O PLANETÁRIO:

APRESENTAÇÃO:

A compreensão dos fenômenos celestes talvez seja o mais antigo de todos os desafios da humanidade. Quem se move: o Sol ou a Terra? Como acontecem as fases da Lua? Como se explicam as estações do ano? Por que alguns dias são mais curtos e algumas noites mais longas?

Essas questões ganharam as mais diversas respostas possíveis ao longo dos tempos.Hoje, modelos mecânicos conseguem ilustrar de forma plenamente satisfatória, como de fato

acontecem esses fenômenos. Modelos estes que facilitam e muito, em salas de aula, a explicação e a compreensão das causas desses fenômenos.

Agora, o acervo de modelos mecânicos celestes ganha mais um exemplar: O Planetário do Atelier de Brinquedos Científicos.

Inteiramenta em metal e acrílico, com raio de orbita da Terra igual a 32Cm, o que lhe confere um diâmetro total igual a 64 Cm. Seu sistema de iluminação é alimentado por duas pilhas de 1.5V; ressaltamos que a alimentação por pilhas resolve o problema de se ter ligações elétricas esticadas pela sala de aula , além de pernitir seu uso em qualquer lugar independentemente de se ter ponto de luz ou não. Outra característica deste planetário é possuir foco de luz direcionado, o que viabiliza a percepção de fenômenos como eclípses.

Este planetário traz uma significativa novidade em relação à grande maioria dos já existentes: o arranjo mecânico idealizado por nossos projetistas traz a Lua num plano de órbita não paralelo ao plano de órbita da Terra, o que corresponde de fato à realidade. Só assim é possível mostrr aos alunos por que não ocorrem eclípses todos os meses, mesmo a Lua dando uma volta em torno da Terra por mês. Além dessas novidades, acompanha este planetário um texto de 30 páginas, onde além da exploração do kit , aborda os seguintes tópicos: I - HISTÓRICO:

1- Babilônia - O berço da Astronomia

2- Os gregos e seus engenhosos universos

3- A Astronomia na idade média

4- A Renascença

5- Os olhos ganhando aliados

II - ALGUMAS NOTAÇÕES CIENTÍFICAS EM ASTRONOMIA:

1- Unidade Astronômica

2- Ano Luz e Parsec

III - UMA VISÃO GERAL DO SISTEMA SOLAR.

1- Quadro I

2- Quadro II

3- Quadro III

4- Quadro IV

5- Quadro V

IV - EXPLORANDO O PLANETÁRIO

V - O QUE SE PASSA ENTRE SOL - TERRA - LUA

1- O dia e a Noite

VI - AS ESTAÇÕES DO ANO

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VII - AS FASES DA LUA

VIII - OS ECLIPSES

1- O eclipse Solar

2- O eclipse Lunar

IX - AS MARÉS

1- Conceito de centro de massa

2- Reações Inerciais

X - ASSUNTOS AFINS

1- Gravitação

2- Buracos Negros

3- Efeito Estufa

4- Camada de Ozônio

5- Big Bang

6- Calendários

I - HISTÓRICO:

Ao olhar para os lados e visualizar um horizonte contínuo, sem esquinas, o homem logo imaginou que vivia sobre um disco. Um pouco mais de observação e criatividade levou o homem a perceber que este imenso disco encontrava-se envolvido por uma magnífica casca esférica azulada.

Mas havia muito a explicar ainda: o que era o Sol ? Uma bola de fogo que caminhava nesta casca esférica? NÃO! Recorrer a elementos de cunho religioso talvez ajudasse a ampliar esse cenário. Que tal imaginar que fora dessa esfera celeste que envolvia este lugar privilegiado por Deus, ardia o mais tenebroso fogo?

Ora, não seria o Sol um buraco na esfera celeste que permitia a passagem da luz e do calor daquelas chamas? Sim, bastaria supor que essa casca esférica tivesse um movimento de rotação, próprio e contínuo, que tudo estaria explicado. O movimento da esfera celeste provocaria o movimento do buraco, ou melhor, da janela para o inferno. Assim estava explicado o movimento do sol ao longo do dia.

Da mesma forma que existia um grande buraco num determinado ponto da casca celeste, poderia existir minúsculos orifícios na parte oposta ao buraco, o que explicaria a presença das estrelas no céu.

E a Lua? Ahh... a Lua era dos namorados.

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Imaginações engenhosas como essa estiveram sempre presentes ao longo dos tempos. O fato é que o fantasioso modelo acima explicava em parte o mecanismo celeste.

1 - BABILÔNIA - O BERÇO DA ASTRONOMIA:

Tudo indica que as primeiras observações feitas de forma sistematizada acerca dos fenômenos celestes aconteceram na Babilônia 3.000 anos a.C.

A necessidade, de caráter religioso, de acompanhar passo a passo as posições do Sol , da Lua e das estrelas, levou os sacerdotes da Babilônia a um exaustivo exercício de observação e registro dos movimentos nos céus. Com esses dados faziam horóscopos e previsões acerca das posições futuras dos astros1.

Foi no chamado “Período de Iluminação” (620-630 a.C.) que os Babilônicos matematizaram a astronomia. Elaboraram uma tabela com a posição do Sol, da Lua e de alguns planetas em determinados momentos. Calcularam o período entre duas luas novas consecutivas (mês sinódico) em 29.530614 dias (o valor real é de 29,530596) e o período do ano solar em 365 dias, 6 horas, 15 minutos e 41 segundos.

Apesar de toda essa maravilhoso precisão com relação aos complicados movimentos dos astros, os Babilônicos não esboçaram nenhum modelo para explicar como se davam aqueles movimentos ou como funcionava o Universo.

1 Cabe aqui ressaltar que, apesar de os babilônicos terem sistematizados as observações celestes, parte dessas observações já haviam sido organizadas pelos Egípcios no Oriente Médio. Destaca-se aqui também o fato de que na Babilônia a astronomia e a astrologia caminhavam juntas, enquanto que os Egípcios nunca atribuíram poderes divinos aos astros. Sua astronomia era de cunho sócio-econômico: - Como conhecer tudo acerca das enchentes do Nilo, rio que banha o Egito e determinava o comportamento da agricultura. Já por volta de 3.000 a.C. os Egípcios possuíam o calendário de 365 dias.

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2 - OS GREGOS E SEUS ENGENHOSOS UNIVERSOS:

Por volta de 500 a.C. o filósofo grego Anaximandro de Mileto disse que os planetas2 eram rodas de fogo que giravam em torno da Terra, deslizando sobre a Esfera Celeste .

Anaximenes, discípulo de Anaximandro, acreditava que a Terra era plana e que flutuava no ar. Tudo indica que foi o mesmo Anaximenes que fez pela primeira vez a distinção entre estrelas e planetas. Para ele, as estrelas não esquentavam como o Sol por se encontrarem muito distantes da Terra.

Só com o conhecido Pitágoras (582-497 a.C.) que a Terra ganhou esfericidade. Pitágoras acreditava que o Universo todo deveria ter a forma geométrica perfeita, isto é, a de uma esfera.

Pitágoras observou que o Sol, a Lua e os Planetas não possuíam o mesmo movimento uniforme das estrelas. Observou ainda que o plano de órbita da Lua em torno da Terra não coincidia com o plano Equatorial Terrestre e nem era paralelo a este.

Acreditava na existência de um fogo central que ocupava o centro de seu universo esférico. Em volta desse fogo central giravam do Oeste para Leste dez esferas concêntricas, que acomodavam os astros até então conhecidos. A décima esfera comportava as estrelas. Mais tarde (400 a.C.), um seguidor de Pitágoras substituiu o fogo central pela Terra.

Um modelo mais arrojado foi trazido por Platão (427-347 a.C.). Para ele a Terra imóvel encontrava-se envolvida por quatro camadas esféricas. A primeira de espessura igual a dois raios terrestres constituía-se de água. A segunda camada que constituía a atmosfera, era composta de ar e tinha a espessura de cinco raios Terrestre. A camada seguinte composta de fogo tinha 10 raios terrestres de espessura. Por último, a quarta camada acomodava as estrelas.

Os sete planetas então conhecidos podiam evoluir entre a camada atmosférica e a das estrelas.O primeiro modelo que colocou o Sol no centro do sistema foi trazido por Aristarco de Samos por

volta de 260a.C.Para justificar o fato de as estrelas parecerem imóveis, apesar de a Terra contornar o Sol,

Aristarco usava o argumento da grande distância das estrelas em relação à Terra. Aristarco também apontava para o movimento de rotação da Terra em torno de seu eixo. Porém o modelo heliocêntrico de Aristarco foi pouco considerado e ele acabou banido de Atenas por afirmar que o Sol era uma bola de fogo maior que Peloponese, uma pequena região da Grécia menor que Sergipe.

Após a apresentação deste modelo, é importante ressaltar a maneira peculiar dos gregos olharem para os fenômenos naturais. Imbuídos de uma irretocável autoridade, eles buscavam explicação na tentativa de salvar a natureza (Se a natureza e seus fenômenos não fosse comportada em seus modelos estava em desgraça - não existiria). E todos esses modelos falhavam aqui ou ali. Não explicavam, por exemplo, por que variava a velocidade e a luminosidade dos planetas, o que só era possível se mudasse a distância desses em relação à Terra. Como poderia variar essas distâncias se todos giravam em órbitas homocêntrica.

Coube ao matemático Apolônio (220 a.C.) a formulação de um intrigante modelo. Apolônio dizia que os planetas giravam em torno do Sol que, por sua vez, girava em torno da Terra.Dentre as figuras gregas é preciso ressaltar a de Hiparco de Nicéia (190-120 a. C.). Este, para explicar a variação das posições e velocidades dos planetas, lançou mão de um modelo onde a órbita circular descrita pelo Sol em torno da Terra era excêntrica em relação ao centro da Terra. É considerado um dos maiores astrônomos da antiguidade, tendo se destacado pelos seguintes feitos:Elaborou um catálogo com 1080 estrelas em ordem de grandeza (120 a.C.), que ainda encontra-se em uso.Descobriu o movimento de precessão da Terra.Determinou as distâncias Terra-Sol e Terra-Lua.Construiu uma tabela de futuros eclipses para os 600 anos seguintes (150 a.C.)

Como último dos gregos, apresentamos Cláudio Ptolomeu (105 - 85 a.C.), que escreveu nada menos que o conhecido Tratado Almageste, um magnífico tratado matemático acerca do universo. Não

2 Planeta é uma palavra de origem grega que quer dizer viajante. Esses astros ganharam tal denominação devido a seus movimentos próprios no céu. Se observarmos, por algumas horas, o movimento da esfera celeste perceberemos que os planetas caminham de forma independente).

