Astro 101 Class 7: Tides

En la clase de Astro 101 de hoy, se introducen los temas de las mareas y las leyes de Newton. El enfoque inicial se centra en explicar las diferencias entre las mareas altas y bajas, cuestionando la explicación errónea de Galileo sobre el fenómeno de las mareas causado por la Luna. Se menciona que el video proporcionado muestra ejemplos reales de mareas en Crescent Beach, y se destaca la dificultad de entender el tema, pero también su relevancia y asombro.

Se revisan brevemente las leyes de Newton para establecer una base para entender el comportamiento de las mareas. La Primera Ley de Newton describe cómo un objeto en movimiento permanece en movimiento a menos que una fuerza externa actúe sobre él. Se ilustra con ejemplos simples como un patinador sobre hielo. La Segunda Ley explica la relación entre la fuerza aplicada y el cambio de velocidad, y se utiliza para explicar cómo objetos de diferentes masas aceleran de manera distinta. La Tercera Ley de Newton aborda las fuerzas de reacción iguales y opuestas, ejemplificada por un astronauta empujando contra su nave en el espacio.

La explicación de las mareas se basa en estas leyes de Newton, detallando cómo la gravedad de la Luna afecta la Tierra. Se describe cómo diferentes partes de la Tierra experimentan fuerzas de gravedad variables debido a la proximidad a la Luna, llevando a una "estiramiento" del planeta. Se introduce el concepto de las fuerzas diferenciales para explicar cómo esto genera un efecto de estiramiento en los océanos de la Tierra, resultando en las mareas. Se menciona que la rotación de la Tierra y la fricción influencian este fenómeno, provocando un retraso en el alineamiento del abultamiento con la Luna.

La clase continúa analizando el fenómeno de la "bloqueo de marea", donde la fricción causada por las mareas eventualmente desacelera la rotación de los cuerpos celestes, aplicable tanto a la Tierra como a la Luna. Se explican conceptos como la marea de primavera y la marea muerta, dependiendo del alineamiento del sol, la Tierra y la Luna. Se detalla cómo las fuerzas de marea afectan las órbitas satelitales alrededor de otros planetas y cuerpos, y cómo las fuerzas gravitacionales interfieren con las aceleraciones de estos objetos. Se realizan cuestionarios instantáneos para reforzar el concepto de aceleración y fuerzas gravitacionales.

La discusión se mueve hacia las fuerzas de las mareas solares, destacando cómo éstas, aunque menores comparadas con las lunares, también afectan el nivel del mar, creando una marea compuesta en conjunciones específicas del Sol y la Luna. Se analiza la importancia de estos conceptos en tablas de mareas reales, como las de Tofino, Columbia Británica. Se explica cómo las variaciones en los niveles del mar pueden diferir debido a condiciones geográficas específicas y la complicación del flujo de agua en áreas de canales e inlands.

La clase finaliza vinculando estas ideas con conceptos más grandes de la física, como el uso de las leyes de Newton para explicar la conducta de objetos celestiales. Se concluye con una mirada hacia cómo las acciones de los cuerpos masivos pueden afectar su propia rotación y la de sus satélites a través de fricción y fuerzas de marea, introduciendo la importancia del tema tanto en fenómenos globales como locales alrededor de planetas como Plutón y Caronte.

Se revisa cómo las leyes de Newton se pueden aplicar para predecir una amplia gama de fenómenos en el universo, desde objetos cotidianos en movimiento hasta órbitas de cuerpos celestes, resaltando la revolución científica que estas leyes impulsaron. Se plantea la complejidad añadida de las predicciones de Einstein con la relatividad general, que corrigen y amplían el marco newtoniano, dando paso a predicciones como agujeros negros y ondas gravitacionales, áreas donde las leyes de Newton no ofrecen descripciones adecuadas.