EM BUSCA DO ESPAÇO

Colégio Oswald de Andrade

Prof. Jacó Izidro de Moura

Energia e Sua Conservação

“A energia não se perde nem se cria apenas se transforma”

Existem diversas formas de energia: energia mecânica, térmica, luminosa, sonora, nuclear, química, elétrica.

A energia mecânica está relacionada aos movimentos.

Energia Mecânica

A energia mecânica pode ser dividida em dois tipos:

* Cinética:

* Potencial:

Relativa ao movimento

Fica armazenada no corpo

Equações Matemáticas:

2.2

1vmEc

m = massa do corpo

v = velocidade do corpo

hgmEpg .. m = massa do corpo

Energia Cinética:

g = aceleração da gravidade

h = altura em relação a um referencial

Energia Potencial Gravitacional:

A conservação da energia mecânica:

“Em situações onde o atrito pode ser desprezado, a energia mecânica se conserva”

EMA = EMB

Como a energia mecânica é a soma da energia cinética com a energia potencial, isso quer dizer que podemos transformar uma na outra.

Mas o que isso tem a ver com gravitação? Com a conquista do espaço?

Velocidade de Escape

Para um corpo ser enviado ao espaço ele precisará vencer a força gravitacional da Terra, que tentará puxá-lo de volta.

Existe algum meio de desligarmos a gravidade?

Não !

Então como escapar?

Velocidade!

Orbita.exe

Vamos imaginar que estamos com um potente canhão no topo do Evereste ( a montanha mais alto do mundo).

Lá de cima vamos disparar projéteis, aumentando progressivamente suas velocidades.

A animação abaixo dá uma idéia do que pode acontecer:

Clique no botão

Como vimos é possível transformarmos energia cinética (velocidade) em energia potencial (altura).

Simplificadamente podemos fazer os seguintes cálculos:

hgmvm ...2

1 2

Echão = Eorbita Ec = EP

hgv .2

1 2

hgv ..22 hgv ..2

Considerando que h seja aproximadamente o raio da Terra

A fórmula para a velocidade de escape de um planeta é aproximadamente:

gRVescape 2

Onde:g = aceleração da gravidade do planeta;R = raio do planeta

Para a Terra: g 9,81m/s2 e R 6.370.000 m

Vterra = 11,2 km/s Vterra = 40.300 km/h

Em 4 de outubro de 1957 a URSS supera, pela primeira vez, essa velocidade de escape, colocando em órbita o Sputnik 1: uma esfera de alumínio de 58cm de diâmetro e 84 kg de massa.Ele entrou em órbita elíptica entre 230 e 942 km de altura.

Um mês depois o Sputnik 2 levava a bordo um ser vivo : Laika uma cadela.

Em abril de 1961 foi a vez do homo-sapiens Yuri A. Gagarin

E em 20 de julho de 1969 Neil Armstrong e Edwin Aldrin pousam, pela primeira vez, em solo extraterrestre: a Lua.

Hoje o número de satélites em órbita é enorme, e provavelmente ninguém sabe com exatidão a quantidade (devido aos satélites espiões).

Suas funções são inúmeras, desde telecomunicações, pesquisas, controle ecológico, espionagem, etc...

Graças a eles, o mundo pareceu pequeno e frágil e os humanos começaram a se preocupar mais com nossa nave mãe.

Dados da Lua: R = 1,74 x106m; g = 6 m/s2

Vlua 2,3 km/s 8.280 km/h

Dados Sol: R = 6,96 x 108 m ; g 271 m/s2

Vsol 434 km/s 1.562.400 km/h

R

MGVescape

.

Para outros astros, devemos usar outra fórmula para o cálculo da velocidade de escape, pois a aceleração da gravidade é diferente. Da expressão:

2

.

d

MGg

G = Constante de gravitaçãouniversal: 6,67x10-11 Nm2/kg2

O que aconteceria se o Sol começasse a se contrair ficandocom um diâmetro de 1,5 mm?

A velocidade de escape seria de aproximadamente:v = 300.000 km/s

Que é a velocidade da luz!

Buraco Negro

Os buracos negros são corpos celestes tão densos que a velocidade de escape para eles é maior que a velocidade da luz.

Os buracos negros atraem toda matéria para seu centro. Sugando tudo que está a sua volta.Não há comprovações diretas de sua existência, pois eles são invisíveis, já que não emitem luz.

Como podemos então afirmar que eles existem?

Podemos detectar intensas emissões de raio -X vindas de lugares onde os astrônomos acreditam que existe um buraco negro.Também é possível perceber estrelas orbitando uma região do espaço onde parece não existir nada, além de outras comprovações indiretas.A física dos buracos negros é extremamente complexa e envolve os dois pilares atuais da física moderna:

* A Relatividade Geral - O Estudo do macro* A Mecânica Quântica - O Estudo do micro

A conquista do espaço é um fato inevitável da mesma forma que o foi a conquista das “novas terras” pelos europeus nos séculos XIV e XV.A missão à Marte; A estação orbital internacional e quem sabe mais o que virá.Esperemos somente que com as novas moradas, o homem não se esqueça do seu berço, ou por que não dizer, do útero de sua mãe natureza: Planeta Terra.

“A Terra é o berço da mente, mas não se pode viver eternamente na mente”

K.E. Tsiolkovski

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

- BENETON, Luiz Felipe - Órbita.exe - Animação em Flash

- RESNICK, HALLIDAY, KRANE - Física 1 - LTC Livros Técnicos e Científicos Editora S.A . - 1996

- COLEÇÃO: SÉRIES ATLAS VISUAIS - Astronomia - Editora Ática - 1995

- AMBRÓSIO, Bruno - Futuro da Lua - Trabalho de aproveitamento do curso de Física e Tecnologia Moderna do Colégio Oswald de Andrade - 1998

-Imagens: www.nasa.gov/

Vídeo: Pálido Ponto Azul – Carl Sagan – Duração: 3,57 minutos

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