  
Tránsito de Venus 2004
- El nodo español
... materiales
didácticos
UNIDAD DIDACTICA 1 ¿Por qué el Tránsito de Venus tiene lugar
en contadas ocasiones... y con ese ritmo tan especial? [1]
Nivel: Básico para la comprensión de otros conceptos (Nivel
1)
Objetivos
- Comprender por qué los tránsitos de Venus tienen lugar dos
veces en ocho años (como sucede por ejemplo en 2004 y 2012) y
vuelve a tener lugar después de un intervalo de alrededor de 120
años.
- Construir una maqueta para entender las posiciones relativas
de Venus, la Tierra y el Sol.
Premisas
Partimos de la base de que:
- Venus y la Tierra tienen órbitas circulares
- Venus y la Tierra se mueven en el mismo plano (pero solamente
en algunos casos)
- Tomaremos como período sidéreo de Venus la parte entera de
dicho número, que son 7 meses, así que la órbita de Venus está
representada en la maqueta por siete intervalos. En realidad el
período sidéreo de Venus es casi 7.5 meses, así que hay que añadir
un intervalo extra al movimiento de la Tierra cada vez que Venus
completa dos rotaciones.
Fundamentos
Los estudiantes necesitan conocer una información mínima acerca
del ciclo de Venus. Contenidos Astronómicos:
Material necesario
- Una cartulina azul y otra amarilla
- Tijeras
- Un encuadernador de latón con su arandela
Recursos
- Maqueta de cartulina: el movimiento de Venus
- Simulación humana: el ciclo de Venus
- Simulación humana: el pentagrama de Venus en el zodíaco
Introducción
Esta serie de actividades sirven para desarrollar un modelo sencillo
que los estudiantes puedan utilizar en diversos experimentos
relacionados con el movimiento de Venus. Al principio de todo,
los estudiantes construyen una maqueta de dos dimensiones con
la que llegar a familiarizarse con el ciclo de Venus. Mas adelante
la maqueta se modifica con el objeto de mostrar que la órbita
de Venus está inclinada con relación a la órbita de la Tierra,
así que los tránsitos tienen lugar solamente durante aquellos
casos poco habituales en que Venus se desliza directamente entre
la Tierra y el Sol, a saber, dos veces en ocho años (como sucede
en 2004 y 2012) y esto no vuelve a ocurrir en un periodo de
120 años (a pares, cerca de una vez cada siglo).
Maqueta de cartulina para explicar el movimiento de Venus
La Maqueta: El movimiento de Venus
Construcción
- Dibuja un círculo de 20cm de diámetro (órbita de la Tierra)
sobre una cartulina azul rígida que represente un plano en
el cielo, fijo con respecto a la estrellas.
- Corta un circulo de cartulina amarilla de 14 cm de diámetro
(la órbita de Venus) en la misma escala que la órbita de la
Tierra.
- Dibuja un punto (Venus) en su órbita.
- Dibuja el Sol en el mismo centro de la maqueta.
- Dibuja en el lado exterior del disco azul, en 12 intervalos
iguales, los números del 0 al 11 (el comienzo de los meses
terrestres).
- Indica en un círculo interior del disco azul, a distancias
regulares, siete puntos (los meses de la órbita de Venus).
- Indica en el disco azul, a distancias convenientes, en números
romanos las posiciones desde I a V (las conjunciones).
- Sitúa el círculo amarillo en la parte superior del papel
azul y atraviesa ambos por el centro con un encuadernador
de latón que los mantenga unidos.
- Haz una bola pequeña de plastilina (que representa la Tierra)
y colócala en la órbita de la Tierra.
En vez de seguir las instrucciones detalladas en los puntos del
1 al 7, lo estudiantes si lo prefieren pueden construir la maqueta
copiándola de un modelo maestro.
La maqueta de cartulina terminada
Cómo funciona la maqueta
Ahora hay que seguir las siguientes instrucciones paso a paso:
- Comienza con Venus y la Tierra, ambos en la posición cero
de sus órbitas. Venus está en la misma dirección que el Sol
(Conjunción) y no es visible desde la Tierra. La Tierra y
Venus se mueven en sus órbitas ambos en sentido antihorario,
así que esta posición no dura demasiado. Venus necesita 225
días (prácticamente 7 meses) para dar una vuelta alrededor
del Sol, la Tierra tarda 365 días (12 meses). Estos tiempos
son los períodos sidéreos de Venus y la Tierra. Cuando Venus
está exactamente entre la Tierra y el Sol, como visto desde
la Tierra, cruzará el disco solar. (Comprueba que Venus se
mueve sobre el disco solar de izquierda a derecha).
- Ahora mueve Venus y la Tierra juntos, mes a mes, pero teniendo
la precaución de hacer un ajuste a la maqueta. En las premisas
asumimos que el período sideral de Venus era de siete meses
con objeto de simplificar la cuenta, así que la órbita de
Venus está representada por siete intervalos en la maqueta.
