La Tierra y el cielo - Universidad de Guadalajarafisica.cucei.udg.mx/~ramiro/paginawebrosy/document... · 19 Un modelo del cielo Antiguamente se creía que: – El cielo era una inmensa

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La Tierra y el cieloLa Tierra y el cielo

Dra. Rosa Martha TorresDra. Rosa Martha TorresClase Astronomía GeneralClase Astronomía General

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ObjetivoObjetivo● Admirar pero también ampliar nuestro

conocimiento sobre el cielo y la Tierra● Estudiar la apariencia y el movimiento del cielo

Dra. Rosa Martha TorresDra. Rosa Martha Torres Astronomía General para la Licenciatura en Estudios LiberalesAstronomía General para la Licenciatura en Estudios Liberales [email protected] [email protected]

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Las estrellasLas estrellas


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ConstelacionesConstelaciones● Grupos de estrellas que se les dio nombre● No existe relación física entre las estrellas de una misma constelación● Lo que tienen en común es que desde la Tierra las vemos más o menos en

la misma dirección● Tienen significados místicos o religiosos, o servían para navegar● Para los antiguos era un grupo de estrellas que representaba una figura

determinada● Una estrella puede pertenecer a más de una constelación● En 1928 la UAI reagrupó la esfera celeste en 88 constelaciones● Se inventaron más de 40 constelaciones para llenar los espacios vacíos de

cielo● Modernamente una constelación representa una región del cielo


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Los nombres de las estrellasLos nombres de las estrellas● La mayoría vienen del árabe antiguo● Sin embargo no hay suficientes nombres● Después se asignaron letras griegas más el

nombre de la constelación:– A la más brillante se le llama alfa, luego beta a la

que sigue en brillo y así hasta la más débil– Por ejemplo alfa Centauri, beta Centauri, etc


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El brillo de las estrellasEl brillo de las estrellas● Hace 100 años Hipparcos dividió las estrellas en 6 grupos

de acuerdo a su brillo● Catálogo al latín => magnitudo = tamaño => escala de

magnitudes en lugar de brillos● Cuanto más brillante, más pequeño el número de

magnitud● Una estrella de sexta magnitud es más débil que una de

primera magnitud● Actualmente es un sistema mejorado, p.ej. magnitud 3.34

e incluso -1.42Dra. Rosa Martha TorresDra. Rosa Martha Torres Astronomía General para la Licenciatura en Estudios LiberalesAstronomía General para la Licenciatura en Estudios Liberales [email protected] [email protected]

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El Sol: -26.7Luna llena: -12.9

Venus: -4.9Marte: -2.9

Sirio: -1.4Vega: 0.0

Estrella Polar: +2.2

Galaxia Andrómeda: +3.4Estrellas débiles: +6.0

Titán: +8.1Cuásar 3C273: +12.9

Plutón: +13.6Objeto más débil para el HST: +31.0

Magnitud visual aparente es la Magnitud visual aparente es la que observamos desde la Tierra que observamos desde la Tierra

por lo tanto depende de la por lo tanto depende de la distanciadistancia


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Los colores de las estrellasLos colores de las estrellas● El color es indicativo de la temperatura● Estrellas rojas = frías● Estrellas azules = calientes● El Sol es amarillo y su temperatura es

intermedia


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La esfera celesteLa esfera celeste


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Un modelo del cieloUn modelo del cielo● Antiguamente se creía que:

– El cielo era una inmensa esfera cristalina que rodeaba la Tierra– Las estrellas estaban fijas en la esfera– La esfera daba una vuelta diario arrastrando el Sol, la Luna, los

planetas y las estrellas de Este a Oeste● Modernamente se sabe que:

– Las estrellas están esparcidas por el espacio a diferentes distancias– El cielo no da una vuelta, es la Tierra que gira sobre su propio eje

● Utilizaremos el modelo de la esfera celeste por ahora para estudiar movimientos y apariencia


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Señales de referenciaSeñales de referencia● Polos celestes: pivotes alrededor de los cuales parece

girar el cielo● Polo Norte celeste: exactamente sobre el polo Norte

terrestre (pero no es el mismo)● Polo Sur celeste: exactamente sobre el polo Sur terrestre● Latitud: distancia angular desde el horizonte hasta el polo

