Física Diferencial. Fuerza de gravedad y órbitas.

Objetivo: Comprender la relación entre la fuerza de gravedad, la masa, la distancia y la velocidad tangencial en el movimiento orbital.

INGRESA A LA SIMULACION  https://phet.colorado.edu/sims/html/gravity-and-orbits/latest/gravity-and-orbits_all.html?locale=es

Fase 1: Configuración de Vuelo y Exploración (10 minutos) El objetivo aquí es que se familiaricen con la interfaz y entiendan qué representan los vectores.

Instrucción:

   1. Entra a la pestaña "Modelo" de la simulación.

   2. Selecciona el sistema Sol-Tierra.

   3. En el panel lateral, activa las casillas: Fuerza de gravedad, Velocidad, trayectoria y Cuadrícula.

   4. Presiona "Play" y observa el movimiento.

Preguntas de reflexión:

   Observa la flecha azul (Fuerza de gravedad) y la flecha verde (Velocidad). ¿Qué ángulo forman entre sí aproximadamente en todo momento?

   * ¿Hacia dónde apunta siempre la flecha azul de la Tierra?

Fase 2: Jugando a ser Dios (Masa y Órbita) (15 minutos) Aquí conectarán con lo que aprendieron en la actividad anterior, pero viendo sus consecuencias cinemáticas.

Instrucción: Reinicia la simulación (botón naranja). Mantén activadas la Trayectoria y la Cuadrícula.

   1. Aumenta la masa del Sol a 2.0 (el doble). ¿Qué le sucede a la órbita de la Tierra? ¿Se acerca, se aleja o choca?

   2. Reinicia. Ahora, disminuye la masa del Sol a 0.5(la mitad). ¿Qué sucede con la ruta de la Tierra?

   3. Reinicia nuevamente. Esta vez, mantén el Sol normal, pero aumenta la masa de la Tierra al máximo. ¿Cambia la órbita significativamente?

Análisis: Basado en tus observaciones, ¿qué masa importa más para determinar la forma de la órbita en este sistema: la del objeto central o la del objeto que orbita?

Fase 3: El Botón del Pánico (Gravedad Cero) (10 minutos)

Esta es la parte más reveladora para entender la Primera Ley de Newton (Inercia).

Instrucción:

   1. Entra ahora a la simulación que dice A ESCALA. Configura el sistema Tierra-Luna y dale "Play".

   2. Cuando la Luna lleve un cuarto de vuelta, presiona el botón "Apagar Gravedad"

Análisis:

    ¿Qué trayectoria sigue la Luna cuando desaparece la gravedad? (¿Es curva, recta, en espiral?).

   

Explica con tus propias palabras: si la velocidad de la Luna siempre apunta en línea recta, ¿por qué normalmente se mueve en círculos alrededor de la Tierra?

Fase 4: Desafío de Diseño Orbital (15 minutos)

El Reto: Utilizando la configuración personalizada de masas y distancias,  deben lograr que un planeta orbite una estrella en el menor tiempo posible (el año más corto) sin que colisionen y sin que el planeta se escape al espacio profundo. Captura una pantalla de esta actividad y envíala a la profesora por email a nuestrasclasesdefisica@gmail.com, con tu nombre y curso.