La velocidad relativa en los límites de Venezuela

in #stem-espanol3 years ago (edited)

La velocidad es relativa sobre la suerficie terrestre, de JD Hancock

Al incluir el comic de Flash recordaba mi post sobre Hulk y su color característico de verde mutante, así que este es el segundo superhéroe que utilizo en mis post. Aquí trataré un tema muy particular que tiene que ver con la velocidad relativa de una persona que se ubica a diferentes latitudes con relación al Ecuador, para visualizarlo de mejor manera que un "punto geográfico". Esto se debe a la rotación de la Tierra sobre su propio eje y por su forma esférica vamos a tener diferentes velocidades relativas desde el eje central ubicado en el Ecuador (mayor radio) disminuyendo hacia los polos donde la distancia va haciéndose más pequeña.

Tamaño de los planetas y velocidad de rotación

Nace la inquietud por saber si el planeta más grande debe poseer las mejores y mayores características que los demás, por lo que procedí a investigar sobre el ángulo de inclinación de su eje de rotación, el tiempo de rotación completa y el sentido del giro, así que se los indico después de la siguiente imagen.

Tamaños relativos entre planetas del Sistema Solar, de pxfuel

En realidad Júpiter se lleva el primer lugar por ser el de mayor tamaño y con las 9 horas y 55 minutos de duración de 1 día "jupiterino", con 3,1º de inclinación de su eje y sentido levógiro, su velocidad de rotación es de unos 47000 Km/h. Encontré un video que muestra los períodos de rotación de estos planetas. Le sigue Saturno, con duración de 10 h y 33 m, se inclina hasta 26,7º y gira antihorario (levógiro), paso a la Tierra con las 23 horas y 56 minutos del período de rotación a una velocidad de 1666,8 Km/h en el Ecuador, tiene una inclinación de su eje de rotación de 23,4º (del mismo orden que Saturno, Neptuno y Marte) con sentido levógiro.

Simulación de la rotación antihoraria del planeta, de WillowW

Venus y Marte rompen con la seguidilla de las características de los planetas, pues Marte debería ser el más lento por ser el de menor diámetro, pero resulta que Venus abusó de la lentitud en su rotación tardando 243 días y 26 minutos. Su sentido de rotación es dextrógiro, el único con movimiento retrógado y mayor ángulo de inclinación de su eje de rotación (177,4º).

Rotación de Venus con sentido destrógiro, de wikipedia

Velocidad en la superficie terrestre

Ya sabemos que el eje de rotación de la Tierra es de 23,4 º, si se mantiene invariable no afecta para nada el sistema de referencia para el análisis del movimiento circular. También es conocida su velocidad lineal de un punto sobre la superficie terrestre cuando el planeta gira con una velocidad angular ω constante de 7,27×10-5 rad/s. Esta velocidad lineal ha sido determinada a 0º de Latitud, es decir en el Ecuador, calculada como 463 m/s, como lo indiqué arriba V = 1666,8 Km/h. Para sorpresa de todos los amantes de los temas científicos en el área de Astronomía, esta velocidad tan rápida no la percibimos porque estamos montados en nuestra nave espacial, la Tierra, así que el movimiento relativo estaría afectado en función de la distancia hacia el eje de rotación, haciéndose menor la velocidad lineal relativa cuando nos alejamos del Ecuador con latitud 0º.

Rotación de la Tierra con ángulo de inclinación, de Wikiscient, Tdadamemd

Debo mencionar que la velocidad angular está dada por: y el período T sabemos que son 24 horas aproximadamente o 3600 segundos. También es importante escribir la ecuación que relaciona la velocidad angular con la velocidad lineal y el radio de la esfera:

Sin embargo, como les mencioné al inicio de este post, la velocidad relativa de una persona ubicada en distintas latitudes del espacio geográfico de la Tierra va a ser diferente, ya que depende de la latitud correspondiente a su ubicación y está regida por la relación: , donde el ángulo λ está relacionado con el indicado por la latitud en grados (º).

Latitud Norte en Venezuela, de wikipedia

Por ejemplo, Peter realizó un viaje de exploración para conocer los sitios extremos del país, así que un día estuvo en el naciente del Río Ararí (0° 38′ 51,1″ N 65° 32′ 44,4″ O) y a las 2 semanas viajó al Cabo San Román (12° 11′ 48,7″ N 70° 01′ 9,4″ O). Determinaré la velocidad lineal relativa en cada uno de esos puntos geográficos:
como en ángulo λ debe estar expresado en grados (º) procedo a transformar 0° 38′ 51,1″ de la siguiente manera: 0° + 38·(1º/60) + 51,1·(1º/3600) = 0,6475º
462,97 m/s
Relación vectorial de latitud y longitud, de vampire

para transformar 12° 11′ 48,7″ de la siguiente manera: 12° + 11·(1º/60) + 48,7·(1º/3600) = 12,1969º
452,55 m/s

Aporte del Post

En el límite sur de Venezuela se tiene una velocidad lineal relativa igual a 1666,692 Km/h muy parecida a la que usamos de referencia en la línea del Ecuador, latitud 0º, mientras que en el límite norte (Cabo San Román) la velocidad lineal relativa disminuye hasta 1629,180 Km/h, una diferencia significativa de 37,152 Km/h. Un comentario final de @azulear: los movimientos de rotación y traslación pueden ser relativos y temporales, pero lo que siempre será constante es la Energía total del sistema planetario que se analiza.

Texto original de @azulear

Si deseas profundizar tus conocimientos acerca de este
tema, te recomiendo:


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