¿Qué es el sistema solar?

Generalmente considera que el sistema solar está formado por el Sol y todas las estrellas que giran a su alrededor.

¿Cuáles son las estrellas que forman parte del sistema solar?

– El Sol: es la estrella más grande del sistema solar y se encuentra en su centro.
Es una estrella de tamaño mediano que se formó hace unos 5 mil millones de años casi al mismo tiempo que las otras estrellas del sistema solar.
Tenga cuidado: las otras estrellas parecen mucho más pequeñas que el Sol porque están mucho más lejos y no son parte del sistema solar.

– Los planetas: giran alrededor del Sol y son ocho en número. En el orden de distancia del Sol, primero están Mercurio, Venus, la Tierra y luego Marte, que son planetas telúricos (con una superficie rocosa sólida), luego están Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, que son planetas gaseosos

– Planetas enanos: como los planetas giran alrededor del Sol pero son más pequeños que este último. Plutón, Caronte, Eris y Sedna entran en esta categoría.

– Satélites naturales: los planetas a veces están acompañados en su carrera alrededor del Sol por pequeñas estrellas que giran a su alrededor y que se llaman satélites naturales. La Luna es el satélite natural de la Tierra, Marte tiene dos pequeños (Deimos y Phobos) y los planetas gaseosos tienen cada uno varias docenas.

– Asteroides: también son estrellas que giran alrededor del Sol pero de un tamaño generalmente más pequeño que varía de unos pocos metros a cien kilómetros.
Se concentran principalmente en un área llamada cinturón de asteroides que se encuentra entre Júpiter y Marte, así como en un área muy lejos del Sol llamada cinturón de Kuipper.

– Cometas: como los asteroides giran alrededor del Sol, pero tienen una trayectoria aplanada que los acerca regularmente a este último y los hace visibles desde la Tierra acompañados de un largo rastro de polvo y vapor de agua llamado cola de cometa.

El movimiento de las estrellas del sistema solar.

El punto común de los planetas, planetas enanos, cometas y asteroides es rotar alrededor del Sol siguiendo una trayectoria casi circular.
Este movimiento se origina en el Sol, que actúa sobre estas estrellas a través de un fenómeno llamado gravitación .

Interacciones

Definición: Decimos que dos cuerpos están en interacción si estos dos cuerpos ejercen una acción el uno sobre el otro.

Ejemplo: interacción magnética

Antes de estudiar la gravitación, primero nos interesan las interacciones magnéticas que servirán como punto de comparación.

Los imanes móviles se colocan uno cerca del otro (por ejemplo, en un flotador o en un soporte con ruedas).

Dirección y dirección de movimiento de los dos imanes.
Obtenemos resultados diferentes según los polos que se enfrentan:

Si los polos son idénticos (dos polos norte o dos polos sur), los dos imanes se alejan: se repelen entre sí.
Si los polos son diferentes (un polo norte opuesto a un polo sur), entonces los dos imanes se acercan: se atraen entre sí.

Velocidad de movimiento

En ambos casos, el movimiento de los imanes es más rápido cuando inicialmente están cerca uno del otro.
Si los dos imanes utilizados son idénticos, durante su movimiento se acercan o se alejan el uno del otro a la misma velocidad.
Está justificado hablar de interacción magnética porque cuando un imán sufre una acción, el otro también.
La interacción magnética es una interacción remota porque no es necesario el contacto entre los imanes.

Durante una interacción magnética entre dos imanes, las acciones que se ejercen tienen características verificadas durante todas las interacciones:

Las dos acciones se llevan a cabo a lo largo del mismo eje (misma dirección)
Las dos acciones funcionan en direcciones opuestas.
Ambas acciones se ejercen con la misma intensidad.

La interacción de la gravitación.

La gravitación también es una interacción, pero a diferencia de la interacción magnética que solo tiene lugar entre cuerpos con polos magnéticos, esta última tiene lugar entre todos los cuerpos que tienen masa.
Todos los cuerpos que nos rodean tienen una masa (desde la más pequeña hasta la más grande), por lo que todos participan en interacciones gravitacionales.

La interacción gravitacional y la interacción magnética comparten las características específicas de todas las interacciones:

Las acciones que se ejercen tienen la misma dirección.
Las acciones que tienen lugar tienen significados opuestos.
Las acciones se ejercen con la misma intensidad.
Comparten otros puntos comunes:

Ambas son interacciones remotas.
Son más intensos cuanto más cerca están los cuerpos que interactúan.
Sin embargo, estas interacciones difieren en dos puntos:

La interacción magnética puede ser repulsiva o atractiva, mientras que la gravitación solo es atractiva: dos cuerpos, bajo el efecto de la gravitación, solo pueden atraerse entre sí.
Hay dos tipos de polos magnéticos (norte o sur) pero solo un tipo de masa.

Los efectos de la interacción gravitacional

Entre la tierra y un objeto

Cuando se cae un objeto, se produce un fenómeno que nos es familiar: se cae.
Esta caída es causada por la atracción que sufre de la Tierra y que se origina en la interacción gravitacional que se ejerce entre los dos cuerpos (el objeto y la Tierra).

