Formas de la Tierra
La concepción de la forma de la tierra ha sido uno de los temas más discutidos en el transcurso de los tiempos obteniéndose diferentes aproximaciones.
ESFEROIDAL
La forma esferoidal de la tierra, denota que la tierra, se encuentra ligeramente achatada en los polos y ensanchada en el Ecuador, este achatamiento es tan ligero que no es tan perceptible. Se considera que la tierra no es lisa en su superficie, sino muy irregular por su relieve, la Tierra y de los otros planetas no es la de una esfera sino la de esferoide (elipsoide) achatado por los polos debido al movimiento de rotación alrededor de sus ejes.
ELIPSOIDE
Aproximación de la forma de la Tierra que representa una figura matemática que responde a fórmulas analíticas, de manera que permite hacer cálculos más exactos conforme a la Tierra.
Existen diferentes modelos de elipsoides utilizados (Bessel, Hayford, Everest), denominados elipsoides de referencia. Las diferencias entre éstos vienen dadas por los valores asignados a sus parámetros más importantes:
SEMIEJE ECUATORIAL
Longitud del semieje correspondiente al ecuador, desde el centro de masas de la Tierra hasta la superficie terrestre.
SEMIEJE POLAR
Longitud del semieje desde el centro de masas de la Tierra hasta uno de los polos. El elipsoide se genera por la revolución de una elipse alrededor de éste.
Uno de los elipsoides de referencia más utilizados actualmente es el descrito en el sistema denominado World Geodetic System 84 (WGS-84), desarrollado por el Departamento de Defensa de los EEUU, y que tiene como origen el centro de masas de la Tierra. Su popularidad se debe a que es el utilizado por el sistema GPS. Cuando medimos con un GPS, las coordenadas calculadas están referidas a este elipsoide.
GEOIDE
Es la figura geométrica más exacta a la Tierra, pues considera una línea que une los puntos medios de los desniveles de relieve, aunque es una figura ideal.
El geoide resulta la forma de referencia para todas las medidas a realizar en la Tierra se considera la superficie más homogénea d, medida desde el nivel del mar, con medidas positivas o negativas según esté por encima o por debajo de este nivel.
El geoide carece de representación matemática, al tratarse de una superficie equipotencial de la gravedad, o sea, una superficie cuyos puntos no poseen el mismo valor de la gravedad.
Fig 1. En la imagen se observa la interseccion entre el geoide (forma real de la Tierra) y el elipsoide(Forma idealizada), donde juntas crean una constante a nivel del mar, siendo la gravedad que es igual a 9.81m/s2.
CIRFUNFERENCIA POLAR
Esta circunferencia polar es de la unión de dos meridianos y se estima que es de 40,003 km¿ y bueno que es un meridiano? Pues como un ejemplo simple podemos tomar los gajos de una naranja estos se tratan de semicírculos que pasan por los polos y son ortogonales al ecuador, cada uno de los meridianos cuenta con dos semicírculos , unos que contiene al meridiano y el otro que le podemos nombrar antimeridiano
Los meridianos se denominan, de manera similar a los paralelos, por su distancia angular (longitud) respecto al meridiano de Greenwich y para evitar imprecisiones se denominan meridianos Este u Oeste según estén al este o al oeste de aquel meridiano.
Cabe mencionar que la circunferencia polar es mayor que la circunferencia ecuatorial y es to es debido a el achatamiento de los polos.
CIRCUNFERENCIA ECUATORIAL
Ahora se definirá la circunferencia ecuatorial para esto se sabe que el radio ecuatorial es de 6378.137 km y podemos decir que esta línea parte del centro de la Tierra hasta un punto en donde se encuentre el ecuador y bueno y se preguntaran y que es el ecuador? Pues el plano perpendicular el eje de rotación que divide a la Tierra en dos hemisferios el norte y el sur y que va teniendo en cuenta el radio obtenemos la circunferencia ecuatorial con una simple formula 2r y obtenemos que es de 40075.0166 km
ACHATAMIENTO DE LA TIERRA
Consideremos un cuerpo cualquiera sobre la superficie de la Tierra. Visto desde un sistema de coordenadas inercial instantáneamente en reposo, dicho cuerpo describiría un movimiento circular uniforme con centro en el punto de intersección del eje de rotación de la tierra y el plano de dicha trayectoria circular.
Si la tierra fuese perfectamente esférica, entonces la gravedad y fuerza de contacto normal sobre el cuerpo serían colineales sobre una línea que incluye el centro de la esfera.
La composición vectorial de estas fuerzas, sin incluir rozamiento, claramente no puede resultar en una fuerza neta centrípeta que justifique una trayectoria circular uniforme. Imaginemos una piscina con agua y sobre la que flota un objeto en reposo. En este caso la fuerza de contacto se atribuye a la presión del agua (y del aire), responsable del empuje que hace flotar al cuerpo, y según el principio clásico de Arquímedes debe ser colineal con el peso. Si en estas condiciones suponemos que el escenario propuesto debe ser posible, entonces lo más sencillo es suponer que la forma general de la tierra no puede ser esférica.
En cambio una superficie en forma de elipsoide parece más en concordancia con la 2ª Ley de Newton en este caso, como se puede ver en el dibujo. El empuje, asociado a la presión, se mantendrá perpendicular a la superficie de contacto y el peso suponemos que sigue actuando en dirección al centro de la tierra no esférica.
En lo relativo al principio de Arquimedes, esto supone considerar una gravedad efectiva que incluye la fuerza centrífuga inercial correspondiente.
Forma de la Tierra :
Cuando la Tierra gira sobre su propio eje, genera la fuerza centrífuga (fuerza de expulsión) pero como la velocidad es mayor en el Ecuador, entonces aquí se produce un ensanchamiento, lo que a su vez genera un achatamiento en los polos.
CONCLUSIÓN
Se sabe por estudios de las huellas de las mareas sobre la roca que hace unos 3.000 millones de años que la duración del día era en aquella época de entre 18-20 horas; lo que produciría un achatamiento entorno a los 19 km. Debido a las fuerzas de marea el periodo de rotación de la tierra fue aumentando hasta las 24 horas actuales. Esta modificación de la velocidad de giro afectará a la forma general dependiendo de la capacidad elástica de la tierra.
Por otra parte los resultados apuntan a que el giro de los planetas no es la única causa de su achatamiento en el caso de los grandes planetas gaseosos; y en efecto sabemos que otra posible causa de esto son las fuerzas de tipo marea.
Una fuerza de este tipo, causada por la gravedad de la tierra, se supone que actuó sobre la luna de modo que la rotación de la luna y la rotación de la tierra quedaron sincronizadas; lo que hizo que la luna muestre siempre la misma cara vista desde la tierra. Desde la tierra la existencia de estas fuerzas se evidencian en la regularidad de las mareas solares y lunares. Finalmente, se ha partido de una aproximación a la superficie de la tierra en forma de elipsoide.
BIBLIOGRAFIA:
INVESTIGACIÓN:
-
Antonio Veloz Daniela Alitzel
-
Ávila Ciprés Braulio
-
Martínez Ramírez Samuel