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Secretaria de Estado da Educação – SEED
Superintendência da Educação - SUED
Diretoria de Políticas e Programas Educacionais – DPPE
Programa de Desenvolvimento Educacional – PDE
ELEANI BOLZAN RAMÃO DE OLIVEIRA
ASTRONOMIA: DESVENDANDO O UNIVERSO
SANTO ANTONIO DO SUDOESTE
2011
Secretaria de Estado da Educação – SEED
Superintendência da Educação - SUED
Diretoria de Políticas e Programas Educacionais – DPPE
Programa de Desenvolvimento Educacional – PDE
ELEANI BOLZAN RAMÃO DE OLIVEIRA
ASTRONOMIA: DESVENDANDO O UNIVERSO
Produção Unidade Didática apresentada à
Secretaria de Estado da Educação – SEED,
Departamento de Políticas e Programas
Educacionais, para cumprir as exigências do
Programa de Desenvolvimento Educacional -
PDE, segundo período do Plano Integrado de
Formação Continuada, sob a orientação do Prof.
Dr. Eliseu Vieira Dias.
SANTO ANTONIO DO SUDOESTE
2011
i
EPÍGRAFE
Ninguém educa ninguém, como tampouco ninguém se educa a si mesmo: os
homens se educam em comunhão, mediados pelo mundo.
Paulo Freire
ii
DEDICATÓRIA
Dedico esta pesquisa ao meu esposo Wilson John de Oliveira e a nossas
filhas Viviani e Leidiani pelo incentivo e paciência que tiveram durante a minha
ausência nesta caminhada.
Obrigada pelo carinho e força que obtive para a conquista deste título que ora
almejei junto a UNIOESTE em parceria com a SEED – Secretaria de Estado de
Educação do Paraná.
iii
AGRADECIMENTOS
Agradeço especialmente ao meu Orientador Professor Dr. Eliseu Vieira Dias
que soube com paciência, sabedoria e muito otimismo conduzir-me à realização
desta Unidade Didática.
A equipe do PDE da SEED pelo brilhante trabalho e desempenho das
atividades desenvolvidas no decorrer do curso.
Ao Núcleo Regional de Educação pela acolhida e informações prestadas com
dedicação e paciência nas horas que precisei.
iv
SUMÁRIO
Epígrafe....................................................................................................................I
Dedicatória...............................................................................................................II
Agradecimento........................................................................................................III
1- Apresentação .......................................................................................................05
2 - Objetivo Geral.......................................................................................................07
2.1- Objetivos específicos .........................................................................................07
3. Revisão da Literatura ............................................................................................07
3.1 Nascimento da Astronomia .................................................................................07
3.2 A astronomia em algumas civilizações ...............................................................09
3.2.1 Astronomia na Mesopotâmia.............................................................................09
3.2.2 Astronomia chinesa...........................................................................................10
3.2.3 Astronomia entre os egípicios...........................................................................11
3.2.4 Astronomia na Grécia .......................................................................................12
3.3 O Cristianismo e a interrupção científica no Ocidente.........................................15
3.4 Surge uma nova teoria explicando o Universo.....................................................17
3.5 O Sistema Solar...................................................................................................21
3.5.1 Os planetas.......................................................................................................22
3.5.2 Os planetas anões............................................................................................22
3.5.3 Os asteróides....................................................................................................23
3.5.4 Os meteoritos....................................................................................................23
3.5.5 Os cometas.......................................................................................................24
3.5.6 Os satélites.......................................................................................................24
3.6 O Planeta Terra e a Lua......................................................................................25
3.6.1 Os movimentos de rotação e translação da Terra ...........................................25
3.6.2.A Lua.................................................................................................................27
3.6.2.1 As fases da Lua..............................................................................................28
3.6.2.2 Os eclipses.....................................................................................................29
4. Encaminhamentos metodológicos: ........................................................................30
4.1 Aplicação das ações.............................................................................................31
4.2 Avaliação..............................................................................................................37
5. Considerações Finais ............................................................................................38
6. Referências ...........................................................................................................39
7. Anexos ...................................................................................................................41
1. Apresentação
O Ensino de Ciências se constitui como um meio para preparar os estudantes
para os desafios da sociedade, que se preocupa em integrar as descobertas
científicas ao bem-estar da população. Dessa forma, além de compreender e
acompanhar as rápidas mudanças tecnológicas o conhecimento científico deve
permitir aos estudantes a participação esclarecida e responsável nas decisões que
dizem respeito à sua vida e a toda sociedade, despertando um espírito crítico e que
estimule o questionamento, incentivando a busca de evidências, contribuindo para,
entre outros fatores a construção de uma sociedade democrática
(GEWANDSZNAJDER, 2009, p.3).
