Post on 22-Dec-2014
description
A Terra em A Terra em MovimentoMovimento
R. BoczkoIAG - USP
R. BoczkoIAG - USP
130111
22
Quantos movimentos tem a Terra?
Só UM ...!
O movimento que a Terra tem...!
33
Componentes do movimento da Terra
Componentes do movimento da Terra
1. Rotação
2. Translação
3. Precessão
4. Nutação
5. Movimento dos pólos
6. Movimento de rotação galáctica
7. ...
1. Rotação
2. Translação
3. Precessão
4. Nutação
5. Movimento dos pólos
6. Movimento de rotação galáctica
7. ...
(106 subcomponentes!)(106 subcomponentes!)
44
Cronologia das Cronologia das descobertas e das provas descobertas e das provas
dos componentes do dos componentes do movimentomovimento
da Terrada Terra
1838ParalaxeBessel
20000
Hoje
1928Rotaçãogaláctica
Oort~500 a.C.Geocentrismo
Platão
~140 d.C.Geocentrismo
(proposta)Ptolomeu
CopérnicoHeliocentrismo
(proposta)1543
1609Movimentos(?)
Galileu
HiparcosPrecessão
129 a.C.
FoucaultPêndulo
1852
Prova darotaçãoda Terra
BradleyAberração
1728
Prova datranslaçãoda Terra
1748NutaçãoBradley
55
RotaçãoRotaçãoda da
TerraTerra• RotaçãoRotação• Translação• Precessão• Nutação• Movimento dos pólos• Movimento de rotação galáctica• ...
PN
PS
66
Movimentodiurnoaparente do Sol
Zênite
PS
Horizonte
Nascer
Ocaso
Meio-dia
Meia-noite
77
Pólo Sul
Movimento noturno aparente olhando ao Sul
Sul
OesteLeste
20 horas
22 horas
24 horas
88
Movimento noturno aparente olhando para o norte
Norte
LesteOeste
Pólo Norte
99
Eixo derotação
Equador
Terra “fixa” e rotação da
Esfera Celeste
É a esfera na qual os astros
parecem se dispor quando vistos da Terra
1010
Movimento de Movimento de Rotação da TerraRotação da Terra
Sol
Sol
PN
PS
Sol
O dia claro e a noite são resultados do movimento de rotação da Terra em torno de
seu eixo de rotação.
1111
Nascer do Sol
HorizonteLesteOeste
Translação
Horizonte
LesteOeste
Translação
PS
PS
1212
AstroBobagem
O período de rotação da
Terra é de 24 horas
1313
Dia Solar ee
Rotação da Terra
Estreladistante
23h56m04s (Período de rotação)
24h00m00s(Dia Solar)
Sol
Dia solar é a consequência da rotação e
da translação da Terra
1414
Palavras mágicas!Palavras mágicas!
...cerca de......aproximadamente...
...mais ou menos......por volta de...
1515
Precisão e aproximação
O período de rotação da Terra é de 24 horas.
O período de rotação da Terra é de aproximadamente 25 horas.
O período de rotação da Terra é de aproximadamente 24 horas.
Período de rotaçãoda Terra:
~ 23h 56m 04s
1616
Galileu Galilei( séc. XVII )
A Terrase
move!
Ga
lile
u
Prova (?) darotação da Terra
1717
Invariabilidade do plano de Invariabilidade do plano de oscilaçãooscilação
Força perpendicularao plano de oscilação
Plano deoscilação
Na ausência de forçasperpendiculares ao planode oscilação, esse planose mantém com direção
fixa no espaço.
Newton
1818
Pêndulo numa mesa giratória
1919
Pêndulo num iglu
Iglu
Corte vertical de um iglu
Chão
Porta
Iglu
Pêndulo
2020
Pêndulo de Pêndulo de FoucaultFoucault
18521852
A experiência foi feita na França
2121
Experiência de Foucault vista
de fora da Terra
Sentidode rotaçãoda Terra
Iglu
2222
Experiência de FoucaultExperiência de Foucaultvista de dentro do igluvista de dentro do iglu
1852
Chãodo iglu
Porta
2323
Experiência com o
pêndulo de Foucault
2424
Conclusão da experiência de Foucault
Galileu 'chutou' certo!Mas não provou!
