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Fisica 3° · 2024
Libro de Física 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

222/273

Organizador gráfico: clasificación de los objetos del Sistema Solar y sus límites

📄 ejercicios fisica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

Ej. 4: CINTURÓN DE KUIPER; CENTAUROS; TROYANOS; COMETAS DE LA FAMILIA HALLEY; COMETAS DE LARGO PERÍODO. Ej. 5: historieta de 8 viñetas: Tierra → asteroides → gigantes gaseosos → Kuiper → heliosfera → nube de Oort → interestelar.

📚 exercise fisica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 7 min lectura

Solución — Página 222

Fisica 3° · 2024

4
Ejercicio 4

Enunciado: Completo el siguiente organizador gráfico con las palabras que se encuentran al final del esquema: CINTURÓN DE KUIPER, COMETAS DE LA FAMILIA HALLEY, COMETAS DE LA FAMILIO HALLEY, COMETAS DE LARGO PERÍODO, CENTAUROS y TROYANOS.

  1. Identifico las cinco casillas vacías del esquema: una en el centro de la fila superior, dos en la fila siguiente (una con flecha de doble sentido hacia la casilla de arriba) y dos a la derecha, a las que llegan flechas que nacen de la NUBE DE OORT.

  2. Observo que el esquema tiene tres regiones "semilleras" ya nombradas: CINTURÓN DE ASTEROIDES (izquierda) y NUBE DE OORT (derecha). La tercera región semillera, que debe ir en la casilla superior central, es el CINTURÓN DE KUIPER, la faja de objetos helados más allá de Neptuno (entre ≈ 30 y 50 UA).

  3. La casilla inferior que está unida por flecha de doble sentido al CINTURÓN DE KUIPER debe ser CENTAUROS: cuerpos de tamaño entre asteroides y planetas enanos que orbitan entre las órbitas de Júpiter y Neptuno, y que científicamente se interpretan como objetos del cinturón de Kuiper que fueron expulsados hacia el interior del Sistema Solar. La doble sentido se justifica porque los centauros nacen del Cinturón de Kuiper y, al ser perturbados por los gigantes gaseosos, pueden regresar a esa región.

  4. La casilla vacía restante de esa fila, que cae sobre COMETAS DE LA FAMILIA JÚPITER, debe ser TROYANOS: los asteroides capturados en los puntos de Lagrange L_4 y L_5 de Júpiter, cercanos al cinturón de asteroides; al ser expulsados por perturbaciones, pueden alimentar la familia de cometas de periodo corto vinculada a Júpiter.

  5. Las dos casillas que alimentan la parte derecha del esquema provienen de la NUBE DE OORT y corresponden a las dos grandes familias de cometas: COMETAS DE LA FAMILIA HALLEY (periodo corto, con T entre 20 y 200 años, órbitas inclinadas y nacidas en la nube de Oort) y COMETAS DE LARGO PERÍODO (periodo T > 200\,\text{años}, órbitas enormemente excéntricas que llegan a cientos o miles de UA).

  6. Verifico la coherencia con el resto del esquema: los cometas de periodo corto, al acercarse al Sol, sufren DESGREGACIÓN → EXTENCIÓN DE HIELOS (sublimación y pérdida de masa); los que son desviados por los planetas van a DISPERSIÓN, cuyos fragmentos pueden terminar en IMPACTOS CON EL SOL O PLANETAS; y los fragmentos que caen hacia el interior del Sistema Solar alimentan los OBJETOS PRÓXIMOS A LA TIERRA (NEO).


Respuesta

casillas de arriba hacia abajo y de izquierda a derecha: CINTURÓN DE KUIPER (centro superior), CENTAUROS (izquierda, bajo el Cinturón de Kuiper), TROYANOS (derecha de los centauros), COMETAS DE LA FAMILIA HALLEY (primera de las dos casillas bajo la Nube de Oort) y COMETAS DE LA FAMILIA LARGO PERÍODO (segunda de esas casillas).

5
Ejercicio 5

Enunciado: Uso mi creatividad y elaboro una historieta explicando los límites del Sistema Solar.

  1. Propongo un guion de 8 viñetas con un astronauta-narrador que viaja desde el interior hacia afuera.

  2. Viñeta 1: "Somos la Tierra, a 1 UA del Sol." El Sol luce pequeño y brillante.

  3. Viñeta 2: el viajero cruza el cinturón de asteroides y explica que no es una pared, sino millones de rocas dispersas, principalmente entre Marte y Júpiter (\approx 2{,}2 y 3{,}2 UA).