Ainda Gewandsznajder (2009, p.3) nos aponta que os conhecimentos
científicos propiciam o domínio cada vez maior do homem sobre a natureza e esse
domínio pode ser benéfico ou trazer danos irreparáveis, devido a interesses
econômicos, políticos ou sociais. Dessa forma, é de suma importância garantir que
seja empregado em benefício de toda sociedade, desenvolvendo nos estudantes
responsabilidade social e princípios que respeitem e valorizem a vida.
A Astronomia teve um papel de destaque neste domínio da natureza, porém
sua presença ao longo da existência humana passa despercebida para a maioria
dos educandos da atualidade que mesmo fazendo uso das mais diversas
tecnologias não reconhecem a necessidade dessa ciência para que tais recursos
existam. Além de que estes recursos fornecem informações prontas que não
estimulam a curiosidade. Dessa forma, poucos estudantes observam o que acontece
na natureza, especialmente no céu.
As famílias também contribuem com esta situação. Passam horas assistindo
uma diversidade de programas televisivos, com baixa qualidade e desprovidos de
qualquer propósito científico ou pedagógico, porém raramente sentam-se na
varanda, sob o luar para conversar e mostrar para as crianças algumas estrelas,
mesmo sem saber o que elas são. Esperar uma estrela cadente (meteorito) e fazer
três pedidos. Nossos estudantes passam horas conectados à internet, porém
raramente visitam sites com informações científicas. Este problema se reflete na
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escola que precisa realizar mil estratégias, uma verdadeira ginástica para chamar a
atenção e motivar os alunos.
Diante dos fatos é um desafio da educação contemporânea despertar o
interesse de nossos estudantes pelo estudo da Astronomia. Dessa forma o presente
tema Astronomia: Desvendando o Universo, tem como objetivo instigar o
interesse dos estudantes pelo estudo desta ciência utilizando estratégias que
permitam a compreensão dos conteúdos abordados de forma significativa.
A Produção Didático Pedagógica está dividida em ações. onde, fala-se sobre a
História da Astronomia, propondo atividades práticas como a observação do céu, a
representação dos modelos Geocêntrico e Heliocêntrico além de atividades teóricas.
Contempla também “O Sistema Solar” abordando sua constituição,
caracterizando os corpos celestes que o compõe, estabelecendo relações entre os
astros, tais como: tamanho comparativo, distância ao Sol, os movimentos de rotação
e translação da Terra e suas consequências, a Lua suas fases e os eclipses”.
Palavras Chave: Astronomia; Sistema Solar; Planeta Terra.
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2. Objetivo Geral:
Estimular o interesse dos educandos pelo estudo da Astronomia através de
estratégias diferenciadas, que permitam a compreensão dos conteúdos abordados
nesta ciência e sua aplicabilidade no mundo moderno.
2.1. Objetivos Específicos:
1. Reconhecer alguns corpos celestes no céu noturno, através de aulas
práticas com observações ao telescópio, bem como fazendo uso da luneta;
2. Compreender o fenômeno da atração gravitacional ;
3. Conhecer os principais astros que formam o Sistema Solar suas
características tais como, tamanho, distância ao Sol entre outras;
4.Compreender movimentos de rotação e translação da Terra e suas
conseqüências;
5. Entender como ocorrem as fases da Lua;
6. Compreender como acontecem os eclipses solares e lunares;
7. Construir materiais manipulativos para representar os modelos do
Sistema Solar ao longo do desenvolvimento da Astronomia;
3. Revisão da Literatura
3.1. Nascimento da Astronomia
Quem de nós nunca parou para observar o céu numa noite de luar e ficou se
questionando sobre a imensidão do Universo, o que há fora da Terra, o que rege os
fenômenos celestes, entre outras indagações que nos fazem sentir pequenos diante
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do firmamento? Parece que não existem pessoas que nunca tenham olhado para o
céu com um pouco de curiosidade!
O ser humano desde os seus primórdios observava o céu e isso era mais do
que fascínio, era condição de sobrevivência. De acordo com Nogueira e Canalle
(2009, p.23), durante o dia a presença do Sol facilitava a caça, a coleta e outras
atividades. Ao anoitecer era possível observar as estrelas e planejar as atividades. O
momento em que as estrelas nasciam ou se punham não indicava apenas a época
em que dados fenômenos aconteciam. Acreditavam que o nascer e o pôr das
estrelas além de indicar a época em que dados fenômenos aconteciam, elas o
provocavam. Esta interferência às situações como às estações do ano com suas
próprias características, atribuiu aos astros um caráter divino.
