Post on 25-Oct-2020
Mais do eclipse lunar
Marés
Precessão do eixo de rotação da Terra
Períodos
continuação
Eclipse Lunar
Porque os planos das órbitas da Lua em torno da Terra e da Terra em
torno da Lua não são coincidentes. Apenas quando a reta interseção
entre esses dois planos passar pelo Sol (o que só acontece duas
vezes por ano) podemos ter um eclipse. A lua não precisa estar
exatamente na linha dos nodos, pode estar somente bem
próxima para se configurar um eclipse.
Vemos a Lua avermelhada, porque a atmosferaterrestre também funciona como um filtro; deixandopassar a componente vermelha da luz solar emdireção à Lua e espalhando a componente azul.
Small
animation
Animated
Images of the
total lunar
eclipse 9 Jan
2001Taken from Prestwich, Manchester UK
FORÇA diferencial
Observando o nível do mar
Maré baixa
Maré alta
Nível do mar
Causa das marés : força gravitacional exercida pela Lua
sobre a Terra (Sol o efeito é menor)
FORÇA GRAVITACIONAL:
n
mF
D P
CD
Forças causadoras
das Marés
Maré altaMaré
não tão altaMaré baixa
Lua
Seqüência da Maré
Maré + alta = lua nova
Seqüência da Maré
Efeito combinados do
Sol + Lua (Luas nova e
cheia) produzem as
marés mais altas
Efeito combinados do
Sol + Lua (Luas
crescente e minguante)
produzem as marés
mais baixas.
Efeitos das Marés
O atrito das águas com o fundo dos oceanos
causa a desaceleração da rotação da Terra
(há 400 milhões de anos o dia tinha 22 horas)
1) A massa de água mais alta (bojo) não aponta diretamente para a Lua.
Efeitos de atrito da crosta terrestre com os oceanos fazem com que a
rotação da Terra mova o bojo junto com a mesma. Isso causa um
deslocamento do bojo de um pequeno ângulo em relação a linha Terra-Lua,
na mesma direção da rotação.
Efeitos das MarésO atrito das águas com o fundo dos oceanos
causa adesaceleração da rotação da Terra
2) O efeito líquido da força gravitacional da Lua é reduzir a velocidade
de rotação da Terra. Taxa = 1.5 milisegundos por século
Este processo continuará até a Terra rotar com a mesma velocidade com
que a Lua gira em torno da Terra: rotação síncrona. Terra terá a mesma
face voltada para a Lua. Bilhões de anos para que isso ocorra.
Efeitos das Marés
O atrito das águas com o fundo dos oceanos
causa adesaceleração da rotação da Terra
3) Ao mesmo tempo a Lua vai “espiralando” cada vez mais para
longe da Terra, afastando-se na taxa de 4 cm por ano. Período de
rotação terá 47 dias e distância Terra-Lua = 43% maior que a atual.
Lua tem rotação sincronizada com a translação:
observa-se da Terra sempre a mesma face da Lua.
Precessão
Observe o
bamboleio
do eixo de rotação
Hoje
PN
23.5
Polaris2100 chegará no ponto
mais próximo
PN
Daqui a
13 mil anos
Vega
Hiparco, 130 a.c.26000 anos para
uma volta completa
A direção do eixo de
rotação não é fixa
Precessão
A causa física da precessão é a ação de um torque
provocado pelas forças gravitacionais do Sol e da Lua
agindo sobre a Terra que não é perfeitamente esférica.
Anotações egípcias antigas, de
cerca de 4800 ac, revelam que o
Pólo Norte estava próximo à
estrela Thuban (constelação do
Dragão).
Períodos
Períodos
importantes
• Dia Período fundamental
• Semana Origem astrológica
• Mês Ligado às fases da Lua
• Ano Ligado às estações do ano
Os fenômenos envolvendo Sol - Terra - Lua,
bem como os planetas conhecidos na antiguidade,
Mecúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno,
definem os seguintes períodos importantes:
Períodos importantes
• Dia Período fundamental
Um dia (período claro) e uma noite (período escuro)
definem naturalmente um período de tempo fundamental. Em
média o Sol demora o que chamamos de 1 dia, 24 horas,
para passar consecutivamente pelo mesmo meridiano
local. Dividindo esse intervalo em 24 partes iguais temos as
horas, e divindo as horas em 60 partes iguais teremos os
minutos. Estes por sua vez divididos em 60 partes iguais
definem o segundo. Daqui para a frente a divisão é por dez,
definindo o décimo, o centésimo, etc, de segundo.
