Sol y Tierra (sistema de coordenadas celestes)

1. Al iniciarse, la aplicación muestra las referencias geográficas habituales: paralelos, meridianos, etc. Comprueba que sabes distinguir cada una de ellas. Después, desplaza el deslizador superior un poco a la derecha hasta que muestre "Tiempo". 2. Ahora la aplicación muestra la fecha y la hora en que se terminó de crear esta construcción de GeoGebra. La hora local corresponde a Pravia, una población española, cuyo Tiempo Universal Coordinado (UTC) es una hora más que el del Tiempo en el Meridiano de Greenwich: GMT +1 hora. ¿Por qué se ha elegido entonces GMT +2 para esta población? (Pista: observa que la fecha de creación de la aplicación corresponde a la de un día de verano en España.)

3. En España, el horario de verano comienza el último domingo de marzo (se adelantan los relojes de las 2 a las 3 de la madrugada) y termina el último domingo de octubre (se atrasan los relojes una hora). Sabiendo esto, ¿estamos en España más tiempo con la hora GMT+1 o con la hora GMT+2? Usa el deslizador UTC para seleccionar la hora local correspondiente a la fecha que desees y tu país.

4. Usa el siguiente deslizador para modificar el valor del año. ¿Por qué la posición del Sol prácticamente permanece fija de año en año?

5. El movimiento aparente del Sol se realiza en una circunferencia (en amarillo) llamada eclíptica. El plano de la eclíptica es el plano en el que la Tierra gira alrededor del Sol. La eclíptica está inclinada unos 23.44º respecto al ecuador terrestre, variando casi inapreciablemente cada año. Varía el año para comprobarlo. 6. ¿Qué efecto causan los cambios en el día? ¿Y en la hora?

7. Pulsa el botón "Ahora". La fecha y la hora serán importadas desde tu ordenador. Usa los deslizadores inferiores, de color morado, para cambiar el punto de vista del mismo instante. (En cualquier momento, puedes usar estos deslizadores inferiores para elegir el punto de vista a tu gusto.) 8. Observa la sombra de la Tierra. ¿Qué porción de la Tierra está iluminada por el Sol en cada instante?

9. Debido a la inclinación de la eclíptica, la mitad del año el Sol ilumina más a un hemisferio terrestre  y la otra mitad al otro. En el hemisferio más iluminado estarán en primavera o verano, al tiempo que en el menos iluminado se hallarán en otoño o invierno. Compruébalo moviendo el deslizador de la fecha. ¿Qué mitad del año corresponde a la primavera y verano en el hemisferio norte (boreal)? ¿Y en el sur (austral)?

10. Al mediodía, ¿cuándo son las sombras más largas en España, en verano o en invierno?

11. El ecuador corta a la eclíptica en dos puntos. Cuando el Sol se sitúa en la vertical de estos puntos, la duración del día y de la noche se igualan. ¿Por qué?

12. Cada uno de esos dos puntos se denomina equinoccio ("noche igual"). El equinoccio de marzo (o punto Aries) es el punto donde el Sol pasa de iluminar más al hemisferio sur a iluminar más al hemisferio norte. Pulsa el botón "Equinoccio de marzo". En esa fecha (20 o 21 de marzo) comienza el verano en el hemisferio norte y el invierno en el hemisferio sur. ¿Por qué? Compruébalo moviendo la fecha hacia la derecha, de marzo a septiembre.

13. El equinoccio de septiembre es el punto donde el Sol pasa de iluminar más al hemisferio norte a iluminar más al hemisferio sur. Pulsa el botón "Equinoccio de septiembre". En esa fecha (22 o 23 de septiembre) comienza el verano en el hemisferio sur y el invierno en el hemisferio norte. ¿Por qué? Compruébalo moviendo la fecha hacia la derecha, de septiembre a marzo.

14. El trópico de Cáncer es el paralelo correspondiente a los puntos más al norte(más septentrionales) en los que el Sol alcanza la vertical del lugar (cénit). Pulsa el botón Solsticio de junio y varía el deslizador de la hora para comprobar que ese día el Sol está en el cénit de todos los puntos de ese trópico. 15. El trópico de Capricornio es el paralelo correspondiente a los puntos más al sur (más meridionales) en los que el Sol alcanza el cénit. Pulsa el botón Solsticio de diciembre y varía el deslizador de la hora para comprobar que ese día el Sol está en el cénit de todos los puntos de ese trópico. 16. Desplaza el deslizador superior un poco a la derecha hasta que muestre "Coordenadas celestes". Observa el Punto Aries e intenta describir con tus propias palabras qué tiene de especial ese punto (muy importante en Astronomía).

