Mecânica do Sistema Solar

Transcrição

1 Mecânica do Sistema Solar IFSP Vicente Barros Mais informações em Click to edit Masterhttp://astro.if.ufrgs.br/index.htm subtitle style Curiosidades - Posição da ISS

2 Nosso Lugar no Universo Click to edit Master subtitle style Vídeo: Potência de 10

3 Click to edit Master subtitle style 1 a.l. = distância que a luz viajou durante 1 ano com v = km/s 1 a.l. = c t = 10x10¹² km

4 Observando o Céu Dia claro estabelecido pelo movimento diurno aparente do Sol. Sol nasce no oriente (leste) opõe-se no acaso no ocidente (oeste). Noite Clickmovimento noturno to edit Master subtitle styleaparente: do instante em que se põe o Sol até o instante em que volta a nascer novamente. Movimento diário aparente movimento que os astros parecem realizar no céu (abóbada celeste) em ~ 1 dia (de leste para oeste).

5 Constelações Noite ~ 3000 pontos fixos vistos no céu a olho nu ( do outro lado) Antigos viam conexões entre estrelas projetas no céu, que definiam com associações CONSTELAÇÕES.

6 Constelações

7 Constelações As estrelas dentro de uma constelação são classificadas pelo alfabeto grego, começando pelas mais brilhantes para a menos brilhantes. Exemplos: α Orion primeira estrela mais brilhante β Orion Segunda.. ζ Orion Terceira..

8 Constelações Hoje 88 constelações catalogadas. Terminologia usada ainda hoje para especificar largas regiões do céu (como geólogos usam continentes para localizar-se na Terra). Note: constelações movem-se de leste para oeste (semelhante ao Sol), mas a posição relativa das constelações não mudam. Estrelas (fusão nuclear que faz com que brilhem) x Planetas (refletem luz solar) Na antiguidade usavam como distinção entre eles: Estrelas pareciam fixas nas Constelações. Planetas (grego = errante): movem-se entre as constelações (5 visíveis a olho nu: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno).

9 Contelações Hemisfério Sul Posição relativa das estrelas fixas.

10 Constelações

11 Constelações Mitologia Grega Orion e Escorpião

12 Constelações Mitologia Chinesa Dragão Chinês Foi um dos quatro animais sagrados convocados por Pan Ku (o deus criador) para participarem na criação do mundo, sendo um misto de vários animais místicos: Olhos de tigre, corpo de serpente, patas de águia, chifres de veado, orelhas de boi, bigodes de carpa e etc

13 Constelações Índios Brasileiros: davam maior importância às constelações localizadas na Via Láctea A Via Láctea Caminho da Anta (Tapi i rapé, em guarani) devido principalmente às constelações representando uma Anta (Tapi i, em guarani) que nela se localizam. Representação Greco-Romana

14 Constelações Constelação de Ema: Estrelas muito grandes e brilhantes Ela procura devorar duas outras estrelas (uirá-upiá). Manchas claras e escuras da Via Láctea plumagem da Ema. Representação Tupi-guarani

15 Esfera Celeste (EC) Antigos: Notaram que posição relativa das constelações não mudava noite após noite. Click to edit Master subtitle style Estrelas atadas a uma EC em volta da Terra!

16 Esfera Celeste (EC) Hoje sabemos que o movimento aparente (diurno) das estrelas é resultado da rotação não da EC, mas sim da TERRA no sentido de OESTE para LESTE. Click to edit Master subtitle style Hoje: usamos EC para visualizar as posições das estrelas no céu.

17 Esfera Celeste (EC) Coordenadas Celestiais: PNC Polo Norte Celeste. PSC Polo Sul Celeste. Equador Celeste: intersecção do equador da Terra com o da EC. Click to edit Master subtitle style Ascenção reta (~ longitude): AR medida em hs, mins. e segs. angulares (origem posição do Sol no céu no equinócio da primavera (outono) no HN (HS). [0h e 24h (ou entre 0 e 360 )] Declinação ( ~ latitude): medida em graus (entre -90 e +90 ).

18 Esfera Celeste (EC) Ângulos Na esfera celeste, medimos distâncias e tamanhos dos objetos com ângulos. 360 graus corresponde a um círculo completo. i - Em horas, minutos e segundos: 360 = 24h = 2 π rad 15 = 1h = 60m Click =to3600s edit Master subtitle style 1 = 4m = 240s ii - Em minutos ( ) e segundos ( ) de Arco: 1 grau (1 ) se divide em 60 minutos de arco (60 ) 1 minuto (1') de arco se divide em 60 segundos de arco logo 1 = 60 = = 60

19 Esfera Celeste (EC) ii - Em minutos ( ) e segundos ( ) de Arco: 1 grau (1 ) se divide em 60 minutos de arco (60 ) 1 minuto (1') de arco se divide em 60 segundos de arco logo 1 = 60 = = 60 O olho humano pode distinguir até ~ 1'. Pergunta: Com esta resolução do olho humano, a que distância podemos enxergar uma moeda e R$ 1? Click to edit Master subtitle style

20 Esfera Celeste (EC) ii - Em minutos ( ) e segundos ( ) de Arco: 1 grau (1 ) se divide em 60 minutos de arco (60 ) 1 minuto (1') de arco se divide em 60 segundos de arco logo 1 = 60 = = 60 O olho humano pode distinguir até ~ 1'. Pergunta: Com esta resolução do olho humano, a que distância podemos enxergar uma moeda e R$ 1? Click to edit Master subtitle style d = 20mm Delta = 1

21 Click to edit Master subtitle style

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24 Movimento do Sol e das Estrelas Observações Geocêntricas (feitas da Terra) Mudancas Diarias Movimento diurno das estrelas é consequência da rotação da Terra durante 1 dia solar 1 dia solar = Δt entre 2 nasceres de Sol = 24 h

25 Movimento do Sol e das Estrelas Outra especie de dia: SIDERAL A posição das estrelas não se repete exatamente noite após noite. A EC celeste como um todo parece deslocar-se ligeiramente de 1 dia para outro.