Conforme Nogueira e Canalle (2009, p.25), com a prática da agricultura
observação do céu passou a ser fundamental. Fato este relatado por Hesíodo,
mais antigo poeta grego que se tem notícia e que viveu no século VII a.C, em sua
obra „Os trabalhos e os dias‟ explica como agricultura funcionava com base na
observação do céu noturno:
Ao despertar das Plêiades, filhas de Atlas, daí início à colheita, e ao seu recolher, à semeadura.Ordenai a vossos escravos que pisem em círculos, o trigo sagrado de Deméter, tão logo surja a força de Órion, em local arejado e eira redonda. Quando Órion e Sírius alcançarem o meio do céu, e que a aurora dos dedos de rosa conseguir enxergar Arcturo, então, Perseu, colhe e leva para casa todos os cachos das uvas. (SIMAAN e FONTAINE, 2003, apud NOGUEIRA E CANALLE, 2009 p.25).
Segundo Costa, (2006, p.228) as descrições mitológicas sobre a origem do
mundo e dos seres que nele habitam são encontradas em todas as culturas, porém
é na cultura ocidental que as explicações sobre o Universo deixaram pela primeira
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vez seu caráter mitológico para assumir o seu caráter científico, graças aos gregos
do período helenístico, em torno do século V a.C.
Influenciados pelos astrônomos da Mesopotâmia, foram os gregos que devido
à seus grandes filósofos e a liberdade de pensamento e de religião se dedicaram a
decifrar os movimentos celestes, suas causas e consequências (NOGUEIRA E
CANALLE, 2009, p.26).
Como ciência investigativa a Astronomia surgiu da necessidade de
estabelecer um calendário para a prática do plantio e da colheita (COSTA, 2006,
p.227).
A regularidade de alguns fenômenos astronômicos é o que determina a
passagem e organização do tempo. Da observação dessas regularidades é que
muitos calendários foram criados e utilizados. Alguns se baseavam no movimento do
Sol (calendários solares), outros nos movimentos da Lua (calendários lunares).
Havia ainda os que se baseavam nos movimentos dos dois astros (lunissolares) e
alguns poucos no movimento da esfera celeste (siderais).
3.2. Astronomia em algumas civilizações
Diversas civilizações tiveram o desenvolvimento da Astronomia de forma e
grau de complexidade distinta.
3.2.1. Astronomia na Mesopotâmia
Os Sumérios, povos que habitavam a Mesopotâmia, observavam os astros
com fins místicos, pois acreditavam estar escrito neles o seu destino. Dessa forma,
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buscavam fundamentos para as profecias. São considerados os criadores da
Astrologia (MOURÃO, 2000, p. 37).
Com o decorrer do tempo deixaram de observar com fins astrológicos e
passaram a observar o firmamento por observar. Assim, deixaram de ser astrólogos
para ser astrônomos. Com a introdução da Matemática na Astronomia expressaram
as variações observadas nos movimentos da Lua e dos planetas. Elaboraram
tabelas para as fases da Lua, além disso, já possuíam conhecimento dos planetas
Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno (MOURÃO, 2000, p.86).
Os conhecimentos astronômicos da Mesopotâmia incluem, além do movimento da Lua, do Sol e dos planetas a ideia de que existiam estrelas que pelo seu movimento lento, imperceptível na época, foram denominadas de estrelas fixas. Os 64 agrupamentos dessas estrelas ou constelações incluíam as constelações zodiacais, situadas ao longo da eclíptica. Essas constelações de importância astrológica auxiliaram na descrição de fenômenos astronômicos quando ainda não existia um sistema de coordenadas (MOURÃO, 2000, p.37).
3.2.2 Astronomia Chinesa
Os chineses observavam os astros com fins religiosos e astrológicos. Durante
a Idade Média, quando a Europa sofria a influência das idéias aristotélicas, os
chineses não possuíam esta censura tendo maior êxito em suas observações. Tais
registros são utilizados por astrônomos da atualidade nos estudos de cometas,
novas e supernovas. No ano de 1054 os chineses registram o surgimento de uma
estrela que depois de mais de um ano desapareceu. Este fato foi confirmado no
século XX como sendo restos de uma estrela que explodiu formando uma supernova
que foi denominada como Nebulosa de Caranguejo (MOURÃO, 2000, p. 37).
11
Mourão, (2000, p.88), comenta sobre a “dificuldade de reconstituir todo o
conhecimento astronômico chinês, pois no ano de 213 a.C. todos os livros foram
queimados por decreto imperial. O que existe de mais antigo remonta ao século IX
a.C”.
