SOLUCIONARIO GUÍA TÉCNICO PROFESIONAL El universo y el sistema solar

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1 SOLUCIONARIO GUÍA TÉCNICO PROFESIONAL El universo y el sistema solar SGUICTC028TC32 - A16V1

2 Solucionario guía El universo y el sistema solar Ítem Alternativa Habilidad 1 B Reconocimiento 2 A Reconocimiento 3 C Reconocimiento 4 D Reconocimiento 5 B Reconocimiento 6 A Reconocimiento 7 C Reconocimiento 8 E Reconocimiento 9 D Reconocimiento 10 A Reconocimiento 11 D Reconocimiento 12 C Reconocimiento 13 D Comprensión 14 D Comprensión 15 A Reconocimiento 16 B Comprensión 17 A Reconocimiento 18 E Reconocimiento 19 B Comprensión 20 D Aplicación

3 Ítem Alternativa Defensa 1 B La Tierra es el tercer planeta más cercano al Sol. 2 A Claudio Ptolomeo planteó un modelo del universo en el que la Tierra permanece estacionaria en el centro, mientras los planetas, la Luna y el Sol se mueven alrededor de ella. En este modelo, los cuerpos describen órbitas perfectamente circulares y se desplazan con rapidez constante. Nicolás Copérnico publicó un modelo en el que el Sol, y no la Tierra, era el centro del sistema solar, mientras todos los demás cuerpos giraban alrededor de él. Sin embargo, Copérnico continuó creyendo, al igual que Ptolomeo, que los cuerpos se movían con rapidez constante y describiendo órbitas circulares. I) Verdadero I 3 C 4 D La primera ley de Kepler establece que: todos los planetas se mueven en órbitas que son elipses, con el Sol en uno de sus focos. El Sol es la estrella más cercana a la Tierra y el mayor elemento del sistema solar. Contiene más del 99% de toda la masa de nuestro sistema planetario. El Sol ejerce una fuerte atracción gravitatoria sobre los planetas y los mantiene girando a su alrededor. El Sol se formó hace millones de años y tiene combustible para millones de años más. Después, comenzará a hacerse más y más grande, hasta convertirse en una gigante roja. Finalmente, se hundirá por su propio peso y se convertirá en una enana blanca, que puede tardar un trillón de años en enfriarse. I) Verdadero

4 5 B La Vía Láctea es una galaxia tipo espiral, como la que se muestra en la figura: 6 A Según la teoría de Laplace, una inmensa nube de polvo y gas estelar comenzó a contraerse por efectos de la fuerza de gravedad (hace aproximadamente millones de años). Al mismo tiempo, comenzó a girar a gran velocidad, probablemente debido a la explosión de una supernova cercana. La mayor parte de la materia se acumuló en el centro. La presión era tan elevada que los átomos comenzaron a partirse, liberando energía y formando una estrella, el Sol. Al mismo tiempo, en distintos sectores de este disco de acreción se fueron generando algunos remolinos que, al crecer, aumentaron su gravedad y recogieron más material en cada giro. Estos remolinos de polvo y gas pasarían a convertirse en los planetas que hoy conocemos y que forman nuestro sistema solar. En solo 100 millones de años, el sistema solar adquirió un aspecto semejante al actual. Después, cada cuerpo continuó su propia evolución. 7 C El año luz es una unidad de medida utilizada para expresar distancias astronómicas y corresponde a la distancia recorrida por la luz, viajando en el vacío, durante un año. Si la galaxia Andrómeda se encuentra a años luz de la Tierra, significa que la luz tendría que viajar por el espacio durante años para llegar a ella. I) Falso 8 E El universo es todo lo que existe: materia, energía, espacio y tiempo. Sin embargo, se calcula que cerca del 95% del universo es materia y energía oscura, que no podemos observar.

5 Según el modelo cosmológico del Big Bang, el universo se encuentra en expansión y las galaxias se alejan unas de otras, cada vez con mayor velocidad. I) Verdadero II) Verdadero 9 D Respecto de los planetas del sistema solar, tenemos que: - El de mayor masa y mayor volumen es Júpiter. - El de menor masa y menor volumen es Mercurio. - El más cercano al Sol es Mercurio. - El más alejado del Sol es Neptuno. - El que tiene más lunas es Júpiter. - Los que no tienen lunas son Mercurio y Venus. 10 A Las estrellas emiten luz propia, debido a las reacciones termonucleares que se llevan a cabo, permanentemente, en su interior. Los planetas, en cambio, no emiten luz propia y aunque bajo determinadas condiciones pueden llegar a verse bastante brillantes en el cielo, solo son capaces de reflejar la luz proveniente de alguna estrella, tal como sucede con la luz del Sol reflejada por la Luna. Así como la Tierra gira alrededor del Sol, nuestra estrella (y todo el sistema solar) gira alrededor del centro de la galaxia. El Sol presenta, por lo tanto, movimiento de traslación en el espacio. La Tierra gira en torno al Sol debido a fuerzas gravitacionales. Pero también la Luna gira en torno a la Tierra debido a este mismo tipo de fuerzas. Tanto las estrellas como los planetas poseen fuerza de gravedad. Pero esta propiedad no es exclusiva de los cuerpos celestes; la fuerza de atracción gravitacional es una propiedad de la materia. Toda partícula atrae gravitacionalmente a cualquier otra, tal como lo expresa la ley de gravitación de Newton. I) Verdadero I 11 D El modelo geocéntrico, propuesto por Claudio Ptolomeo, establece que la Tierra es el centro del universo. En cambio, el modelo heliocéntrico, propuesto por Nicolás Copérnico, establece que los planetas del sistema solar giran en torno al Sol.

