Inclinación de la Tierra y Estaciones

Summary

En este video, se explica la inclinación del eje de rotación de la Tierra y su relación con las estaciones del año. La Tierra gira alrededor del Sol en un año, y su eje de rotación, que siempre señala en la misma dirección, forma un ángulo de 23.5 grados con el plano de la órbita, provocando las estaciones. Se describen los puntos clave: equinoccios y solsticios, que marcan la variación de la duración del día y la noche, así como la elevación del sol a mediodía en diferentes latitudes.

Takeaways

• 🌎 La Tierra gira alrededor del Sol y completa un óvalo en un año.
• 🌀 El plano de la órbita terrestre es el ecliptico, que contiene al Sol y la trayectoria descrita por la Tierra.
• 🌐 La Tierra también gira sobre sí misma, completando una rotación cada día.
• 🔦 La inclinación de 23.5 grados entre el eje de rotación y el plano ecliptico es responsable de las estaciones.
• 🌌 El eje de rotación de la Tierra siempre apunta en la misma dirección, hacia la Estrella Polar.
• 🌞 Durante el equinoccio de primavera, la duración del día es igual a la de la noche y el Sol se proyecta perpendicularmente sobre el Ecuador.
• ☀️ En el solsticio de verano, el hemisferio norte recibe radiación solar directamente, lo que aumenta la cantidad de luz y calor.
• 🍂 En el equinoccio de otoño, la duración del día y la noche se igualan nuevamente.
• ❄️ En el solsticio de invierno, el hemisferio norte recibe radiación solar oblicuamente, lo que resulta en más oscuridad que luz.
• 📏 La elevación del Sol a mediodía depende de la latitud y la época del año, cambiando entre los solsticios y los equinoccios.
• 🌍 Una animación al final muestra cómo sería la Tierra si siempre mostrara la misma cara al Sol, como la Luna lo hace con la Tierra.

Q & A

¿Qué es el eje de rotación de la Tierra y cómo está relacionado con las estaciones del año?

El eje de rotación de la Tierra es el imaginario eje alrededor del cual gira la Tierra sobre sí misma, pasando por los polos norte y sur. La inclinación de este eje, que forma aproximadamente un ángulo de 23.5 grados con el plano de la órbita terrestre (eclíptica), es la responsable de las estaciones del año.

¿Cuál es la relación entre el plano ecuatorial y el plano de la eclíptica?

El plano ecuatorial de la Tierra, que contiene el ecuador y es perpendicular al eje de rotación, no coincide con el plano de la eclíptica, que es el plano que contiene el centro del sol y la trayectoria descrita por la Tierra en su giro alrededor del sol. Ambos planos forman un ángulo aproximado de 23.5 grados.

¿Cómo se ven las estrellas en el cielo nocturno debido a la inclinación del eje de rotación de la Tierra?

La inclinación del eje de rotación de la Tierra hace que siempre apunte en la misma dirección, lo que resulta en que las estrellas del cielo nocturno parezcan girar en torno a la Estrella Polar en el hemisferio norte.

¿Qué sucede durante el equinoccio de primavera?

Durante el equinoccio de primavera, la duración del día es igual a la de la noche, y el sol cae perpendicularmente sobre el ecuador a mediodía.

¿Cuál es la diferencia entre el solsticio de verano y el solsticio de invierno en términos de exposición solar y duración del día?

Durante el solsticio de verano, el hemisferio norte está inclinado hacia el sol, recibiendo radiación solar de manera más directa y con más horas de luz que de oscuridad. En cambio, durante el solsticio de invierno, el hemisferio norte está inclinado lejos del sol, recibiendo radiación a un ángulo más oblicuo y con más horas de oscuridad que de luz.

¿Cómo se determina la elevación máxima del sol a mediodía durante el equinoccio?

Durante el equinoccio, la elevación máxima del sol a mediodía se puede calcular como 90 grados menos la latitud del lugar de observación. Esto significa que la luz solar cae perpendicularmente al ecuador.

¿Cómo varía la elevación del sol a mediodía en una ciudad situada en la latitud de 40.5 grados norte durante el solsticio de verano y de invierno?

Durante el solsticio de verano, la elevación del sol en una ciudad en la latitud de 40.5 grados norte sería de 73 grados, ya que la Tierra está inclinada hacia el sol en 23.5 grados. Durante el solsticio de invierno, la elevación sería de 26 grados, considerando que la Tierra está inclinada lejos del sol en 23.5 grados.

¿Qué es el terminator y cómo se relaciona con las horas de luz y oscuridad en la Tierra?

