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| Eclipse total de Sol, 11 de julio de 1991, Tres Ríos, Costa Rica. Fotografía tomada por Don Carlos Villalobos Gómez (qdDg). |
Introducción.
Considerando que existen muchas dudas con respecto a los eclipses de Sol, entre el público general y a que tanto en las redes sociales como en páginas web, se ha publicado y se publica información sin fundamento científico alguno, esto es, información seudocientífica, consideré oportuno preparar información fidedigna y confiable, fundamentada en información del sitio oficial de la NASA, en inglés, preparado por personal especializado de esta agencia espacial de los EE.UU., para el eclipse total de Sol que se producirá el próximo lunes 21 de agosto de 2017; el enlace directo a dicho sitio web es:
https://eclipse2017.nasa.gov/
La información trata sobre diferentes temas relacionados con los eclipses de Sol; en esta primer entrega, aporto lo referente a Preguntas interesantes.
PREGUNTAS INTERESANTES: Eclipse de Sol.
1. ¿Cuáles efectos gravitatorios ocurren durante un eclipse solar total?
Lo primero que debe tomarse en cuenta es que la Luna está en la fase "Nueva"; así que cualquier efecto gravitatorio que se pueda esperar durante un eclipse solar total, también sucede cada vez que hay una Luna Nueva, lo cual, ocurre cada 28 días.
Segundo, no debe confundirse la masa con el peso; ya que la masa es una cantidad escalar y el peso es un vector
Desde el punto de vista de un observador en el suelo, usted está bajo la influencia gravitacional de la Tierra, la Luna y el Sol. En el momento del eclipse del 21 de agosto de 2017, la Tierra estará a 151,4 millones de kilómetros del Sol y la Luna, estará ubicada a 365.649 km de la superficie de la Tierra. Usando la Ley de Gravitación Universal de Isaac Newton, es posible calcular la fuerza que ejercen el Sol, la Luna y la Tierra en una persona con una masa de 80,00 kg situada en la superficie terrestre, por ejemplo.
Veamos:
Veamos:
i) El peso de una persona en la superficie de la Tierra se calcula fácilmente mediante la fórmula P = mg, donde m es la masa y g es la aceleración de la gravedad media, en la superficie terrestre, i.e. g ~ 9,80665 m/s2; entonces:
P = (80 kg)(9,80665 m/s2) ~ 784,53 N
Esto significa que la Tierra aporta 784,53 Newtons de fuerza y considerando que:
1 N ~ 0,2248 lbf
se tiene que,
784,53 N = (784,53)(0,2284 lbf) ~ 179,19 lbf
NOTA: lbf = libra-fuerza
ii) Considerando la fórmula de la Ley de Gravitación Universal de Newton:
donde G es la constante de gravitación universal, m1 corresponde a la masa de la Luna, m2 corresponde a la masa de la persona y r corresponde a la distancia entre los cuerpos; entonces, tomando en cuenta que:
G ~ 6,67 x 10-11 N m2 kg-2
m1 ~ 7,349 × 1022 kg
m2 = 80,00 kg
r ~ 365.649 km = 3651649.000 m
Entonces:
F = [(6,67 x 10-11 N m2 kg-2 )(7,349 × 1022 kg)(80,00 kg )] (3651649.000 m)2 ~ 0,0029 N
Por lo tanto, la Luna proporciona 0,0029 N de fuerza, aproximadamente.
iii) En lo que corresponde al Sol, se tiene que
Por lo tanto, el Sol proporciona 0,4630 N de fuerza, aproximadamente.
Luego, debido a que la Tierra gira sobre su eje, se produce una fuerza centrífuga "antigravedad " que también es posible calcularla. Así que, si se suman las fuerzas con sus direcciones correctas, se obtiene una fuerza gravitacional total (FT) que nos permite tener la reducción en peso (Rp)que se desea calcular; esto es:
FT = 784,53 N - 0,0029 N - 0,4630 N ~ 784,06 N
Luego: Rp = 784,53 N -784,06 N = 0,47 N
Por consiguiente, una persona con un peso de 784,53 N (masa = 80 kg) ¡verá reducido su peso en 0,47 N, aproximadamente!
La equivalencia en libra-fuerza se calcula así:
Rp = (0,47 N)(0,2248 lbf /N) ~ 0,11 lbf
El efecto gravitatorio del Sol y la Luna en el mismo lado de la Tierra, durante la Luna Nueva, es en realidad mucho más dramático cuando se mira lo que sucede a todo nuestro planeta. En primer lugar, la fuerza gravitacional "de marea" de la Luna y el Sol causan una "marea corporal" en la roca sólida de la corteza terrestre. Si usted está ubicado en la misma línea imaginaria definida por los centros de la Tierra, el Sol y la Luna, comprobará en forma real, que la corteza terrestre "se abultará" hacia arriba unos 40 milímetros (4 cm) a través de un área aproximada de mil kilómetros, en la superficie de la Tierra. Así que mientras usted ve el eclipse solar total, siéntase libre de imaginar que está de pie, en el suelo, ¡a 40 milímetros más cerca del Sol, de lo que estará varias horas después!
iii) En lo que corresponde al Sol, se tiene que
G ~ 6,67 x 10-11 N m2 kg-2
m1 ~ 1,9891 × 1030 kg (masa aproximada del Sol)
m2 = 80,00 kg (masa de la persona)
r ~ 151,4 × 106 km = 151.4001000.000 m
Entonces:
F = [(6,67 x 10-11 N m2 kg-2 )(1,9891 × 1030 kg)(80,00 kg )] (151.4001000.000 m)2 ~ 0,4630 N
Entonces:
F = [(6,67 x 10-11 N m2 kg-2 )(1,9891 × 1030 kg)(80,00 kg )] (151.4001000.000 m)2 ~ 0,4630 N
Por lo tanto, el Sol proporciona 0,4630 N de fuerza, aproximadamente.
Luego, debido a que la Tierra gira sobre su eje, se produce una fuerza centrífuga "antigravedad " que también es posible calcularla. Así que, si se suman las fuerzas con sus direcciones correctas, se obtiene una fuerza gravitacional total (FT) que nos permite tener la reducción en peso (Rp)que se desea calcular; esto es:
FT = 784,53 N - 0,0029 N - 0,4630 N ~ 784,06 N
Luego: Rp = 784,53 N -784,06 N = 0,47 N
Por consiguiente, una persona con un peso de 784,53 N (masa = 80 kg) ¡verá reducido su peso en 0,47 N, aproximadamente!
La equivalencia en libra-fuerza se calcula así:
Rp = (0,47 N)(0,2248 lbf /N) ~ 0,11 lbf
El efecto gravitatorio del Sol y la Luna en el mismo lado de la Tierra, durante la Luna Nueva, es en realidad mucho más dramático cuando se mira lo que sucede a todo nuestro planeta. En primer lugar, la fuerza gravitacional "de marea" de la Luna y el Sol causan una "marea corporal" en la roca sólida de la corteza terrestre. Si usted está ubicado en la misma línea imaginaria definida por los centros de la Tierra, el Sol y la Luna, comprobará en forma real, que la corteza terrestre "se abultará" hacia arriba unos 40 milímetros (4 cm) a través de un área aproximada de mil kilómetros, en la superficie de la Tierra. Así que mientras usted ve el eclipse solar total, siéntase libre de imaginar que está de pie, en el suelo, ¡a 40 milímetros más cerca del Sol, de lo que estará varias horas después!
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