Pela capacidade de prever a periodicidade conseguiam fazer previsões de
eclipses (MOURÃO, 2010, p. 88).
3.2.3. Astronomia entre os Egípcios
A economia egípcia era essencialmente agrícola e regida pelas enchentes do
rio Nilo, motivo este relacionava o Sol ao ritmo de suas vidas. Convém destacar que
os egípcios contribuíram para a difusão das ideias e conhecimentos mesopotâmicos
(MOURÃO, 2000, p.90).
A construção das pirâmides,
além de servir de túmulos para os faraós, tiveram grande importância astronômica em virtude de sua orientação, quase perfeita para a época em que foram construídas. A grande pirâmide de Gizé parece ter servido de observatório. As duas galerias foram escavadas uma em direção ao Norte, para a estrela Alfa de Dragão (Alpha Draconis), a Estrela Polar da época (2000 a.C.), e a outra em direção ao Sul, com inclinação que correspondia exatamente à altura meridiana das Plêiades, cuja passagem pela fresta equivalia à meia-noite no início do ano. Por outro lado convém salientar que suas quatro faces são voltadas para os quatro pontos cardeais. Na época, a estrela Sirius passava pelo meridiano perpendicular a face da grande pirâmide, o que não ocorre hoje devido à precessão dos equinócios.Assim, parece que, além de túmulo real era um monumento astronômico orientado em direção à estrela polar da época ( Alfa do Dragão), e está relacionada ao culto de Sothis, ou seja à estrela Sirius, principal divindade que anunciava a chegada benéfica das inundações do rio Nilo (MOURÃO, 2000, p.93).
12
3.2.4. Astronomia na Grécia
Os povos mesopotâmicos e egípcios influenciaram o conhecimento
astronômico da Grécia Antiga, que atingiu seu ápice de 600 a.C. a 400 d.C.. De
acordo com Nogueira e Canalle, (2009, p.27) na Grécia havia maior liberdade de
pensamento e religião e com a presença dos grandes filósofos foi possível uma
reflexão mais sofisticada dos fenômenos celestes.
Os filósofos dedicaram-se entre outras coisas a construir modelos
cosmológicos que explicassem os fenômenos celestes, entre eles os movimentos
dos astros.
Segundo Nogueira e Canalle, (2009, p.27) por praticarem a navegação
tornou-se comum aos gregos a observação do afastamento de uma embarcação.
Estas observações possibilitavam a visualização da curvatura da Terra pelo
afastamento do barco que parecia estar descendo no horizonte. No século VI a.C.
Anaximandro (610-547 a.C.) definiu a Terra com forma cilíndrica.
Mais tarde, com a popularização grega de que a esfera era a forma
geométrica perfeita a Terra passou a ser representada com a forma esférica.
Segundo Gonzatti, Saraiva e Ricci (2008, p.75) Anaximandro representou um
modelo onde a Terra estaria no centro do Universo circundada pelo céu com forma
esférica e com os astros apresentando movimento em torno da Terra no sentido
leste para oeste.
Conforme Uhr, (2007, p.8) o matemático grego Pitágoras ( que nasceu em
Samos entre cerca de 570 a.C. e 571 a.C. e morreu entre cerca de 496 a.C e 497 a.
C), acreditava que os astros giravam em forma de círculo ao redor da Terra, a Terra
e o céu deveriam ter a forma de esferas perfeitas. Elaborou o modelo cosmológico
conhecido como a Música das Esferas. Neste modelo o Universo era representado
com dez esferas concêntricas.
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Platão (428 – 347 a.C.) fundou sua academia em Atenas onde agregou
muitos matemáticos, astrônomos e filósofos importantes. De acordo com Uhr, (2007,
p.8) para Platão a verdade se escondia por detrás do mundo das idéias e nesta
concepção a observação e a experimentação seriam atitudes desnecessárias, então
a Astronomia era essencialmente abstrata e matemática.
O modelo platônico de Universo era composto por duas esferas: uma terrestre, sobre a qual viviam os homens, e uma esfera celeste, na qual estavam coladas as estrelas. Os planetas eram corpos errantes que vagavam entre as duas esferas (COSTA,2006, p.228).
Até então eram definidos dois tipos de movimentos celestes: o movimento da
esfera de estrelas fixas, compartilhado por todos os corpos celestes e os
movimentos independentes do Sol, da Lua e planetas ao longo da eclíptica, mas
como explicar os movimentos aparentes dos planetas a partir de movimentos
circulares? Esta pergunta demoraria muito tempo para ser respondida.