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iremos discorrer sobre sua obra, mas podemos dizer que a grande variação que seu trabalho apresentou em relação aos anteriores, foi passar de um referencial físico para um referencial matemático, puramente geométrico, na construção de seu modelo.Cabe ressaltar que a obra de Ptolomeu permaneceu como grande referência a críticas e ensaios por mais de 15 séculos.

3 - A ASTRONOMIA NA IDADE MÉDIA:

No século XIII destacamos a figura do Rei Espanhol Afonso X, suas tabelas astronômicas e seu admirável bom humor: Conta-se que, após anos dedicados à construção de suas tabelas, teria pronunciado a seguinte frase: “Se Deus me tivesse consultado por ocasião da criação do Universo, lhe teria recomendado um esquema mais simples”.

Foi no século XIII que se iniciou o declínio do modelo Ptolomaico. Onde as alterações que lhe eram propostas eram ainda de cunho puramente estético.

No século XV destacou-se a figura de Nicolau de Cusa com seu livro: “Douta Ignorância”, publicada em 1440. Nesta obra Nicolau afirmava que a Terra girava em torno de seu eixo e em torno do Sol, que o universo era infinito, e que as estrelas eram outros sóis com planetas habitados. A idéia revolucionária desse modelo é que, segundo ele, um observador colocado em qualquer lugar, verá o universo girar em torno de si, esteja na Terra, no Sol, na Lua ou numa estrela. Isto atirava por terra, ou pelos ares, a idéia fixa de centro do universo. Ressalta-se que, com seu modelo, Nicolau abriu caminho para os modelos heliocênctricos.

4 - A RENASCENÇA

Um capítulo à parte da história da astronomia foi escrito pelo padre e astrônomo polonês Nicolau Copérnico (1473 - 1543), chamado de “novo Aristarco” por segui-lo com relação ao heliocentrismo.

A defesa do modelo heliocêntrico trazia alguns problemas para Copérnico, pois isso implicava numa Terra com movimentos, fato este, que não apresentava nenhuma evidência na época. O modelo de Copérnico baseava-se nos seguintes pontos:

O movimento dos astros era circular, pois esse era o movimento perfeito.O centro da Terra não era o centro do universo, mas sim apenas o centro da órbita lunar.A Terra gira em torno de seu eixo a cada 24 horas.A distância Terra-Sol é muito menor que a distância Sol- Estrelas fixas.

O modelo de Copérnico incluía também uma grande casca esférica imóvel, onde estavam distribuídas as estrelas fixas. Segundo ele, “A primeira e mais externa das esferas é a esfera das estrelas fixas. Ela contém todas as outras esferas e é auto-contida, está imóvel e é, certamente, a porção do Universo em relação à qual, o movimento e posição de todos os outros corpos celestes devem ser considerados. Todavia, se algumas pessoas são de opinião que esta esfera se move, nós somos de opinião contrária;...”.

Copérnico também disse : “No centro de tudo, o Sol repousa imóvel. Com efeito, quem colocaria este templo de máxima beleza, o doador de luz, em qualquer outro lugar que não aquele de onde ele pode iluminar todas as outras partes?...”.A maior dificuldade desse modelo consistia em como justificar o movimento da Terra. Se, ao jogarmos um corpo para o alto, ele retorna ao lugar de lançamento e não para o lado, estava mais do que evidente o não movimento da Terra.

Muito arraigado a alguns elementos da física Aristotélica, Copérnico tentava argumentar dizendo que o ar era arrastado pela Terra e, consequentemente, tudo o que nele estivesse mergulhado.

Mas, como a Lua era arrastada se naquelas alturas já não existia mais ar? Convém ressaltar que a física Aristotélica, a sua idéia de força e de movimento, permaneceram hegemônicas por quase 2000 anos.

Se a Terra girasse, dizia Aristóteles, provocaria um vento tão forte em torno dela que os pássaros só voariam num sentido, além do que, nada permaneceria na superfície da Terra.(A idéia de gravidade só surgiu no século XVII).Entre os grandes opositores de Copérnico estava o astrônomo dinamarquês Tycho Brahe (1546-1601). Este refutava o modelo copérnico por dois motivos:1) Contradizia a bíblia

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2) Não justificava o movimento da Terra, as estrelas pareciam sempre nas mesmas posições.Tycho ganhou do rei Frederico II da Dinamarca a condição de manter seu próprio observatório

( o Castelo dos Céus). Lá contava com todos os instrumentos da época o que não incluía os instrumentos ópticos. Contudo, não conseguiu observar nenhuma mudança no brilho das estrelas, o que ratificava sua resistência ao modelo Copernicano.

Tycho Brahe propôs um modelo geocêntrico, no qual, o Sol girava em torno da Terra e os outros planetas, em volta do Sol.Brahe catalogou as posições de cerca de 1000 estrelas com tanta precisão, que seus dados são usados até hoje.

Por volta de 1600 Tycho Brahe ganhou um assistente de nome Kepler. Este, usando do modelo heliocêntrico de Copérnico, buscou geometrizar os espaços entre as esferas planetárias. A partir das tabelas de Tycho, tentou formular leis matemáticas que explicassem os movimentos planetários.

Kepler, tendo em conta a existência de apenas seis planetas, buscou relação entre suas órbitas e os cinco sólidos geométricos regulares (cubo, tetraedro, dodecaedro, icosaedro, octaedro). O curioso dessa história é que, partindo dessas relações, Kepler chegou a resultados fantásticos de concordância com os valores que se conhecia na época. Alguns anos depois da morte de Kepler se descobriu o sétimo planeta, que caiu como um meteorito sobre esse imaginativo trabalho de Kepler.

Kepler sustentou a hipótese copernicana de que a Terra possuía dois movimentos , o de rotação em torno de seu eixo e o de translação em torno do Sol. Também iniciou adotando as órbitas como circulares. Tentou mais de setenta esquemas para comportar órbitas excêntricas que oferecessem resultados em concordância com os dados de Tycho Brahe, mas nada conseguiu.

Kepler passou a considerar a possibilidade da variação de velocidade dos planetas ao longo de sua órbita. Investigando profundamente essa hipótese, chegou a resultados importantíssimos: órbitas elípticas comportam muito bem variações de velocidade. Concluiu assim, que os planetas deviam mover-se em órbitas elípticas em torno do Sol, estando o Sol em um dos focos dessa elipse.

A partir daí, Kepler buscou a relação entre o raio da órbita ® de cada planeta e seu período de

translação (T) em volta do Sol. Nessa busca chegou ao seguinte resultado: a razão R3/T2 é a mesma para todos os planetas.

Os resultados do trabalho de Kepler que se transformaram em Leis são: Os planetas se deslocam em torno do sol em órbitas elípticas, tendo o sol como um dos focos. O raio vetor ligando um planeta ao Sol descreve áreas iguais em tempos iguais.

A relação entre o cubo do raio da órbita de cada planeta (R3) e o quadrado de seu período de

translação (T2) é o mesmo para todos os planetas.Influenciado pelo físico inglês William Gilbert (1544-1603), que havia mostrado ser a Terra um

grande imã, Kepler supôs que uma interação magnética ligava o Sol aos planetas.Depois de conseguir todos esses resultados maravilhosos, Kepler escreveu: “... o que dezesseis

anos atrás eu exigia, como uma coisa a ser procurada... o motivo pelo qual procurei Tycho Brahe...por fim eu trouxe à luz e reconheço sua verdade além de minhas esperanças mais apaixonadas...A sorte está lançada, o livro está escrito para ser lido agora ou pela posteridade. Não me preocupo, ele bem pode esperar por um leitor durante um século, como Deus esperou seis mil anos por um observador .

5 - OS OLHOS GANHANDO ALIADOS:

Até então as observações citadas acima eram realizadas sem auxílio de lentes. Porém, em 1604 o físico Italiano Galileu, construiu o primeiro telescópio da história da astronomia, obtendo com o mesmo, um poder de ampliação de até 30 vezes!

Com este telescópio Galileu desvendou grande parte do universo. Destruiu a idéia Aristotélica de esfericidade perfeita da Lua e chegou até mesmo a calcular a altura da montanha mais alta da Lua, medindo a sombra projetada por ela.

Ao apontar seu telescópio para Júpiter, descobriu que este também possuía satélites como a Lua. Esta observação apontava para o fato de um planeta poder se movimentar arrastando seus satélites.

Todas as novas descobertas de Galileu eram publicadas no Mensageiro. Por suas descobertas colocarem em cheque grande parte das afirmações Aristotélicas, recebia inúmeras críticas e até ridicularizado. Kepler era o único que o defendia.

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A supremacia de seu modelo, ou seja, o sistema Copernicano contrapondo-se ao modelo Ptolomaico-Aristotélico, incomodou a igreja que aconselhou Galileu a ter moderação. “Cuidado: A Terra em movimento contraria as escrituras”.

Por volta de 1620, um amigo íntimo de Galileu foi eleito Papa com o nome de Urbano VIII. Galileu, logo em seguida, publicou um livro dedicando-o em sua homenagem. Nesse livro havia severas críticas ao aristotelismo e algumas referências positivas ao modelo de Copérnico. Com isto, Galileu esperava que Urbano VIII revogasse o édito contra o copernicanismo. Nada feito!

Em 1632, publicou um livro com o título “Diálogos sobre os dois principais sistemas do mundo, o ptolomaico e o copernicano”. Complicou-se ainda mais, pois a igreja considerou (na verdade o era) o livro muito Copernicano e, em 1633, a Santa Inquisição o processou. Além de ser forçado a se retratar em público, Galileu foi condenado à prisão domiciliar. Só escapou da fogueira por ter amizade com Urbano VIII. Galileu veio a falecer em 1642, já sem visão.

Vale ressaltar que, em 1600, Giordano Bruno, por tirar a Terra do centro do universo e por manifestar-se irreverentemente a favor do copernicanismo, não teve a mesma sorte de Galileu. Foi condenado e queimado em praça pública.

Um detalhe importante a observar é que, até aqui, não se consegue compreender nem se pensar em gravidade. Este conceito só foi desenvolvido por Newton, por volta de 1664. Entretanto, por volta de1640, Descartes esboçou uma teoria de gravitação, que recorria à existência do Éter entre os planetas. Redemoinhos de partículas de éter é que arrastavam os planetas em torno do Sol que se encontrava no centro desses redemoinhos.