Norte celeste● Ecuador celeste: línea imaginaria que cruza todo el cielo,

es como una extensión del ecuador terrestre


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Luces de bengalaLuces de bengala

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Láser verdeLáser verde

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PrecesiónPrecesión● El eje de rotación de la Tierra describe un

cono, pero tarda 26,000 años en hacerlo● Ahora apunta a la estrella Polar pero en

13,000 años apuntará a estrella Vega● Es como el movimiento que describe un

trompo


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Trazas 2015 vs. año 14000Trazas 2015 vs. año 14000


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Coordenadas astronómicasCoordenadas astronómicas


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Ángulos en el cieloÁngulos en el cielo●Se usan para expresar tamaños en el cielo●Se miden en grados, minutos y segundos de arco●1° = 60'●1' = 60''


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Ángulos en el cieloÁngulos en el cielo


● Podemos decir “la estrella está a 2 grados de la luna”● Claro, las estrellas están más lejos que la luna, no está a 2 grados● Pero cuando se piensa en la esfera celeste, no podemos medir distancias, sólo ángulos

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Tamaño angular ~ 0.5 °Tamaño angular ~ 0.5 °

LUNALUNA

Distancia a la Tierra:Distancia a la Tierra:3.844×103.844×1055 km km

SOLSOL

Distancia a la Tierra:Distancia a la Tierra:1.496×101.496×1088 km km

El Sol es 400 veces más grande que la LunaEl Sol es 400 veces más grande que la Luna

débildébil

brillantebrillante


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Ángulos en el cieloÁngulos en el cielo● Existen fórmulas para convertir los grados que

medimos a kilómetros● Y si conocemos la distancia, podemos calcular

el diámetro real de un planeta o una estrella


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Latitud y longitudLatitud y longitud● Son líneas imaginarias sobre la superficie de la

Tierra● Una persona parada en una parte de la Tierra

tiene una posición definida por las coordenadas latitud y longitud


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LatitudLatitud● Se mide en grados hacia el Norte o el Sur del

ecuador● Círculos paralelos al ecuador● 20°39'58''N Guadalajara● 50°44'02''N Bonn● 33°27'00''S Santiago● 30°18'00''N Austin


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LongitudLongitud● Se mide en grados hacia el Este o el Oeste de

Greenwich● También se expresa en hr, min, seg: 360° = 24 hr,

entonces 15° = 1 hr● Círculos que atraviesan los polos● 103°21'07''W Guadalajara● 07°40'00''E Bonn● 70°40'00''W Santiago● 97°44'00''W Austin


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Cambiando latitudCambiando latitud● Lo que se ve en el cielo depende de la latitud● Imagina que estás en el Polo Norte de la Tierra, entonces

el Polo Norte Celeste está directamente sobre la cabeza

cDra. Rosa Martha TorresDra. Rosa Martha Torres Astronomía General para la Licenciatura en Estudios LiberalesAstronomía General para la Licenciatura en Estudios Liberales [email protected] [email protected]

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Cambiando latitudCambiando latitud● Si nos movemos hacia el sur, el Polo Celeste se

mueve hacia el horizonte● Así se puede ver un pedacito del cielo del sur


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Cambiando latitudCambiando latitud● La distancia angular desde el horizonte hasta el

polo norte celeste es siempre igual a la latitud


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Cambiando latitudCambiando latitud● Al cruzar el ecuador de la Tierra, el ecuador celeste

pasaría a través de su cenit● El Polo Norte Celeste en el horizonte, justo al norte


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Cambiando latitudCambiando latitud● Y si le seguimos dando la vuelta, llegamos a

latitudes negativas


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Coordenadas celestesCoordenadas celestes● Para las estrellas proyectamos la latitud y la

longitud sobre el cielo y les cambiamos el nombre:

● Latitud => declinación, Dec ó ● Longitud => ascensión recta, RA ó


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Coordenadas celestesCoordenadas celestes● Se necesita una referencia, p.ej. para RA

usamos equinoccio vernal en lugar de Greenwich

● Es el punto del ecuador celeste por el cual el Sol pasa al hemisferio Norte en primavera

