Tarefa online 8º EF. Física - Prof. Orlando

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1 Tarefa online 8º EF Física - Prof. Orlando LEI DA GRAVITAÇÃO UNIVERSAL - ISSAC NEWTON A fim de entender o movimento planetário, Isaac Newton, renomado físico inglês, se fundamentou no modelo heliocêntrico de Nicolau Copérnico para basear seus estudos. A lei da gravitação universal foi formulada pelo físico Isaac Newton. Conforme diz a lenda, uma maçã caiu sobre sua cabeça e, portanto observou que a maçã caiu por algum motivo, e este motivo seria que alguém estaria puxando ela, este alguém seria a Terra. Mas ele foi mais além desse pensamento, e sugeriu que os corpos se atraem, ou seja, não somente a Terra atrai a maçã, mas atrai todos os corpos do universo. E não é somente a Terra que atrai todos os corpos do universo, mas todos os corpos do universo que possui massa atraem outros corpos que também possuem massa. Analisando então o movimento dos planetas, Newton apresentou uma explicação, na qual mostrava que esse movimento era baseado em uma atração entre os corpos, nesse caso, entre os planetas. Segundo Newton: O Sol atrai os planetas; A Terra atrai a Lua; A Terra atrai todos os corpos que estão perto dela. Depois de analisar esses fatos, Newton, numa tentativa de resumir esses conceitos, os chamou de força gravitacional. Ou seja, existe uma força que atrai todos os corpos, estejam eles no espaço ou na Terra. Através teoria apresentada por Isaac Newton, a fim de analisar as forças que atuam na Terra e em suas proximidades, devemos lembrar que em sua Terceira Lei, Newton fala sobre a ação e a reação. Baseados então nessa questão, vemos que a atração entre os corpos deve ser mútua para que haja equilíbrio entre eles, ou seja, a Terra atrai a Lua, mas, em contrapartida, a Lua também atrai a Terra, com mesma intensidade, mesma direção, porém com sentido contrário. O mesmo acontece com os demais corpos já citados. GEOCENTRISMO E HELIOCENTRISMO

2 Ao longo da história surgiram duas teorias que explanavam sobre a ordenação do sistema solar, sendo elas o geocentrismo e heliocentrismo. O interesse sobre a ordenação do Sistema Solar proporcionou muitos anos de observações, estudos e debates. Ao longo da história, as duas teorias mais conhecidas são: a do Geocentrismo, desenvolvida pelo astrônomo grego Cláudio Ptolomeu; e a teoria do Heliocentrismo, formulada por Nicolau Copérnico. Modelo Geocêntrico A teoria Geocêntrica, também chamada de sistema ptolomaico, foi elaborada pelo astrônomo grego Claudio Ptolomeu no início da Era Cristã, defendida em seu livro intitulado Almagesto. Conforme essa teoria, a Terra está no centro do Sistema Solar, e os demais astros orbitam ao redor dela. Os astros estariam fixados sobre esferas concêntricas e girariam com velocidades distintas. Ptolomeu afirmava que o Sol, a Lua e os planetas giravam entorno da Terra na seguinte ordem: Lua, Mercúrio, Vênus, Sol, Marte, Júpiter e Saturno. O Geocentrismo foi defendido pela Igreja Católica, pois apresentava aspectos de passagens bíblicas. Modelo Heliocêntrico O Heliocentrismo consiste num modelo teórico de Sistema Solar desenvolvido pelo astrônomo e matemático polonês, Nicolau Copérnico ( ). Conforme Copérnico, a Terra e os demais planetas se movem ao redor de um ponto vizinho ao Sol, sendo este, o verdadeiro centro do Sistema Solar. A sucessão de dias e noites é uma consequencia do movimento de rotação da Terra sobre seu próprio eixo. O modelo, também chamado de sistema copernicano, não foi aceito pela Igreja Católica, que adotava a teoria do Geocentrismo, elaborada por Ptolomeu. A teoria Heliocêntrica foi aperfeiçoada e comprovada por Galileu Galilei, Kepler e Isaac Newton. Atualmente, é a mais aceita entre a comunidade científica. LEIS DE KEPLER As leis de Kepler descrevem como ocorrem os movimentos dos planetas ao redor do Sol e de satélites ao redor de planetas. Leis de Kepler