El terminator es la línea que separa la área iluminada por el sol de la zona en sombra en la Tierra. Su posición varía dependiendo de la hora del día y la estación del año, lo que afecta la duración de las horas de luz y oscuridad en cada hemisferio.

¿Cuáles son los cuatro momentos notables en el año que corresponden a posiciones específicas de la Tierra en su órbita?

Los cuatro momentos notables en el año son el equinoccio de primavera, el solsticio de verano, el equinoccio de otoño y el solsticio de invierno. Estos momentos marcan los cambios de estación y las variaciones en la exposición solar y las horas de luz.

¿Cómo sería la Tierra desde la perspectiva del sol si siempre mostrara la misma cara al sol, como la Luna lo hace con la Tierra?

Si la Tierra siempre mostrara la misma cara al sol, no habría cambios de estaciones, ya que solo una cara estarían expuestas al sol constantemente, y la otra estarían en perpetua oscuridad.

Outlines

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🌍 Explicación de las estaciones y la inclinación de la Tierra

En este primer párrafo, se explica cómo la Tierra gira alrededor del Sol en un año y cómo su eje de rotación, que siempre apunta en la misma dirección, está inclinado en un ángulo de 23.5 grados con respecto al plano de la órbita (eclíptica). Esta inclinación es la responsable de las estaciones. Se menciona que la inclinación del eje hace que en ciertos momentos del año, el hemisferio norte se incline hacia el Sol, recibiendo más radiación solar y aumentando la duración del día, mientras que en otros momentos se inclina hacia atrás, reduciendo la radiación y la duración del día. También se describen los cuatro puntos clave del año: equinoccio de primavera, solsticio de verano, equinoccio de otoño y solsticio de invierno, y cómo la luz solar se distribuye en cada uno de estos puntos.

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🌞 Elevación del sol y su variación según la estación

En el segundo párrafo, se discute cómo la elevación del sol al mediodía varía según la latitud y la época del año. Durante el equinoccio de primavera y otoño, el sol está directamente sobre el Ecuador y su elevación máxima se calcula como 90 grados menos la latitud. En el solsticio de invierno, debido a la inclinación de la Tierra, la elevación es menor y se calcula como 90 grados menos la latitud menos la inclinación. En el solsticio de verano, la elevación es mayor y se calcula como 90 grados menos la latitud más la inclinación. Se ilustra con ejemplos para una ciudad en la latitud de 40.5 grados norte, explicando cómo la elevación del sol varía entre 26 grados en invierno y 73 grados en verano. Además, se menciona una animación que muestra cómo sería la Tierra si siempre mostrara la misma cara al Sol, como la Luna lo hace con la Tierra.

Keywords

💡Eje de rotación

El eje de rotación de la Tierra es el imaginario eje alrededor del cual gira nuestro planeta. En el vídeo, se menciona que la Tierra gira alrededor de sí misma y también alrededor del Sol, pero su eje de rotación apuntando hacia las mismas direcciones, hacia la Estrella Polar en el hemisferio norte. Este concepto es crucial para entender cómo la inclinación del eje afecta las estaciones y la distribución de la luz solar en la superficie terrestre.

💡Inclinación

La inclinación de la Tierra se refiere a la relación angular entre el eje de rotación de la Tierra y el plano de la órbita terrestre alrededor del Sol, conocido como el plano ecuatorial. La inclinación es aproximadamente de 23.5 grados, y es esencial para la existencia de las estaciones, como se explica en el vídeo. Durante el solsticio de verano, la inclinación hace que el hemisferio norte reciba más luz solar, mientras que durante el solsticio de invierno, el hemisferio norte se inclina lejos del Sol, recibiendo menos luz.

💡Ecliptica

El plano ecuatorial es el plano que contiene el Sol y la trayectoria descrita por la Tierra en su órbita alrededor de este. Es mencionado en el vídeo para contrastar con el plano de rotación de la Tierra. La diferencia entre ambos planos es lo que causa la inclinación y, por ende, las estaciones.

💡Equinocci

Los equinoccios son momentos en el año en los que la luz solar cae perpendicularmente sobre el ecuador y el día tiene la misma duración que la noche. En el vídeo, se describe cómo durante el equinoccio de primavera, la Tierra está en una posición específica en su órbita que permite este fenómeno, y se ilustra cómo la inclinación del eje de la Tierra afecta la luz solar recibida en cada hemisferio.

💡Solsticios

Los solsticios son momentos en el año en los que la Tierra se encuentra en los extremos de su órbita, lo que causa que un hemisferio experimente el máximo o el mínimo de luz solar. Durante el solsticio de verano, el hemisferio norte está inclinado hacia el Sol, recibiendo más horas de luz, mientras que durante el solsticio de invierno, está inclinado lejos del Sol, recibiendo menos horas de luz.