● RA se mide siempre hacia el Este● Se usan unidades de tiempo para RA● Centauri tiene =14h38m =-60°46'


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Las estacionesLas estaciones


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Rotación, precesión, traslaciónRotación, precesión, traslación


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Rotación y traslaciónRotación y traslación● La rotación es el giro de un cuerpo sobre su eje● La traslación o revolución significa el movimiento de

un cuerpo alrededor de un punto fuera del cuerpo● Rotación: el movimiento de la Tierra sobre su eje hace

el ciclo de el día y la noche● Traslación: el movimiento alrededor del Sol en su

órbita hace el año● La Tierra gira una vez al día sobre su eje y gira una

vez al año alrededor del solDra. Rosa Martha TorresDra. Rosa Martha Torres Astronomía General para la Licenciatura en Estudios LiberalesAstronomía General para la Licenciatura en Estudios Liberales [email protected] [email protected]

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De día y de noche al mismo tiempoDe día y de noche al mismo tiempo

● Debido a que el día y la noche son causados por la rotación de la Tierra, el momento del día depende de tu ubicación en la Tierra

● Puede ser al mismo tiempo la hora del desayuno en Guadalajara pero la hora de la cena en Alemania

c


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Las estacionesLas estaciones● La Tierra no experimentaría estaciones si girara en posición

vertical en su órbita● La Tierra tiene estaciones debido a que su eje de rotación está

inclinado 23.4°● Cuando es primavera en el norte de la Tierra, es otoño en el sur

de la Tierra● El inicio de las estaciones lo marcan

– El equinoccio de primavera– El solsticio de verano– El equinoccio de otoño– El solsticio de invierno


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Las estacionesLas estaciones● La Tierra pasa a través de un ciclo de estaciones

debido a los cambios en la cantidad de energía solar que reciben los hemisferios norte y sur de la Tierra en diferentes épocas del año

● Las estaciones no se producen porque la Tierra se mueve más cerca o más lejos del Sol

● Si así fuera, ambos hemisferios de la Tierra experimentarían invierno al mismo tiempo


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Invierno

Otoño

Verano

Primavera

Solsticio de invierno22 de diciembre

Solsticio de verano22 de junio

Equinoccio de primavera21 de marzo

Equinoccio de otoño21 de septiembre

23.4

°

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En el Polo Norte es siempre de díaEl hemisferio norte es más iluminado que el surEs verano en el hemisferio norte

En el Polo Sur es siempre de nocheEl hemisferio sur es menos iluminado que el norteEs invierno en el hemisferio sur

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Así nos llega el Sol en veranoAsí nos llega el Sol en verano

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SolsticioSolsticio● Momento exacto en el que uno de los Polos

terrestres está inclinado al máximo hacia el Sol● Ocurre dos veces al año: 20 ó 21 de junio y 21 ó 22

de diciembre● Marca el comienzo del verano o el invierno● El día que ocurre se produce la noche más corta

(verano) o más larga (invierno) del año● En uno de los Polos es de día todo el tiempo

mientras que en el otro es de noche todo el tiempoDra. Rosa Martha TorresDra. Rosa Martha Torres Astronomía General para la Licenciatura en Estudios LiberalesAstronomía General para la Licenciatura en Estudios Liberales [email protected] [email protected]

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EquinoccioEquinoccio● Momento exacto en el que ninguno de los

dos Polos terrestres está inclinado hacia el Sol

● Ocurre dos veces al año: 20 ó 21 de marzo y 22 ó 23 de septiembre

● Marca el comienzo de la primavera y el otoño● El día que ocurre, la noche y el día duran lo

mismo en cualquier punto del planetaDra. Rosa Martha TorresDra. Rosa Martha Torres Astronomía General para la Licenciatura en Estudios LiberalesAstronomía General para la Licenciatura en Estudios Liberales [email protected] [email protected]

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Equinoccio Solsticio Equinoccio Solsticio