  4. Viñeta 3: pasan los gigantes gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno); Júpiter "barre" perturbando con su gravedad a cometas y asteroides.

  5. Viñeta 4: aparece el cinturón de Kuiper, a \approx 30–50 UA, con hielos y con los centauros y troyanos cercanos a la órbita de Júpiter.

  6. Viñeta 5: el viajero alcanza la heliosfera; el viento solar se vuelve casi imperceptible y el Sol se ve como una estrella más.

  7. Viñeta 6: se ve la nube de Oort, a miles de UA, como una esfera gigantesca de cometas de largo período que dan vueltas durante miles de años.

  8. Viñeta 7: el viajero pregunta: "¿Dónde termina el Sistema Solar?" y otra nave le responde: "La gravedad del Sol sigue actuando aquí, pero ya es demasiado débil; la frontera es donde domina el viento interestelar, no el Sol."

  9. Viñeta 8 (cierre): "El límite del Sistema Solar no es un muro: es una transición. Después está el espacio interestelar, y la próxima estrella está a 4 años luz, a \approx 4{,}2\times 10^{16}\,\text{m} de distancia."

Respuesta orientativa: historieta de 8 viñetas que muestra el recorrido Tierra → cinturón de asteroides → gigantes gaseosos → cinturón de Kuiper → heliosfera → nube de Oort → espacio interestelar, explicando que el Sistema Solar termina donde la influencia del Sol cede ante el viento interestelar (heliopausa, a unas 120 UA).

Contenido de la página

Página 222 - Texto de Física (BGU 3)

4. Completo el siguiente organizador gráfico con las palabras que se encuentran al final del esquema

Palabras disponibles:

  • CINTURÓN DE KUIPER
  • COMETAS DE LA FAMILIA HALLEY
  • COMETAS DE LARGO PERÍODO
  • CENTAUROS
  • TROYANOS

Esquema del organizador (rellenado):

  • CINTURÓN DE ASTEROIDES → COMETAS DEL CINTURÓN PRINCIPAL → COLISIONES → FRAGMENTOS → OBJETOS PRÓXIMOS A LA TIERRA (NEO).
  • COLISIONES → DESINTEGRACIÓN.
  • CINTURÓN DE KUIPER (caja superior central) ↔ CENTAUROS; ambos y TROYANOS alimentan las COMETAS DE LA FAMILIA JÚPITER.
  • NUBE DE OORT → COMETAS DE LA FAMILIA HALLEY y COMETAS DE LARGO PERÍODO.
  • COMETAS DE LA FAMILIA JÚPITER, HALLEY y DE LARGO PERÍODO → DESINTEGRACIÓN y DISPERSIÓN.
  • DESINTEGRACIÓN → EXTENCIÓN DE HIELOS; DISPERSIÓN → IMPACTOS CON EL SOL O PLANETAS.

5. Uso mi creatividad y elaboro una historieta explicando los límites del Sistema Solar.

(Se pide la elaboración de una historieta en el espacio en blanco de la página.)

Ejemplos resueltos

¿A qué distancia del Sol se encuentra la faja que da nombre al cinturón de Kuiper, si 1 UA equivale a 1{,}496\times10^{11}\,\text{m}?

  1. El cinturón de Kuiper se extiende entre 30 y 50 UA. 2. Límite interno: 30 \times 1{,}496\times10^{11} = 4{,}49\times10^{12}\,\text{m}. 3. Límite externo: 50 \times 1{,}496\times10^{11} = 7{,}48\times10^{12}\,\text{m}. 4. El cinturón está por lo tanto entre 4{,}49\times10^{12}\,\text{m} y 7{,}48\times10^{12}\,\text{m} del Sol.

Un cometa de la familia Halley tiene un periodo de 76\,\text{años}; un cometa de largo período tarda 2\,000\,\text{años}. ¿Cuántas veces mayor es el periodo del segundo respecto del primero?

  1. Se aplica la razón \frac{T_2}{T_1}. 2. Se sustituyen los valores: \frac{2\,000}{76}. 3. Se calcula: \frac{2\,000}{76} \approx 26{,}3. El periodo es unas 26 veces mayor.