II ALGMAS NOTAÇÕES ESPECÍFICAS EM ASTRONOMIA: A relação entre o modelo e a realidade

No estudo da astronomia lidamos sempre com distâncias muito grandes, o que impõe a necessidade de trabalhar-se com uma notação toda específica para a área. A seguir daremos algumas dessas notações:

1 - UNIDADE ASTRONÔMICA: Quando os astrônomos se referem a distâncias dentro do nosso sistema solar usam o termo Unidade astronômica. Para o estabelecimento do valor dessa unidade se usou o seguinte referencial: Unidade Astronômica ( U.A.) é a distância média do Sol à Terra. ( Se usa o termo distância média porque sabe-se que essa distância varia).

Assim: 1 U.A. = 149.600.000 Km ou 1 U.A. = 1,496 x 108 Km.

Ex: A distância entre o Sol e Júpiter é da ordem de 5,2 U.A., ou seja,

5,2 x 1,496 x 108 Km = 7,78 x 108 Km

2 - ANOS LUZ E PARSEC: Quando os astrônomos querem se referir à distâncias do nosso planeta às estrelas, ou entre o sol e outras estrelas, que são bem superiores às distâncias dentro do nosso sistema solar, recorrem comumente a duas outras unidades.

a) ANO LUZ: Ano luz é o espaço que a luz percorre no intervalo de tempo de 1 ano. Então vejamos: sendo a velocidade da luz igual a 300.000 Km/s e o intervalo de tempo de 1 ano igual a 365 x 24 hs ou 365 x 24 x 60 minutos ou 365 x 24 x 60 x 60 segundos teremos:

c ( velocidade da luz ) = 300.000 Km/s1 ano = 31.536.000 seg.Se sabemos que a luz percorre 300.000 Km em 1 segundo, para saber quanto a luz percorre em 1 ano é só multiplicar um valor pelo outro.

Logo: 1 Ano luz = (31.536.000) x (300.000) = 9.460.800.000.000Km, ou seja,

1 Ano luz = 9, 46 x 1012

Km

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Relacionando Ano Luz com a U.A. teremos:- 1 U.A. = 1,496 x 108 Km ( I )

· 1 Ano Luz = 9, 46 x 1012

Km (II)

Logo, dividindo II/I teremos: 9.46 x 1012

Km = 6,32 x 104

1.496 x 108 Km

Assim sendo: 1 Ano Luz = 6,32 x 104 U.A. = 63.200 U.A

.Sendo a U.A. a distância média da Terra ao Sol, a luz pode vir do Sol até nós e voltar mais de

30.000 vezes em um ano!A estrela mais próxima da Terra depois do Sol é a Alfa de Centauros, que se encontra a 4,3 Anos luz da Terra.

Observe que Ano Luz não é unidade de tempo como pode-se imaginar pelo termo “Ano”, mas sim, unidade de comprimento, distância.

A outra unidade que os astrônomos também utilizam para se referir a distâncias dessa ordem de grandeza é o Parsec (PC). 1 PC = 3,26 Anos Luz.

Esta unidade surgiu da seguinte relação:Imagine um triângulo isósceles onde o menor ângulo mede apenas 1” e o lado oposto desse ângulo mede 1 U.A.A altura do triângulo em relação a esse lado mede 1 PC.

CURIOSIDADE: Sendo a velocidade da Luz igual a 300.000 Km/s e a distância média da Terra ao Sol igual a 150.000.000 Km, podemos calcular o tempo que a luz leva do sol à Terra.c = 300.000 Km/sDt-s = 150.000.000 Km

T = Dt-s = T = 500seg. = 8,3 minutos CIsto quer dizer que só receberemos a notícia da morte do Sol 8,3 minutos após esse fato ter ocorrido!

ALGUMAS DISTÂNCIAS DO NOSSO DIA A DIA

DISTÂNCIA VALOR MÉDIORio de Janeiro - São Paulo 400 KmBrasília – Japão 20.000 KmTerra – Lua 384.000 Kmerra – Sol 1 U.A. ou 150.000.000 KmComprimento da Linha do Equador 40 .000 KmDiâmetro da Terra 12.756 KmJúpiter – Sol 5 ,2 U.A. ou 778,000.000 KmPlutão - Sol 39,52 U.A.Terra - Nebulosa de Orion 1.500 Anos luzTerra - Nebulosa de Omega 5.000 Anos luzDiâmetro do Átomo de Hidrogênio

10-10

m ou 10-13

Km

III - UMA VISÃO GERAL DO SISTEMA SOLAR

Sabemos que o nosso sistema solar é constituído pelo Sol e nove planetas. Em ordem: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Netuno e Plutão.

O SOL: O sol encontra-se a 1 U.A. ( 149,548.000 km) da Terra.

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Possui uma massa de aproximadamente 2 x 1030

Kg , isto é, mais de 300.000 a massa da Terra. Essa massa toda é composta basicamente por Hidrogênio (74%) e Hélio (25%).

Possui uma densidade média de 1410 Kg/m3, muito inferior à densidade da Terra que é de

ordem de 5.500 Kg/ m3.

A temperatura média de sua superfície é de 6.000 oC. ( A temperatura do filamento de uma

lâmpada incandescente é da ordem de 3.500 oC). No seu núcleo a coisa já fica mais quente, chega a

15.000.000 oC. Apesar de parecer a maior de todas, o Sol pode ser considerado uma estrela tênue e pequena

se comparado a Deneb, uma das estrelas da constelação de Cisne. Se a Terra estivesse em órbita em torno de Deneb, à mesma distância que se encontra do Sol, não haveria uma só forma de vida conhecida sobre a terra.

Costuma-se pensar que o Sol é uma enorme bola de fogo. Mas não é. Não existe oxigênio na superfície solar que provoque essa suposta combustão. Todo o calor que é gerado no Sol, é resultado de um fenômeno igual ao proporcionado por uma bomba nuclear.

O Sol, como já dissemos, é composto basicamente por hidrogênio e hélio. Esses gases encontram-se a altíssima temperatura, isto é, suas moléculas permanecem em um nível de agitação fantástico. Em meio à isso tudo, quatro núcleos ( daí o termo nuclear) de hidrogênio, ou seja, quatro prótons chocam-se e fundem-se em um novo núcleo, o núcleo do hélio.

Só que aqui reside um pequeno “detalhe”: o núcleo resultante pesa 0,7% a menos que a soma dos pesos dos antigos prótons.

Para onde foi essa massa oculta? Isso mesmo, transformou-se em pura energia. A cada segundo, mais ou menos 4 milhões de toneladas de prótons ( ou seja, de Sol) são

transformados em energia. É lógico que isso implica em uma idade útil do Sol. Mas isso não deve ser motivo de

preocupação; mesmo levando em conta que o Sol já se consome há 5 bilhões de anos, certamente nos bastará por um tempo ainda maior que este.

Alguns dados sobre o Sol:Distância média da Terra = 1 U.A. = 149.598.000 Km

Tempo que a Luz leva do Sol até a Terra = 8,3 minutosRaio do Sol = 696.000 Km = 109 raios da Terra

Massa do Sol = 2,0 x 1030

Kg = 3,3 x 103 massa da Terra

Composição do Sol = 74% hidrogênio, 25% Hélio e 1% de outros elementos

Densidade média = 1410 Kg/m3 = 1/5 da densidade da Terra

Temperatura da superfície = 6000 C

Temperatura do núcleo = 15 x 106 C

Dados Gerais sobre os planetas:

Quadro I: PLANETA DISTÂNCIA MÉDIA DO SOL

U. A.(Unid. Astron.)

( 106 Km) PERÍODO ORBITAL

Mercúrio 0,39 58 3 mesesVênus 0,72 108 7 meses meio Terra 1,00 150 12 mesesMarte 1,52 228 21 mesesJúpiter 5,20 778 144 meses Saturno 9,53 1426 360 meses Urano 19,19 2870 1008 meses

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Netuno 30,06 4497 1980 mesesPlutão 39.53 5914 2980 meses

OBS: Usa-se o termo distância média porque a órbita dos planetas não é perfeitamente circular, é levemente elipsoidal, com isto existe uma distância máxima e uma distância mínima.

Quadro II:PLANETAS DIÂMETRO

EQUATORIALMASSA (KG) DENSIDADE G/CM3

Mercúrio 4.978 3,3 x 1023 5.4Vênus 12.104 4,9 x 1024 5.2Terra 12.756 6,0 x 1024 5.5Marte 6.794 6,4 x 1023 3.9Júpiter 142.800 1,9 x 1027 1.3Saturno 120.000 5,7 x 1026 0.7Urano 51.120 8,7 x 1025 1.3Netuno 49.528 1,0 x 1020 1.7Plutão 2.300 1,3 x 1022 2.0

O quadro anterior nos dá uma série de informações preciosas.Observe: o planeta que mais se assemelha com a Terra é Vênus, pois possui massa e

tamanho muito próximos.Júpiter é o maior de todos. Fazendo uma simples comparação, a relação entre o tamanho de

Júpiter e o tamanho da Terra é como comparar uma bola de gude a uma bola de futebol.Outro dado importante é a densidade. A densidade é uma das principais características físicas

das substâncias. Saber a densidade de um corpo implica em poder inferir sobre sua composição.Veja: a densidade da água é de 1g/cm3.

Já a densidade do ferro é de 7,8g/cm3.A densidade média de uma rocha é da ordem de 3,0g/cm3. A densidade do hidrogênio é de

0,07g/cm3.Observando o quadro pode-se ver o seguinte: A Terra é um planeta tipicamente rochoso, com uma densidade de 5.4g/cm3.O mesmo acontece com Mercúrio, Vênus e Marte. Porém a densidade de Júpiter e Saturno sugere que estes gigantes são compostos em grande

parte por hidrogênio e hélio.