💡Terminador

El terminador es la línea que separa las áreas iluminadas del día de las áreas oscurecidas de la noche en la Tierra. Se menciona en el vídeo para explicar cómo, desde diferentes puntos de la órbita terrestre, la luz solar se distribuye de manera diferente, lo que afecta la duración del día y la noche en cada hemisferio.

💡Zenit

El zenit es el punto en el cielo directamente sobre la cabeza de un observador y es donde el Sol alcanza su elevación máxima en el cielo a mediodía. En el vídeo, se explica que durante el equinoccio, el Sol está directamente sobre el ecuador y alcanza el zenit, lo que significa que la luz solar cae perpendicularmente hacia la Tierra.

💡Elevación solar

La elevación solar se refiere a la altura angular del Sol en el cielo en relación con el horizonte. En el vídeo, se discute cómo la elevación solar varía según la latitud y la época del año, y cómo se ve afectada por la inclinación de la Tierra en los solsticios y equinoccios.

💡Latitud

La latitud es la medida angular de un lugar en la Tierra en relación con el ecuador. En el vídeo, se usa la latitud para explicar cómo la elevación del Sol varía en diferentes partes del planeta, y cómo la inclinación de la Tierra afecta la cantidad de luz solar que recibe cada latitud en diferentes estaciones.

💡Hemisferios

Los hemisferios son las dos mitades de la Tierra divididas por el ecuador. En el vídeo, se discute cómo la inclinación del eje de la Tierra causa que los hemisferios experimenten diferentes condiciones de luz solar y temperatura durante las estaciones, con el hemisferio norte recibiendo más luz durante el verano y menos durante el invierno, y viceversa para el hemisferio sur.

Highlights

La Tierra gira alrededor del Sol y toma un año para completar un viaje.

La órbita terrestre se encuentra en un plano llamado el plano ecuatorial.

La Tierra también gira sobre sí misma, completando una rotación cada día.

La inclinación de la Tierra respecto al eje de rotación forma aproximadamente 23 grados y medio.

La inclinación de la Tierra es la responsable de las estaciones del año.

El eje de rotación de la Tierra siempre apunta en la misma dirección, sin verse afectado por la gira alrededor del Sol.

El eje de rotación en el hemisferio norte apunta aproximadamente a la Estrella Polar.

Hay cuatro momentos notables en el año que corresponden a posiciones específicas de la Tierra en su órbita: equinoccio de primavera, solsticio de verano, equinoccio de otoño y solsticio de invierno.

Durante el equinoccio de primavera, la duración del día es igual a la de la noche y el Sol cae perpendicularmente sobre el ecuador.

En el solsticio de verano, el hemisferio norte recibe radiación solar a un ángulo directo, aumentando la cantidad de radiación recibida.

En el solsticio de invierno, el hemisferio norte recibe radiación solar a un ángulo más oblicuo, resultando en más horas de oscuridad que de luz.

La elevación del Sol a mediodía depende de dos factores: la latitud del lugar de observación y la época del año.

Durante el equinoccio, el Sol está directamente sobre el ecuador a mediodía, lo que se dice que está en el zenit.

La elevación máxima del Sol en el equinoccio se puede calcular fácilmente como 90 grados menos la latitud.

En el solsticio de invierno, la elevación del Sol se ve afectada por la inclinación de la Tierra hacia atrás, resultando en una elevación menor.

En el solsticio de verano, la inclinación de la Tierra hacia el Sol aumenta la elevación del Sol, resultando en una elevación mayor.

La diferencia entre la elevación mínima en el solsticio de invierno y la máxima en el solsticio de verano es de 47 grados, lo que marca una diferencia importante entre las estaciones.

Se deja a los espectadores con una animación que representa cómo sería la Tierra desde el Sol si siempre mostrase el mismo rostro al Sol, como la Luna lo hace con la Tierra.

Transcripts

Hello friends, and welcome to David Programs.

In today's episode I'm going to talk about tilt of the Earth's

axis of rotation, and its relationship with the seasons of the year.

The earth rotates around the sun and it takes a year to complete a lap.

Earth's orbit is contained on a plane known as

the ecliptic plane.

The ecliptic plane contains the center of the sun,

and the trajectory described by the Earth in its turn.

In addition to spinning around the sun, the Earth also rotates around itself,

completing one rotation each day.

We can consider that the Earth rotates around a passing axis

by the north and south poles.