3 As leis de Kepler explicam os movimentos de translação dos planetas ao redor do Sol O astrônomo alemão Johannes Kepler ( ), após uma vida de estudos, deduziu três leis que explicam o movimento planetário e nos fazem compreender como o universo é estruturado. As leis de Kepler podem ser utilizadas para o estudo do movimento dos planetas ao redor do Sol e do movimento de satélites naturais e artificiais ao redor de planetas. 1ª lei de Kepler Lei das órbitas A lei das órbitas diz que a trajetória de planetas ao redor do Sol ou a trajetória de satélites ao redor de planetas possui formato elíptico (oval) e o corpo que está sendo orbitado ocupa um dos focos da elipse. No caso da trajetória dos planetas ao redor do Sol, o ponto em que eles estão mais próximos da estrela é chamado de periélio, e o ponto de maior afastamento é denominado de afélio. Veja que o movimento de translação da Terra ao redor do Sol forma uma elipse, e o Sol está em um dos focos (borda) da elipse 2ª lei de Kepler Lei das áreas A segunda lei de Kepler diz que a linha que liga o centro do Sol ao centro dos planetas varre áreas iguais em intervalos de tempo iguais, portanto, podemos entender que a taxa de variação da área em função do tempo é constante para todos os planetas. Isso só pode ser possível se as velocidades de translação dos planetas forem variáveis, devendo ser maiores na região de periélio e menores na região de afélio.

4 3ª lei de Kepler Lei dos períodos (não vou cobrar na prova) Em sua terceira lei, Kepler diz que o quadrado do período de revolução (T) dos planetas é diretamente proporcional ao cubo dos raios médios (R) de suas órbitas. Sendo assim, temos: Tabela comparativa do período de translação dos planetas do sistema solar. Exercícios: 01 - Explique com suas palavras a teoria usada por Newton para explicar a lei gravitação.

5 02 - Explique a diferença entre peso e massa De acordo com a teoria newtoniana da gravitação universal, classifique como VERDADEIRO ou FALSO: ( ) A lei da gravitação universal é restrita à interação de estrelas com planetas. ( ) As forças gravitacionais entre dois corpos constituem um par ação e reação. ( ) A força gravitacional entre dois corpos sempre são atrativas. ( ) A força gravitacional entre dois corpos independe da presença de outros corpos O turismo chegou ao espaço! No dia 30/04/2001, o primeiro turista espacial da história, o norte-americano Denis Tito, a um custo de 20 milhões de dólares, chegou à Estação Espacial Internacional, que está se movendo ao redor da Terra. Ao mostrar o turista flutuando dentro da estação, um repórter erroneamente disse: "O turista flutua devido à ausência de gravidade". Explique o eero conceitual da frase Explique a 1ª e a 2ªLei de Kepler Sobre as leis de Kleper e a lei da Gravitação Universal, assinale o que for VERDADEIRO ou FALSO: ( ) A Terra exerce uma força de atração sobre a Lua. ( ) Existe sempre um par de forças de ação e reação entre dois corpos materiais quaisquer. ( ) O período de tempo que um planeta leva para dar uma volta completa em torno do Sol é inversamente proporcional à distância do planeta até o Sol. ( ) O segmento de reta traçado de um planeta ao Sol varrerá áreas iguais, em tempos iguais, durante a revolução do planeta em torno do Sol. ( ) As órbitas dos planetas em torno do Sol são elípticas, e o Sol ocupa um dos focos da elipse correspondente à órbita de cada planeta Considere uma estrela em torno da qual gravita um conjunto de planetas. De acordo com a 1ª lei de Kepler: a) Todos os planetas gravitam em órbitas circulares.

6 b) Todos os planetas gravitam em órbitas elípticas em cujo centro está a estrela. c) As órbitas são elípticas, ocupando a estrela um dos focos da elipse; eventualmente, a órbita pode ser circular, ocupando a estrela o centro da circunferência. d) A órbita dos planetas não pode ser circular. e) A órbita dos planetas pode ter a forma de qualquer curva fechada Considere as proposições abaixo: I - O período de translação de Mercúrio (planeta mais próximo do Sol) é menor que o período de translação da Terra. II - A velocidade de translação de um planeta é constante ao longo de sua órbita. III - Segundo a primeira lei de Kepler, os planetas descrevem órbitas elípticas ao redor do Sol, estando este no centro da elipse. São corretas: a) somente I b) somente II c) somente III d) somente I e II e) somente I e III 09 - Um astronauta flutua no interior de uma nave em órbita em torno da Terra. Isso ocorre porque naquela altura: a) não há gravidade. b) a nave exerce uma blindagem à ação gravitacional da terra. c) existe vácuo. d) o astronauta e a nave têm aceleração igual a da gravidade, isto é, estão numa espécie de queda livre. e) o campo magnético terrestre equilibra a ação gravitacional Analise as proposições abaixo sobre as principais características dos modelos de sistemas astronômicos. I. Sistema dos gregos: a Terra, os planetas, o Sol e as estrelas estavam incrustados em esferas que giravam em torno da Lua. II. Ptolomeu supunha que a Terra encontrava-se no centro do Universo; e os planetas moviamse

7 em círculos, cujos centros giravam em torno da Terra. III. Copérnico defendia a ideia de que o Sol estava em repouso no centro do sistema e que os planetas (inclusive a Terra) giravam em torno dele em órbitas circulares. IV. Kepler defendia a ideia de que os planetas giravam em torno do Sol, descrevendo trajetórias elípticas, e o Sol estava situado em um dos focos dessas elipses. Corrija as proposições que estão erradas.