Quadro III:Planeta Gravidade

superficial (m/s)

Velocidade de translação

(Km/h)

Velocidade de Rotação

(equatorial)

Velocidade de escape (Km/h)

Massa (Kg)

Mercúrio 3.6 172.440 3,47 15.480 0,33 x 1024

Vênus 8.6 126.000 6,5 37.440 4,87 x 1024

Terra 9.8 107.280 1,669 40.320 5,9 x 1024

Marte 3.7 86.760 8,89 15.000 0,64 x 1024

Júpiter 25.8 47.160 44,840 216.000 1900 x 1024

10

Saturno 11.3 34.560 37,680 128.160 569 x 1024

Urano 11.4 24.480 9,332 76.320 87 x 1024

Netuno 11.5 19.440 9,653 84.960 103 x 1024

Plutão 3.9 16.920 4,7 3.600 0,01 x 1024

Quadro IV:Planeta Período de

RotaçãoPeríodo de Translação

Temperatura média na superfície

Diâmetro Equatorial (Km)

Mercúrio 58,6 dias 88 dias -170 (noite) / 350C (dia)

4878

Vênus 243 dias 224 dias 480 C 12.104Terra 24 horas 365 dias 20 C 12.756Marte 24 horas 687 dias -140 C/20 C 6.794Júpiter 9hs 50 min 11,8 anos -110 C 142.800 Saturno 10hs 14 min. 29,4 anos -180 C 120.000Urano 17,2 horas 84 anos -216 C 51.120Netuno 16,11 horas 164,8 anos -216 C 49.528Plutão 6,4 dias 248 anos -223 C 2.300

Quadro V:DADOS DA LUA

Distância à Terra 384.400 Km (centro à centro)Velocidade Média em órbita 3689 Km/hPeríodo de translação em torno da Terra 29.5 diasPeríodo de rotação 27.3 diasDiâmetro da Lua 3.476 KmMassa da Lua 0,073 x 1024 KgGravidade na Superfície 1,60 m/s2

Temperatura na Superfície Dia = 130 C / noite = 180 CVelocidade de Escape 8568 Km/hDensidade Média 3,34g/cm3

Com os dados presentes nos três quadros anteriores, podemos ter uma idéia mais ampla e precisa de como as coisas se passam no universo desses planetas.

Em primeiro lugar vamos olhar para a gravidade. O valor da aceleração da gravidade de cada planeta nos mostra quanto as coisas estão mais ou menos presas em sua superfície.

Vejamos: a gravidade em Júpiter é 2,6 vezes a gravidade da Terra. Isso quer dizer que, uma pessoa que pesa 70Kgf aqui, pesaria 182 Kgf em Júpiter. Já na Lua essa mesma pessoa pesaria 11,55Kgf. Certamente é muito mais fácil jogar basquete na Lua do que em Júpiter.

Quanto maior a gravidade, maior precisa ser a velocidade de escape.Observe que cada planeta também é atraído pelo Sol. Isto é, existe uma força de gravidade

entre o Sol e cada planeta. E é essa força que faz com que todos os planetas mantenham-se em órbita. Se não existisse essa interação os planetas caminhariam em linha reta se afastando cada vez mais do Sol.

Por outro lado, essa força impõe uma condição para o movimento dos planetas em torno do Sol. Se observarmos o quadro III veremos que os planetas que se encontram mais próximo do Sol (mais atraídos) possuem maior velocidade de translação. Será que os planetas manteriam-se em suas órbitas, com velocidades de translação bem menores?

Apesar de Júpiter possuir o maior diâmetro equatorial é nele que o dia passa mais rápido. A cada 10 hs começa um novo dia. Mas isso se deve à sua magnífica velocidade de rotação. Enquanto isso, Mercúrio, que é um dos menores, tem um dia equivalente a 58 dias na Terra.

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Entretanto, é importante perceber que o tamanho do planeta não interfere na sua velocidade de rotação. Senão, vejamos: a Terra e Marte possuem um dia com 24 horas, e tem tamanhos bem distintos.

Muitas outras relações podem ser feitas a partir dos quadros acima, esperamos que você as faça.

IV - EXPLORANDO O PLANETÁRIO

Você encontra-se diante de um modelo mecânico que tenta reproduzir o sistema Sol-Terra-Lua. Este modelo, apesar de permitir a observação e compreensão dos fenômenos mais importantes do nosso dia a dia, possui algumas limitações.

A primeira limitação é com relação à proporção entre os elementos representados. Como você verá é impossível fazer um planetário pequeno, guardando as mesmas relações que existem, de fato, entre os Astros envolvidos.

Vejamos:O nosso globo terrestre tem um diâmetro de 8cm. De acordo com os quadros contendo os

dados acerca desses astros, temos: Diâmetro da Terra: 12.756 Km Diâmetro do Sol : 1392.000 Km Diâmetro da Lua: 3.476 Km Distância Terra-Sol : 150.000.000 Km Distância Terra-Lua: 384.400 Km

Se o diâmetro do globo do nosso planetário tem 8cm de diâmetro, a relação entre o diâmetro do modelo e o diâmetro da Terra é:D.T: 12 756 Km = 12,756 x 105 cmD.M: 8cm = 8cm

D.M =___8___= 0.6 x 10- 8 = 6 x 105-- 9

D.T 12 ,756 x 105

Assim, para se obter o valor das outras dimensões envolvidas no modelo, se quiséssemos preservar a relação de proporção devemos multiplicar o valor real por 6 x 10- 9. Vejamos:

Diâmetro do Sol = 1.392.000 Km = 1392 x 108cm, assim o diâmetro do Sol no modelo deveria ser: 1392 x 108 cm x 6 x 10- 9 = 835cm, ou seja, quase 8,5 metros.

A distância Terra-Sol no modelo deveria ser :

Dt-s = 150.000.000 Km = 150 x 1011 cm x 6 x 10- 9 = 90 000cm = 900m , isto é, quase um quilômetro.

A distância Terra-Lua deveria ser:

Dt-l = 384.400 Km = 384,4 x 108 cm x 6 x 10- 9 = 230 cm , isto é, 2,3 metros.

Por último o diâmetro da Lua deveria ser: 3476 Km = 3,476 x 108 cm x 6 x 10- 9 = 2,08 cm

Este último é o único valor que o modelo preservou em relação de proporcionalidade. Na verdade o único possível.

Os movimentos também não guardam nenhuma relação de proporcionalidade com a realidade. Sabemos que, enquanto a Terra dá uma volta em torno do Sol, a Lua completa perto de 12 voltas em torno da Terra. Isso não se passa no nosso modelo.

As velocidades de translação e rotação da Terra, também ficam muito distantes da realidade (consulte tabelas) porém, nenhuma dessas limitações comprometem a compreensão acerca dos fenômenos explorados.

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A inclinação do eixo da Terra é rigorosamente de 23,5o, já a inclinação da órbita da lua em

relação a órbita da Terra, não obedece aos 5o, que se verifica na realidade. Porém, isto foi uma opção, pois como não é possível guardar as medidas com relação à distância da Lua à Terra, uma pequena

inclinação de 5o provocaria eclipses solares e lunares todo mês, coisa que não acontece. Para “salvar” esse fenômeno e facilitar a compreensão do mesmo, alterou-se significativamente a inclinação da órbita da Lua nesse modelo.

V - O QUE SE PASSA ENTRE SOL-TERRA-LUA:

1-O dia e a Noite:

Sabemos que o dia e a noite são resultados da incidência ou não de raios solares sobre o nosso planeta, condições essas alternadas a cada 24 horas, em função do movimento de rotação da Terra em torno de seu próprio eixo. Porém, observe que esse fenômeno não é uma evidência do tão questionado movimento da Terra. Teríamos dia e noite com a Terra em repouso. Bastaria que o Sol se dispusesse a girar com uma velocidade fantástica em torno da Terra - É bom lembrar que é isso que vemos quando olhamos para o céu: o Sol é que nasce no Leste e se põe no Oeste.

Quando falamos que a velocidade de rotação da Terra é de 1660Km/h, este parece um número muito alto. Porém, se pararmos para refletir sobre o tamanho do diâmetro da Terra e o tempo exíguo entre duas noites, somos levados a imaginar a velocidade magnífica com a qual deve girar a Terra. Veja: um carro a 200Km/h levaria vários dias para ir do Brasil ao Japão, distância esta que A Terra percorre entre o dia e a noite.

Uma das razões de enorme resistência que os aristotélicos ofereciam com relação a aceitar essa velocidade da Terra, era o fato de jogarmos algo para o alto e essa coisa voltar para nossa mão. Diziam eles que, se a Terra, de fato, girasse, o objeto atirado para o alto, cairia mais atrás ou mais na frente, pois a Terra nos arrastaria um pouco junto com seu movimento.

Ora, esse argumento é muito frágil pois, se estivermos dentro de um trem a 100Km/h e atirarmos um objeto para cima ele retornará à nossa mão, isto é, não cairá atrás de nós, como esses pensadores preconizavam.

Isto deve-se a um fenômeno chamado inércia. O objeto por estar dentro do trem, junto com a gente, também adquire o movimento do trem. Um observador que estivesse fora do trem veria o objeto descrever a seguinte trajetória:

Os traços simbolizam a poltrona do trem. Veja que ela deveria, a todo instante, estar bem abaixo do objeto. Os dois tem a mesma velocidade horizontal. O objeto, além dessa velocidade, tem o movimento de subida e descida que nada interfere no outro.

O mesmo acontece com os objetos jogados para o alto. Eles caem no mesmo lugar porque estão animados do movimento de rotação da Terra. Portanto, ao contrário do que argumentavam os aristotélicos o fato dos objetos caírem no mesmo lugar não demonstra que a Terra está parada.

Se não fosse assim, em vez de aviões construiríamos apenas helicópteros que, se aproveitariam do movimento da Terra. Bastava que subissem um pouco e ficassem ali parados, esperando o aeroporto desejado passar!

Observe que é a velocidade de rotação da Terra que determina os fusos horários existentes no planeta. Convencionou-se a existência de uma linha imaginária que vai de um polo a outro chamado Meridiano de Greenwich - você pode ver essa linha olhando no globo Terrestre do planetário. Aí é o fuso

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Oo. Daí em diante convencionou-se a determinação de outros Meridianos a 30o um do outro. Cada Meridiano desses define um fuso, com diferença de 2 horas um do outro.

A partir daí é simples. Vamos imaginar a seguinte situação: o Meridiano de Greenwich voltado diretamente para o sol. Nessa situação são 12:00hs em Paris. Enquanto isso a Terra gira. De acordo

com sua velocidade, só dali a 2 horas o Meridiano de 30o vai estar com o Sol a pino. Aí, são 16:00hs em

Paris e 12:00hs em Açores. Veja que no Meridiano de 30o W (oeste) o reloginho simbólico desenhado

no globo está atrasado em relação ao relógio do Meridiano de 30o E (leste). Isso indica o sentido em que gira a Terra, ou seja, no sentido anti-horário.

VI - AS ESTAÇÕES DO ANO

É muito frequente encontrarmos pessoas que justifiquem as diferentes estações do ano pelo fato de a órbita da Terra em torno do Sol ser elíptica, o que leva a Terra a passar em alguns momentos mais próxima ao Sol e em outros, mais distante. Por isso temos épocas do ano mais quentes e outras mais frias. Apesar de razoável, essa justificativa carece totalmente de veracidade. Vejamos: Se assim fosse, quando tivéssemos verão no hemisfério sul também seria verão no hemisfério norte; o mesmo raciocínio também vale para o inverno. E não é isso o que acontece. Quando é verão no Brasil (hemisfério Sul) é inverno no Canadá (hemisfério Norte). A natureza esconde muito mais razões e caprichos do que se pode imaginar.