Año Marzo Junio Septiembre Diciembre

día hora día hora día hora día hora

2004 20 06:49 21 00:57 22 16:30 21 12:42

2005 20 12:33 21 06:46 22 22:23 21 18:35

2006 20 18:26 21 12:26 23 04:03 22 00:22

2007 21 00:07 21 18:06 23 09:51 22 06:08

2008 20 05:48 20 23:59 22 15:44 21 12:04

2009 20 11:44 21 05:45 22 21:18 21 17:47

2010 20 17:32 21 11:28 23 03:09 21 23:38

2011 20 23:21 21 17:16 23 09:04 22 05:30

2012 20 05:14 20 23:09 22 14:49 21 11:12

2013 20 11:02 21 05:04 22 20:44 21 17:11

2014 20 16:57 21 10:51 23 02:29 21 23:03

2015 20 22:45 21 16:38 23 08:20 22 04:48

2016 20 04:30 20 22:34 22 14:21 21 10:44

2017 20 10:28 21 04:24 22 20:02 21 16:28

2018 20 16:15 21 10:07 23 01:54 21 22:23

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Movimiento de los planetasMovimiento de los planetas


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Movimiento de los planetasMovimiento de los planetas● Los planetas son visibles sólo si reflejan la luz del Sol● Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno son muy

fáciles de identificar sobre el cielo lleno de estrellas● Urano es muy débil para verse y Neptuno nunca

brilla lo suficiente para verse● La palabra planeta viene del griego “errante” o

“nómada”● Todos los planetas se mueven en órbitas casi

circulares alrededor del SolDra. Rosa Martha TorresDra. Rosa Martha Torres Astronomía General para la Licenciatura en Estudios LiberalesAstronomía General para la Licenciatura en Estudios Liberales [email protected] [email protected]

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El movimiento de los planetas y el SolEl movimiento de los planetas y el SolTaller Haz tu propio reloj solarTaller Haz tu propio reloj solar

por Dr. Ramiro Francopor Dr. Ramiro Franco


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Taller “Observación de Marte”Taller “Observación de Marte”● Ver cómo se mueve Marte con respecto a Libra● Ayudarse de Stellarium para localizar las estrellas y

Marte en el cielo● Observar a las 2 AM cada dos o tres días del 2 al

29 de febrero● Hacer dibujos de la localización de Marte en la hoja

que les entregaré (en la misma hoja anotar todas las observaciones)

● Si es posible, tomar fotografíasDra. Rosa Martha TorresDra. Rosa Martha Torres Astronomía General para la Licenciatura en Estudios LiberalesAstronomía General para la Licenciatura en Estudios Liberales [email protected] [email protected]

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Marte y LibraMarte y Libra

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Esta es la hoja para anotarEsta es la hoja para anotar


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Taller “Observación de Marte”Taller “Observación de Marte”● Entregar la hoja con un puntito por cada

observación y anotar las fechas al lado● Debe contener nombre y semestre en la parte

superior derecha, más las fotografías impresas (si es que tomaron)

● Para este taller no se aceptan entregas en formato electrónico

● Fecha de entrega: martes 3 de marzoDra. Rosa Martha TorresDra. Rosa Martha Torres Astronomía General para la Licenciatura en Estudios LiberalesAstronomía General para la Licenciatura en Estudios Liberales [email protected] [email protected]

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16 preguntas clave16 preguntas claveLa Tierra y el cieloLa Tierra y el cielo


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La Tierra y el cieloLa Tierra y el cielo1.- ¿Qué son las constelaciones?1.- ¿Qué son las constelaciones?

● Son grupos de estrellas que se les dio nombre● No existe relación física entre las estrellas de una misma

constelación● Lo que tienen en común es que las vemos más o menos en la

misma dirección● Tienen significados místicos, religiosos o servían para navegar● Para los antiguos era un grupo de estrellas que representaba una

figura determinada● Una estrella puede pertenecer a más de una constelación


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2.- ¿Cuántas constelaciones hay?2.- ¿Cuántas constelaciones hay?● Cada cultura tiene diferente número de

constelaciones● En 1928 la UAI reagrupó la esfera celeste en

88 constelaciones● Se inventaron más de 40 constelaciones para

cubrir los espacios vacíos del cielo


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3.- ¿Cómo se nombran las estrellas?3.- ¿Cómo se nombran las estrellas?● La mayoría de los nombres vienen del árabe

antiguo, sin embargo no hay suficientes nombres

● Después se asignaron letras griegas más el nombre de la constelación

● Por ejemplo a Centauri, b Centauri, etc.


