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Usando un pedazo de papel, un agujero en él  y un día soleado, determine la distancia al sol. Explique el procedimiento.que empleó y de un ejemplo.


Juan Carlos Betancur(Tue, 28 Jan 2003 10:52:43 -0500).

Tomar una tarjeta de cartón (hoja de papel) y hacerle un agujero pequeño y bien definido en el centro. La tarjeta se usará como proyector de la imagen del sol, de manera que conviene que el agujero no sea ni tan pequeño que casi no deje pasar luz, ni tan grande que la imagen del sol sea muy difusa; 2 o 3 milímetros de diámetro pueden funcionar bien.

Poner una moneda de 100 pesos sobre una superficie lisa y de preferencia oscura. Subiendo y bajando la tarjeta perforada tratar de ajustar la imagen del sol para que tenga el mismo diámetro que la moneda. Medir la altura a la que se encuentra la tarjeta del suelo cuando la imagen del sol y la moneda coinciden. Si la proyección del sol se hace demasiado tenue al alcanzar el tamaño de la moneda, bajar la tarjeta hasta que obtener una imagen clara y medir su diámetro sin usar la moneda. La ventaja de la moneda es que es más fácil medirle el diámetro.

Anota la altura a de la tarjeta y el diámetro d de la moneda o de la imagen del sol.

 Para hacer el cálculo se den considerar los dos triángulos. Ambos tienen un vértice en el agujero de la tarjeta (ángulos opuestos), pero la base de uno es el diámetro del sol, D (1.392.000 Km), y la base del otro, el diámetro de la moneda, d. X es la altura del primero o sea la distancia tierra-sol (a determinar) y la altura del segundo es simplemente la distancia entre el agujero y la proyección de la luz solar o sea a. Como son triángulos semejantes, podemos escribir:
1.392.000 Km (diámetro del sol) / d (diámetro de la moneda o de la proyección)

D/d= X (distancia al sol) / a (distancia de la proyección)
de donde:
X = a*D/d; Éste será la distancia de la Tierra al Sol.
Es importante medir el diámetro de la moneda d y la altura de la tarjeta a en las mismas unidades, por ejemplo, en centímetros. Como la distancia al sol está en kilómetros, el diámetro del sol D también estará en kilómetros.

Nota: d y a tienen que estar en las mismas unidades, pero no importa cuáles se elijan porque las unidades se anulan al formar al cociente D/d.

El nombre de esta determinación no la encontré.

En cuanto al ejemplo solo es necesario reemplazar el diámetro de la proyección a (o la moneda si se hace concidir con ella la proyección base) y determinar la altura de la hoja o cartón.


Francisco Arango(Fri, 31 Jan 2003 10:17:45 -0500). Dado el caso hipotético de tener un papel con un agujero colocado paralelo y  a una distancia c’ del suelo, con una sombra de radio r’(fácilmente medibles), podemos, siguiendo la fórmula del ángulo pequeño, encontrar el ángulo de partida de  la luz ß, que debe ser simétrico al ángulo de incidencia de la misma sobre el papel ver figura 1.  Con esto hallamos el ángulo (de nuevo ß) del triangulo que necesitamos formar para halla la distancia c, solo nos falta el dato de r que es conocido, si reemplazamos valores es fácil hallar la distancia al sol.

Un Ejemplo real.  Si tenemos el papel a una distancia de digamos 110 cms (c’)sobre el suelo y se proyecta una imagen de 1 cm de diámetro (0.5 cm de radio (r’)), tenemos que si utilizamos la fórmula del ángulo pequeño para despejar los valores de ß  

(ß=  (57.3* r’)/c’)  obtenemos un resultado de 0.26°.  reemplazando este dato en el nuevo triángulo tenemos que r = (0.26° * c)/57.3°, y si sabemos que el radio del sol es de aproximadamente 696000 km. Entonces tenemos 696000 km = (0.26° * c)/ 57.3°.  despejando c obtenemos c = (696000 km * 57.3°)/0.26°. lo que nos da un resultado de c aproximado de 153’387.692 kms

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