Dia e Noite
Dia solar médio
intervalo médio entre duas
passagens do Sol pelo
meridiano local
- 24 h -
Z
PS
Meridiano local = linha norte - sul
Dia e Noite
Dia solar médio
intervalo médio entre duas
passagens do Sol pelo
meridiano local
- 24 h -
Dia sideral
intervalo médio entre duas
passagens de uma estrela
pelo meridiano local
- 23:56 h -
Enquanto dá uma volta
em torno de si mesma a
Terra move-se um pouco
(0,986 graus) em torno
do Sol
Dia Solar
e
Dia Sideral
Estrela
distante
23h56m04s (Dia Sideral)
24h00m00s
(Dia Solar)
Sol
Dia e Noite
Dissemos que em média o Sol demora 24 horas para
retornar ao mesmo meridiano, pois, seu movimento não é
uniforme. A Terra não revoluciona o Sol com
velocidade constante: ela é mais rápida em janeiro,
quando está levemente mais perto do Sol e mais lenta em
julho, quando está levemente mais longe do Sol.
Origem da Semana
O período conhecido por semana ao que tudo indica
não está ligado à astronomia. Os Judeus, e
posteriormente os Romanos, tinham o costume de se
abster por um dia a cada período de sete. Os Romanos
acabaram associando esses sete dias aos sete deuses
conhecidos, conforme a tabela seguinte.
Origem da Semana
Dedicado Dia da
Astro ao deus semana
Lua da Noite Segunda
Marte da Guerra Terça
Mercúrio do Comércio Quarta
Júpiter do Olimpo Quinta
Vênus da Beleza Sexta
Saturno do Tempo Sábado
Sol do Dia Domingo
Fases da Lua
Nova CheiaCrescente Minguante
Crescente Minguante
Lunação ou Mês Sinódico
29,530589 dias ~ 29 d 12 h 44 m 03 s
O período compreendido entre duas fases consecutivas da Lua é
denominado de Lunação, ou Mês Sinódico, e dura aproximadamente
29.530589 dias. Isso permitiu que se agrupasse os dias em blocos de 29
ou 30, com o nome de Mês Lunar.
Nova
Quarto
CrescenteQuarto
Minguante NovaCheia
O Ano
Ano Trópico
Primavera OutonoVerão Inverno
365,242199 dias
Ano Trópico ou Ano Solar
O período entre duas primaveras, ou qualquer outra
estação do ano, se chama ano trópico ou solar e
corresponde a aproximadamente 365 dias, mais
precisamente 365,242199 dias.
Construir um calendário consiste em agrupar um número
inteiro de meses, cada um com um número inteiro de dias, que no
final resultem em 365,242199 dias. Isso é possível com correções de
tempos em tempos.
Nosso calendário atual é chamado de Gregoriano, após a
reforma feita no calendário Juliano em 1582, ordenada pelo papa
Gregorio XIII. Pequenas correções anuais fazem com que o erro desse
calendário seja da ordem de um dia a cada 20.000 anos.