Vamos por partes: de fato, a órbita da Terra tem a forma elíptica. Porém, a diferença existente entre o eixo maior e o eixo menor não é suficiente para provocar esse tipo de mudança climática. É como comparar 1Km com 30 metros! Portanto, podemos deixar de lado a forma da órbita que não estaremos cometendo deslize algum.

Dois fatores são determinantes para a ocorrência das estações do ano: o primeiro é o movimento de translação da Terra em torno do Sol, e junto com isso, a inclinação do eixo imaginário de rotação da Terra.

Vamos nos deter em primeiro lugar na inclinação do eixo da Terra em relação ao seu plano de órbita. Com isso queremos dizer que vamos imaginar a Terra parada, apenas girando em torno do seu eixo.Se admitirmos que a parte escurecida da esfera corresponde ao hemisfério Norte e a clara, ao hemisfério Sul, podemos, olhando para a figura, constatar o seguinte: sempre uma parte do hemisfério Sul vai estar mais iluminada, mais voltada frontalmente para o Sol do que a parte correspondente ao hemisfério Norte.

Mesmo a Terra girando, o hemisfério Sul vai estar sempre mais iluminado que o Norte. A região próxima à linha do Equador é que sentirá menos essa diferença. Assim sendo,

se a Terra tivesse apenas o movimento de rotação, o hemisfério Sul seria constantemente quente e o Norte constantemente frio. Com isso teríamos apenas uma estação em cada hemisfério.

Então vamos em busca da “verdade”. Vamos colocar esta bola giratória para caminhar em torno do sol.

Vamos supor a Terra girando num ponto da sua órbita em torno do Sol, exatamente oposto a este que investigamos.

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Veja: agora a situação se inverte. Nesse caso, o hemisfério Norte é que está mais iluminado, portanto, mais aquecido.

Observe que isso só acontece porque a inclinação do eixo da Terra se mantém, não muda. Veja que nos dois desenhos anteriores o eixo da Terra está voltado sempre para o mesmo canto da página.

Imaginemos agora a Terra girando em uma situação intermediária entre as duas anteriores.

Nessa situação, nem o hemisfério Norte nem o hemisfério Sul estão voltados diretamente para o Sol. Sobre os dois incide luz do Sol praticamente do mesmo jeito. Vamos ver como isso acontece no Planetário.

No seu Planetário existe um disco onde, entre outras coisas, estão registradas as estações do ano: Verão, Outono, Inverno, Primavera.

Este disco permite ajustes.

Ajuste-o de forma que o eixo da Terra esteja na mesma direção do ponto central da estação Verão, com a condição de verão no hemisfério Sul. Veja desenho:

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Nessa situação, quando a luz que simula o Sol estiver acesa, o hemisfério Sul da Terra vai estar mais iluminado que o Norte.

Vá girando e observe o que acontece quando o braço metálico onde o eixo da Terra está preso, estiver na posição de outono, inverno e primavera.

Em cada uma destas posições, a Terra vai estar diferentemente inclinada em relação ao Sol, ou seja, vai estar sendo diferentemente iluminada.

Observe que as regiões mais próximas aos pólos é que sofrem maior variação de iluminação. E é por essa razão que as regiões equatoriais não vivem as quatro estações do ano: elas estão sujeitas à pequenas variações de incidência dos raios solares.

Olhando no planetário dá para perceber como acontece de o Sol ser visto à meia noite nos pólos. É possível compreendermos porque, nos pólos, há 6 meses de noite e 6 meses de dia. Veja figura abaixo:

Quando está na situação mostrada acima, a Terra, mesmo girando, terá o polo sul sempre iluminado pelo Sol. Observe que o Sol nunca estará a pino para eles. Enquanto isso, pouca ou nenhuma luz chega ao polo Norte.

Nessa outra situação, o polo Norte é que permanece iluminado, enquanto que o Sul experimenta a noite eterna.

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VII - AS FASES DA LUA

O contrário do que se pensa, as fases da Lua não têm nada a ver com a projeção da sombra da Terra na Lua. Tem a ver, sim, com a posição da Lua em relação ao Sol e a Terra. Veja: a todo instante a Lua vai estar com metade iluminada e metade nas trevas. Isso porque tem sempre uma metade voltada para o Sol.

Devemos também atentar para o seguinte fato: A Lua leva 29 dias para dar uma volta em torno da Terra, isto é, leva sete dias para ir da posição 1 à 2, sete da 2 à 3 e assim por diante. A cada giro da Terra a Lua anda um pouquinho. É isso que faz ela aparecer no céu cada dia mais tarde.

Imaginemos a seguinte situação:

Para um observador, no ponto 3, são 12:00hs. E, logicamente, ele não vê a Lua. Para um outro observador no ponto 2, já são umas 4:30hs. Este também não vê a Lua. Porém, para um observador no ponto 1, são por volta de 18:00hs. O sol se encontra no seu horizonte e ao mesmo tempo, ele já vê a Lua. Veja que a metade iluminada da Lua já está frontalmente voltada para a Terra, e, portanto para esse observador. Assim ele verá Lua cheia. Enquanto isso a Terra continua girando. Quando esse observador, que se encontra na posição 1, estiver na posição 4, serão para ele, 24:00hs e, a lua cheia encontrar-se-á sobre sua cabeça.

É importante observar que quando é lua cheia num lugar o mesmo acontece em qualquer outro lugar do mundo. O que muda é que uns a vêem algumas horas antes que outros. Enquanto isso, o mundo continua girando. Passam-se 7 dias, a Lua já encontra-se na posição 2. ( fig.)

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Nessa nova situação teremos o seguinte: um observador no ponto 4, á meia noite, deve ver menos da metade da parte iluminada da Lua, pois essa parte iluminada não encontra-se voltada para a Terra. Veja: ao longo desses 7 dias que se passaram, o observador foi vendo a cada dia um pedaço menor da parte iluminada da Lua. Temos aí a fase quarto-minguante.

Quando a Lua chega na posição 3 (fig. ) teremos a seguinte situação:Agora, a metade iluminada da Lua está voltada para o sentido oposto em que se encontra a

Terra. A metade que está voltada para a Terra encontra-se em trevas. Com isso, não é possível ver a Lua, apesar de ela se encontrar no céu. Atente para o fato de que, nessa fase, a Lua se encontra no céu

durante o dia. À noite não vemos Lua no céu. Isto é o que chamamos de Lua Nova.Mais sete dias e a Lua estará na posição 4.

Observe que, ao longo desses últimos sete dias, a Lua começou a ser vista no céu, também durante o dia, até o finalzinho da tarde. Porém, da mesma forma, um observador na Terra só verá uma parte da metade iluminada da Lua. Isto é o que se chama de quarto-crescente.

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Há uma pequena diferença no que diz respeito à lua quarto-crescente e quarto-minguante que vemos aqui no hemisfério Sul e o que é visto no hemisfério Norte. É como se olhássemos primeiro de pé para a Lua e depois “plantando bananeira”.

Uma é vista como a da figura 1, a outra ,como a da figura 2.É comum ouvir-se dizer que a Lua não possui movimento de rotação, pelo fato de que vemos

sempre a mesma metade da Lua sempre. Ora, esse é o principal argumento para mostrar que ela também tem movimento de rotação.

Veja: imagine que você se encontra no centro da sala de aula, de pé, olhando para o fundo da sala. De repente você começa a rotacionar. Agora você já está de frente para a janela, de frente para o quadro negro, para a parede oposta às janelas e, por fim, olhando para o fundo da sala novamente. Isto é rotacionar.

Você pode agora repetir esse movimento de rotação em volta do seu eixo, também andando em volta de uma pessoa. Você pode girar tão rapidamente, de forma que quando você completar uma volta em torno da pessoa, você deu quatro giros em torno de seu eixo. Você pode girar mais lentamente, de forma a dar dois giros enquanto completa a mesma volta em torno da pessoa e assim por diante.

Agora, faça o seguinte movimento, ande em volta da pessoa. Vamos supor que você começou seu movimento de translação em torno da pessoa, de frente para o quadro negro. Começou a andar e logo já está olhando para um dos cantos da sala, depois para as janelas, depois para o fundo da sala e, novamente para o quadro negro.

Observe que enquanto você deu uma volta em torno da pessoa, você também completou uma volta em torno de si! Pois é, o mesmo acontece com a Lua. Você observou também que enquanto você caminhou em torno da pessoa um mesmo braço seu ficou voltado o tempo todo para ela, apesar de você estar rotacionando? O mesmo acontece com a Lua. Por isso é que só vemos um mesmo hemisfério lunar.

VIII - OS ECLÍPSES:

O desaparecimento súbito da Lua ou o progressivo escurecimento do Sol eram interpretados pelos povos antigos como resultado da ira divina. Imaginar que algo invisível - Lua Nova - poderia estar encobrindo o que há de mais vistoso no céu, só com muita imaginação. Por outro lado, pensar que a própria Terra impediria seus habitantes de apreciarem o maravilhoso espetáculo da Lua Cheia, também era um pouco demais para aquela época.

Porém, já na Grécia antiga se conhecia a verdadeira explicação para os eclipses. E, por não considerar devidamente essas explicações, é que o homem veio, muito tarde, a se convencer da forma esférica da Terra.

1 - O ECLÍPSE SOLAR:Para se compreender bem o que é um eclipse, é preciso que se saiba o que significa eclipsar.

Aqui vai uma comparação que você jamais esquecerá: é comum se ouvir falar nos jogos de basquete no termo "corta-luz" . O jogador que faz o "corta-luz" impede a ação do adversário sobre o seu parceiro. Para se referir à mesma estratégia poderia se usar o termo "eclipsou".

Assim, um eclipse solar acontece na Terra quando algo - esse algo é sempre a Lua - impede a ação do Sol sobre a Terra. Para que isso ocorra a Lua precisa estar alinhada com o Sol e a Terra e entre os dois.

Pelo fato de a Lua ser bem menor que a Terra e estar muito distante dela, e também pelo fato de o Sol ser uma fonte extensa de luz, apenas uma região da Terra será privada da luz so Sol.

Veja o esquema abaixo que mostra os raios do Sol interceptados pela Lua.

