El ritmo de las esferas (Hoja de trabajo descargable para estudiantes - Copiar y pegar) ## Parte 1: Participar El Sistema Solar se compara a menudo con un reloj. Cada planeta, luna y asteroide permanece en su propio carril, moviéndose a velocidades predecibles durante miles de millones de años sin chocar entre sí. La pregunta desconcertante: ¿Por qué la Tierra permanece exactamente a 1 UA del Sol? ¿Por qué no nos alejamos hacia el frío del espacio o somos atraídos por el fuego del Sol? ¿Qué “hilos invisibles” mantienen el reloj en marcha? Escribe tus preguntas “Necesitas saber”: — ## Parte 2: Explorar Abre la Simulación de movimiento orbital y leyes de Kepler. ### Investigación A: La forma de una órbita 1. Selecciona el Sistema Tierra-Sol. 2. Cambia el deslizador de Excentricidad de 0.0 a 0.7. 3. Haz clic en Mostrar trayectoria. * ¿Cómo cambia la forma de la trayectoria a medida que aumenta la excentricidad? * ¿Dónde se encuentra el Sol en la nueva órbita ovalada? 4. Mide la distancia al Sol en su punto más cercano (Perihelio) y en su punto más lejano (Afelio). ### Investigación B: Velocidad y distancia 1. Regresa a una órbita circular (Excentricidad = 0). 2. Haz clic en Mostrar vector de velocidad. 3. Ahora, mueve la Tierra más lejos del Sol. Observa la pantalla de “Velocidad orbital”. * ¿El planeta se mueve MÁS RÁPIDO o MÁS LENTO cuando está más lejos? 4. Cambia al Sistema Júpiter-Sol. Compara la velocidad orbital promedio de Júpiter con la de la Tierra. — ## Parte 3: Explicar 1. Analiza la física: ¿Qué dos fuerzas deben estar en equilibrio para que un planeta mantenga una órbita circular estable? Utilice las pantallas “Vector de gravedad” y “Vector de velocidad” de la simulación para respaldar su respuesta. 2. Información de Kepler: Basándose en sus observaciones en la Investigación A, explique por qué los planetas se mueven más rápido cuando están más cerca del Sol. 3. Predicción del movimiento: Si de repente duplicara la masa del Sol en la simulación, ¿qué le sucedería a la órbita de la Tierra? (¡Inténtelo!) Explique por qué cambió la órbita. — ## Parte 4: Elaborar y evaluar El desafío de la misión: Usted es un ingeniero de la NASA que diseña una misión a Marte. Marte tiene una órbita más excéntrica que la Tierra. Construya una predicción científica: Utilizando las leyes de Kepler (que visualizó en la simulación), explique cómo cambia la distancia entre la Tierra y Marte con el tiempo. 1. Dibuje o describa un modelo de las dos órbitas. 2. Prediga la mejor “ventana” para que una nave espacial viaje entre ellas utilizando la menor cantidad de combustible. 3. Explica cómo la excentricidad de la órbita de Marte dificulta esta predicción en comparación con el caso en que las órbitas fueran círculos perfectos. (Espacio para la predicción científica)