Foi condenado como herege...Em 1992 o papa da Igreja Em 1992 o papa da Igreja Católica absolveu Galileu!Católica absolveu Galileu!
A Terra gira emtorno de seu eixo !
Pena que não pode ressucitarGiordano Bruno
que ela assassinou!
2525
TranslaçãoTranslaçãoda da
TerraTerra• Rotação• TranslaçãoTranslação• Precessão• Nutação• Movimento dos pólos• Movimento de rotação galáctica• ...
2626
Representação convencional do Sistema
Sol-Terra-Lua
Sol Terra
Eclíptica
Lua
2727
Sol deve estar no
Foco
Sol no centro
Órbita muito achatada
2828
Órbita é quase circular
2929
Posição do eixo da Terra
O desenho sugere que o
eixo de rotação da Terra é paralelo ao
plano orbital
3030
Representação da Órbita da Terra
Movimento da Terra
3131
Movimento de Translação
Sol
3232
Translação da Terra em torno do Sol
23,5º Eixo derotação
Plano da Eclíptica
PeriélioAfélio
Eclíptica
Sol
Plano da eclíptica
3333
Representação comum do Sistema Sol-Terra-Lua
S Terra
Eclíptica
Lua
3434
SistemaSol-Terra-Lua
Sol Terra
Eclíptica
Lua
Os elementos desenhados
NÃO estão em escala
proporcional
SOL
Terra
LuaVisão de
topo
EclípticaLua
Terra
5,2o
Sol
Visão de perfil
3535
Cirandinha !
3636
Os antigos só puderam mostrar que existia um movimento aparente do
Sol com relação às constelações
Os antigos só puderam mostrar que existia um movimento aparente do
Sol com relação às constelações
3737
Horizonte visto no crepúsculo
1
Vir
Lib
3838
Horizonte visto no crepúsculo
2
Lib
Esc
3939
Horizonte visto no crepúsculo
3
Esc
Sag
4040
Horizonte visto no crepúsculo
4
Cap
Sag
4141
Horizonte visto no crepúsculo
5
Aqu
Cap
4242
Horizonte visto no crepúsculo
6
Pei
Aqu
4343
Horizonte visto no crepúsculo
7
Ári
Pei
4444
Horizonte visto no crepúsculo
8
Tou
Ári
4545
Horizonte visto no crepúsculo
9
Gêm
Tou
4646
Horizonte visto no crepúsculo
10
Cân
Gêm
4747
Horizonte visto no crepúsculo
11
Leã
Cân
4848
Horizonte visto no crepúsculo
12
Vir
Leã
4949
Horizonte visto no crepúsculo
1
Lib
Vir
5050
ConstelaçõesZodiacais
Terra
Sol
5151
Movimento anual
aparente do Sol pelas
ConstelaçõesZodiacais
Sol
Ari
Tou
Gêm
Cân
Leã
Vir Lib
Esc
Sag
Cap
Aqu
Pei
Terra
TerraTerra
Terra
Terra Terra
Terra
Terra
TerraTerra
Terra
Estrutura heliocêntrica
5252
Eclíptica:Trajetória anual
aparentedo Sol
Eixo derotação
Equador
PN
Eclíptic
a
Eclíptic
a
5353
?Prova da translação da Terra
5454
Efeito de Paralaxe
5555
aParalaxe pdas
estrelas
Estrelapróxima
amáx = 1,5”
Primeira medida:Bessel1838
61 Cyg
a 0,5”
Alfa do Centauro:pmáx = amáx/ 2 = 0,75”
5656
Velocidade da luz e movimento da Terra em
torno do Sol
5757
Satélites de Júpiter( Galileu, séc. XVII )
Os satélitesgiram em torno
de Júpiter, e nãoda Terra!