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Veja: um eclipse solar só é observado na região em que é dia na Terra. Isso ocorre quando a Lua, em seu movimento em torno da Terra, passa entre esta e o Sol. Com isso, uma região em forma de cone no espaço fica privada de luz. No vértice ou próximo ao vértice imaginário desse cone de sombra fica a região que tem o privilégio de apreciar um eclipse total do sol. Aí, o dia vira noite!

Cabe aqui uma pergunta: por que não ocorre eclipse solar todo mês, já que a Lua dá a volta em torno da Terra a cada mês?

Isso você pode verificar observando atentamente o movimento da Lua em torno da Terra no seu planetário.

O plano de órbita da Lua em torno da Terra não é paralelo ao plano de órbita da Terra em torno do Sol. É em função disto que não ocorrem eclipses solares todos os meses3.

2 - ECLÍPSE LUNAR:Diferentemente do eclipse solar, quando ocorre um eclipse lunar, não há nada interpondo-se

entre a Lua (corpo iluminado) e a Terra (observador). O que há é a interposição da Terra entre o Sol e a Lua.

Ou seja, a própria Terra projeta sua sombra sobre a Lua, privando-nos de uma bela lua cheia.

Observe que o decorrer de um eclipse é o único momento em que a Lua não tem nem um hemisfério iluminado. Encontra-se totalmente em meio às trevas! E o curioso é que esse capricho geométrico que traduz-se em uma intersecção de cones de luz e sombras, só ocorre em período de Lua cheia.

No seu planetário a posição correspondente a um eclipse lunar é a seguinte:

3 Na realidade, a inclinação é de apenas 5 (cinco graus). Entretanto, no nosso modelo nós exageramos essa inclinação , pois se assim não fosse, em função da curta distância entre a Lua e a Terra no modelo, essa inclinação seria imperceptível.

Como a distância entre a Lua e a Terra é de 384.000Km, um ângulo de 5 (cinco graus) e esse raio, define um arco de 32.000Km. Para obtermos um resultado parecido com esse, aumentamos bastante a inclinação da órbita da Lua.

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Um detalhe curioso é que a sombra projetada da Terra sobre a Lua durante um eclipse lunar, é uma das mais fortes evidências da forma esférica da Terra (se é que alguém precisa se convencer desse fato pois acha que as fotos da Terra são montagens).

IX - AS MARÉS

Um dos fenômenos mais curiosos envolvendo a Terra o Sol e a Lua é o efeito das marés. Infelizmente não é possível reproduzí-lo em nosso planetário. Todavia, iremos aqui falar um pouco desse efeito.

Para entender o efeito das marés precisaremos retomar alguns conceitos físicos da mecânica.

1 - CONCEITO DE CENTRO DE MASSA:

Todo corpo tem seu centro de massa. O centro de massa de um corpo é o ponto, em torno do qual a massa do corpo encontra-se distribuída de forma igual.

Por exemplo: O centro de massa de um disco é o próprio centro do disco, pois o disco é um objeto de forma regular e simétrica em relação ao seu centro. O mesmo acontece com um cubo, uma esfera e alguns outros objetos regulares. Porém, veja as figuras abaixo:

A massa do triângulo e da raquete não estão distribuídos de forma simétrica em relação ao centro geométrico das figuras. Veja, tem muito mais massa próximo à base do triângulo do que próximo ao vértice. O mesmo acontece com a raquete, há muito mais massa na parte circular da raquete do que no cabo.

Se recortássemos dois pedaços de papelão nas formas acima e quiséssemos apoiá-los na ponta do dedo, observaríamos o seguinte:

O ponto pela qual deveríamos apoiar o triângulo estaria bem próximo à base. Dessa forma a massa total do triângulo estaria dividida em torno desse ponto. Resultado parecido obteríamos com relação à raquete. O ponto que serviria de apoio na raquete ficaria próximo ao centro da região circular, um pouco deslocado no sentido do cabo.

Os pontos mencionados acima são respectivamente, o centro de massa do triângulo e o centro de massa da raquete.

Agora vamos voltar ao sistema Terra-Lua.Poderíamos imaginar o sistema Terra-Lua como sendo algo assim:

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Comumente dizemos que a Lua orbita em volta da Terra. Porém, isso não é rigorosamente a verdade. De fato, os dois giram em torno do centro de massa do sistema Terra-Lua, o qual está bem próximo ao centro da Terra.

2- REAÇÕES INERCIAIS:Quando estamos no interior de um carro que executa uma curva a alta velocidade, temos a

impressão de que algo tenta nos atirar para fora do carro e, portanto, para fora da curva. É importante que se perceba que esta reação se deve à inércia do corpo, isto é, todo corpo tende a caminhar em linha reta e com velocidade constante. E, de fato o que acontece, é que o nosso corpo tende a continuar na direção que vinha o carro. Por estarmos dentro do referencial que muda de direção, temos a impressão de que estamos sendo atirado para fora.

Um dado fundamental para observarmos é que quanto maior a velocidade com que a curva é feita, maior, isto é, mais evidente se faz essa reação.

Imagine agora a seguinte experiência:Se colocarmos duas bolinhas de papel sobre um LP que gira em um toca-discos, uma próxima

ao centro do disco e outra numa faixa mais próxima à borda, observaremos o seguinte: A bolinha mais distante do centro de rotação, isto é, a que descreve uma trajetória com raio maior, é logo atirada para fora. A outra, não necessariamente será atirada. Talvez essa segunda bolinha seja atirada para fora se aumentarmos a rotação do disco.

Porém atente para a razão desse resultado. A bolinha externa descreve uma circunferência muito maior que a bolinha interna, no mesmo tempo. Ou seja, ela possui uma velocidade linear muito maior. Daí a razão de reagir mais incisivamente a fazer a curva proposta pelo movimento do disco.

Assim podemos concluir que quando temos um sistema girando, as partes do sistema que encontram-se mais distantes do centro de rotação do sistema, serão "atiradas" de forma mais significativas para '"fora". Essa reação inercial costuma-se chamar de "força centrífuga", termo que preferimos não adotar.

Essas coisas parecem meros detalhes, porém, são importantes para compreendermos o fenômeno das marés. Vejamos: com o giro, a parte da Terra que não encontra-se voltada para a Lua sofre mais o efeito de reação inercial por se encontrar mais distante do centro de massa do sistema, ponto em torno do qual gira o sistema. Dessa forma, se imaginássemos a Terra encoberta por uma camada de água, o que observaríamos em função dessa reação seria o seguinte:

Isto é, uma maré alta oposta à Lua.

Nesse caso, a ação gravitacional do Sol também se somaria ao efeito de reação inercial sobre a parte da Terra voltada para o Sol, assim, de um lado teríamos maré alta em função da soma dos efeitos acima e do outro lado da Terra maré alta pela proximidade da Lua.

Com isso fica mais fácil compreender porque temos duas marés altas por dia e porque as marés altas acontecem sempre em Lua cheia.

X - ASSUNTOS AFINS

Para melhor compreendermos como as coisas se passam no céu, é indispensável que conheçamos como as "verdades" acontecem na Terra. É preciso que entendamos parte da reconstrução da realidade feita pelos mortais como Newton e Galileu.

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1 - GRAVITAÇÃO:É comum se ouvir falar que a força de gravidade com que a Terra atrai os corpos se deve a

ação do núcleo da Terra, como se existisse um grande "imã" no centro da Terra. Um "imã" especial que atrai outros materiais além dos ferrosos.

Entretanto, isso não corresponde à verdade. Se assim o fosse, todos os planetas, a Lua, o Sol também teriam esse "núcleo poderoso" , pois uma força de natureza gravitacional se verifica entre um tijolo, por exemplo, e todos esses astros. E já vimos que, pela densidade de alguns planetas, que eles não tem núcleo rochoso.

Conta-se que Newton despertou para a existência da força de gravidade quando observou uma maçã despencando de uma árvore. Ora, se só aí Newton percebera a existência da gravidade, ele era, no mínimo, distraído. A grande sacação de Newton nesse momento foi pensar: "... E a Lua, porque não cai?" Saber da existência da força da gravidade Newton já sabia há muito. Newton teve foi dificuldade de checar suas desconfianças, acerca de suas causas.

O fato é que a força de gravidade se deve exclusivamente a um fator muito simples: Os corpos têm massa! Massa interage com massa e essa interação, ao contrário do que acontece com as interações elétricas e magnéticas, é apenas de atração. Massa atrai massa!!! E, o grande trabalho de Newton foi descobrir como que uma massa atrai outra, isto é, o que influi nessa atração.

Usando uma balança de torção, isto é, um aparato experimental especial, Newton verificou o seguinte:

Consideramos duas massas M1 e M2, separados por uma distância (centro a centro) de d.Se massa atrai massa, então existe uma força gravitacional entre M1 e M2; Fg

1- Quanto maior for M1, maior será Fg.2- Quanto maior for M2, maior será Fg.

Numa linguagem matemática isto significa dizer que:Fg ~ M1 ( Fg é diretamente proporcional a M1)Fg ~ M2 ( Fg é diretamente proporcional a M2)

O que Newton imaginava além disso, é que a força Fg deveria diminuir com a distância entre as massas, isto é, quanto maior d, menor Fg. Aqui manifestou-se a primeira surpresa. No decorrer de suas medidas, Newton verificou que a distância influía de forma mais incisiva na interação entre as massas, ou seja:

3- Quanto maior d, menor Fg, só que na seguinte proporção:

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Se dobrar a distância entre M1 e M2, a força se reduz a um quarto do que era antes. Se reduzir à metade a distância entre M1 e M2, a força passa a ser quatro vezes maior do que antes:

F ~ 1 ( Fg é inversamente proporcional ao quadrado de distância

d22 entre M1 e M2).

Juntando as três relações verificadas por Newton, temos:

Fg~ M1 Fg~ M2 Fg~ 1

d1

O que a matemática permite reduzir em: Fg~ M1 x M2 x 1

d2

Devemos ler essa relação da seguinte forma:

- Quanto maior M1 e/ou M2 , maior Fg.

- Quanto maior d, muito menor Fg- O inverso também é verdadeiro, ou seja, quanto menor M1 e/ou M2, menorFg. Quanto menor

d, muito maior Fg.

