Actividades Iniciales

    El cielo nocturno siempre ha fascinado a todas las civilizaciones, explicarlo y comprenderlo ha sido una constante de la humanidad desde la antigüedad hasta hoy.
    Pronto se comprobó que la salida y puesta del Sol no se produce sobre el mismo fondo de estrellas, sino que el Sol se desplaza en todo un año de oeste a este ocupando diferentes grupos de estrellas o constelaciones.
    Fueron los babilonios los que dieron nombre a los grupos más visibles de constelaciones. Su división de las estrellas del hemisferio Norte en constelaciones era la misma que ahora usamos nosotros: Aries (Carnero), Taurus (Toro), Géminis (Gemelos), Cáncer (Cangrejo), Leo (León), Virgo (Virgen), Libra (Balanza), Scorpio (Escorpión), Aquarius (Acuario), Piscis (Peces).
    Además de dividir el cielo nocturno en constelaciones, los babilonios eran capaces de predecir eclipses con bastante precisión (cada 233 meses lunares se repite un ciclo de eclipses, es el llamado Saros).

Actividades

  1. Después de calcar un plano del cielo, marca y colorea sobre él las constelaciones zodiacales, así como la estrella polar. ¿En qué constelación se encuentra?. Explica para qué se utiliza la estrella polar. ¿A qué se debe esto?.
  2. Fabrícate una tabla en la que cada signo del Zodiaco lleve asociado su periodo de tiempo correspondiente.
  3. Coloca en la circunferencia exterior los doce signos del Zodíaco a partir de Aries en el sentido contrario de las agujas del reloj (Aries colócalo en el punto marcado con un asterisco).
  4. Agrupa por estaciones las constelaciones del Zodíaco.
  5. A partir del dibujo anterior así como de la agrupación anterior ¿qué relación crees que hay entre las estaciones y los signos del Zodíaco?, ¿qué signo del Zodíaco irá antes del Sol al comenzar el invierno?
  6. ¿Por qué no se ven las estrellas de día?

Actividades

    Se llama día solar aparente al intervalo de tiempo entre dos medios dias sucesivos (momento en que el sol alcanza el punto más alto en el cielo en ese día). La duración del día solar no es la misma a lo largo del año, mediante el formulario siguiente puedes calcular las desviaciones que se producen sobre el día solar medio y el día solar aparente. Dándole distintos valores puedes obtener esa diferencia (Ecuación de tiempo) para todos los días del año.

Día:  Mes:   Ecuación de tiempo:  min.  seg. 
  1. Construye una tabla a intervalos de 10 en 10 días en la que se obtengan las diferencias entre el día solar medio y el día solar aperente.
  2. Representa en unos ejes de coordenadas todos los puntos obtenidos y une los puntos con un trazo continuo.
  3. Analiza la gráfica obtenida:
    1. ¿Cuándo son los días solares "mas cortos"?
    2. ¿Cuando son los días solares "más largos"?
    3. ¿En qué días coinciden aproximadamente el tiempo que dura un día solar medio y un día solar aparente?
    4. ¿En qué periodos va el Sol "más rápido"?

Actividades

Construcción y uso de un cuadrante

El cuadrante es un antiguo instrumento astronómico que se utilizaba para medir la altura de cualquier astro. Veamos como construir un cuadrante. Necesitamos el siguiente material:     Con el compás, pincha en un vértice del cuadrado y con radio el lado, dibuja el arco que une los vértices contiguos al que has pinchado; recorta sobre esta línea el trozo sobrante. Con el semicírculo graduado, graduamos el cuadrante de circunferencia que hemos fabricado. Une un tubo cilíndrico de 20 cm de longitud al lado recto del cuadrante donde esta la marca de los 90°. En el vértice cuelga una plomada.
    El cuadrante, además de para medir ángulos de elevación de cualquier objeto, nos permite medir la altura de un astro, que es el ángulo de elevación de dicho astro sobre el horizonte.
    El cuadrante nos permite medir la altura de cualquier astro, cuando veamos por el tubo un astro  la cuerda de la plomada marca sobre la graduación del cuadrante la altura de ese astro. Nota: si se va a mirar al Sol se debe poner en uno de los extremos del cilindro un trozo de cristal especial (sirven los que utilizan para protegerse los ojos los soldadores), ya que si no corremos el riesgo de quemaros los ojos, la película velada NO SIRVE para proteger los ojos de los rayos solares.
  1. Formar grupos de 3 o 4 alumnos, y que cada grupo fabrique un cuadrante.
  2. Calcular las distintas alturas del Sol a lo largo del día, en intervalos de una hora.
  3. Realizar una tabla con los resultados obtenidos y representarlos mediante una gráfica sobre un papel milimetrado.
  4. Encontrar el valor más alto de la altura del Sol. A este momento se le llama mediodía solar. ¿Coincide con las 12 h? ¿Qué razones encuentras para justificar esta diferencia?

