  El peso es la fuerza con que la Tierra atrae los cuerpos. Es la resultante de la fuerza de atracción y de la fuerza centrífuga.

   La fuerza es una magnitud vectorial. La unidad de medida es el Newton [kg m/s²].

 

 

 

 

 

    Fuerza de atracción

 

    Es la fuerza ejercitada por dos cuerpos con masas M y m. Es directamente proporcional a las masas, e de la distancia entre sus centros.

.

  donde G es la constante de gravitación universal.

 

 

 

 

 

    Velocidad tangencial

 

  Con questo nome s'indica la velocità con cui un mobile percorre una traiettoria curva (p.e. moto circolare).

 

 

 

 

 

    Movimiento circular uniforme

 

   Un cuerpo se mueve con movimiento circular uniforme cuando sigue una trayectoria circular y la velocidad es constante en módulo mientras que varia la dirección; por lo tanto se registra una aceleración centrípeta.

 

 

 

 

 

    Movimiento rectilineo uniforme

 

    Un cuerpo se mueve de movimento rectilineo uniforme cuando sigue una trayectoria rectilinea con una velocidad constante.

 

 

 

 

 

    Proporcionalidad

 

  • Entre dos magnitudes a y b existe una proporcionalidad directa cuando su raporto a/b = k es constante.
  • Entre dos magnitudes a y b existe una proporzionalidad inversa cuando el loro producto a * b = k es constante.
  • Entre dos magnitudes a y b existe una proporzionalidad directa al cuadrado cuando el raporto entre la una y el cuadrado de la otra a /b² = k es constante.
  • Entre dos magnitudes a y b existe una proporzionalidad inversa al cuadrado cuando el producto entre la una y el cuadrado de la otra a * b² = k es constante.