17. Desactiva la casilla "Superficie terrestre". Observa que, en la eclíptica, la posición del Sol queda determinada por dos ángulos (coordenadas celestes), denominados Ascensión Recta y Declinación. Intenta describir con tus propias palabras qué abarca cada ángulo.

18. Activa la casilla "Superficie terrestre". ¿En qué época del año el Sol tiene declinación negativa?

19, Desactiva la casilla "Punto Aries" y activa la casilla "Analema". Imagina que sacamos una foto a la posición del Sol todos los días a la misma hora. Por un lado, el Sol irá bajando o subiendo (entre los dos trópicos) debido a la diferencia de declinación a lo largo del año. Pero además, como la Tierra se traslada un poco en cada giro completo de 24 horas, el Sol se ve desplazado lateralmente un poco cada día, respecto al día anterior. La combinación de ambos movimientos aparentes crea una figura en forma de 8 denominada analema. Usa el deslizador del día (sin variar la hora) para comprobar cómo el Sol sigue esa curiosa curva. 20. El analema no es un 8 perfecto, "se estrecha por arriba". Esto es debido a que el movimiento de la Tierra no es uniforme, porque su trayectoria no es perfectamente circular sino elíptica, provocando que la Tierra, debido a la gravedad, se mueva más rápidamente cuando está más próxima al Sol. Eso ocurre a principios de enero (perihelio), unos 15 días después del solsticio de diciembre, por eso el analema es más ancho en esa época. Comprueba dónde se encuentra el Sol en los solsticios de diciembre y junio. 21. El analema se interseca a sí misma en dos días, hacia el 13 de abril y hacia el 31 de agosto, aproximadamente. Compruébalo con la aplicación. 22. Desplaza el deslizador superior un poco a la derecha hasta que muestre "Coordenadas A". Aquí podrás situar un punto cualquiera en la Tierra, por ejemplo, tu ubicación actual. Inténtalo. 23. Veamos qué relación tiene la inclinación de la eclíptica con los trópicos. Usa el menú "Coordenadas A" para colocar un punto a la misma latitud (positiva) que indica la inclinación de la eclíptica que figura en el menú "Tiempo". Después, mueve el deslizador de longitud del punto A para comprobar que recorre toda la línea roja. Este paralelo se denomina trópico de Cáncer. 24. Repite el apartado anterior, con la misma latitud pero negativa. El punto A recorrerá el trópico de Capricornio. 25. Veamos qué relación tiene la inclinación de la eclíptica con los círculos polares. Usa el menú "Coordenadas A" para colocar un punto a la misma latitud complementaria (positiva) que indica la inclinación de la eclíptica que figura en el menú "Tiempo". Es decir, si esta inclinación es de 23.44º, la latitud que debes elegir es 90º-23.44º=66.56º. Después, mueve el deslizador de longitud del punto A para comprobar que recorre toda la línea blanca. Este paralelo se denomina círculo polar ártico. 26. Repite el apartado anterior, con la misma latitud pero negativa. El punto A recorrerá el círculo polar antártico. 27. Pulsa el botón "Vista desde el cénit de A". ¿Qué sucede?

28. Desplaza el deslizador superior un poco a la derecha hasta que muestre "Trayectoria aparente". Desactiva y vuelve a activar la casilla "Horizonte celeste". Comprueba que se trata de un plano perpendicular a la vertical en el punto A. 29. La pantalla muestra la trayectoria que sigue el sol, vista desde el punto A. Mueve el deslizador de la hora. ¿Qué significan "Orto" y "Ocaso"? ¿Qué relación guardan con el plano del horizonte celeste?

30. Anota en un papel la hora correspondiente al Ocaso e intenta restarle la hora correspondiente al Orto. Comprueba si tu operación es correcta: debe darte la duración del día que muestra la pantalla. 31. En los equinoccios, el Sol sale exactamente por el Este y se oculta exactamente por el Oeste. Pero esto ocurre solo esos dos días del año. ¿Por qué? ¿Por dónde sale y se oculta el Sol el resto de los días? Compruébalo con la aplicación.