26 Movimento do Sol e das Estrelas Outra especie de dia: SIDERAL A posição das estrelas não se repete exatamente noite após noite. A EC celeste como um todo parece deslocar-se ligeiramente de 1 dia para outro.

27 Movimento do Sol e das Estrelas Outra especie de dia: SIDERAL A posição das estrelas não se repete exatamente noite após noite. A EC celeste como um todo parece deslocar-se ligeiramente de 1 dia para outro. Devido a essa diferença: 1 dia medido em relação às estrelas fixas é diferente do dia solar : dia Sideral. Razão disso: a Terra move-se ao redor de seu eixo enquanto gira ao redor do Sol: Ao redor do Sol 360 em 1 ano (~ 365 dias) ~1 por dia A cada dia Terra tem que rodar em torno de si pouco mais que 360 : ~361 para o Sol retornar a mesma posicao aparente no meridiano local. Dia SOLAR (24h) = 361 > dia SIDERAL (verdadeiro período da rotação) Como a Terra demora 4 minutos para girar de 1 em torno de si mesma: Dia SOLAR (24 hs) = 4 minutos mais longo que o SIDERAL (23 h 56 m 04 s)

28 Movimento do Sol e das Estrelas

29 Movimento do Sol e das Estrelas Mudanças Sazonais Como a Terra move-se ao redor do Sol: Sol parece mover-se pela EC no decorrer de 1 ano através das estrelas fixas Caminho traçado: ECLÍPTICA 23.5 com equador da EC (inclinação do plano de órbita da Terra ao redor do Sol) 12 constelações cortadas pela ECLIPTICA: Constelações do Zodíaco Planetas, Lua e Sol: movem-se com relação as estrelas fixas pela faixa do Zodíaco

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31 Translação da Terra Simulação no Stellarium: movimentos da Terra visto do Sol Movimento de rotação Dia Movimento de translação Ano Inclinação do eixo de rotação em 23,5

32 Está relacionado com a incidência de raios solares na superfície da Terra Afélio: Ponto mais afastado do Sol Periélio: Ponto mais próximo do Sol

33 Movimento Aparente do Sol Depende da estação do ano. Resultante da somatória de dois movimentos: translação e rotação. Solstícios e Equinócios.

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36 Movimentos da Lua

37 Movimentos da Lua

38 Movimentos da Lua Possui um movimento em relação às estrelas: de O para L. Possui translação e rotação: movimento composto. Quatro fases da Lua.

39 Movimento da Lua A Lua sempre mostra (praticamente) o mesmo lado para Terra: sincronia entre a rotação e a translação. Fases da Lua: Definição das semanas (?); Aristarco em III a.c. NÃO É A SOMBRA DA TERRA!!!!

40 Movimento da Lua O plano de translação da Lua faz um ângulo de 5,2 com a eclípitica. Por este motivo não temos eclípses lunares todos os meses. Eclípise: alinhamento de três corpos.

41 Movimento da Lua

42 Movimento Planetário Durante 1 noite: estrelas distantes movem-se ligeiramente através do céu descrevendo movimento diurno. Ao curso de 1 ano: o Sol movimenta-se pela ECLIPTICA a taxa praticamente constante. Comportamento das estrelas, Sol e Lua em torno da Terra: ORDENADO

43 Movimento Planetário Durante 1 noite: estrelas distantes movem-se ligeiramente através do céu descrevendo movimento diurno. Ao curso de 1 ano: o Sol movimenta-se pela ECLIPTICA a taxa praticamente constante. Comportamento das estrelas, Sol e Lua em torno da Terra: ORDENADO Mas não os PLANETAS: NÃO mantém posição fixa na EC e parecem VAGAR por ela. Nunca se afastam demais do plano da ECLIPTICA. Movem-se de O para L em relação às estrelas fixas mas parecem acelerar e desacelerar descrevendo loops: indo para frente e para traz (no referencial da Terra) Variam em brilho: + brilhantes quando + proximos da Terra Marte, Jupiter, Saturno: parecem + brilhantes quando em movimento retrógrado (de L para O)

44 Movimento de Marte Soma de 3 movimentos: Rotação da Terra Translação da Terra Translação de Marte Analogamente para os outros planetas do SS

45 Simulações com o Stellarium A exemplo da aula passada continuaremos utilizando o software Stellarium para simularmos algumas tarefas que seriam muito difíceis de serem feitas no dia a dia pois demandariam tempo. Tarefa 1 Vamos verificar o movimento do Sol durante o ano usando o Stelarium. Para tanto, marque uma posição no Céu no qual o Sol passa e avance o tempo. Como sempre, você precisará de um referencia. Verifique o movimento do Sol durante: a-) O dia. b-) O ano. Faça uma pequena apresentação para seus colegas. Tarefa 2 Iremos repetir os passos da tarefa 1 e apenas teremos um cuidado a mais durante a simulação e responda. Qual o movimento da Lua durante: a-) A noite. b-) O mês. Em todas as apresentações procure responder a questão: Quais as dificuldades que eu teria para apresentar estas questões no Ensino Médio?