We will also take into account the equatorial plane of the Earth,

that contains the equator, passes through the center of the Earth

and is perpendicular to the axis of rotation.

The equatorial plane (rotation of the Earth around itself)

does not match the plane of the ecliptic

(rotation of the Earth around of the sun).

Both planes form an approximate angle of 23 and a half degrees,

and this inclination is responsible of the seasons of the year.

It is important to note that the axis of rotation of the Earth

always points in the same direction, without being affected by the spin around the sun.

The axis of rotation in the northern hemisphere points roughly to the polar star,

and that's the reason why the stars of the night sky

seem to revolve around that star.

To understand the seasons of the year, It helps a lot to see the Earth

from the point of view of the sun. If you see an area of ​​the Earth from the sun,

from that area of ​​Earth you will also see Sun.

Due to the axis inclination, the northern hemisphere leans

forward towards the sun at certain times of the year;

and at other times it leans back.

There are four remarkable moments in the year which correspond

with four notable positions of the Earth in its orbit:

The spring equinox,

The summer solstice,

The autumn equinox,

And the winter solstice.

At the spring equinox, the length of the day equals

the length of the night, and the sun falls perpendicularly

on the equator at noon.

During the summer solstice, as the northern hemisphere is tilted towards

the sun receives solar radiation at a fairly direct angle,

and there are more hours of light than darkness,

thereby increasing the amount of radiation received.

At the north pole the sun does not hide, while at the south pole is

permanently below the horizon.

On the autumn equinox, The length of the day coincides with

the length of the night. Seen from the sun, the axis of rotation of

the Earth is tilted towards the opposite side with respect

to the spring equinox.

During the winter solstice, the northern hemisphere is tilted backwards.

The radiation it gets from the sun

comes at a much more oblique angle, and there are more hours of darkness than light.

At the south pole the sun is not hidden, while at the north pole it does not come out.

Let's go back to the spring equinox. I add a parallel at 45 degrees north in red,

and another parallel at 45 degrees south in blue.

If we see Earth above the north pole, we see that half of the red parallel receives sun

and the other half receives shade.

Since the Earth rotates at a constant speed, this tells us that the days

last the same as nights.

If we see the Earth below the south pole, we can see the same for the blue parallel:

equal length of day and night.

The line that separates the daylight illuminated area of the night shaded area

is called the terminator.

Switching to the summer solstice and looking over the north pole,

most of the red circle remains on the sun side, so at this latitude

the day will be longer than the night.

Looking below the south pole, the largest part of the blue circle is in shadow,

which tells us that night is longer than the day

at this time of year in the southern hemisphere.

On the winter solstice, the situation is the opposite:

In the northern hemisphere the days are shorter,

and the nights are longer.

In the southern hemisphere, the days are longer,

and the nights are shorter.

It is the austral summer.

Seen from Earth, the sun rises in the east, begins to rise,

and reaches its maximum elevation at noon. From then on, it starts to go down

until it sets in the west.

The elevation of the sun at noon depends on two factors:

The latitude of the observation site and the time of year.

Latitude is zero at the equator, and it increases as we go towards the poles.

It is 90 degrees south at the south pole and 90 degrees north at the north pole.

At the spring equinox (and the autumn equinox)

the sun is directly over the equator at noon.

We say it is at the zenith, and the sunlight falls vertically,

without any inclination.

At the equinox, it is easy to calculate the maximum elevation of the sun given the latitude.

Elevation is the angle the sun makes with the horizontal plane, which depends on the place.

Just analyzing similar triangles we can see that the elevation

equals 90 degrees minus latitude.

For cities like Madrid or New York, located at 40 degrees and a half north,

the maximum elevation of the sun It is 49 and a half degrees.

On the winter solstice, it must be taken into account that the Earth

it is tilted back 23 and a half degrees.

The elevation in this case equals 90 degrees minus latitude,

minus the tilt.

For a city at 40 and a half degrees latitude north,

the resulting elevation would be 26 degrees.

On the summer solstice, the Earth is tilted towards the sun

23 and a half degrees.

The elevation in this case equals 90 degrees minus latitude,

plus tilt.

For our city at 40 and a half degrees from north latitude,

the resulting elevation would be 73 degrees.

There is a difference of 47 degrees between the minimum elevation

on the winter solstice, and the maximum elevation

on the summer solstice.

Remarkable enough to make an important difference between the seasons.

I'm going to leave you with an animation

representing what it would look like the Earth from the sun

if the earth always showed the same face to the sun,

just like the moon does with Earth.

And that's all, for now.

I hope you liked it. If so, subscribe to my channel.

See you in the next video.