Estándar Anual. Física. Ejercicios PSU. Ciencias Básicas. Guía práctica El universo y el sistema solar GUICES028CB32-A16V1.

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1 Estándar Anual Nº Guía práctica El universo y el sistema solar Física Programa 1. El sistema solar está ubicado en A) B) C) D) E) 2. GUICES028CB32-A16V1 3. Ciencias Básicas Ejercicios PSU el centro de la Vía Láctea. uno de los brazos de la espiral de la Vía Láctea. las proximidades de la Vía Láctea. una galaxia de tipo lenticular. una galaxia de tipo elíptica. Respecto de la(s) modificación(es) introducida(s) por Copérnico al modelo del universo planteado por Ptolomeo, de las siguientes proposiciones, cuál(es) corresponde(n) a dicha(s) modificación(es)? I) II) III) los planetas giran alrededor del Sol. los planetas giran en órbitas circulares. los planetas se mueven con rapidez constante. A) B) C) D) E) Solo I Solo II Solo III Solo I y III I, II y III La primera ley de Kepler propone que: A) B) C) D) E) El Sol se mueve en una órbita circular en torno a la Tierra. La Tierra se mueve en círculos en torno al Sol. Los planetas siguen trayectorias elípticas en torno al Sol. El Sol sigue una trayectoria elíptica en torno a la Tierra. La Tierra se ubica en el foco de una trayectoria elíptica. 1

2 Ciencias Básicas Física 4. El esquema para clasificar las galaxias más ampliamente utilizado hoy en día, en el cual se ordenan según su forma, fue creado por A) Isaac Newton. B) Christian Huygens. C) Johannes Kepler. D) Edwin Hubble. E) George Gamow. 5. Respecto del Sol, cuál(es) de las siguientes afirmaciones es (son) correcta(s)? I) Concentra más del 98% de la masa del sistema solar. II) Se formó hace millones de años, aproximadamente. III) Contiene sufi ciente combustible para mantenerse por millones de años más. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y III E) I, II y III 6. La galaxia en la que se encuentra el sistema solar es la Vía Láctea. Respecto de nuestra galaxia, es correcto afirmar que I) gira en torno a su centro. II) posee unos [km] de diámetro. III) es una galaxia del tipo espiral barrada. A) Solo I B) Solo I y II C) Solo I y III D) Solo II y III E) I, II y III 7. En el origen del sistema solar, el proceso de acreción (proceso de crecimiento por adición de materia) se produce por fuerzas A) gravitacionales. B) magnéticas. C) eléctricas. D) repulsivas. E) nucleares. 2

3 GUÍA PRÁCTICA 8. Respecto de las leyes de Kepler, es correcto afi rmar que de ellas se desprende que I) las órbitas de los planetas son perfectamente circulares. II) los planetas se desplazan por su órbita con rapidez variable. III) las leyes que rigen el movimiento de los cuerpos celestes pueden ser descritas mediante relaciones matemáticas. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo II y III E) I, II y III 9. De las siguientes opciones, cuál corresponde a la edad (aproximada) del universo? A) años B) años C) millones de años D) millones de años E) millones de años 10. La galaxia de gran tamaño más cercana a la nuestra es Andrómeda, que se encuentra a años luz de nosotros. Respecto de este hecho, es correcto afi rmar que, para llegar a Andrómeda I) una sonda espacial tendría que viajar a máxima velocidad por el espacio, durante años. II) una sonda espacial tendría que viajar por el espacio a km, durante un año. III) la luz tendría que viajar por el espacio durante años. s A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo II y III E) I, II y III 11. Respecto del universo, se afi rma que I) es la materia, la energía, el espacio y el tiempo. II) en la actualidad sigue creciendo. III) la mayor parte de su masa no es visible. Es (son) correcta(s) A) solo I. D) solo I y III. B) solo II. E) I, II y III. C) solo III. 3

4 Ciencias Básicas Física 12. Respecto de las estrellas y los planetas, es correcto afirmar que I) las estrellas poseen luz propia, los planetas no. II) los planetas presentan movimiento de traslación en el espacio, las estrellas no. III) las estrellas ejercen fuerzas de atracción gravitacional, los planetas no. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo I y III 13. El modelo heliocéntrico fue presentado por A) Ptolomeo. B) Copérnico. C) Brahe. D) Kepler. E) Newton. 14. El primero en determinar que las órbitas de los planetas son elípticas fue A) Galileo Galilei. B) Nicolás Copérnico. C) Claudio Ptolomeo. D) Johannes Kepler. E) Isaac Newton. 15. El planeta de mayor masa del sistema solar es A) la Tierra. B) Júpiter. C) Saturno. D) Urano. E) Neptuno. 16. Respecto de los modelos heliocéntrico y geocéntrico del sistema solar, se afirma que I) ambos fueron propuestos por Copérnico. II) el modelo heliocéntrico es el que establece que el Sol es el centro del sistema solar. III) el modelo geocéntrico es el que establece que la Tierra es el centro del universo. Es (son) correcta(s) A) solo I. D) solo II y III. B) solo II. E) I, II y III. C) solo I y II. 4