Es la interacción gravitacional la responsable de la caída de los objetos.

Para ser más precisos, un objeto que cae al suelo se mueve hacia el centro de la Tierra.
Como se trata de una interacción, uno puede preguntarse por qué la Tierra no se mueve hacia el objeto. ¿Por qué la Tierra permanece inmóvil cuando el objeto se mueve y ambos están sujetos a acciones de la misma intensidad?
Esta diferencia se debe a la masa de los objetos que interactúan: si somete a objetos de diferentes masas a la misma acción, los efectos son mayores para el objeto de menor masa. Por ejemplo, si proyecta dos objetos con la misma fuerza, le da más velocidad al objeto más ligero. Obviamente, la Tierra tiene una masa claramente superior a la de los objetos que nos rodean y los efectos de la interacción son tan pequeños que no son observables.

Entre dos objetos

Se supone que la interacción gravitacional se ejerce sobre todos los objetos que tienen una masa, como es el caso de los objetos que nos rodean: muebles, ropa, lápiz, seres humanos, etc.
Sin embargo, estos objetos no apuntan uno hacia el otro como podrían hacerlo dos imanes de atracción.
La interacción gravitacional funciona bien entre estos objetos, pero en la escala de su masa, esta interacción es tan débil que es incapaz de vencer sería solo la fricción del aire que separa el objeto.
Para que los objetos atraigan tendrían que colocarse en el vacío espacial

Entre el sol y la tierra

La interacción gravitacional también está en el origen del movimiento de la Tierra alrededor del Sol.

¿Por qué la interacción gravitacional entre el Sol y la Tierra no conduce a la unión de estos dos cuerpos?

Podemos comparar la situación con la de una eslinga que consiste en un objeto unido a una cuerda, que rotamos:
la mano que sostiene la cuerda ejerce una atracción sobre el último, que a su vez ejerce una atracción sobre el objeto Esta atracción combinada con una cierta velocidad que se comunica inicialmente al objeto permite rotar el objeto.

Ejemplo de honda

La situación de la Tierra es comparable: está sujeta a una acción atractiva por parte del Sol que, combinada con la velocidad que poseía en el momento de su formación, condujo a este movimiento alrededor del Sol.

Nota: todos los movimientos de revolución encontrados en el sistema solar se pueden interpretar de la misma manera (movimiento de otros planetas alrededor del Sol, movimiento de la Luna y satélites artificiales alrededor de la Tierra, movimiento de otros satélites naturales, movimiento del sistema solar alrededor del centro de la galaxia, etc.)

La entrada Curso Escrito en Línea de Gravitación se publicó primero en Mi Profe Virtual.

¿Qué es la luz blanca?

La luz emitida por el sol se llama luz blanca.
Sin embargo, la luz blanca también puede ser producida por ciertas lámparas .

La descomposición de la luz.

La descomposición de la luz blanca se puede obtener utilizando un prisma o una red:

Un prisma es un bloque hecho de vidrio u otro material transparente que tiene una base triangular.
Una red está formada por una superficie rayada con finas ranuras paralelas espaciadas regularmente.
Si colocamos una fuente de luz blanca frente a un prisma o una red y una pantalla detrás, observamos una serie de luces de colores de púrpura a rojo a través de todos los tonos de azul, verde, amarillo y naranja.

Estas luces están inicialmente presentes en luz blanca y el prisma (o la red) solo separa estas luces.

La luz blanca se compone de la mezcla de todas las luces de colores que existen.
Este conjunto de luces de colores constituye el espectro de la luz visible.

Las luces de colores

Obtenga una luz de color usando filtros

Un filtro está hecho de un material coloreado pero transparente que, por lo tanto, deja pasar la luz pero cambia su color.
Un filtro rojo proporciona luz roja, un filtro azul proporciona luz azul, etc.
Un filtro permite obtener una luz cuyo color es el mismo que el de ella.
Como su nombre lo indica, un filtro está destinado a «filtrar» la luz: solo deja pasar ciertas luces presentes en la luz blanca y absorbe las otras.
Por ejemplo, un filtro rojo solo deja pasar la luz roja pero absorbe las luces verdes, azules, etc.

Colores primarios

Se pueden obtener nuevos colores «mezclando» o más bien superponiendo luces de colores.

Sin embargo, existen tres colores que permiten reproducir la mayoría de los colores que conforman el espectro de la luz blanca.
Estos colores son rojo, verde y azul: constituyen los tres colores primarios.
Al superponer vigas de colores de la misma intensidad, obtenemos nuevos colores:

azul + verde da cian
azul + rojo da magenta
verde + rojo da amarillo
Si superponemos los tres haces de luz primarios, obtenemos una luz blanca.

Nota: la obtención de nuevos colores mediante la superposición de haces de colores a menudo se denomina síntesis aditiva en lugar de otro método que consiste, por el contrario, en restar ciertos colores de una mezcla de luz de color.
El último método, llamado síntesis sustractiva, se usa en la pintura.