6 I) Falso II) Verdadero 12 C De acuerdo a la primera ley de Kepler, un planeta se mueve siguiendo una órbita elíptica alrededor de una estrella, independientemente del volumen que esta posea. De acuerdo a la segunda ley de Kepler, el radio vector de un planeta (línea que une el planeta con la estrella) barre áreas iguales en los mismos tiempos. De esta ley se deduce que, durante su movimiento orbital, los planetas se desplazan con velocidad variable, independientemente del volumen y masa de la estrella que orbiten. I) Falso 13 D I) Falso. El número de posiciones mostradas no permite deducir el periodo orbital del planeta. II) Verdadero. Por la segunda ley de Kepler, debido a que los tiempos entre una posición y otra son los mismos, entonces las áreas barridas entre una posición y la siguiente son iguales. Así, las superficies achuradas en A y B son iguales.. Como el planeta demora el mismo tiempo en recorrer la distancia en A y en B (1 hora), si la distancia recorrida en A es mayor, el planeta debe moverse con mayor rapidez para recorrerla. Este hecho es una consecuencia de la segunda ley de Kepler. 14 D El Sol es la estrella más cercana a la Tierra y el mayor cuerpo del sistema solar. Se creó en el mismo proceso en el que se crearon los planetas del sistema solar, hace aproximadamente millones de años, varios miles de millones de años después del Big Bang. Como toda estrella, el Sol brilla debido a las altas temperaturas producidas por las reacciones nucleares de fusión que suceden en su interior. I) Falso II) Verdadero

7 15 A 16 B Las estructuras propias de una estrella son: la corona, la cromosfera, la fotosfera, la zona convectiva, la zona radiactiva y el núcleo. El sistema solar es un sistema planetario compuesto principalmente por ocho planetas, cada uno de los cuales gira en una órbita propia por efectos de la gravedad, alrededor de una única estrella llamada Sol. La siguiente imagen muestra el orden correcto de estos ocho planetas. De acuerdo a la tercera ley de Kepler, los planetas más cercanos al Sol demoran menos tiempo en su movimiento de traslación. Así, observando la anterior imagen, el orden correcto de los tiempos que demoran los planetas en girar en torno al Sol es: M (88 días), S (29,5 años) y N (165 años). 17 A Considerando que la trayectoria orbital de un planeta es elíptica y que el periodo de traslación del planeta de la figura es T = 2 años, entonces, el tiempo que le tomará al planeta recorrer desde el punto A hasta el B (la mitad de la elipse) será la mitad de su periodo orbital, es decir, 1 año. Es importante recordar que, por la segunda ley de Kepler, la rapidez del planeta en el afelio (punto más alejado respecto del Sol) es menor que su rapidez en el perihelio (punto más cercano). Así, la rapidez que posee el planeta en el punto B es menor a la que posee en el punto A. De la distancia promedio a la que se encuentra el planeta respecto de la estrella, el encabezado no proporciona información. 18 E Dentro de los planetas del sistema solar Mercurio y Venus (los dos más cercanos al Sol) son los únicos que no poseen satélites naturales. La Tierra es el planeta que posee el menor número de satélites naturales, con uno solo, la Luna. En cambio, Júpiter es el que posee un mayor número de ellos, con más de 50 satélites descubiertos.

8 19 B La tercera ley de Kepler establece que el cuadrado de los periodos de traslación T de los planetas es directamente proporcional al cubo de los radios medios R de sus órbitas, es decir 2 T constante 3 R Por lo tanto, si Venus tiene un menor periodo de traslación que la Tierra, necesariamente debe encontrarse a una menor distancia media respecto del Sol y, por lo tanto, tener una órbita de radio medio menor que el de la Tierra. 20 D Por la tercera ley de Kepler, sabemos que todos los planetas cumplen con la relación 2 T constante 3 R Siendo T el periodo de traslación del planeta, R su distancia media a la estrella y en donde el valor de la constante es el mismo para todos los planetas que giran en torno a una misma estrella. Considerando los datos del encabezado tenemos que, para el planeta A: 2 T constante 3 R Y para el planeta B: 2 2 TB TB constante 3 3 (4 R) 64R Como para ambos planetas la constante es la misma, entonces: 2 2 T TB 3 3 R 64R T 64 R TB 3 R T T 64T 2 2 B B 8T