La rotación de la Tierra. Las estaciones.
El applet simula dos movimientos de rotación de la Tierra: el giro alrededor de su eje y el movimiento alrededor del Sol para mostrar por qué se producen las estaciones.
El eje de rotación de la Tierra
La Tierra gira alrededor de un eje que la atraviesa de norte (PN=Polo Norte) a sur (PS=Polo Sur). Este eje está inclinado 23.5º respecto de la perpendicular al plano de la órbita alrededor del Sol.
La órbita de la Tierra alrededor del Sol
La órbita de la Tierra alrededor del Sol es elíptica, pero su excentricidad es tan baja (0.0167) que se puede considerar una circunferencia. La visión que utiliza para representa la órbita suele dar la sensación de ser una elipse porque adoptamos una vista lateral de la trayectoria. GeoGebra permite situarnos desde cualquier perspectiva con el botón derecho del ratón y así poder observar lo que nos interese.
Las simplificaciones adoptadas en este modelo
La Tierra da una vuelta completa alrededor de su eje mientras avanza 1º en su rotación alrededor del Sol (se ha considerado un año de 360 días exactos que comienza a las 12 horas de la noche del 21 de marzo
(equinoccio de primavera). Los equinoccios y los solsticios se producirán cuando el ángulo valga 0º, 90º, 180º, 270º y 360º,
Los tamaños tanto de la Tierra como del Sol son aparentes, la esfera del Sol tiene un radio igual al doble que el de la tierra aunque en la realidad el diámetro de la estrella es alrededor de 109 veces el de nuestro planeta.
Controles del sistema
El ángulo α es un deslizador que toma valores entre 0º y 360º, cuando se pone en marcha el applet se encuentra en movimiento aunque se puede pausar en cualquier momento.
Un segundo deslizador Velocidad de rotación permite ver lo que ocurre un día determinado a bajas velocidades pequeñas o en un período del año si lo llevamos a altas.
El tercer deslizadorpermite situarnos en un punto de la Tierra colocando su Latitud. El applet lo muestra con un punto de color morado y marca su paralelo (círculo azul) y el meridiano (círculo verde) que gira con la Tierra alrededor de su eje.
Una casilla de control permite la visión de la Tierra completamente azul o mostrar la región de color amarillo donde será de día y gris en la semiesfera opuesta donde será de noche.
Elementos que se presentan
Los polos Norte y Sur. El Polo Norte es origen de un vector que nos indica el eje de rotación de la Tierra.
La línea del Ecuador es una circunferencia de color naranja que surge de la intersección del plano mediador de los dos polos con la esfera de la Tierra.
El paralelo correspondiente al punto de latitud introducida es la intersección de la esfera terrestre con un plano perpendicular al eje de la Tierra que pasa por ese punto.
El meridiano (verde) del punto considerado es la intersección de la esfera con el plano que pasa por los dos polos y ese punto.
Se ha señalado con un vector el punto de la Tierra en el que inciden perpendicularmente los rayos solares. En la ventana izquierda se indica la latitud de ese punto y además se marca con un círculo amarillo la semiesfera de la Tierra en la que el sol es visible, es decir, en esa región es de día mientras que la noche se dará en la semiesfera opuesta.
Cuando se activa la visión día/noche cambia el color azul de la esfera de la Tierra por dos semiesferas, Una amarilla que simula la región terrestre donde inciden los rayos de sol (es de día) y la semiesfera opuesta en color gris donde es de noche.
Por último en la parte inferior se indica la estación del año en la que se encuentra el hemisferio elegido por la latitud del punto.
Tareas a realizar con el applet
Explora el applet. Puedes utilizar el botón derecho y la rueda del ratón para situarse por arriba o debajo de la órbita, acercarte a una zona determinada, pero ten en cuenta que si la tierra sigue girando es posible que salga de la parte visible de la pantalla. Puedes volver a la situación inicial pulsando el icono de reinicio (parte superior de la pantalla izquierda).
Comprueba que en los dos solsticios (primavera α=0º y otoño α=180º) los rayos del sol inciden perpendicularmente en el ecuador.
Los trópicos de la Tierra son paralelos situados a 23.5ºN (trópico de Cáncer en el hemisferio norte) y 23.5º S (trópico de Capricornio en el hemisferio sur) . Comprueba que durante el solsticio de verano (α=90º) los rayos solares inciden perpendicularmente en el trópico de Cáncer y que en el solsticio de invierno (α=270º) inciden perpendicularmente en el de Capricornio.
Comprueba que desde que comienza el equinoccio de primavera hasta el de otoño el sol no se pone en el Polo Norte en seis meses y que ocurre al contrario en el Polo Sur.
Utiliza los controles del applet para determinar de forma aproximada la latitud de los puntos de la tierra en los que en verano tendrán un mes completo de día.
Explica las estaciones en un punto de la tierra (hemisferio norte, sur, ecuador, en los polos) atendiendo a las ideas que se presentan en el applet.