El color de los objetos

Color de un objeto iluminado por luz blanca

El color de los objetos que nos rodean depende de la luz que emiten.

Recordatorio: durante el fenómeno de difusión, un objeto recibe luz y devuelve parte de ella en todas las direcciones.

Durante la difusión, la parte de la luz blanca recibida se absorbe mientras que la otra se devuelve y le da su color al objeto:
un objeto rojo absorbe todos los colores de la luz blanca, excepto el rojo, un objeto verde absorbe todo luces excepto verde, etc.

Iluminado por la luz blanca, un objeto tiene el color de la luz que no absorbe.

Color de un objeto iluminado por luz coloreada

El color de un objeto depende del color de la luz que lo ilumina.

Si un objeto solo está iluminado por luces que absorbe, aparecerá negro.

Ejemplos:

Un objeto rojo iluminado por una luz verde aparece negro.
Un objeto rojo iluminado por una luz azul aparece negro.
Un objeto rojo iluminado por una luz cian (mezcla de luz verde y azul) aparece negro.
Si un objeto está iluminado por una luz que tiene el color que no absorbe, mantiene su color original.

Ejemplos:

un objeto rojo iluminado por una luz roja aparece rojo.
un objeto rojo iluminado por una luz magenta (mezcla de rojo y azul) aparece rojo.
un objeto rojo iluminado por una luz amarilla (mezcla de rojo y verde) aparece rojo.

La entrada Curso Online de Óptica Física: La Luz – Parte 1 se publicó primero en Mi Profe Virtual.

 ¿Qué es una bobina eléctrica?

Una bobina eléctrica es un dipolo formado por un devanado circular (o cilíndrico) de cable eléctrico.

Voltaje a través de una bobina aislada

Se puede usar un voltímetro para determinar que una bobina aislada (fuera de un circuito eléctrico) tiene un voltaje cero en sus terminales .

Voltaje a través de una bobina cerca de un imán estacionario

El voltaje a través de una bobina ubicada cerca de un imán sigue siendo cero.

Voltaje a través de una bobina cerca de un imán en movimiento

Tan pronto como el imán se pone en movimiento, aparece un voltaje en la bobina y se convierte en cero cuando el imán se detiene.
Este voltaje toma un valor positivo o negativo:

El signo de tensión es diferente dependiendo de si el imán se acerca o se aleja de la bobina.
El signo del voltaje también depende del polo magnético del imán frente a la bobina.

Es el principio del alternador , que utiliza el fenómeno de inducción para producir corriente eléctrica (vea el capítulo ¿Qué es un alternador? ).

¿Qué es un alternador?

Un alternador corresponde a la asociación de una bobina y un imán que puede girar.
(A gran escala, como en una planta de energía, el imán es reemplazado por un electroimán ).

Cuando gira el imán, su polos norte y sur magnéticos acercan y salen sucesivamente de la bobina provocando la aparición de una tensión a los terminales de esta última: la bobina juega el papel de generador eléctrico .

Cuando se gira el imán de un alternador (o su electroimán), tiene energía cinética que se convierte en energía eléctrica .

Conclusión: Un alternador es un convertidor de energía cinética en energía eléctrica.

voltaje de CA y corriente

Voltajes y corrientes de CC

Un generador de voltaje de CC (como una batería ) proporciona un voltaje constante en valor pero también en señal.
Un generador de corriente continua circula una corriente continua que fluye siempre en la misma dirección (de la terminal de + al terminal – )

Voltajes de CA

Un alternador es un generador que proporciona una tensión alterna y una corriente alterna .
Durante el funcionamiento del alternador, su imán (o electroimán ) está en rotación: el polo norte magnético se acerca y luego se aleja de la bobina, luego es el turno del polo sur. Estas sucesiones de aproximaciones luego de distancias entre los dos polos causan la sucesión de voltajes positivos y luego negativos a través de los terminales de la bobina.
El voltaje suministrado por un alternador se llama alternativo porque es alternativamente positivo y luego negativo.

Corrientes de CA

El voltaje a través de un alternador toma alternativamente valores positivos y luego negativos porque sus terminales también cambian de signo.
La corriente eléctrica que circula desde el terminal + hacia el terminal cambia de dirección cuando estos terminales cambian de signo:
la corriente circula alternativamente en una dirección y luego en otra.

Producción de electricidad en una central eléctrica.

La mayoría de las centrales eléctricas generan electricidad a partir de alternadores .
El tamaño de estos alternadores implica el uso de electroimanes (más ligeros y que producen un campo magnético más intenso) en lugar de los imanes .
Para operar estos alternadores, por lo tanto, es necesario rotar sus electroimanes transfiriéndoles energía cinética .

Esto se puede transferir de varias maneras:

Uso de vapor de agua a presión en centrales nucleares, térmicas y algunas plantas de energía solar.
Uso de agua en centrales hidroeléctricas o de marea.
Usando el viento en plantas de energía eólica.

La entrada Curso de Electricidad Online: Voltaje – Parte 1 se publicó primero en Mi Profe Virtual.