Órbita y rotación de la Tierra
La Tierra experimenta tanto rotación como revolución. La rotación se refiere al movimiento giratorio de la Tierra sobre su eje, mientras que la revolución describe su trayectoria orbital fija alrededor del Sol. La rotación de la Tierra tarda 24 horas en completar una rotación y 365 días en completar una revolución alrededor del Sol.
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Una órbita se refiere a la trayectoria regular y repetitiva de un objeto a medida que se mueve alrededor de otro cuerpo. La Tierra, por ejemplo, orbita alrededor del Sol, mientras que la Luna y la Estación Espacial Internacional (ISS) también siguen un camino fijo alrededor de la Tierra. Pueden orbitar debido al equilibrio entre el impulso y la fuerza gravitatoria. Si el impulso (producto de la masa y la velocidad) es demasiado grande, el objeto simplemente pasará a toda velocidad e irá más allá de la distancia requerida para entrar en órbita. Sin embargo, si el impulso es demasiado pequeño, la fuerza gravitatoria influiría en gran medida en el movimiento del objeto y lo haría chocar contra la superficie. La Tierra cubre una distancia promedio de 584 millones de millas (940 millones de km) mientras sigue una órbita elíptica alrededor del Sol. Un eje es una línea alrededor de la cual un objeto gira. El eje de rotación de la Tierra es una línea invisible que va desde el Polo Norte hasta el Polo Sur y tiene una inclinación de 23,4 grados con respecto a la eclíptica u plano orbital alrededor del Sol. Su inclinación axial y rotación continua producen las estaciones, ya que los hemisferios norte y sur reciben diversas cantidades de radiación solar a lo largo del año.
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Como se mencionó, la Tierra concluye su rotación en 24 horas, equivalente a un día solar medio, que es el tiempo que tarda la Tierra en girar sobre su eje en relación con la posición del Sol. Un día solar medio es 4 minutos más largo que un día sideral, que es el tiempo que tarda la Tierra en girar sobre su eje en relación con estrellas fijas distantes. Un día sideral equivale a 23 horas, 56 minutos y 4,09053 segundos. En los cálculos posteriores se utilizará el tiempo aproximado de 24 horas en un día.
¿Qué tan rápido gira la Tierra?
La Tierra gira alrededor del Sol a una velocidad de alrededor de 67 000 millas por hora (107 000 km/h o casi 30 km/s). Al mismo tiempo, la Tierra gira alrededor de su eje a aproximadamente 1000 millas por hora (460 m/s o 1600 km/h). Sin embargo, esta velocidad varía porque diferentes puntos de la Tierra cubren varias distancias en 24 horas. Algunas regiones deben viajar más rápido que otras. El ecuador, por ejemplo, tiene una circunferencia de aproximadamente 40 075 km (24 901 millas), que debe recorrerse en un día. Por otro lado, un punto en el Polo Norte simplemente gira en su lugar y puede considerarse casi en reposo.
Velocidad de rotación de la Tierra en millas y kilómetros
La velocidad media se calcula dividiendo la distancia recorrida por el tiempo que ha tardado en recorrerla. En el ecuador, la distancia recorrida es igual a la circunferencia de la Tierra de unos 40.075 km (24.901 millas), mientras que el tiempo que se tarda en cubrir dicha distancia es de 24 horas. Por lo tanto, la velocidad de rotación de la Tierra es de aproximadamente 1.038 mi/h (1.670 km/h) o aproximadamente 1.000 mi/h.
Ejemplos de las diferentes velocidades de rotación
Como se mencionó, la velocidad de rotación en diferentes latitudes varía. La circunferencia disminuye a medida que uno se mueve hacia el norte o hacia el sur desde el ecuador, lo que hace que la velocidad disminuya hasta llegar a los polos. La velocidad de 1.038 mi/h (1.670 km/h) en el ecuador disminuye por el coseno de la latitud. La velocidad de rotación se vuelve cero en el polo ya que no se cubre ninguna distancia. Las latitudes entre el ecuador y el polo experimentan velocidades intermedias. Por ejemplo, la velocidad de rotación a 30 grados es de aproximadamente 870 mi/h (1400 km/h), mientras que es de 50 mi/h (80 km/h) a 60 grados de latitud. Incluso con estas velocidades considerables, los humanos no pueden sentir el giro porque todo en la Tierra también se mueve a la misma velocidad. La masa sustancial de la Tierra asegura que ejerce suficiente fuerza gravitacional sobre los objetos colocados en su superficie. A medida que gira, crea una fuerza exterior aparente llamada fuerza centrífuga que tiende a cancelar la gravedad. Puede haber producido una ligera protuberancia en el ecuador, pero no es suficiente para alejar los objetos de la Tierra. Si la Tierra dejara de girar, todos los objetos que no estuvieran fijos en la superficie serían arrastrados por fuertes vientos, ya que la atmósfera seguiría girando. Todos los océanos migrarían hacia los polos. Además, cada lado del planeta experimentaría meses de luz solar y oscuridad. Sin embargo, se necesitaría que la velocidad de rotación en el ecuador alcance las 17 670 mi/h (28 437 km/h), o unas 17 veces su velocidad actual, para que los objetos sean lanzados al espacio.
Resumen de la lección
Dos de los movimientos más comunes de la Tierra son la rotación y la revolución. La rotación se refiere al movimiento giratorio del objeto sobre su eje. El eje de rotación de la Tierra es una línea invisible que va del Polo Norte al Polo Sur y tiene una inclinación axial de 23,4 grados. La Tierra tarda 24 horas en completar una rotación sobre su eje. Revolucion, por otro lado, describe la trayectoria orbital regular y repetitiva de un objeto alrededor de otro cuerpo. La Tierra sigue una trayectoria elíptica alrededor del Sol y completa su revolución en 365 días. La velocidad media se calcula dividiendo la distancia recorrida por el tiempo. En el ecuador, la distancia recorrida es igual a la circunferencia de la Tierra de 24 901 millas (40 075 km), y la Tierra tarda 24 horas en cubrir dicha distancia. Por lo tanto, la velocidad promedio de rotación de la Tierra en el ecuador es de aproximadamente 1,038 mi/h (1,670 km/h) o aproximadamente 1,000 mi/h. La circunferencia disminuye a medida que uno se mueve desde el ecuador hacia los polos, lo que hace que la velocidad también disminuya. Incluso a velocidades de rotación significativas, los objetos permanecen en la superficie debido a la considerable fuerza gravitacional ejercida por la Tierra. Cualquier fuerza externa aparente que tienda a cancelar la gravedad es lo suficientemente pequeña como para no arrojar objetos lejos de la superficie.
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