Noite 1Júpiter
Noite 2
Noite 3
Noite 4
Noite 5
5858
Ocultações dos satélites de Júpiter
Júpiter Previsão de ocultações:• t1
• t2
• t3
• ...• tn
Ocultações efetivas:• t1 + t1
• t2 + t2
• t3 + t3
• ...• tn + tn
Va
lore
s d
os
t
0
+ 8m
- 8m
Seqüência cronológica das ocultações
5959
Velocidade da luz, segundo Röemer(Dinamarca, 1675)
1
Júpiter1
33
2
2
Terra
Sol
Va
lore
s d
os
t
0
+ 8m
- 8m
Seqüência cronológica das ocultações~
16 m
in
r = 150.000.000 km
c = d / (t+ + t-)
d = 2r
c = 300.000 km/s
6060
Prova do movimento da Terra em torno do Sol
6161
Correndo da chuva !
6262
Composição Composição de de
velocidadesvelocidades
Direçãoreal dachuva
Direção domovimentodo observador
Direçãoaparenteda chuva
6363
Aberração anualAberração anual
Movimento da Terra
Posiçãoreal daestrela
Posição“observada”
da estrelaV
elo
cid
ade
rela
tiva
6464
Aberração(Bradley, 1728)
Ascensão Reta
Dec
lin
ação
17001701
17021703
1704
1705
Dragão
Tprincipal= 1 ano
Eixo derotaçãoPNC
PSC
PN
PS
Equador
Bradley
6565
Efeito da Efeito da Aberração da LuzAberração da Luz
na posição de na posição de uma estrelauma estrela
1
1 v
2
2
3
3
4
4
Eclíptica
Conclusão:Terra está em Terra está em
movimento em movimento em torno do Sol.torno do Sol.
6666
Conclusão
A aberração anual das estrelas prova que a Terra está em movimento em
torno do Sol.
Copérnico (séc. XVI) "chutou" certo!
6767
PrecessãoPrecessão• Rotação• Translação• PrecessãoPrecessão• Nutação• Movimento dos pólos• Movimento de rotação galáctica• ...
6868
Sol no início da primavera
Boreal
T
6969
Longitude eclíptica de Spica Longitude eclíptica de Spica segundo Timocharis segundo Timocharis (273 a .C.)(273 a .C.)
TerraTerra
Spica
L
Sol Lsol
A
Luaeclipsada
B
1 Ano 360 o
t - tIP Lsol L = 172 o
L = Lsol + A
A + B = 180 o
Eclíptica
7070
Longitude eclíptica de Spica Longitude eclíptica de Spica segundo Hiparcos segundo Hiparcos (129 a .C.)(129 a .C.)
Luaeclipsada
Sol
Terra
Spica
L
Lsol
A
B
L = Lsol + A
1 Ano 360 o
t - tIP Lsol
A + B = 180 o L = 174 o
Eclíptica
Hiparcos
7171
Hipóteses
Timocharis errou.
Spica se deslocou de 2º em 144 anos.
O ponto Vernal retrocedeu 2 º em 144 anos.
’
174º
Retrogradação do Equinócio segundo Hiparcos (129 a .C.)
Terra
Spica
172º
Timocharis: 172º (273 a .C.)Hiparcos : 174º (129 a .C.)
Hiparcos
7272
Equinócio da primavera boreal ()
Equador
Eclíptica
PN
PNE
Movimentoanual
aparente do Sol
7373
Precessão dos equinócios
Eclíptica
PN
PNE
Equador
'
PN'
Movimentoanual
aparente do Sol
Giroscópio
7474
Giroscópio
7575
Constelações zodiacais no início
da Astronomia
Eixo derotação
Equador
PN
Eclíptic
a
PS
Eixo derotação
Equador
PN
Eclíptic
a
PS
Constelações zodiacais atuais
7676
Retrogradaçãodo equinócio por entre constelações
T
Ari
Tou
Gêm
Cân
Leã
Vir Lib
Esc
Sag
Cap
Aqu
Pei
7777
Defasagem entre Constelações e Signos Zodiacais
T
Ari
Tou
Gêm
Cân
Leã
Vir Lib
Esc
Sag
Cap
Aqu
Pei
7878
PrecessãoPN
PN
Hoje
PN
Período da Precessão:~ 26.000 anos
PN
Daqui aDaqui a13 mil anos13 mil anos
7979
Estrelas
Polares
Estrelas
Polares
2000
- 2000
- 4000
Dragão
UrsaMenor
4000
6000
8000
Cefeidas
10000
12000
14000
Cisne
Lira
16000
18000
20000
Hércules
