Elipses marmóreas - Velocidad y tiempo de los cuerpos en órbita

Breve descripción:

En esta actividad, los alumnos utilizarán un tablero elíptico para obtener medidas de velocidad y distancia de un objeto en una órbita elíptica.

A continuación, los resultados se representan en un gráfico de la velocidad frente al tiempo para comprender cómo la gravedad afecta (o cambia) la velocidad de un planeta o un satélite en una órbita elíptica.

Se recomienda que los alumnos tengan conocimientos previos de los conceptos de energía cinética y energía potencial gravitatoria, así como del concepto de vector de velocidad antes de comenzar esta actividad.

Asunto:
Ciencia, Física, Matemáticas
Objetivos de aprendizaje:

  • Los alumnos deben ser capaces de construir un gráfico de la velocidad frente al tiempo y relacionarlo con las ideas de aceleración y distancia para comprender los principios de la mecánica orbital.
  • Los alumnos deben comprender cómo varía la fuerza de la gravedad con la distancia a un planeta o estrella.
  • Los alumnos deben relacionar esto con la forma en que un planeta o satélite acelera y desacelera en una órbita elíptica.

Rango de edad:
14 - 16 años

Tiempo
Preparación: 1 hora
Lección: de 15 minutos a 1 hora

Recurso disponible en:
 Inglés, Francés, Italiano, Portugués, Españoly Estonio.
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Actividad 1: Medir la velocidad y la distancia en una tabla elíptica

En esta actividad, los alumnos utilizarán una tabla elíptica para obtener medidas de velocidad y distancia de un objeto en una órbita elíptica.

A continuación, los resultados se representan en un gráfico de la velocidad en función del tiempo para comprender cómo la gravedad afecta (o cambia) la velocidad de un satélite en una órbita elíptica.

A continuación, se plantean a los alumnos una serie de preguntas sobre los gráficos elaborados durante la actividad, y un debate sobre las observaciones de los cometas y las explicaciones termina la actvidad.
Equipo

  • Tablero elíptico - hecho de antemano, para las instrucciones ver el Apéndice: Instrucciones de la plantilla del tablero elíptico
  • Alrededor de 75 canicas pequeñas (algunas pequeñas son útiles para rellenar el extremo afilado de la cuña)
  • 2 reglas o varillas métricas
  • 50 cm de cuerda
  • Marcador no permanente

¿Lo sabías?

Durante miles de años, los filósofos y los astrónomos discutieron sobre la naturaleza de la estructura del Sistema Solar y más allá.

Surgieron dos modelos contradictorios para nuestro Sistema Solar: el geocéntrico (o centrado en la Tierra) y el heliocéntrico (o centrado en el Sol). Alrededor del año 200 a.C., el antiguo astrónomo griego Aristóteles era partidario del modelo geocéntrico y proponía que los planetas (y el Sol) se movían a velocidades uniformes a lo largo de trayectorias circulares alrededor de la Tierra, que estaba en el centro del Universo.

Ahora sabemos que este modelo no se ajusta a las observaciones del universo, y en su lugar se ha aceptado el modelo heliocéntrico.

Ilustración del modelo geométrico: la creencia de que la Tierra se encuentra en el centro del universo

Palabras clave:

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