ˆ Saber o nome do astronauta que pisou, pela primeira vez, a superfície lunar; ˆ identicar a Lua como uma astro que não tem atmosfera;

Transcrição

1 Aula nº4 1 Sumário Período de rotação e translação da Lua. Fases da Lua. Eclipses do Sol e da Lua. 2 Objectivos especícos ˆ Saber o nome do astronauta que pisou, pela primeira vez, a superfície lunar; ˆ identicar a Lua como uma astro que não tem atmosfera; ˆ associar o facto de se ver, na Terra, sempre a mesma face da Lua com o facto desta ter um período de rotação e translação iguais; ˆ simular o período de rotação e translação da Lua simultaneamente; ˆ identicar a Lua como um corpo iluminado, que reecte a luz proveniente do Sol; ˆ identicar as fases da Lua com a parte da metade iluminada da Lua que é visível da Terra; ˆ identicar as fases da Lua como uma consequência do movimento de translação deste astro; ˆ esboçar e identicar as fases da Lua em situações concretas (com observadores dentro e fora da Terra); ˆ indicar a ordem das fases da Lua; ˆ saber que a ordem das fases da Lua é igual para um habitante do hemisfério Norte e Sul; ˆ simular um eclipse solar; ˆ simular um eclipse lunar; 1 FCUP-2010

2 ˆ construir representações grácas de formação de eclipses solares e lunares; ˆ identicar as zonas de umbra e penumbra nas construções grácas dos dois tipos de eclipses; ˆ identicar, em situações concretas, o tipo de eclipse (total ou parcial). 3 Vocabulário ˆ Lua ˆ Fases da Lua: lua cheia, lua nova, quarto crescente e quarto minguante ˆ Eclipse do Sol ˆ Eclipse da Lua ˆ Umbra e penumbra ˆ Órbita e plano da órbita 4 Material ˆ 4 Globos terrestres (maior dimensão) ˆ 4 bolas de ping-pong (para simular a Lua) ˆ 2 Retroprojectores ˆ Palitos ˆ 2 Folhas de papel (Lua) ˆ Goma adesiva 5 Planicação da aula ˆ O professor corrige a Ficha de Trabalho nº1 (tarefa 1) com os alunos. Durante a correcção, o professor deve explicar que o facto do período de rotação e translação da Lua serem iguais explica o facto da Lua ter sempre a mesma face virada para a Terra. Para que os alunos compreendam melhor a questão da face ser a mesma, o professor chama ao quadro 2 alunos e faz uma simulação. Um dos alunos é a Terra que estará no centro e depois pede ao outro aluno para que este dê uma volta completa 2 FCUP-2010

3 em torno da Terra, sem efectuar movimento de rotação. Posteriormente, o professor pede ao aluno para só executar o movimento de rotação. ˆ Quando o aluno efectua o movimento de rotação, a par do movimento de translação, os alunos constatam que o colega efectuou uma volta sobre si mesmo e à volta da Terra sempre com a mesma face virada para a Terra. Naturalmente que este facto só ocorre se o período de ambos for igual. Nota: Tanto o movimento de rotação, como o de translação da Lua é feito no sentido contrário aos ponteiros do relógio (para um habitante do hemisfério Norte). ˆ O professor alerta para o facto de que embora a Lua tenha sempre a mesma face virada para a Terra, o Sol ilumina todos os lados da Lua! Para mostrar este facto, o professor pode simular com o retroprojector (o Sol) e a Lua (bola de ping-pong) os seus dois movimentos em torno da Terra. ˆ Antes de introduzir as fases da Lua, o professor questiona: "Como conseguimos ver a Lua se ela não emite luz própria?" Os alunos deverão concluir que esta reecte a luz que recebe do Sol. ˆ O professor introduz as fases da Lua colocando um palito (que simboliza um habitante) na parte escura do globo. Coloca a Lua nas quatro fases e questiona para cada caso qual a face iluminada que aquele habitante vê. Seguidamente, identica essas formas geométricas com as fases da Lua. O professor refere que: As fases da Lua são determinadas pela parte da face iluminada da Lua que é visível na Terra. ˆ Com recurso a uma simulação, o professor identica as fases da Lua e explica o motivo pelo qual é designada de mentirosa (porque quando a parte iluminada tem a forma de "C", não estamos em quarto Crescente). ˆ Os alunos resolvem a tarefa nº 2 da Ficha de Trabalho nº1 e o professor corrige-a com os alunos (5 min). ˆ A ordem das fases da Lua deve ser introduzida com um aluno a fazer a simulação. O aluno inicia a simulação na fase de lua cheia e prevê as seguintes. O aluno deverá relembrar que o movimento de translação da Lua é no sentido contrário aos ponteiros de relógio, por isso será: lua cheia - quarto minguante - lua nova - quarto crescente. O professor deve informar que como o período de translação da Lua é aproximadamente 28 dias, as fases da Lua repetem-se aproximadamente de 28 em 28 dias. 3 FCUP-2010