PNE
Trajetória do PN ao longo do tempovisto por um observador no HN
Trajetória do PN ao longo do tempovisto por um observador no HN
PN
8080
Mudança da obliquidade da
eclíptica
8181
Mudança da obliquidade da Mudança da obliquidade da eclípticaeclíptica
Equador
Eclíptica
PN1
PNE
Movimentoanual
aparente do Sol
= 21,5= 21,500
t1 = 0
Equador
Eclíptica
PN2
PNE
Movimentoanual
aparente do Sol
= 24,5= 24,500
t2 = 20.500 anosPeríodo 41.000 anos
AtualAtual 23,5 23,500
8282
Estrelas Polares
AtualmenteNNa época
dosfaraós
N
UMi
Dra
UMi
Dra
8383
Efeitos da precessão sobre as estações do ano
SolSol
SolSol
Atualidade
Daqui a 13.000 anos
Jan
Verão
Inverno
Jan
Verão
Inverno
Jun
Verão
Inverno
Jun
Verão
Inverno
PeriélioAfélio
8484
Ano Trópico ~ 365,242 199 00 dias
Primavera OutonoVerão Inverno
Terra´
Ano trópico e período de translação da Terra
´
~0,01416142 dias
Período de translação da Terra = 365,256 360 42 dias
8585
NutaçãoNutação• Rotação• Translação• Precessão• NutaçãoNutação• Movimento dos pólos• Movimento de rotação galáctica• ...
8686
Eixo derotaçãoPNC
PSC
PN
PS
Equador
Nutação(Bradley, 1748)
Ascensão Reta
De
clin
açã
o
17001718
17371755
1774
1791
Dragão
Tprincipal= 18,6 anos
Bradley
8787
Nutação
PN
PNE
A Nutação, A Nutação, atualmente, é atualmente, é
conhecida com conhecida com 106 106
componentescomponentes
Céu
NutaçãoÉ a flutuação dos planos de referência em torno de
um plano médio.Costuma-se dizer que a
nutação é a parte oscilatória de pequeno período desses planos.
8888
Movimento Movimento dosdos
PólosPólos• Rotação• Translação• Precessão• Nutação• Movimento dos pólosMovimento dos pólos• Movimento de rotação galáctica• ...
8989
Movimento dos pólos
X (m )
Y (m)X
Y
5101520
5
10
15
-5
1991
19921993
9090
xPN
y
Gre
enw
ich
9191
Eixo de rotação fixo no espaço
Eixo de rotação fixo no espaço
Eixo de rotação fixo no espaço
Movimento dos Pólos
9292
Efeitos do movimento dos Pólos
• Mudança na Latitude de um localMudança na Latitude de um local• Mudança na Longitude de um localMudança na Longitude de um local• Efeitos na hora baseada Efeitos na hora baseada na passagem meridianana passagem meridiana
EquadorEquador
9393
Rotação GalácticaRotação Galáctica• Rotação• Translação• Precessão• Nutação• Movimento dos pólos• Movimento de rotação galácticaMovimento de rotação galáctica• ...
9494
Nossa GaláxiaNossa
Galáxia
Existem 2 braços principaisNossa Galáxia
Parece ser Espiral Barrada
Mapeamento feito pelaMW Spitzer
9595
Movimento Galáctico
Período:250 milhões
de anos
0 50 k a.l.Periferia
30 402010
150
250km/s
200
Vrotação
Sol
220km/s
Centro
Distância ao centro
NossaGaláxia
Cerca de100 bilhõesde estrelas
Sol
9696
Outros Outros componentes do componentes do
movimentomovimento??
• Rotação• Translação• Precessão• Nutação• Movimento dos pólos• Movimento de rotação galáctica• ?...?...
9797
Outros componentes Outros componentes do movimento da Terrado movimento da Terra
????????????
Sol
Rotação
Sol
Plano da eclíptica
Translação
PN
PN
PS Daqui a13 mil anos
PN
PN
PSHoje
Precessão
Nutação
Sol
Rotação galáctica
Movimentodos pólos
Equador
"Ex-eixo"
9898
FimFim R. BoczkoR. Boczko