5 GUÍA PRÁCTICA 17. En la figura los puntos muestran sucesivas posiciones de un planeta al recorrer su órbita. Si las posiciones se registraron en intervalos de una hora, entonces se afi rma que I) el periodo orbital del planeta es de 12 horas. II) el área de las superfi cies achuradas es la misma. III) la rapidez media del planeta en A es mayor que en B. Es (son) correcta(s) A) solo I. B) solo I y II. C) solo I y III. D) solo II y III. E) I, II y III. A Estrella B 18. Los planetas del sistema solar giran en torno a una única estrella, el Sol. Respecto de este cuerpo, es correcto afirmar que I) se creó en el Big Bang. II) brilla debido a reacciones nucleares en su interior. III) tiene una edad de millones de años, aproximadamente. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo II y III E) I, II y III 19. De las siguientes alternativas, cuál solo contiene estructuras propias de una estrella? A) Corona, cromosfera, fotosfera, zona convectiva. B) Cromosfera, manto, fotosfera, zona convectiva. C) Fotosfera, zona convectiva, zona radiactiva, litosfera. D) Núcleo, zona radiactiva, cromosfera, exosfera. E) Zona radiactiva, zona convectiva, manto, núcleo. 20. Las estrellas pueden clasificarse de acuerdo a su tamaño o su temperatura. Cuál de las siguientes alternativas NO corresponde a algún tipo de estrella, según estas clasificaciones? A) Estrella super gigante B) Estrella pequeña C) Estrella blanca D) Estrella azul E) Estrella opaca 5

6 Ciencias Básicas Física 21. La siguiente imagen muestra la trayectoria de un planeta en torno a una estrella. A Estrella B Considerando las leyes de Kepler, que el periodo de traslación del planeta es de 2 años, que el punto A es el punto más cercano a la estrella y que B es el punto más alejado, entonces es correcto afirmar que A) el tiempo que le toma al planeta ir de A hasta B es 1 año. B) el tiempo que le toma al planeta ir de B hasta A es 2 años. C) la rapidez que posee el planeta en el punto A es igual a la que posee en el punto B. D) la rapidez que posee el planeta en el punto B es mayor a la que posee en el punto A. E) la distancia promedio del planeta a la estrella es de 1 año luz. 22. La ley que establece que las galaxias se alejan unas de otras con una velocidad proporcional a la distancia que las separa, y que conduce al modelo del universo en expansión, fue formulada por A) Isaac Newton. B) Christian Huygens. C) Johannes Kepler. D) Edwin Hubble. E) George Gamow. 23. Nacen cuando se acumula una gran cantidad de materia en un lugar del espacio, que se comprime (la materia) y se calienta hasta comenzar una reacción nuclear que la consume, convirtiéndola en energía. El proceso descrito corresponde a la formación de A) un hoyo negro. B) un cuásar. C) una estrella. D) un planeta. E) una galaxia. 6

7 GUÍA PRÁCTICA 24. La siguiente fi gura muestra dos planetas, A y B, que giran en torno al Sol. B Sol A Por otro lado, la 3ª ley de Kepler establece que el cuadrado del periodo de cualquier planeta en torno al Sol es proporcional al cubo de su distancia media a dicha estrella. Considerando que la distancia promedio entre el Sol y A es R, la distancia promedio entre el Sol y B es 4R, y que el periodo de traslación del planeta A es T, cuál es el periodo de traslación del planeta B? A) 2T B) 3T C) 4T D) 8T E) 16T 25. El sistema solar está formado por ocho planetas, de los cuales algunos tienen orbitando a su alrededor uno o más satélites naturales. Cuál de los siguientes planetas NO tiene orbitando satélites naturales a su alrededor? A) Marte B) Saturno C) Urano D) Júpiter E) Venus 7

8 Ciencias Básicas Física Tabla de corrección Ítem Alternativa Habilidad 1 Reconocimiento 2 Reconocimiento 3 Reconocimiento 4 Reconocimiento 5 Reconocimiento 6 Reconocimiento 7 Reconocimiento 8 Comprensión 9 Comprensión 10 Reconocimiento 11 Reconocimiento 12 Reconocimiento 13 Reconocimiento 14 Reconocimiento 15 Reconocimiento 16 Reconocimiento 17 Comprensión 18 Comprensión 19 Reconocimiento 20 Reconocimiento 21 Reconocimiento 22 Reconocimiento 23 Reconocimiento 24 Aplicación 25 Reconocimiento 8

