GUIA DO PROFESSOR Título: As crônicas de Kepléria A fuga das Marés Categoria: Física Subcategoria: Marés Efeito da força de atração gravitacional no Sistema Terra - Lua - Sol Introdução Uma das primeiras coisas que chamaram a atenção do homem primitivo certamente foram o movimento do Sol e o brilho das estrelas e planetas. Em todas as etapas da civilização os homens procuraram dar uma explicação para os fascinantes movimentos dos corpos celestes do que se conhece hoje como sendo efeitos da força de atração gravitacional universal. Entretanto, somente no século XVI foi aceita a idéia de que o Sol era realmente o centro das órbitas planetárias, e não a Terra, do astrônomo grego Aristarco renovada por Nicolau Copérnico. Muitos foram considerados hereges como o italiano Galileu Galilei e outros até queimados como seu conterrâneo Giordano Bruno. Mas finalmente as conclusões foram coroadas pela visão do físico e matemático inglês Isaac Newton, autor da Lei da Gravitação Universal que explica a mecânica celeste. Um dos efeitos mais perceptíveis dessa lei da atração das massas na Terra são as marés oceânicas. O Episódio 3 A fuga das Marés encerra a trilogia de Kepléria enfatizando a importância da ciência e da tecnologia para a sociedade. Sem Newton e todos os cientistas e estudiosos que vieram antes e depois dele talvez a Ciência e a História fossem muito diferentes. Objetivos
Espera-se que o aluno, após a realização das atividades propostas, seja capaz de: Desenvolver o interesse pela leitura, pelo tentar fazer e, principalmente o explorar; Relacionar a força de atração gravitacional entre os corpos Sol, Lua e Terra com o efeito das marés oceânicas; Descrever a periodicidade das marés oceânicas; Identificar os tipos de lentes: convergentes e divergentes; Incentivar o gosto pela astronomia que é uma das ciências mais antigas. Nas referências bibliográficas livros e sítios eletrônicos são indicados através dos quais professores e alunos podem aprofundar seus conhecimentos. Pré-requisitos Sugere-se que após a leitura deste Guia, o professor estabeleça estratégias de utilização da ferramenta no sentido de complementar sua aula. É importante a preparação inicial do ambiente como testar o objeto nos computadores disponíveis e planejar o número de alunos por computador. Tempo previsto para as atividades Sugere-se que cada missão do OA seja trabalhada em uma aula de 50 minutos. Os alunos podem solucionar as outras missões como atividade extraclasse. Na sala de aula São indispensáveis a orientação e o apoio do professor aos alunos. Sugere-se ao professor o acompanhamento na montagem experimental das pedras no tabuleiro que representam as marés oceânicas. As atividades dos temas transversais Luneta de Kepler e
a Fogueira para o Ermitão embora tenham o conteúdo teórico nas catacumbas, devem ser também monitoradas pelo professor. Preparação É recomendável que o professor faça a leitura do Guia antes de utilizar o OA para preparar estratégias de condução e observação das atividades. Nas referências bibliográficas encontram se outros endereços eletrônicos que o professor pode explorar antes da utilização do objeto. Por isso, a preparação da aula envolve além da verificação dos computadores disponíveis um estudo de prática pedagógica. Requerimentos técnicos Para utilização do OA é necessário navegador WEB com plug-in do Adobe Flash Player ou superior. Dica: o plug-in está disponível em www.adobe.com.br Durante a atividade No canto superior à direita da tela encontra-se um mapa de Kepléria e a localização da posição em que o aluno se encontra. Além disso, o texto dos personagens e as telas de ajuda de cada ambiente facilitam a navegação. Todas as placas possuem descrição e os botões de ações estarão habilitados conforme as etapas correspondentes. Depois da atividade O professor pode elaborar uma atividade de construção da luneta de Kepler através do site http://www.feiradeciencias.com.br/sala24/24_a02.asp. Sugere-se a discussão dos tipos de lentes (por que são usadas as convergentes), a potência da lente (vergência V = 1/f ) e a formação das imagens.