Como el período real de Venus es muy próximo a los 7.5 meses
Venus vuelve al mismo punto después de dos revoluciones que
duran casi 15 meses. Se ha añadido un intervalo extra al movimiento
de la Tierra. ¿Dónde está la Tierra cuando Venus ha completado
una vuelta alrededor del sol comenzando desde la posición
cero? (solución
1) ¿Entró la Tierra y Venus en conjunción de nuevo durante
este tiempo? (solución
2)
- ¿Dónde está la Tierra cuando Venus ha completado su segunda
vuelta alrededor del Sol? (solución
3) ¿Hubo una conjunción durante este periodo? (solución
4) ¿Cuánto tiempo ha pasado en la Tierra? (solución
5)
- Ahora comenzamos una tercera rotación de Venus. Mueve Venus
y la Tierra juntos tan normalmente como sea posible. Comprueba
que Venus y la Tierra entran en conjunción en la posición
indicada con I. ¿Cuanto tiempo ha pasado (calcula en años
y meses) después de la primera conjunción? (solución
6)
- Comprueba que después de otro período sinódico, la Tierra
y Venus están en la posición II. ¿Cuántos años han pasado
desde el comienzo en la posición cero? (solución
7) ¿Cuántas revoluciones ha dado Venus en este tiempo?
(solución
8)
- Comprueba que las dos próximas conjunciones tienen lugar
en las posiciones III y IV.
- La quinta conjunción V desde el comienzo está de nuevo en
el punto cero. Comprueba que han pasado ahora ocho años desde
el principio.
- ¿Cuántas rotaciones ha hecho la Tierra en este tiempo?
(solución
9) ¿Cuántas revoluciones ha hecho Venus en este tiempo?
(solución
10)
- Cuando las condiciones son exactamente como ésta, debería
haber cinco tránsitos de Venus en ocho años.
Pero ¿por qué nosotros sólo podemos ver dos tránsitos
en ocho años?
Esto es debido simplemente a que la maqueta no se ajusta exactamente
a la realidad. Las órbitas de Venus y la Tierra no está realmente
en el mismo plano.
- Para ver claramente esta situación en la maqueta, corta
cuidadosamente a lo largo de la línea de puntos medio círculo
interior del disco azul y dóblalo hacia abajo a lo largo de
la línea negra (para ello, quita primero el plano de Venus
y después del corte colócalo de nuevo). El plano de la órbita
de la Tierra se llama Eclíptica. La línea a lo largo de la
cual has hecho el doble, se llama línea nodal; esta es la
intersección con la órbita de Venus. El ángulo entre la órbita
de Venus y la eclíptica es solamente alrededor de tres grados.
En la maqueta nosotros usaremos un ángulo mayor (entre 20º-30º)
para entender las cosas con mayor claridad.
- Sitúa la Tierra y Venus de nuevo en la posición 0. Existe
una conjunción y también un tránsito. Sitúa ahora la Tierra
y Venus en las posiciones I, II, III y IV. Como puedes ver,
existe una conjunción pero no un tránsito: visto desde la
Tierra, Venus está por encima o debajo del plano Sol-Tierra
(la Eclíptica). Solamente cuando la Tierra y Venus llegan
a la posición V hay de nuevo un tránsito, ¡después de ocho
años!
¿Pero por qué podemos ver un tránsito de nuevo solamente
después de alrededor de 120 años?
Esto es debido a que el período sinódico no es exactamente
584 años, sino 583.92 días. Cinco veces 584 días, son exactamente
ocho años, pero cinco veces 583.92 días son algo menos que
ocho años. Así que la conjunción no tiene lugar exactamente
en la línea nodal, sino un poco antes. Debido a que la diferencia
no es demasiado grande, ocho años después del primer tránsito
Venus podría cruzar el disco solar, sin embargo esto sería
a lo largo de otra línea. La diferencia llega a ser cada vez
más y más grande, así que después de otros ocho años la conjunción
tiene lugar demasiado lejos de la línea nodal como para cruzar
el Sol. Así que tenemos que esperar hasta que la conjunción
tenga lugar de nuevo en la línea nodal -esto sucede después
de alrededor de 120 años.
[1] Escrito por Leonarda Fucili
y Rosa M. Ros (EAAE).
Traducción de Miguel Ángel Bretos (Planetario de Pamplona)
Respuestas
1: 7 meses
2: No, no entran en conjunción
3: En el punto 3 de su órbita
4: No, no hay una conjunción
5: 15 meses
6: Ha pasado alrededor de 1 año y 7 meses,
exactamente 584 días, ó 1 año y 219 días. En astronomía esto
se llama período sinódico de Venus
7: Cerca de 3 años y 2 meses
8: Mas de cinco
9: 8 revoluciones
10: Cerca de 13 revoluciones
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