Agora, resta uma pergunta: Por que não vemos os corpos se atraindo por aí? Aqui reside um pequeno detalhe:

A constante de proporcionalidade entre :

Fg e M1 x M2 é igual a 6,7 x 10-11 N-M2 , ou seja:

d2 g2

Fg = ( 6,7 x 10- 11) M1 x M2

d2

Para não ficarmos arrastando esse número com a expressão toda, representamos a constante por G, assim precisaremos lembrar que :

G= 6,7 x 10- 11 N.M2

Kg2

logo podemos escrever: F = G . M1 M2

d2

Atente para o seguinte fato: G é muito pequeno. Se fossemos medir a força gravitacional entre dois elefantes, distantes 1m um do outro, de 1 tonelada cada, teríamos o seguinte:

F = G . 1000Kg x 1000Kg = ( 6,7 x 10- 11) x 106 = 6,7 x 10- 5 ou 12

F = 0,000067 Kg, isso é próximo à centésima parte de um grama força.Talvez a força do pensamento arraste mais coisa do que o valor acima!!!Ainda tem outro detalhe: Não se pode esquecer que os nossos dois elefantes estão submersos

em um mar atmosférico, portanto estão sujeitos também a um empuxo. Lembre-se: Ficamos mais leve dentro d'água, porém, também nos deslocamos com maior dificuldade dentro de uma piscina .

Com isso, esperamos estar esclarecendo por que a força da gravidade entre dois corpos quaisquer, não arrasta um de encontro ao outro.

Porém, quando usamos a expressão da força gravitacional para calcular a força entre a Terra e um dos elefantes teremos:

M (Terra) = 6 x 1024 Kg

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M (elefante) = 2 x 103 Kg

Usamos a distância de centro a centro (do elefante e da Terra), teremos como d o raio da Terra. Logo:

d = 6 x 103 Km = 6 x 1056m Não se esqueça que G = 6 x 10- 11 N.M2

Kg2

Assim, a força de atração entre a Terra e o elefante é de:

F = 6. M1 . M2 = 6 x 10- 11 x 6 x 1024 x 2 x 103 = 72 x 10- 16 =

d2 ( 6 x 10- 6 )2 36 x 1012

2 x 104 N = 20.000 N, que é a mesma coisa que 2000KgF.

Observe que este valor é o próprio peso do elefante. Se quiséssemos calcular a força de atração entre o elefante e a Lua, bastaria trocarmos a massa da Terra pela massa da Lua, e o raio da Terra pelo raio da Lua. Assim teríamos:

Massa da Lua: 7 x 1022 KgRaio da Lua = 1,7 x 103 Km = 1,7 x 106 m.

F6 = 6 x 10- 11 x 7 x 1022 x 2000( 1,7 x 106)2

F6 = 84 x 1014 = 29 x 102 = 2.900 N = 290 KgF 2.89 x 1012

Ou seja, esse seria o peso do elefante na Lua. O elefante pesaria na Lua menos que 1/6 do seu peso na Terra!

Quando temos o elefante e a Terra, devemos considerar o seguinte:

Existe uma interação entre a massa do elefante e da Terra. Isto porque a massa atrai massa. É importante que se perceba que as forças que atuam na Terra e no elefante são iguais, pois resultam da interação Terra-Elefante.

Essa força é suficiente para arrastar um elefante, mas não é suficiente para mover a Terra!Voltemos à questão da maçã e da Lua. A maçã encontrava-se ali, parada, em relação à

superfície da Terra. Agora imaginemos que a maçã seja levada para o alto de um trampolim e seja chutada:

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Ela descreverá o trajeto pontilhado. Se for chutada com mais força levará mais tempo para chegar ao chão, portanto, o trajeto será outro.

Agora imagine que o Superman tenha se disposto a usar toda a sua força e dado um chute na maçã.

Isto é, no limite da força do Superman, um marciano teria diante de si a seguinte imagem:

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Ou seja, a maçã entraria em órbita em volta da Terra. Por isso é que podemos dizer que a Lua está "caindo", porém, nunca se aproximará da Terra. A Lua por inércia, da mesma forma que a maçã, tenderia a caminhar em linha reta, porém, está a todo instante sendo puxada pela Terra. Está caindo em relação à sua “órbita tendência".

2 - BURACO NEGRO:Talvez seja essa uma das imagens mais difíceis de se construir na mente: Um buraco negro no

espaço? E o fundo desse buraco, onde fica? Certamente foi uma denominação muito infeliz que se deu a esses elementos, porém, no que se

refere ao aspecto de Marketing, foi perfeito, todo mundo fala nesse "tal buraco" . Vamos tentar compreender o que seria, de fato, um buraco negro.

Existem algumas estrelas que são chamadas de estrelas de neutrons, por os possuírem numa densidade elevadíssima. Uma dessas estrelas poderia ter a mesma massa do Sol porém, um diâmetro 100.000 vezes menor, ou seja, 14Km apenas de diâmetro. Isso lhe acarretaria uma densidade de

1.400.000.000.000.000 g/cm3. Dá para imaginar?!!!!Só para se ter idéia das consequências dessa densidade toda, imaginemos o seguinte: uma

criança que pesasse 35kgF na Terra, no Sol pesaria 980kgF. Numa estrela com a densidade acima, essa mesma criança pesaria 9.800 trilhões de kgF. Dá para imaginar?!!!

Já que a regra do jogo é imaginar, imaginemos agora uma estrela mais comprida ainda, mesma massa do Sol, porém, diâmetro de apenas 6Km. Nessa estrela, aquela criança pesaria perto de 50 trilhões de KgF. Porém, o detalhe mais importante se refere à velocidade de escape de um corpo nessa estrela. - Você lembra, quanto maior a gravidade do planeta, maior a velocidade que um corpo precisa ter para escapar à sua gravidade. Pois é, para escapar dessa estrela um corpo precisa ser ejetado com uma velocidade igual a nada menos nada mais do que a velocidade da luz!

Pronto! Chegamos lá. Por último imagine uma outra estrela com a massa do Sol e raio de apenas 5,9Km. Agora a velocidade de escape de um corpo nessa estrela teria que ser maior do que a velocidade da luz! Como no mundo da física - que é o mundo que conhecemos - não se acredita em algo que possa mover-se à velocidade da luz; nada escaparia dessa estrela. Nem mesmo a luz, pois segundo a teoria da relatividade geral de EINSTEIN, a luz na presença da gravidade perde parte de sua energia.

Como nem mesmo a luz pode escapar a essa estrela, ela ganhou o nome de "buraco negro". Portanto buracos negros são estrelas super contraídas, ou seja, com um campo gravitacional incomensurável.

3 - O EFEITO ESTUFA:Certamente você já viu uma estufa de plantas. É praticamente uma casa de vidro. - E como

funciona a estufa? Pois é, para entendermos de fato como é seu funcionamento, recorreremos primeiro a alguns conhecimentos de óptica.

Quando deparamos com um problema envolvendo a luz, dependendo do fenômeno em estudo podemos pensar a luz como partículas, chamadas fótons e a partir daí abordar o problema sob o prisma

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da óptica geométrica. Porém, alguns outros problemas envolvendo a luz - como o das cores de uma bolha de sabão, por exemplo - não tem solução se olharmos a luz a partir desse modelo; nesse caso temos então que recorrer ao outro modelo, o qual entende a luz como uma onda eletro-magnética, similar a uma onda de rádio.

E, tanto o efeito estufa quanto o problema da camada de ozônio, são problemas do segundo tipo, portanto, precisamos entender alguns fundamentos dessa teoria.

Segundo a teoria ondulatória, a luz branca (luz emitida pelo Sol, por exemplo) é um conjunto de ondas eletromagnéticas de diferentes cores. Basicamente temos as cores primárias azul, verde e vermelho. A soma dessas cores-luz resulta o branco. Mas qual a característica física que diferencia uma onda verde da vermelha?

As características físicas de uma onda são o comprimento da onda e a sua frequência.O comprimento da onda é medido pela distância de dois pontos de uma onda com mesmas

características, no caso da figura acima, A e B. O ponto C parece ter mesma característica que A e B, mas não é verdade, é como se ele estivesse descendo pela corda, enquanto os pontos A e B estão subindo. Dessa forma o comprimento da onda 1 é maior que o da 2.

A frequência é o número de vezes que a onda se repete por segundo. Se imaginarmos que a representação acima é de uma "fotografia" tirada de duas ondas, e que, portanto, os movimentos representados ocorrem ao mesmo tempo, a onda 2 se repetiu duas vezes enquanto a onda 1 se completou. Assim a onda 2 tem maior frequência que a onda 1.

Daqui prá frente falaremos apenas em relação à frequência.Agora podemos dizer o que acontece com as cores presentes no arco-íris. Lá temos na ordem:

vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta. Estão em ordem, crescente de frequência. A luz verde tem uma frequência superior à vermelha e inferior à azul. E é, justamente as frequências dessas ondas que são responsáveis por esse belo espalhamento das cores.

Ao passar pelas gotículas de água presente na atmosfera, a luz branca (composta de todas essas cores) interage com o meio água, sendo decisivo nessa interação o formato da gota.

A água interage de forma diferente com cada onda, dependendo da frequência. A onda que vibra mais, que tem maior frequência, é mais espalhada; a que tem menos frequência sofre menor espalhamento. Por isso que todos os arco-íris que vemos em azul e vermelho como cores limites (arco interno e externo).

É por essa razão que o céu é azul. As moléculas dos gases mais leves que encontram-se a 25.000m de altura como o ozônio e o oxigênio, interagem mais com a luz azul (maior frequência) do que com a luz vermelha (menor frequência), que passa quase que livremente. As moléculas desses gases, por terem uma frequência natural de vibração próxima da frequência da luz azul, absorvem essa luz, ressoam e reemitem essa luz em todas direções, daí o espalhamento azulado no céu.

Pelo fato de a luz vermelha e verde passarem em maior quantidade é que vemos o Sol numa tonalidade amarelada (luz verde + luz vermelha = luz amarela).

Mas voltemos ao nosso problema. Além dessas cores, o Sol também emite luz invisível aos nossos olhos. Existe uma faixa de radiação com frequência inferior ao vermelho - radiação infra-vermelha - e outra faixa de frequência superior à violeta - radiação ultra-violeta.

A radiação infravermelha é uma onda de calor. Todo corpo a uma temperatura diferente do zero absoluto, emite radiação infravermelha. A radiação ultravioleta por sua vez, já é uma radiação de frequência altíssima e, portanto, altamente energética. O que nos protege dessa radiação é a camada de ozônio que também absorve e espalha essas ondas em todas as direções.

E o que tem que ver isso com efeito estufa? Agora sim, poderemos compreendê-lo. O vidro de uma estufa, como a maioria dos vidros comuns, apesar de parecer transparente à luz, não é transparente à radiação infravermelha.