9 GUÍA PRÁCTICA Resumen de contenidos El universo Es todo lo que existe; materia, energía, espacio y tiempo. Galaxias, estrellas y planetas son algunos de los cuerpos que lo forman; sin embargo, el 90% del universo es una masa oscura, que no podemos observar. La teoría del Big Bang, o gran explosión, establece que hace millones de años toda la materia del universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña del espacio, un único punto denominado singularidad, que sufrió una hiperexpansión. La materia salió impulsada con gran energía en todas direcciones, dando origen al universo que hoy podemos observar. Radiación cósmica de fondo Inflación Fluctuaciones cuánticas Edad oscura Primeras estrellas años Formación de galaxias, planetas... Expansión del universo millones de años Expansión acelerada por la energía oscura WAP Año luz El año luz es una unidad de longitud empleada en astronomía para medir grandes distancias, y es igual a la distancia recorrida por la luz, viajando por el vacío, durante un año. Tomando para la velocidad de la luz en el vacío un valor de [km/s], un año luz equivale a la distancia de [km] (9 billones, 461 mil millones de kilómetros). Galaxia Clasificación de las Galaxias Una galaxia es un gigantesco sistema compuesto por estrellas, planetas, polvo, gas y materia oscura, unidos gravitacionalmente. En el universo hay centenares de miles de millones. Cada galaxia puede estar formada, a su vez, por centenares de miles de millones de estrellas y otros astros. Elípticas Lenticulares Espirales De acuerdo a la clasificación hecha por Edwin Hubble, las galaxias pueden ser: Irregulares Espirales Barradas Elípticas: tienen forma esférica o elipsoidal, con un achatamiento variable. Poseen una estructura muy regular, están conformadas por una gran cantidad de estrellas viejas, cuyos tamaños varían desde gigantes a enanas, presentan poco gas y polvo interestelar y algunas estrellas nuevas en formación. 9

10 Ciencias Básicas Física Espirales: son las más numerosas del universo, tienen forma de discos achatados mostrando un núcleo central brillante del que parten brazos en espiral. Están conformadas por pocas estrellas viejas y una gran población de estrellas jóvenes; además, contienen mucho polvo estelar y gas, lo que las hace tener zonas brillantes y oscuras. Espirales barradas: poseen una estructura similar a las galaxias espirales, pero sus brazos no parten directamente del núcleo, sino desde una estructura con aspecto de barra. Lenticulares: tienen un bulbo y una forma de disco como las espirales, pero el bulbo domina la forma de la galaxia y el disco solo contiene polvo, sin brazos espirales o estrellas brillantes. Irregulares: son de tamaño muy inferior a las anteriores y no poseen forma definida. Están constituidas por grandes cantidades de gas, polvo estelar, estrellas jóvenes y otras en formación. La Vía Láctea Es la galaxia espiral barrada en la que se encuentra el sistema solar y, por ende, la Tierra. Posee un diámetro medio de unos años luz (aproximadamente 1 trillón de km). Se calcula que contiene entre 200 mil millones y 400 mil millones de estrellas. Sistema solar Está ubicado en uno de los brazos de la Vía Láctea y está formado por una estrella central, el Sol, los cuerpos que lo acompañan (polvo, cometas, asteroides), el espacio intermedio y 8 planetas: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Modelos del sistema solar Geocéntrico: (Claudio Ptolomeo) La Tierra está inmóvil en el centro del universo y todos los astros giran en torno a ella. Heliocéntrico: (Nicolás Copérnico) Todos los planetas giran en torno al Sol, en órbitas circulares. 10

11 GUÍA PRÁCTICA Leyes de Kepler Las leyes de Kepler son tres leyes fundamentales del movimiento planetario, propuestas por el astrónomo alemán Johannes Kepler. 1ª ley: ley de las órbitas Todos los planetas se mueven en órbitas elípticas, con el Sol en uno de sus focos. 2ª ley: ley de las áreas La línea que une a un planeta con el Sol barre áreas iguales de la elipse en tiempos iguales. t 2 A 2 Sol t3 A 3 A 1 afelio perihelio t 1 Si: t 1 = t 2 = t 3 entonces: A 1 = A 2 = A 3 3ª ley: ley de los periodos El cuadrado del periodo (T) de cualquier planeta en torno al Sol es proporcional al cubo de su distancia media (R) al Sol. T 2 R 3 = k = constante 11

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