La Luna
La Luna es uno de los cuerpos más grandes del sistema Solar. Su órbita es casi circular (excentricidad ε=0.05) y el plano de su órbita está inclinado 5º respecto del plano de la órbita de la Tierra.
La distancia media entre el centro de la Tierra y la Luna es de 384 400 km. Su periodo de rotación alrededor de la Tierra es de 27.322 días. El cambio de la posición de la Luna con respecto del Sol da lugar a las fases de la Luna.
La Luna siempre presenta la misma cara al observador terrestre, debido al efecto de las fuerzas de marea que ejerce la Tierra sobre la Luna. Lo cual significa, que coincide el periodo de rotación de la Luna alrededor de su eje y el tiempo que tarda en completar una órbita alrededor de la Tierra.
La Luna es el objeto celeste que más ha fascinado a la especie humana. La antigua Unión Soviética envió por primera vez una nave automática que se posó en la superficie de la Luna el año 1959. El 20 de Julio de 1969 Neil Armstrong acompañado de Edwin Aldrin fueron los primeros hombres que caminaron sobre la superficie de la Luna en el marco de la misión Apollo 11. La última vista de los astronautas americanos a la Luna fue en el año 1972.
El origen de la Luna parece incierto, hay varias teorías:
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Que se formó al mismo tiempo que la Tierra con el material procedente de una nebulosa
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Que un cuerpo celeste se dividió en dos partes dando origen a la Tierra y a la Luna
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Que la Luna se formó en otro lugar y fue capturada por la Tierra
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Que la Tierra colisionó con un objeto celeste de gran tamaño (del tamaño de Marte o mayor) y que la Luna se formó con el material expulsado de esta colisión.
La última teoría, parece, de momento, la más aceptada por la comunidad científica.
La figura muestra la Luna en diferentes posiciones de su órbita alrededor de la Tierra. El Sol está muy alejado iluminando a ambos cuerpos celestes (en la parte superior de la figura)
La mitad de la Luna está iluminada por el Sol (en color blanco), y la mitad de la Luna más cercana a la Tierra es visible por observador terrestre. A medida que la Luna se mueve alrededor de la Tierra podemos ver distintas fracciones de la parte iluminada por el Sol (las zonas en color amarillo).
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Cuando la Luna está entre la Tierra y el Sol, la parte de la Luna más cercana a la Tierra está oscura, por lo que no podemos ver la Luna, a esta fase se denomina Luna Nueva.
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Cuando la Tierra está entre el Sol y la Luna, la parte de la Luna más cercan a la Tierra es la mitad iluminada, se denomina a esta fase Luna Llena.
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Cuando la Luna está en posiciones intermedias, solamente la mitad de la parte más cercana a la Tierra está iluminada. Por tanto, solamente vemos un cuarto de la Luna, a estas dos fases se le denominan Cuartos, Creciente o Menguante dependiendo si la parte iluminada que es visible desde la Tierra tiende a crecer o a decrecer.
Nota: Este applet intenta solamente explicar las fases de la Luna, pero no es una representación fiel de la órbita de la Luna, que forma un ángulo de 5º con el plano de la eclíptica (de la órbita de la Tierra alrededor del Sol), ni de la orientación del eje de la Tierra que forma aproximadamente 23º con la normal al plano de la eclíptica.
Se ha dibujado una línea de color rojo que atraviesa la Luna para que el lector aprecie la coincidencia del periodo de rotación de la Luna alrededor de su eje y el tiempo que tarda en completar una órbita alrededor de la Tierra y por tanto, la Luna presenta siempre la misma cara a la Tierra.
Los eclipses de Luna se producen siempre que la Luna esté en fase Llena y siempre que el Sol, la Tierra y la Luna estén en línea recta. Entonces la Luna se encuentra en la sombra producida por la Tierra tal como se muestra en la figura.
Hay otros tipos de eclipse lunares, que dependen del alineamiento de los tres cuerpos celestes. La Luna puede encontrase en zona no iluminada (sombra) o parcialmente iluminada (penumbra).
El eclipse Solar se produce cuando la Luna se interpone entre el Sol y la Tierra, la Luna está en fase Nueva. La Luna es 400 veces más pequeña que el Sol pero la Luna está 400 veces más cercana a la Tierra, por tanto, el tamaño aparente de ambos cuerpos vistos desde la Tierra es casi el mismo. La Luna puede de esta manera, producir un eclipse total del Sol, si es observado en la zona de sombra proyectada por la Luna sobre la Tierra.
Datos de la Luna
| Masa (kg) |
7.349·1022 |
| Radio (km) |
1737. 4 |
| Densidad media (g/cm3) |
3.34 |
| Distancia media a la Tierra (km) |
384 000 |
| Periodo de orbital (días) |
27.32166 |
| Aceleración de la gravedad en el ecuador (m/s2) |
1.62 |
| Excentricidad de la órbita |
0.0549 |
| Inclinación de la órbita (grados) |
5.1454 |
- Calcular el radio de la órbita circular de la Luna alrededor de la Tierra sabiendo que el periodo es 27.32 días. Calcular también la velocidad de la Luna. Datos: G =6.67·10-11 Nm2/kg2. la masa de la Tierra es M=5.98·1024 kg.
- Calcular la aceleración de la gravedad g en la superficie de la Luna.
- Calcular el cociente entre el diámetro del Sol y el diámetro de la Luna. Calcular la relación entre la distancia media entre el Sol y la Tierra, y la Luna y la Tierra. Datos: radio del Sol 6.96·108 m, distancia media Tierra-Sol 1.49·1011 m
- Calcular la posición del centro de masa del sistema Tierra-Luna, medido desde el centro de la Tierra.
- Calcular la fuerza de atracción de la Tierra sobre la Luna, compararla con la fuerza de atracción del Sol sobre la Luna. Dato: masa del Sol,1.98·1030 kg
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