365 dias
365.242199 = 365 + 1/4 - 1/100 + 1/400 - 1/3300
365,25
365,24
365,2425
365,2421970
Gregoriano
Ano Bissexto?Ano
Divisível por 4 ? NormalNÃO
Divisível por 100 ? Bissexto
SIM
NÃO
Divisível por 400 ? Normal
SIM
NÃO
Bissexto
SIM
Zênite
O céu noturno
Céu
Alfa Centauri A e B
Aglomerado Globular
Omega Centauri(NGC 5139)
Aglomerado Aberto
Caixa de Jóias(NGC 4755)
Cen
b Cen
e Cen
z Cen
Cru
Estrela de Magalhães
b Cru
Mimosag Cru
Rubídea
d Cru
Pálida
e Cru
Intrometida
Próxima
•O que são? São agrupamentos aparentes de estrelas angularmente
próximas. Estrelas duma mesma constelação podem estar muito longe
umas das outras, porém angularmente próximas na esfera celeste
•Quantas são? 88 de acordo com a União Astronômica Internacional
•Sempre foram as mesmas? Não, cada povo e cultura diferentes definiu
um conjunto de constelações, com nomes diferentes e em número
diferente
•Quantas estrelas tem em cada constelação? A questão não tem sentido
já que as constelação apenas delimitam regiões na esfera celeste.
Contando-se até os objetos mais fracos, na direção de cada
constelação pode haver bilhões de estrelas da nossa galáxia, mais
bilhões de outras galáxias
•NOTAR: quando um astrônomo diz “a galáxia XX está na constelação
do Touro” isto significa que a mesma está na direção desta
constelação. Não há nenhuma relação da direção com a distância.
CONSTELAÇÕES
Tudo o que
vemos é o
projetado na
esfera celeste.
As
constelações
são um
exemplo disto.
Constelação de Orion
Por exemplo (7 estrelas):
América do Norte: grande concha
Europa ocidental: a pá ou o vagão
Grécia antiga: cauda do Grande
Urso
Egito antigo: perna dum boi
Sibéria: cervo macho
Indígenas americanos: procissão
fúnebre
Chineses antigos: funcionário
público
Diferentes culturas tendem a separar o mesmo conjunto de estrelas
como uma mesma constelação, mas cada uma delas associa coisas
bem diferentes a esse mesmo agrupamento de estrelas.
Medições angulares podem ser feitas com as mãos!
Obtem-se posição e separação das estrelas no céu
Não esquecer: ângulo
pequeno NÃO é o mesmo
que distância pequena ! -
O que vemos está
SEMPRE projetado na
esfera celeste.
Mais precisamente:
Linha de visão do céu
noturno
Polaris : referência do pólo norte
Se observarmos o nível do mar durante o intervalo de um
dia, por exemplo, perceberemos que o nível da água
muda. Vai de um extremo em que o nível está mais baixo -
maré baixa - até outro que ele está mais alto - maré alta.
Qual a causa dessas mudanças?
A principal causa das marés é a força gravitacional
exercida pela Lua sobre nosso planeta. O Sol também
colabora, porém em quantidade muito menor, por estar
muito mais afastado de nós.
Essa atração gravitacional rege as marés da seguinte
forma: vamos imaginar primeiro que todo nosso planeta
fosse coberto por água. A água, por ser líquida, não resiste
muito a essa atração gravitacional, e se desloca em direção
à origem da força.
Marés
A força gravitacional é a causadora das marés, como
descrito primeiramente por Isaac Newton. A Lua atrai mais
fortemente a porção de água que fica mais perto dela (P),
atrai um pouco menos a própria Terra, por estar um pouco
mais distante (C), e por fim atrai ainda menos a porção de
água atrás da Terra, mais distante (D). Isso provoca um
levantamento maior das águas na parte mais próxima da
Lua (P), mas também provoca um levantamento, menor, na
parte mais distante da Lua (D). Ou seja, “montanhas” de
água estarão sempre no lado mais próximo da Lua, e no
lado mais distante, mas sempre acompanhando a linha
Terra-Lua.
Sabemos também que as marés variam diariamente
em qualquer ponto da Terra. Isso acontece porque a Terra
gira, e assim determinado ponto é levado até uma região de
maré alta ou baixa.
A maré alta será ainda mais alta se a Lua e o Sol
estiverem alinhados, o que aconterce na Lua Nova.
À medida que a Lua orbita em torno da Terra, completando seu ciclo
de fases, ela mantém sempre a mesma face voltada para a Terra. Isso
indica que o seu período de translação é igual ao período de rotação
em torno de seu próprio eixo. Portanto. a Lua tem rotação
sincronizada com a translação.