Tabla

Región o familia Ubicación Periodo orbital Tipo de cuerpo Destino en el esquema
Cinturón de asteroides Entre Marte y Júpiter (≈2,2–3,2 UA) — Asteroides rocosos Cometas del cinturón principal → colisiones
Cinturón de Kuiper ≈30–50 UA — Objetos helados (KBO) Centauros y troyanos
Centauros Entre Júpiter y Neptuno variable Objetos helados Cometas de la familia de Júpiter
Troyanos Puntos de Lagrange L4/L5 de Júpiter igual al de Júpiter (11,9 años) Asteroides Cometas de periodo corto
Familia de Júpiter Órbitas interiores T < 20 años Cometas de periodo corto Desintegración y dispersión
Familia Halley Órbitas muy inclinadas 20 < T < 200 años Cometas de periodo corto Desintegración y dispersión
Cometas de largo período Cinturón de Oort T > 200 años Cometas de periodo largo Desintegración y dispersión
Nube de Oort Miles de UA, envolvente esférica — Cometas y materia helada Fuente de las familias Halley y de largo período

Diagrama

flowchart TD
    CBA[CINTURÓN DE ASTEROIDES] --> CDP[COMETAS DEL CINTURÓN PRINCIPAL]
    CDP --> COL[COLISIONES]
    COL --> FRA[FRAGMENTOS]
    FRA --> NEO[OBJETOS PRÓXIMOS A LA TIERRA NEO]
    COL --> DES[DESGREGACIÓN]
    CK[CINTURÓN DE KUIPER] <--> CE[CENTAUROS]
    CK --> CFJ[COMETAS DE LA FAMILIA JÚPITER]
    CE --> CFJ
    TR[TROYANOS] --> CFJ
    NO[NUBE DE OORT] --> CFH[COMETAS DE LA FAMILIA HALLEY]
    NO --> CLP[COMETAS DE LA FAMILIA LARGO PERÍODO]
    CFJ --> DES
    CFH --> DES
    CLP --> DES
    CFJ --> DIS[DISPERSIÓN]
    CFH --> DIS
    CLP --> DIS
    DES --> EXT[EXTENCIÓN DE HIELOS]
    DIS --> IMP[IMPACTOS CON EL SOL O PLANETAS]

Fórmulas y ecuaciones

Periodo orbital corto de cometas: 20 < T < 200 años

Periodo orbital de largo período: T > 200 años

Faja del cinturón de Kuiper: 30 UA < R < 50 UA

T_{\text{Halley}} \approx 76 \, \text{años}

20 \, \text{años} < T_{\text{halley-type}} < 200 \, \text{años}

T_{\text{largo período}} > 200 \, \text{años}

R_{\text{Kuiper}} \approx 30\text{–}50 \, \text{UA}

R_{\text{heliosfera}} \approx 120 \, \text{UA}

1 \, \text{UA} \approx 1{,}496 \times 10^{11} \, \text{m}

d \approx 4{,}2 \times 10^{16} \, \text{m} \quad (\text{Proxima Centauri})

Glosario (9)

Cinturón de Kuiper
Faja de objetos helados más allá de Neptuno, entre unos 30 y 50 UA del Sol; es la fuente principal de los cometas de periodo corto vinculados a los planetas gigantes.
Centauroides (centauros)
Cuerpos helados o rocosos que orbitan entre las órbitas de Júpiter y Neptuno y que se originaron en el cinturón de Kuiper al ser perturbados por los gigantes gaseosos.
Troyanos
Objetos atrapados en los puntos de Lagrange L4 y L5 de un planeta (típicamente Júpiter), situados a unos 60° por delante y por detrás de él en su órbita.
Cometas de la familia de Júpiter
Cometas de periodo corto (menos de 20 años) con órbitas de baja inclinación, originados en los centauros y en la dispersión del cinturón de Kuiper.
Cometas de la familia Halley
Cometas de periodo corto (entre 20 y 200 años) con órbitas de alta inclinación y alta excentricidad, con origen en la nube de Oort; su nombre honra al astrónomo Edmond Halley.
Cometas de largo período
Cometas con periodo orbital mayor a 200 años, cuyas órbitas enormemente excéntricas pueden alcanzar cientos o miles de UA.
Nube de Oort
Envolvente esférica de cometas y materia helada que rodea el Sistema Solar a miles de UA; es la estructura más lejana bajo la influencia gravitatoria del Sol.
NEO (Objetos Próximos a la Tierra)
Asteroides o cometas cuyas órbitas los acercan a menos de 1,3 UA de la Tierra y que, por tanto, tienen algún riesgo potencial de impacto.
Heliosfera
Región del espacio dominada por el viento solar y el campo magnético solar; su borde exterior, la heliopausa, se sitúa a unas 120 UA del Sol.

