Física 1011 (Tutor virtual): Determinar el momento del sol cenital

Objetivo:

Determinar la fecha y la hora del momento más cercano al tránsito solar de mayor altitud, esto es, el momento del cruce cenital a través del meridiano de su sitio de observación.

Requisitos:

Inscribir el proyecto en Cientec.
Presentar bitácora de observaciones.
Presentar un registro gráfico (fotografías, o videos)
Escribir un informe y entregarlo a Cientec, adjuntando los requisitos anteriores, a más tardar 30 de junio de 2012.

Quienes pueden participar:

Individuos o grupos que residan en la zona intertropical, esto es entre el Trópico de Cáncer (23° 26’ 16”norte) y el Trópico de Capricornio (23° 26’ 16”sur), tienen la oportunidad de realizar la observación una o dos veces.

Para este proyecto solo se aceptarán observaciones realizadas entre el 19 de diciembre de 2011 y el 24 de junio de 2012, para que cada localidad tenga una sola corrida solar hacia el norte.
Así que si vive entre las latitudes de Antofagasta en Chile, a Baja California en México, pues adelante, lo invito a participar. No olvide que puede tener un buen entrenamiento en esta corrida hacia el Sur, que inició el Sol el 21 de junio.

¿Qué dice la teoría?

Los paralelos de declinación, en el Sistema de Coordenadas Ecuatoriales, están justamente encima, de los respectivos paralelos celestes.

En un año tropical el Sol se mueve por el centro de la eclíptica, atravesando en cada momento paralelos de declinación, primero hacia el norte, desde el solsticio de diciembre (22/12/2011) hasta el solsticio de junio (20/06/2012), y luego hacia el sur, desde el solsticio de junio hasta el solsticio de diciembre.

Para un día particular podemos considerar, en primera aproximación, que el sol se mueve a lo largo de un paralelo de declinación, encima de un paralelo geográfico.

Cuando la declinación del sol sea igual a la latitud geográfica de su sitio de observación, ese día ocurrirá una pasada cenital del sol, esto es, realizará un tránsito con máxima altitud (h =90°).

Tome en cuenta además que:

El año 2012 es bisiesto y al tener el mes de febrero un día más, esto cambia levemente la fecha, para los meses siguientes. Investíguelo.
La hora del mediodía solar (sol transitando el meridiano del observador), no necesariamente coincide con la hora civil (de su reloj). Esto porque en un huso horario de 15 grados de arco, que normalmente tiene la misma hora oficial, pero hay poblaciones con diferente longitud geográfica. entonces, debe tomar en cuenta esa diferencia entre la hora solar y la hora oficial.
La hora de los fenómenos astronómicas reportada por los observatorios, generalmente está dada en Tiempo Universal Coordinado, que debe saber convertir a su hora local (oficial).

La propuesta:

Conociendo la latitud geográfica de su sitio de observación y la tabla de declinación del Sol, usted puede determinar teóricamente la fecha de la pasada cenital del Sol.

Diseñe un experimento, tan simple o sofisticado como guste (varilla vertical, gnomon, reloj de sol, abertura en tubo vertical muy delgado, lente convergente enfocada sobre un cartón en el suelo, telescopio apuntando al cenit con ocular de retículo, etc.), para determinar la fecha y hora más cercanas del tránsito cenital de nuestra estrella, en el sitio donde usted observa.

Puede iniciar observaciones cercanas al mediodía solar unos cuatro o tres días antes de la fecha teórica y continuar unos pocos días después del clímax, para tener una idea de la dispersión en el tiempo del fenómeno.
Siempre tenga presente que las condiciones locales del tiempo atmosférico, son un factor muy determinante.

Recursos:

Datos sobre el Sol