4 ˆ O professor deverá salientar que as fases da Lua dependem da posição onde está o observador. Para os alunos compreenderem melhor esta ideia o professor chama um aluno e faz novamente a simulação anterior (em fase de lua cheia) colocando-o atrás da Lua. O professor questiona à turma: "Qual a fase da Lua?". Um observador da Terra dirá lua cheia mas o que está atrás da Lua dirá lua nova! O professor poderá repetir este exercício com outras posições. ˆ Para os alunos compreenderem que as fases da Lua vistas por habitantes do hemisfério Sul são diferentes, o professor pede para um aluno virar a cabeça para baixo (numa situação de quarto crescente ou quarto minguante) e dizer qual a fase que vê. O aluno deve concluir que a face iluminada que vê é contrária à do hemisfério Norte. Os restantes alunos podem acompanhar o raciocínio virando a cabeça. O professor informa que, no hemisfério Sul a fase de quarto crescente corresponde à de quarto minguante e vice-versa, isto é, Quarto minguante: Vista do hemisfério Sul da Terra, a forma da Lua lembra a letra D. Vista do hemisfério Norte lembra a letra C. Quarto crescente: Vista do hemisfério Sul da Terra, a forma da Lua lembra a letra C. Vista do hemisfério Norte lembra a letra D. ˆ O professor, com um palito, marca um ponto do globo que vai servir como local de referência e com a ajuda de um retroprojector (que simula o Sol) ilumina esta zona de forma a ser dia. Posiciona a Lua (bola de ping-pong) entre o retroprojector e o globo de forma a car escuro naquela zona e questiona: "O que observa um habitante desta zona?" ˆ De acordo com as respostas dos alunos, o professor relembra o conceito de sombra que ocorre quando a luz encontra objectos opacos, formando-se uma região escura formada pela ausência parcial ou total da luz. Deverá fazer também referência à umbra e penumbra. ˆ O professor conclui com os alunos que no exemplo anterior, o habitante deixou de ver o Sol, introduzindo assim que se trata de um eclipse solar, referindo que a Terra entrou na sombra da Lua. ˆ O professor passa à explicação visual dos eclipses com simulações. Deve referir no eclipse do Sol que: 4 FCUP-2010

5 ˆ A Lua está entre a Terra e o Sol, pelo que a sombra da Lua se projecta numa parte da Terra cando estes habitantes sem ver o Sol. ˆ Para os habitantes que cam na zona de penumbra, o eclipse do Sol é parcial. Para os habitantes que cam na zona da umbra, o eclipse do Sol é total. ˆ Este tipo de eclipse só pode ocorrer com a Lua na fase de lua nova. ˆ No caso do eclipse da Lua, o professor volta novamente à demonstração colocando agora a Lua na sombra da Terra e o habitante neste mesma zona. O professor demonstra assim que este eclipse ocorre quando a Lua entra na sombra da Terra e portanto só poderá acontecer em fase de lua cheia. Se apenas uma parte da Lua car na zona de umbra e a outra na zona de penumbra, o eclipse é parcial. Se toda a Lua car na umbra, o eclipse é total. ˆ O professor conclui com os alunos que um eclipse ocorre quando um corpo entra na sombra de outro. ˆ Com a ajuda dos acetatos 10: "Eclipse do Sol" e 11: "Eclipse da Lua", o professor sistematiza a informação anterior. Um aluno deve dirigir-se ao quadro e construir a representação gráca da formação da sombra nos dois casos, assinalando as zonas de umbra e penumbra. Os alunos também procedem à construção no caderno (O professor faculta a cada aluno uma cópia em A 5 dos acetatos projectados). ˆ Com o acetato 12: "Por que motivo não ocorrem eclipses da Lua e do Sol todos os meses?", o professor explica que o plano da órbita da Lua está inclinado 5,2 em relação ao plano da órbita da Terra, pelo que só há eclipses quando o Sol, a Terra e a Lua se encontram alinhados. Para um eclipse ocorrer, a Lua deve estar perto do seu nodo orbital - a intersecção dos planos orbitais. Passar pela sombra ou muito próximo do nodo resulta num eclipse total ou parcial. O professor deverá recorrer novamente a uma simulação para explicar este processo. A imagem contida no acetato anterior permite visualizar as sombras em cada caso. É importante que o professor as analise. ˆ Os alunos executam a Actividade Laboratorial nº4. 6 Avaliação dos alunos ˆ Actividade Laboratorial nº4 5 FCUP-2010

6 7 Registos no caderno As fases da Lua são as diferentes formas que a Lua apresenta quando vista da Terra e são consequência do seu movimento de translação uma vez que, devido a este movimento, a face da Lua iluminada voltada para a Terra vai variando. ˆ Construção do eclipse solar e lunar Para ocorrer um eclipse é preciso que: ˆ Os três astros se encontrem alinhados; ˆ Ocorra fase de lua nova no elipse solar e fase de lua cheia no eclipse da lua; 8 Anexos ˆ Acetato 10: Eclipse do Sol ˆ Acetato 11: Eclipse da Lua ˆ Acetato 12: Por que motivo não ocorrem eclipses da Lua e do Sol todos os meses? ˆ Ficha de Trabalho nº1 9 Avaliação da aula (O professor deverá fazer uma breve análise da aula, comentando as estratégias que lhe pareceram que permitiram uma melhor aquisição de conhecimento e aprendizgem por parte dos alunos e, pelo contrário, aquelas que lhe parece menos favoráveis. Poderá e deverá igualmente comentar a aula na sua globalidade.) 6 FCUP-2010