Preguntas para practicar

¿Por qué la nube de Oort se considera el borde exterior del Sistema Solar si no existe una superficie física que la separe del espacio interestelar?

Porque la nube de Oort es la estructura más lejana en la que la gravedad del Sol aún domina el movimiento de los cometas (unidad AU y periodos de miles de años). Más allá, el Sol deja de ser el protagonista de la dinámica: prevalece el campo gravitatorio de la Vía Láctea y el viento interestelar. Por eso el límite es una transición gradual (heliopausa a unos 120 UA) y no un muro.

¿Qué evidencia apoya la idea de que los centauros provienen del cinturón de Kuiper?

Sus composiciones helosas y sus órbitas altamente excéntricas e inclinadas son muy parecidas a las de los objetos del cinturón de Kuiper; además, los modelos de perturbación por Júpiter y Neptuno muestran que los objetos del Kuiper expulsados hacia el interior pasan primero a la zona de los centauros antes de convertirse en cometas de periodo corto.

¿Cómo explicarías a un compañero que el cinturón de asteroides no es una 'pared de rocas' que impide el paso de las naves?

Porque los asteroides están enormemente separados: en la mayoría de los casos la distancia entre dos rocas supera millones de kilómetros. Una nave puede cruzar el cinturón sin mayor riesgo, siempre que se calculen las trayectorias para evitar los cuerpos que se han detectado.

Temas y conceptos clave

Clasificación de cuerpos menores del Sistema SolarRegiones semilleras: cinturón de asteroides, cinturón de Kuiper, nube de OortFamilias de cometas: Júpiter, Halley y de largo períodoCentauros y troyanosDestino de los cometas: desintegración, dispersión e impactosLímites del Sistema SolarCinturón de KuiperCentaurosTroyanosCometas de la familia de JúpiterCometas de la familia HalleyCometas de largo períodoNube de OortObjetos próximos a la Tierra (NEO)Heliosfera y heliopausa

Fuentes y referencias

  • IAU Minor Planet Center — clasificación de cuerpos menores (asteroides, centauros, KBO)
  • NASA Solar System Exploration — Nube de Oort y cinturón de Kuiper
  • SwRI — Jupiter trojans y centauros como fuente de cometas de periodo corto
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Figuras de la página (1)

Cinco palabras para completar el esquema: CINTURÓN DE KUIPER, COMETAS DE LA FAMILIA HALLEY, COMETAS DE LARGO PERÍODO, CENTAUROS y TROYANOS.
Figura 2 image

Preguntas que la gente también hace

¿Cuáles son las tres regiones que producen cometas y asteroides en el Sistema Solar?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Por qué los cometas de la familia de Júpiter provienen de los centauros?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Dónde termina realmente el Sistema Solar y por qué la nube de Oort se considera su borde exterior?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Ubicación de los planetas y la estructura del Sistema Solar
  • • Concepto de órbita, periodo orbital y excentricidad
  • • Tipos de cometas y su composición (núcleo helado)
  • • Interpretación de organizadores gráficos con flechas de sentido único y de doble sentido
Siguiente tema sugerido
Materia y energía: transformaciones y transferencias en el Sistema Solar, o bien el sistema solar y los cuerpos menores (cometas, meteoros y asteroides) con la próxima página del texto.
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 567 caracteres
  1. Completo el siguiente organizador gráfico con las palabras que se encuentran al final del esquema:

CINTURÓN DE ASTEROIDES NUBE DE OORT

y |

COMETAS DEL CINTURON PRINCIPAL

y 1 1

COLISIONES COMETAS DE LA FAMILIA JUPITER \ | | FRAGMENTOS e DESINTEGRACIÓN DISPERSIÓN EXTENUACIÓN DE HIELOS IMPACTOS CON EL SOL O PLANETAS OBJETOS PRÓXIMOS ALA TIERRA (NEO) CINTURÓN DE KUIPER COMETAS DE LA FAMILIA HALLEY COMETAS DE LARGO PERÍODO CENTAUROS TROYANOS

  1. Uso mi creatividad y elaboro una historieta explicando los límites del sistema solar.

( y

Texto de Física \ 55,

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