O vidro absorve e reemite essa radiação, mas não deixa passá-la. Aí acontece o seguinte processo: a luz do Sol (70% visível) que chega à Terra, ao encontrar uma superfície de vidro como a de uma estufa, passa por ela e atinge as plantas, o solo, e tudo mais que estiver lá dentro. O infravermelho que vinha de carona não entra. O vidro barra.

Porém, tem o outro lado da verdade. Quase toda luz que passou pelo vidro é absorvida pelos objetos e reemitidos numa frequência mais baixa. Por exemplo, parte da luz verde que entrou é absorvida e parte é reemitida em forma de infravermelho (frequência mais baixa). Aí, o vidro também

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não deixa ele passar. É barrada também quando tenta sair. Com isso, a quantidade de radiação infravermelha vai aumentando no ambiente, tornando-o mais quente. Assim funciona uma estufa de plantas.

Na atmosfera, o dióxido de carbono (CO2) e o gás metano, tem comportamento similar ao vidro.Graças a presença deles é que a temperatura média de nosso planeta é bastante agradável. Se

eles lá não existissem, a Terra teria uma temperatura muito mais baixa.Mas aqui também tem o outro lado da moeda. Se não pode faltar porque sentiríamos frio, não

pode também existir em excesso. Pois, se isso se verifica, uma maior quantidade de radiação infravermelha é absorvida e, portanto, a temperatura média da Terra aumenta. E é o que, de fato, está ocorrendo.

Por um lado, o excesso de queima de combustível fóssil (petróleo, gasolina, álcool, etc.) e as imensas e incontroláveis queimadas estão contribuindo significativamente para o aumento de CO2 na atmosfera. Por outro, os alagamentos de florestas como a Amazônica, provocam a decomposição da vegetação, uma das principais fontes de metano.

A grande consequência desta elevação de temperatura para a Terra é o descongelamento das calotas de gelo polares, o que implicaria em uma elevação do nível do mar e consequentemente dos rios. Isso traria destruição de parte da fauna e flora, bem como enormes transtornos às populações ribeirinhas.

4 - CAMADA DE OZÔNIO:

É comum, hoje em dia, vermos crianças associando a tão falada "camada de ozônio" à uma película rígida que cerca a Terra. Algo como o modelo das cascas esféricas presente nos modelos gregos.

Primeiro é preciso que se saiba que o ozônio é um gás como o hidrogênio e o oxigênio, portanto, nada rígido, mesmo estando submetido a uma temperatura muito baixa.

A formação desse gás acontece da seguinte forma:Tudo começa com uma molécula de oxigênio que encontrava-se vagando lá por cima.Essa molécula é atingida por radiação ultra-violeta que quebra a molécula, transformando-a em

dois átomos isolados de oxigênio.Esses átomos correm e se apegam a uma outra molécula de oxigênio ficando assim:

O + O2 O3

O2 + radiação 2 OO + O2 O3

Essa nova molécula de O3 é que chamamos de ozônio.Porém, essa molécula de O3 não está isenta da ação do ultravioleta. E, quando é atingida por

essa radiação se transforma em uma molécula de O2 e um átomo de oxigênio.Se esse átomo de oxigênio atinge outra molécula de O2, está criada uma outra molécula de O3.

Porém, se atinge uma molécula de O3 (Ozônio), transforma-a em duas moléculas de oxigênio. Dessa forma fica mantido o equilíbrio O2 - O3 no alto do céu, isto é, a 25 Km da superfície da Terra.

E daí? Pois é, agora vem o mais importante: as moléculas de ozônio são as que mais interagem, com as radiações ultra-violeta e violeta, absorvendo ou espalhando essas radiações. Se essas moléculas não estiverem ali, uma grande radiação ultravioleta chegará até nós. E essa radiação é danosa, podendo causar entre outras coisas, o câncer de pele.

E o buraco de ozônio? O buraco de ozônio causado pelo CFCL3 ( cloro-fluor-carbono, é o mesmo gás usado em aerosóis e geladeiras) deve-se ao seguinte fato: Quando a molécula de CFCL3 é atingida pela radiação ultravioleta, um átomo de cloro é arrancado dessa molécula. Esse átomo reage com uma molécula de O3 (ozônio) transformando-a em duas outras moléculas, O2 e CLO, ou seja, o cloro começa a prejudicar o equilíbrio O2-O3. É mais um a destruir o ozônio. E o problema é que essas novas moléculas criadas não interagem com a radiação U.V. como o ozônio; é como se ficasse ali um buraco para aquela radiação passar para a Terra.

5 - BIG BANG:

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A maneira pela qual sabe-se a composição de uma estrela, é através do estudo da radiação (luz) que ela emite. Toda estrela emite uma leque de radiação, chamado espectro. Ao estudo dessa radiação emitida chamamos de análise espectrográfica.

Também através desse exame, pode-se dizer se uma estrela está se afastando ou se aproximando de nós. Se o conjunto de radiações do espectro emitido pela estrela desvia para a faixa vermelha do espectro, a estrela está se afastando, ao contrário, se tende para a faixa violeta do espectro, a estrela está se aproximando.

O estudo mais detalhado de um grande número de galáxias, constatou que todas elas emitiam um espectro que tendia para o vermelho. Isto é, todas estão se afastando. Levando em conta os resultados dessas análises, o Astrônomo Norte-Americano Edwin Powell Hubble enunciou em 1924 o que foi chamado de lei de Hubble. "A velocidade com que uma galáxia se afasta está diretamente relacionada à sua distância de nós"4. Por exemplo, uma galáxia situada a 10.000.000 anos-luz da nossa, se afasta a uma velocidade de 160 Km/seg. (muito alta). Uma outra situada a 40.000.000 anos-luz se afastaria com velocidade de 640 Km/seg.

Diante disso, buscando explicar a origem dessa expansão do universo, o astrônomo belga Georges Lemaitre, sugeriu em 1927, que tudo deve ter se passado assim: Há alguns bilhões de anos toda matéria do universo estava agrupada numa estrutura chamada de átomo primordial ou ovo cósmico. Em algum momento da sua existência (origem e duração não vem ao caso) explodiu.

Os fragmentos, desse ovo cósmico é que deram origem ao universo. O físico Russo George Gamow foi quem criou denominações "grande explosão" (Big- Bang).

Porém, as estrelas, as galáxias e tudo mais que se formou a partir dessa explosão continua se expandindo. O impulso inicial é a razão de seus constantes afastamentos.

4 Esse não nos privilegia frente às outras galáxias. A mesma lei é válida para qualquer galáxia.

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As evidências acumuladas ao longo desse século acerca da existência da "grande explosão" são tamanhas que, hoje em dia, praticamente todos os astrônomos aceitam essa hipótese da origem do universo. A partir de estudos acerca da densidade do universo, estima-se que a grande explosão ocorreu há 15 bilhões de anos.

A velocidade de expansão do Universo só não é maior, em virtude da grande massa envolvida nessa questão. A gravidade existente em função dessa massa toda funciona como freio a essa

expansão. Não se sabe exatamente a densidade média do universo, estima-se algo em torno de 6 x 10-

30 g/cm3 - algo como 3 prótons por metro cúbico - Porém, se a densidade do universo for grande o suficiente, esse processo de freamento da expansão provocará uma paralização e, na sequência uma reaproximação da massa do universo até a reconstrução do ovo Cósmico. Que , de novo...

6 - CALENDÁRIOS:

Há 6.000 anos atrás, os egípcios idealizaram um dos primeiros calendários da humanidade. consistia de 12 meses e 30 dias e mais 5 dias complementares. isto tudo, somava 365 dias.

O dia com 24 horas se baseava, como ainda se baseia, no movimento de rotação da Terra.O mês com 30 dias foi um ajuste sobre o tempo que a Lua leva para dar a volta na Terra. Você

já sabe que, na verdade, esta soma demora 28 dias.E por último, o ano com 365 dias teve uma origem puramente econômica. Vamos entender o

que é isto.Na antiguidade, o povo egípcio era um dos mais desenvolvidos. Habitavam uma região na África

banhada pelo rio Nilo. Este rio tinha enchentes de tempos em tempos. E só depois das enchentes era possível plantar naquela região, pois o resto do país era praticamente deserto. Não havia condições de plantio, por isso, as enchentes eram muito bem vindas pelos egípcios. Por esta razão, os astrônomos daquele tempo observavam cuidadosamente a época das enchentes e acabaram concluindo que entre uma enchente e outra se passavam sempre 365 dias e 6 horas. E assim ficou o ano egípcio, que tinha apenas três estações: a das enchentes, a do plantio e a das colheitas. Cada uma destas estações durava 4 meses.

O outro calendário interessante foi o romano. Este teve sua origem a aproximadamente 2500 anos atrás.

Era formado por 304 dias divididos em 10 meses.O ano romano começava em Março que era, portanto, o mês 1. Abril era o mês 2 , maio, o mês

3 e assim por diante. Setembro era o mês 7, Outubro, o mês 8, Novembro, o mês 9 e, no fim, Dezembro, o mês 10.

Porém, mais tarde este calendário foi ampliado para 355 dias, ganhando, com isto, dois novos meses: janeiro e Fevereiro. Este, por ser o último, tinha menos dias.

Mas, esta forma de marcar o ano não coincidia com o ano real , isto é, com o tempo que a Terra demora para dar a volta completa no Sol. Então, por volta de 1582, os astrônomos perceberam que a diferença entre o ano oficial e o ano real já era de 10 dias e comunicaram este fato ao papa GREGÓRIO XIII. O papa não teve dúvidas: baixou um decreto no dia 4 de Outubro determinando que o dia seguinte não seria 5 de Outubro e sim 15 de outubro! O mundo acabava de perder 10 dias. Imaginem a confusão que isto deu, naquela época...

Atelier de Brinquedos Científicos.Fone: 30310034Ciprima@uol.com.br

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BIBLIOGRAFIA CONSULTADA:

1- Acioli, José Lima, "FONTES DE ENERGIA" .Ed.UNB, Brasília , 1994.

2- Asimov, Isaac, "O COLAPSO DO UNIVERSO".Ed. Francisco Alves, 5a Edição, São Paulo, 1982.

3- Bassalo, J.M. Filardo, "CRÔNICAS DA FÍSICA"., tomo IIIEd. Universitária UFPa. Belém - Pa - 1992.

4- Kaufmann, William J., "UNIVERSE"., Ed. W.H.Freeman and Company, New York, Third Edition, 1990.

5- "Projecto Física, Unidade I " , Ed. Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa, 1978.

6- Physical Science Study Commitee ( PSSC), Parte 3.Ed. Edart, São Paulo, 4a Edição, 1974.

7- Do Nicho ao Lixo , Ed. Atual

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