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´
INTRODUCCION A LA ASTRONOM´ Y A LA
IA
ASTROF´
ISICA
de la
Olimpiada Nacional de Astronom´ en M´xico
ıa
e

J. Eduardo Mendoza Torres

´
Instituto Nacional de Astrof´
ısica Optica y Electr´nica
o

Tonantzintla, Puebla
2010

c Introducci´n a la Astronom´ y a la Astrof´
o
ıa
ısica
´
c Instituto Nacional de Astrof´
ısica Optica y Electr´nica
o
2010.

Autor:
J. EduardoMendoza Torres
Revisi´n:
o
Omar Yam
Abril Santos

A
This book was typeset in L TEX by Erika Tecuatl

All rights reserved
Printed and made in M´xico
e
Prohibida la reproducci´n total o parcial con fines de lucro
o

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´
PROLOGO
En este texto se describen algunos conceptos b´sicos de Astronom´ y Astrof´
a
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ısica y se incluyen preguntas y ejercicios en los que se aplican esosconceptos. Tambi´n incluimos unas
e
secciones en donde se repasan algunos conceptos matem´ticos b´sicos que pueden ser de ayuda
a
a
en la soluci´n de los ejercicios.
o
Se incluye la soluci´n de muchos ejercicios esperando que los interesados puedan revisar los
o
procedimientos e incluso repasen algunos conceptos que han visto en clases de Matem´ticas a
a
trav´s de aplicaciones enAstronom´ sin embargo tambi´n se pueden proponer otras alternatie
ıa
e
vas de soluci´n. Los ejercicios son de diferentes niveles de dificultad y recomendamos que los m´s
o
a
dif´
ıciles los resuelvan en grupo. Los ejercicios pueden servirles tanto a estudiantes interesados
en Astronom´ como para profesores que quieran usarlos en sus cursos de F´
ıa
ısica y Matem´ticas.
a
Algunos de ellos seplantearon en las olimpiadas de Astronom´ que se han realizado en M´xico.
ıa
e
As´ el material de este texto tambi´n puede servir para estudiantes interesados en participar
ı,
e
en futuras olimpiadas. Esperamos que el presente trabajo pueda ser de utilidad a estudiantes
y profesores que quieran incursionar en la Astronom´ con el uso de herramientas b´sicas de
ıa
a
Matem´ticas.
a
Queremosexternar nuestro agradecimiento a colegas que nos ayudaron con comentarios y sugerencias y por su apoyo para la elaboraci´n de este texto a Erika Tecuatl, Abril Santos, Omar
o
Yam y Abraham Luna.
Eduardo Mendoza Torres

ii

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Indice general
1. Astronom´ de posici´n
ıa
o
1.1. Coordenadas geogr´ficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
a
1.2. Definicionesb´sicas de Astronom´ Esf´rica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
a
ıa
e
1.3. Las estrellas vistas desde diferentes latitudes terrestres . . . . . . . . . . . . . . .
1.4. Variaci´n debida a la rotaci´n de la Tierra sobre su eje . . . . . . . . . . . . . . .
o
o
1.5. Sistema horizontal de coordenadas Celestes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6. Referencias en la ´rbita dela Tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o
1.7. Sistemas de coordenadas ecuatoriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7.1. Coordenadas ecuatoriales locales: Declinaci´n y Angulo Horario . . . . .
o
1.7.2. Relaci´n entre α, s y h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o
1.7.3. Transformaci´n de coordenadas horizontales a ecuatoriales .. . . . . . . .
o
1.7.4. Transformaci´n de coordenadas ecuatoriales a horizontales . . . . . . . . .
o
1.8. Hora solar y hora sideral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.9. Sombras de objetos a diferentes latitudes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.10. Pr´cticas para realizar en equipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
a1.10.1. Pr´ctica para determinar la orientaci´n del meridiano local y la culmia
o
naci´n del Sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o
1.10.2. Pr´ctica para determinar la hora de la culminaci´n del Sol (paso del Sol
a
o
por el meridiano del lugar) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.10.3. Trazo de una l´
ınea en la direcci´n del meridiano de...