(Y
un poco de matemática – de la escuela al colegio-)
El 5 de junio, vamos a tener un tránsito de Venus (lea el sábado mi entrada Venus entre el Sol y sus ojos –en un mes-). Este es un evento único en la
vida, puede ser interesante motivar a nuestros estudiantes de escuela y
colegio, a realizar diferentes actividades, centradas en el planeta Venus y en
la oportunidad de observar el tránsito.
Aquí
les va una de carácter matemático/físico, creo que la he graduado para que haya algo, que puedan realizar
estudiantes de sexto a décimo año y los que ya pasamos por allí.
Si
no puede resolver algunas preguntas, considere la posibilidad de hacer un
repasito. Desde luego, le ofrezco la posibilidad de asesorarlo y hasta una charla,
en alguna institución.
Use la facilidad de comentarios, para comunicarse.
Algunos
datos orbitales y físicos del planeta Venus
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1.089x108
km
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3.395°
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0.615
TT
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224.700
días
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583.92
días
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Radio
promedio
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0.950
rT
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6.052x103
km
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4.865x1024
kg
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-243.018
días.
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177.3°
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1. Verifique los datos de la
segunda columna en primera y tercera fila, si la distancia promedio Tierra-Sol (una unidad
astronómica) es RT=1.49598x108 km, y el período orbital
de la Tierra es TT=365.256 días.
(Respuesta: esto se calcula con una simple razón, o si lo prefiere por una proporcionalidad
o regla de tres.
RV= 1.089x108km/1.49598x108 km= 0.72[9]RT
TV/TT=
224.700 días/365.256 días= 0.615).
2. Verifique los datos de la segunda columna en sexta y sétima fila, si el radio de la Tierra es rT= 6.378x103
km, y su masa MT= 5.9736x1024 kg.
4. La presión atmosférica
sobre la superficie de Venus se estima en 9.3 MPa (9.3 megapascales) y en la
superficie terrestre es 101 kPa (101 kilopascales), ¿Cuántas veces es mayor una
que la otra?
5. La temperatura promedio
de la Tierra es 14 °C (14 grados
celsius) y la de Venus 753 K (753 kelvin), ¿Cuál es la diferencia
entre sus temperaturas?
6. El día del tránsito
veremos a Venus (desde la Tierra) con un diámetro aparente de 0.016° (16
milésimas de grado). Si estuviésemos en Venus, ¿cuál sería el diámetro
aparente de la Tierra?, ¿y el del Sol?
7. ¿Cuánto tiempo tarda la
luz que nos trae la información del tránsito de Venus, a nosotros en la Tierra? Velocidad de la luz: 300 000 km/s?
8. ¿Cuál es la longitud del
ecuador de Venus? Suponga que en la tabla se da el radio ecuatorial.
9. ¿Cuánto tardaría una
supuesta nave espacial, para dar una vuelta al planeta Venus, si viaja a 500 km/h,
digamos que casi encima de su ecuador?
10. Si
el día del tránsito de Venus, vemos
una mancha solar que aparentemente tiene el mismo tamaño que el disco de Venus,
¿significa que la mancha, en realidad, es igual, más pequeña, o más grande que
el planeta?
11. Mida
el diámetro de una moneda costarricense de ¢5.0 y encuentre la distancia a la
cual debe colocarse desde su ojo, para verla con el mismo diámetro aparente
(dato en Venus entre el sol y sus ojos) que Venus, durante su tránsito. Use la
definición tan θ= cateto opuesto/cateto
adyacente. ¿Y si fuera una moneda de ¢500?
12. Determine
el área de sección (círculo) de Venus y su volumen (esfera), usando el radio
citado en la tabla.
14. Suponga
que Venus viaja en una órbita circular con rapidez constante (una aproximación
razonable) y calcúlela.
La rapidez orbital promedio de Venus, en su órbita elíptica es 35.02 km/s.
15. ¿Cuál
es la magnitud de la velocidad tangencial de un punto en el ecuador de Venus,
debido a únicamente la rotación del planeta?
16. Vea
en la tabla los tres períodos importantes de Venus (orbital, sinódico y de
rotación). ¿Le parece que los 260 días del Tzolkin
maya, hayan sido derivados de la observación de Venus con la extraordinaria
exactitud y precisión que proclaman algunos autores?
(Respuesta: Creo que no, o no lo entiendo).
17. Use
la definición del campo gravitatorio de un planeta g=GM/r2, para
calcular el de Venus, en su superficie. Compárelo con su equivalente en la
Tierra; gT=
9.81 N/kg= 9.81 m/s2.
18. ¿Cuál
es el peso de un objeto terrestre de 1.0 kg, si se transportara a la superficie
de Venus?
19. Compare
el tiempo que tarda en caer un pequeño objeto desde una altura igual al del edificio del
INS en San José (¡estímela!), si cae en la Tierra, o en Venus (suponga que la atmósfera
no afecta, lo cual no es correcto para Venus, ¿sabe por qué?).
20. Si
Venus tuviese un satélite en una supuesta órbita circular a 4 radios venusinos
de altura sobre dicho planeta, a) ¿Cuál sería la magnitud de su velocidad tangencial? b) ¿En cuánto tiempo le da una vuelta (periodo orbital o de revolución)?
Buena
suerte.