Movimiento Circular Uniforme y Leyes de Kepler: Conceptos Básicos de Astronomía

Movimiento Circular Uniforme

El movimiento circular uniforme es el movimiento de un cuerpo que tiene por trayectoria una circunferencia y describe arcos iguales en tiempos iguales. El módulo de la velocidad lineal es constante, pero su dirección y sentido varían constantemente.

Conceptos Clave del Movimiento Circular Uniforme

• Velocidad lineal: Es igual a la velocidad angular multiplicada por el radio vector.
• Aceleración centrípeta: Es perpendicular a la trayectoria del móvil en cada punto y se encuentra dirigida hacia el centro de la circunferencia.
• Periodo (T): Es el tiempo que tarda un cuerpo con movimiento circular uniforme en dar una vuelta.
• Frecuencia (f): Es el número de vueltas que describe un cuerpo en la unidad de tiempo.
• Fuerza centrípeta: Es la responsable del movimiento circular uniforme. Cuando dicha fuerza desaparece, el cuerpo tiende a moverse en línea recta en la dirección de la velocidad que tenga en ese momento.

Teorías Cosmológicas

Teorías Geocéntricas

Modelo Aristotélico del Universo

Según Platón y Aristóteles, la Tierra, que es esférica y se encuentra inmóvil, está en el centro del universo. Todos los movimientos de los astros son circulares y uniformes.

Modelo Astronómico de Ptolomeo

Ptolomeo propuso que el universo es esférico y tiene movimiento giratorio. La Tierra, también esférica, se encuentra en el centro del universo. Los planetas se desplazan en pequeños círculos cuyo centro se mueve, a su vez, en una órbita circular alrededor de la Tierra.

Teorías Heliocéntricas

Aristarco, Copérnico y Galileo defendieron las teorías heliocéntricas.

1. Modelo de Aristarco: El Sol es el centro, y la Luna, la Tierra y otros planetas giran alrededor de él.
2. Modelo Copernicano: La Tierra no ocupa el centro del universo. Solo la Luna gira alrededor de la Tierra. Los planetas giran alrededor del Sol. La Tierra gira sobre sí misma, lo que produce el día y la noche, entre otros fenómenos.
3. Galileo Galilei: Puso en duda las ideas de Aristóteles, pero inicialmente no podía demostrarlo por falta de pruebas. Sin embargo, nuevos descubrimientos le ayudaron a obtener pruebas para demostrar que la Tierra no es el centro del universo.

Leyes de Kepler

1. Los planetas se mueven en una trayectoria elíptica, en uno de cuyos focos se encuentra el Sol.
2. Una línea recta trazada desde el Sol hasta un planeta barre áreas iguales en tiempos iguales (radio vector).
3. El cuadrado de la duración del periodo de cada planeta es proporcional al cubo del radio de su órbita (r³/T²).