Tópicos Especiais em Física. Vídeo-aula 3: astronomia esférica 25/06/2011

Transcrição

1 Tópicos Especiais em Física Vídeo-aula 3: astronomia esférica 25/06/2011

2 Sistema esférico de coordenadas geográficas Sistemas de coordenadas celestes Movimento diurno dos astros Movimento anual do sol Movimento mensal da lua Estações do ano Eclipses

3 A Terra: é uma esfera perfeita (aproximação) gira em torno de um eixo que passa pelo seu centro e cruza o polonortee o polo sul.

4 Planos imaginários Planos imaginários cruzando a superfície terrestre: círculos

5 Planos que cruzam o Planos que cruzam o centro da Terra: círculos máximos

6 Equador terrestre: círculo máximo definido por um plano perpendicular ao eixo de rotação terrestre

7 Planos paralelos ao plano do equador definem círculos: paralelos de latitude Latitude do ponto P: ângulo entre seu paralelo e o equador terrestre

8 Planos perpendiculares ao plano do equador e paralelos ao eixo de rotação: meridianos de longitude Longitude do ponto P: ângulo entre seu meridiano e um meridiano de referência

9 Meridiano de referência: Greenwich (primeiro meridiano)

10 Diversos Mais importantes: Sistema equatorial Sistema horizontal

11 Sistema equatorial: Semelhante ao sistema esférico de coordenadas geográficas Esfera celeste: esfera imaginária onde se situam os corpos celestes

12 Prolongamento do eixo de rotação da terra cruza a esfera celeste nos polos Equador celeste: círculo máximo definido por um plano perpendicular ao eixo de rotação

13 Declinação (δ): ângulo entre o equador celeste e o círculo que passa por um ponto qualquer Extensão do conceito de latitude Medido em graus, minutos de arco e segundos de arco

14 Planos perpendiculares ao plano do equador celeste e paralelos ao eixo de rotação: círculos horários Círculos horários são extensão do conceito de meridiano

15 Ascensão reta (α) do ponto P: ângulo entre seu círculo horário e um círculo horário de referência Círculo horário de referência: ponto vernal

16 Sistema de coordenadas horizontal: Posições em relação à linha do horizonte Relativo à posição do observador e ao período de observação Mesmo conceito de esfera celeste

17 Linha que passa pelo centro da Terra e pelo observador intercepta esfera celeste: zênite e nadir Pontos cardeais: norte, sul, leste, oeste

18 Plano imaginário que passa pela linha nortesul, pelo observador e pelo zênite: plano meridiano Plano que passa por um ponto no céu, pelo observador e pelo zênite: plano vertical do ponto

19 Azimute (A): ângulo (sentido horário) entre o plano meridiano e o plano vertical que passa em um dado ponto

20 Altura (h): ângulo entre a Altura (h): ângulo entre a linha do horizonte e um dado ponto

21 Movimento diurno: Produzido pela rotação da Terra Período de rotação terrestre: 24h Os astros nascem e se põem, no horizonte Somente metade da esfera celeste pode ser observada em qualquer ponto em um dado instante. Terra gira de oeste para leste: astros abaixo do horizonte oeste sobem, astros acima do horizonte leste descem

22 Astros descrevem círculos na esfera celeste (paralelos ao equador celeste). Tamanho do círculo depende da distância do astro ao equador, ou seja, de sua declinação Quanto mais distante do equador estiver situado um observador, maior será a inclinação do círculo descrito pelos astros no céu.

23 Ângulo entre zênite Ângulo entre zênite e equador celeste: latitude do observador

24 Na metade do tempo que separa o nascimento e o poente de um astro, ele atinge sua máxima altura: passagem meridiana Poloscelestes nunca nascem ou se põem

25 Ponto P na superfície da Terra, latitude L, em um dos hemisférios: astros a um ângulo menor do que L do respectivo poloceleste nunca se põem: estrelas circumpolares astros a um ângulo menor do que L do pólo celeste oposto nunca podem ser observados: estrelas invisíveis.

26 Movimento anual do Sol Produzido pela translação da Terra Período orbital terrestre: 1 ano Sol se move em relação à esfera celeste Círculo máximo descrito pelo Sol: eclíptica

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28 Eixos de rotação e translação da Terra são distintos Inclinação da eclíptica em relação ao equador celeste: 23,5 º Eclíptica e equador celeste cruzam em dois pontos

29 Movimento mensal da Lua Produzido pela translação da Lua em torno da Terra Período orbital da Lua: 27,5 dias Pela translação combinada da Terra e da Lua, a rotação aparente da Lua é de 29,5 dias: mês lunar Padrão de reflexão da luz solar na superfície da Lua depende das orientações relativas: fases

30 Mês lunar: 7 dias por fase, aproximadamente Fase nova: Lua em conjunçãocom o Sol Fase cheia: Lua em oposição ao Sol Fases crescente e minguante: Lua em quadratura com o Sol.

31 Radiação solar por unidade de área na Terra depende da localização Inclinação da eclíptica em relação ao equador celeste produz variação ao longo do tempo

32 Ponto 1: verão no hemisfério sul Pontos 2 e 4: outono e primavera (sul) Ponto 3: inverno (sul)

33 Declinação do Sol varia ao longo do ano: Máxima declinação (norte): trópico de câncer (+23,5 o ), atingido no solstício de inverno do hemisfério sul Mínima declinação (sul): trópico de capricórnio (-23,5 o ), atingido no solstício de verão do hemisfério sul Sol cruza o equador celeste: equinócios

34 Plano orbital da Lua é inclinado a 5,2 o em relação à eclíptica Círculo máximo definido pelo plano da órbita da Lua cruza a eclíptica em dois pontos: nodos. Linha dos nodos: linha imaginária que passa pelos dois nodos.

35 Quando o Sol e a Lua cruzam os nodos simultaneamente, temos um eclipse. Se cruzam o mesmo nodo: eclipse solar Se cruzam nodos opostos: eclipse lunar Eclipses só ocorrem com Lua em oposição ou conjunção (cheia ou nova) Eclipses podem ser totais ou parciais, dependendo da fração do disco do Sol encoberto pela Lua e da fração do disco da Lua que se encontra na sombra produzida pela Terra.

36 Eclipse lunar, parcial e total Eclipse solar, parcial e total

37 Eclipse solar visto do espaço

38 Sistemas de coordenadas geográficas e celestes Movimento dos astros ao longo dos dias, anos e meses Estações do ano Eclipses