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4.- ¿Quién y cómo clasificó a las estrellas de 4.- ¿Quién y cómo clasificó a las estrellas de acuerdo a su brillo?acuerdo a su brillo?

● Hipparcos dividió las estrellas en 6 grupos de acuerdo a su brillo

● A la más brillante le llamó magnitud 1 y a la más débil de llamó magnitud 6


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5.- ¿Cuál es el objeto más brillante del cielo y 5.- ¿Cuál es el objeto más brillante del cielo y cuánto es su magnitud?cuánto es su magnitud?

● El Sol● Tiene -26.7 magnitudes


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6.- ¿Cuál es el objeto más débil del cielo y 6.- ¿Cuál es el objeto más débil del cielo y cuánto es su magnitud?cuánto es su magnitud?

● El objeto más débil para el Hubble es el objeto más débil del cielo

● Tiene +31.0 magnitudes


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7.- ¿Qué nos indica el color de las estrellas?7.- ¿Qué nos indica el color de las estrellas?● La temperatura● Las estrellas rojas son las más frías● Las azules son las más calientes● El Sol es amarillo y tiene temperatura media


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8.- Para estudiar el cielo usamos el modelo 8.- Para estudiar el cielo usamos el modelo de la esfera celeste, ¿cuáles son las señales de la esfera celeste, ¿cuáles son las señales de referencia?de referencia?

● Polo norte● Polo sur● Latitud● Ecuador celeste


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9.- ¿Cuáles y cómo son los 3 movimientos de 9.- ¿Cuáles y cómo son los 3 movimientos de la Tierra?la Tierra?

● Rotación sobre su propio eje: una vuelta cada 24 horas

● Traslación en órbita elíptica alrededor del Sol: una vuelta cada 365 días

● Precesión en forma de trompo: tarda 26,000 años en recorrer


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10.- ¿En qué se miden las separaciones de 10.- ¿En qué se miden las separaciones de las estrellas en el cielo?las estrellas en el cielo?

● En ángulos


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11.- Explica latitud y longitud.11.- Explica latitud y longitud.● Son líneas imaginarias sobre la superficie de la

Tierra● Latitud se mide en grados hacia el N o el S del

ecuador, son círculos paralelos al ecuador● Longitud se mide en grados hacia el E o el O

de Greenwich y se expresa en horas, minutos y segundos, son círculos que atraviesan los polos


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12.- Explica declinación y ascensión recta.12.- Explica declinación y ascensión recta.● Declinación es la latitud trasladada a la esfera

celeste● Ascensión recta es la longitud trasladada a la

esfera celeste


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13.- ¿Qué causa el día y la noche?13.- ¿Qué causa el día y la noche?● Son causados por la rotación de la Tierra● El momento del día depende de tu ubicación

en la Tierra


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14.- ¿Qué causa las estaciones?14.- ¿Qué causa las estaciones?● La Tierra tiene estaciones debido a que su eje de rotación está inclinado 23.4°

● La Tierra pasa a través de un ciclo de estaciones debido a los cambios en la cantidad de energía solar que reciben los hemisferios norte y sur de la Tierra en diferentes épocas del año


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15.- ¿Qué es un solsticio?15.- ¿Qué es un solsticio?● Momento exacto en el que uno de los Polos

terrestres está inclinado al máximo hacia el Sol● Ocurre dos veces al año: 21 de junio y 20 de

diciembre● Marca el comienzo del verano o el invierno


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16.- ¿Qué es un equinoccio?16.- ¿Qué es un equinoccio?● Momento exacto en el que ninguno de los dos

Polos terrestres está inclinado hacia el Sol● Ocurre dos veces al año: 21 de marzo y 21

de septiembre● Marca el comienzo de la primavera y el otoño


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Para próxima semanaPara próxima semana● OBLIGATORIO:

– Entregar ensayo– Entregar tarea– Leer en el libro sobre el siguiente tema

● OPCIONAL:– Ver la lista de material adicional en la página de la

materia


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