É muito improvável que essa sincronização seja casual. Acredita-se
que ela tenha acontecido como resultado das grandes forças de maré
exercidas pela Terra na Lua no tempo em que a Lua era jovem e mais
elástica. As deformações tipo bojos causadas na superfície da Lua
pelas marés teriam freiado a sua rotação até ela ficar com o bojo
sempre voltado para a Terra e, portanto, com período de rotação igual
ao de translação. Essa perda de rotação teria em consequência
provocado o afastamento maior entre Lua e Terra (para conservar o
momentum angular).
Note que como a Lua mantém a mesma face voltada para a Terra, um
astronauta na Lua não vê a Terra nascer ou se pôr. Se ele está na face
voltada para a Terra, a Terra estará sempre visível. Se ele estiver na
face oculta da Lua, nunca verá a Terra.
Outra componente do movimento da Terra é a precessão
do seu eixo de rotação, pouco conhecida por ter um período
muito grande, 26 mil anos, e assim não exercer efeito direto
sobre nós em um curto período de tempo. É atribuido a
Hiparco sua descoberta, isso por volta do ano 150 ac!
A precessão funciona assim: a direção do eixo de
rotação da Terra na verdade não é fixa no espaço, mas
sofre alterações com o tempo. O eixo de rotação executa
um movimento tipo bamboleio, ou seja, tanto seu lado sul
como seu lado norte descrevem um cone no espaço. Esse
movimento é análogo ao de um pião girando.
A causa física da precessão é a ação de um torque
provocado pelas forças gravitacionais do Sol e da Lua
agindo sobre a Terra que não é perfeitamente esférica.
Precessão
O tempo que o eixo demora para dar uma volta
completa é de 26 mil anos. Assim, a cada 13 mil anos, ele
estará apontando para direções opostas no círculo que o
eixo desenha no espaço.
O eixo de rotação terrestre aponta para os Pólos Norte e
Sul celestes, como já sabemos. Como a precessão muda a
direção em que o eixo aponta, com o decorrer do tempo os
Pólos celestes também mudam de orientação.
Atualmente, o Pólo Norte celeste aponta aproximadamente
para a estrela Polaris (em 2100 chegará no ponto mais
perto). No entanto, daqui a aproximadamente 12 mil anos
ele apontará para cerca de 5 graus da estrela Vega
(constelação de Lira). Anotações egípcias antigas, de cerca
de 4800 ac, revelam que o Pólo Norte estava próximo à
estrela Thuban (constelação do Dragão).
Os próximos slides definem alguns dos períodos
importantes do nosso dia-a-dia e que tem origem
astronômica. São eles o dia, a semana e o ano.
Aos interessados em estudar esse assunto, uma boa
referência é o primeiro capítulo do livro do Boczko,
Conceitos de Astronomia. Nesse capítulo você
aprenderá muita coisa sobre calendários, inclusive a
calcular a data da Pascoa!
Um dia (período claro) e uma noite (período escuro)
definem naturalmente um período de tempo fundamental. Em
média o Sol demora o que chamamos de 1 dia, 24 horas,
para passar consecutivamente pelo mesmo meridiano
local. Dividindo esse intervalo em 24 partes iguais temos as
horas, e divindo as horas em 60 partes iguais teremos os
minutos. Estes por sua vez divididos em 60 partes iguais
definem o segundo. Daqui para a frente a divisão é por dez,
definindo o décimo, o centésimo, etc, de segundo.
Dissemos que em média o Sol demora 24 horas para
retornar ao mesmo meridiano, pois, seu movimento não é
uniforme. A Terra não revoluciona o Sol com velocidade
constante: ela é mais rápida em janeiro, quando está
levemente mais perto do Sol e mais lenta em julho, quando
está levemente mais longe do Sol.
Nesta primeira parte do curso de astronomia
você estudou diversos fenômenos envolvendo
o Sol, a Terra e a Lua. Procure fazer um resumo
do que você aprendeu, incluindo conceitos como:
- modelos antigos do universo
- pontos cardeais
- movimentos da Terra
- estações do ano, fases da Lua, eclipses e marés
- períodos importantes: dia, semana e ano
Fim do tópico Sol - Terra - Lua