Actividades

La altura del Sol y las estaciones

    En la tabla que sigue están recogidas las alturas del Sol, a mediodía durante todo un año, tomadas de 15 en 15 días (los datos corresponden a un lugar situado a 40° de latitud norte):
 
DÍA
ALTURA DEL SOL A MEDIODÍA
DÍA
ALTURA DEL SOL A MEDIODÍA
1 enero
26° 35´ 58´´
15 julio
71° 10´ 01´´
16 enero
28° 36´ 04´´
30 julio
68° 10´ 48´´
31 enero
32° 07´ 43´´
14 agosto
64° 03´ 08´´
15 febrero
36° 48´ 51´´
29 agosto
59° 03´ 47´´
2 marzo
42° 16´ 19´´
13 septiembre
53° 30´ 29´´
17 marzo
48° 07´ 31´´
28 septiembre
47° 41´ 37´´
1 abril
54° 00´ 48´´
13 octubre
41° 56´ 11´´
16 abril
59° 36´ 14´´
28 octubre
36° 34´ 38´´
1 mayo
64° 34´ 23´´
12 noviembre
31° 58´ 50´´
16 mayo
68° 37´ 07´´
27 noviembre
28° 31´ 20´´
31 mayo
71° 27´ 39´´
12 diciembre
26° 32´ 15´´
15 junio
72° 53´ 14´´
27 diciembre
26° 15´ 04´´
30 junio
72° 46´ 59´´
   
  1. Construye una gráfica con estos datos, situando en el eje horizontal los días y en el vertical las distintas alturas del sol a mediodía.
  2. ¿Obtienes una función periódica?. Esta gráfica, ¿a qué función de las que tú conoces se parece más?
  3. ¿Qué días se alcanzan los valores máximos y mínimos? (A estos días se les llaman solsticios).
  4. ¿Cuál podría ser el valor medio de la altura del Sol?. ¿Qué días se alcanzan esos valores medios? (Estos días reciben el nombre de equinoccios, porque el día y la noche tienen en esos momentos la misma duración en cualquier punto de la Tierra: doce horas).

Las estaciones

    El año está dividido en cuatro estaciones, determinadas por la posición que ocupa el Sol en la Eclíptica. La fecha de inicio cada año de una misma estación no es simempre la misma  porque el año civil dura 365 o 366 días (años bisiestos) mientras el año astronómico dura 365,2422 días. Las estaciones no son debidas a que la Tierra este en un determinado instante más o menos alejada del Sol (aunque influye no es determinante) sino que  son debidas a la  inclinación del eje sobre el cual gira el globo terrestre. Este eje se halla siempre orientado en la misma dirección,  y por tanto,  el hemisferio Sur y el hemisferio Norte no son iluminados de igual forma por el Sol (salvo dos días). Cada 6 meses la situación se invierte.
Ya hemos visto en una actividad anterior que la altura del Sol no se mantiene constante durente todo el año.
  1. A partir de la tabla de las distintas alturas del Sol para un punto situado a 40° de latitud Norte, halla una tabla similar para un punto situado en el Ecuador Terrestre.
  2. Realiza otras, para distintas alturas del Sol, para lugares situados a ±23° de latitud (Trópicos de Cáncer y de Capricornio). ¿En qué época del año tiene mayor altura el Sol en ambos trópicos? ¿Por qué?  ¿A qué crees que se pueden deber los nombres de dichos paralelos?
  3. Con el Applet que tienes a continuacion, entre otras cosas es posible visualizar la trayectoria diaria del Sol en distintas ciudades del hemisferio norte:
  1. Visualiza la trayectoria solar en Madrid y Helsinki. Obtén a prtir del applet la latitud y longitud de cada una de ellas.
  2. ¿Cuál es la altura máxima del Sol en ambas ciudades?
  3. ¿Cuántas horas de Sol hay aproximadamente al día en cada una de ellas?
  4. Explica que diferencias climáticas se pueden deducir de la información que visualizas.
  5. Realiza las mismas cuestiones para Nueva York y San Francisco y para Madrid y Nueva York.
  6. ¿Qué diferencia horaria hay aproximadamenete entre Madrid y San Francisco?
  7. ¿En qué hemisferio están situadas todas las ciuadades que aparecen como opción?
  8. ¿Cómo sería la gráfica resultante en una ciudad situda a 40º de latitud Sur?

Actividades

Eclipses (del griego Ekleipsis que significa fracaso)

    Se produce un eclipse de Sol cada vez que la Luna se interpone entre la Tierra y el Sol, y un eclipse de Luna cada vez que la Tierra se interpone entre el Sol y la Luna.
  1. Completa los dibujos (colocando la Luna) para que se produzca un eclipse de Sol y otro de Luna.
  2. En el dibujo que representes el eclipse de Luna dibuja dos rectas tangentes a la vez a las circunferencias que representan la Tierra y la Luna. Sombrea la parte que queda entre el punto de corte y la tierra. A este cono se le llama cono de sombra. ¿A qué crees que se debe este nombre?
  3. ¿De cuántos días consta un mes lunar?
  4. Si estuviesen la Tierra, el Sol y la Luna en el mismo plano, ¿cuántos eclipses se producirían al año?
  5. Ya los babilonios determinaron que los eclipses se producían cada 223 meses lunares, por tanto, ¿es posible que los tres astros anteriores se encuentren en el mismo plano?, razona la respuesta.
  6. ¿Cuántos eclipses de Sol se pueden producir como mínimo en un año?
  7. Si el número máximo de eclipses en un año son siete, determina utlizando el resultado anterior las posibles combinaciones entre eclipses de Sol y de Luna.