O site da Marinha do Brasil 1 oferece previsões da fase da lua correspondente, horário e altura em metros das marés oceânicas nos principais pontos litorâneos do país. Questões para discussão Por que ocorrem duas marés oceânicas diárias? Qual a periodicidade das marés oceânicas? Como funcionam as lupas? Que tipo de lente as constitui? Como funciona a luneta de Kepler? Compare as marés produzidas na Terra pela Lua e pelo Sol. Texto e simulação disponível em: http://astro.if.ufrgs.br/fordif/node5.htm. Efetivamente as observações e pesquisas têm confirmado que, o período de rotação da Lua tem diminuído com relação ao período de translação em torno da Terra. As marés oceânicas geradas pela atração gravitacional entre Terra e Lua têm provocado o freamento da Terra no seu movimento de rotação. Isso é devido ao atrito contínuo da água com o fundo do mar que gasta a energia cinética da Terra. Como Lua e Terra constituem um sistema, se a Terra freia a Lua vai se afastando para manter o equilíbrio do sistema. Como conseqüência do freamento da Terra o dia terrestre tem aumentado sua duração. Existem evidências registradas em corais submarinhos relacionadas com esse aumento. Há centenas de milhões de ano o dia terrestre tinha cerca de 20 horas (Tereza H. Yamabe, comunicação pessoal). Não é só a Lua que tem rotação sincronizada com a Terra; os dois satélites de Marte, Phobos e Deimos, cinco luas de Júpiter (incluindo os quatro satélites galileanos), 9 luas de Urano, a lua Tritão de Netuno, Plutão e Caronte, todos têm rotação sincronizada. A maré de Júpiter sobre Io, que está aproximadamente à mesma distância de Júpiter que a Lua está da Terra, causa vulcanismo acentuado em Io, já que Júpiter tem massa 318 maior que a da Terra. A dissipação das forças de maré em Io causa o vulcanismo imagem disponível em http://astro.if.ufrgs.br/fordif/io.jpg. 1 http://www.mar.mil.br/dhn/chm/tabuas/index.htm
Dica O objeto traz a título de curiosidade atividades com lentes côncavas. Para um estudo aprofundado há disponível no banco RIVED 2 um estudo mais completo do funcionamento e as aplicações práticas dos espelhos esféricos de Gauss. Avaliação Em certos momentos o aluno é convidado a esquematizar as marés oceânicas posicionando as pedras que representam as esferas celestes no tabuleiro mágico. Esta ação e também as atividades paralelas que abordam lentes esféricas são acompanhadas das combobox que são caixas de textos. De maneira que o aluno pode arriscar um palpite e acertar, a posição correta das caixas de texto forma somente uma única frase correta. Bibliografia BONDI, H O Universo como um todo - EDART-SP Livraria Editora Ltda, São Paulo, 1968. BONJORNO, J. R. ; RAMOS, C. M. Física 1:Mecânica Editora FTD, São Paulo, 1992. BOZCKO, R. Conceitos de Astronomia Editora Edgard Blücher Ltda, 2ª Edição, 1998 CANIATO, R. O que é Astronomia Editora Brasiliense, São Paulo, 1998 CANIATO, R. - A Terra em que vivemos - Projeto de Ciência Integrada vol.1 Editora Papirus 1984 FARIA, R. P.; ALARSA, Flávio; PIMENTA, Aulus P.; MARINO, Luis Antônio A. ; OLIVEIRA, Renato da S. ; CARDOSO, Walmir T.. Fundamentos de Astronomia - Atual Papirus, 3ª Edição. São Paulo. GASPAR, A. Física 1 Editora Ática, 1ª Edição, 2000. SMART, W. M. A Origem da Terra Zahar Editora, 1961 2 2 http://www.rived.mec.gov.br/site_objeto_lis.php
Sites pesquisados: www.zenite.nu Site de Astronomia. Acesso em 16/01/2008. http://www.sbfisica.org.br/arquivos/pcn_fis.pdf - Parâmetros Curricular Nacional para disciplina de Física. Acesso em 28/01/2008 http://www.profjc.net/joomla/index.php?option=com_docman&task=doc_view&gid=557 Proposta Curricular do Estado de São Paulo para disciplina de Física. Acesso em 16/12/2008. http://hubblesite.org/explore_astronomy/tonights_sky/december/2008/play site do telescópio Hubble traz um Guia do mapa celeste de acordo com o mês em inglês. Acesso em 20/12/2008.