Aristóteles de Estagira (384 – 322 a.C.), introduziu na ciência a formulação de
hipóteses após a observação de fenômenos celestes. No seu modelo de Universo
havia a esfera sublunar (abaixo da Lua), chamada região de transformações, onde
todas as coisas são formadas por 4 elementos que são a água, a terra, o fogo e o ar
e pela esfera supralunar ( acima da Lua) onde tudo está perfeitamente organizado e
é imutável. Esta região é formada pelo elemento éter. Aperfeiçoou modelos prévios
de Universo deixando-o com 56 esferas concêntricas, porém o mesmo ainda
apresentava problemas relacionados às observações (NOGUEIRA e CANALLE,
2009, p. 30).
Nogueira e Canalle (2009, p.31) nos descrevem que em busca da correção do
modelo de Aristóteles surge o trabalho do astrônomo Claudio Ptolomeu (85-165
d.C), criando um modelo para explicar o movimento dos planetas, do Sol, da Lua,
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inclusive com previsão de eclipses. Ptolomeu reuniu toda a sua produção na obra
Almagesto onde também incluiu o catálogo de estrelas fixas com mais de 1022 ítens
além de apresentar um modelo matemático para descrever e prever posições e
trajetórias planetárias.
De acordo com o modelo proposto por Ptolomeu,
Os planetas, a Lua e o Sol se moviam em torno dos epiciclos, cujos centros, por sua vez, se moviam em movimento uniforme ao longo de um círculo maior, o deferente. O centro do deferente não era a Terra, mas um ponto simétrico entre a Terra e o equante. Este era um ponto adicional, em torno do qual o movimento circular era uniforme, mas geometricamente esse ponto não era nem o centro do deferente e nem o centro da Terra (GONZATTI, SARAIVA e RICCI,2008, p.76).
De acordo com Costa, (2006, p.228)”o modelo geocêntrico (talvez fosse
melhor dizer antropocêntrico) difundiu-se e foi aceito como verdade inquestionável
por cerca de quinze séculos”.
Convém destacar outras contribuições de filósofos gregos ao estudo do
Universo, embora não aceitas pela ciência da época, devido à falta de evidência
experimental e de conceitos físicos que explicassem suas teorias, estimularam a
Renascença européia.
Demócrito, por exemplo, propunha que a Via-Láctea fosse um conjunto muito grande de estrelas; Aristarco dizia que a Terra girava diariamente em torno do seu eixo e a cada ano em torno do Sol, enquanto Eratóstenes calculou o seu diâmetro com notável precisão ( COSTA, 2006, p. 228).
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3.3.O Cristianismo e a interrupção científica no Ocidente
Conforme Nogueira e Canalle, (2009, p. 32) o fim do Império Romano
determinou um período no qual o Ocidente perdeu sua tradição cientifica. O foco
passou a ser o cristianismo que repudiava a busca do conhecimento, pois atribuia
tudo a Deus único, onipotente, livre e infinitamente bom que nos criou à sua imagem
e semelhança. A natureza seria o resultado do poder, da sabedoria, da vontade e da
bondade divina e buscar o conhecimento de nada adiantava a não ser para
conhecer, pois a Sabedoria estava fundamentada na Bíblia, que era ensinamento
divino e como Deus era o Criador quem queria ter esse conhecimento deveria
estudar o que ela continha.. Neste contexto perdeu-se muito do conhecimento
construído até Ptolomeu.
No século XIII, São Tomás de Aquino incorporou a cosmologia e a física aristotélica ao cristianismo, incluindo-as em sua Suma Teologica e, deste modo, oficializando-as. Criou-se, assim uma espécie de oficialismo científico, pelo qual muitos sábios tanto padeceiram, como Copérnico e Galileu, ou morreriam, como Giordano Bruno (COSTA, 2006, p. 228).
As evidências permitem chegar a conclusão de que a ciência teve seu
desenvolvimento cerceado e sensurado pelo cristianismo, em especial pela igreja
católica.
Ainda, de acordo com Nogueira e Canallle, (2009, p 32) no Oriente formava o
Império Árabe com a religião Islâmica que permitia maior liberdade de pensamento
possibilitando a continuidade da evolução das ciências entre elas a Astronomia.
“Observações mais precisas foram realizadas, instrumentos aperfeiçoados”, porém,
sem questionar o modelo proposto por Ptolomeu.
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O conhecimento desenvolvido pelos astrônomos árabes serviu de suporte
para várias teorias elaboradas por astrônomos europeus como Copérnico e Tycho
Brahe.
A partir dos séculos XI e XII com as Cruzadas, incursões militares cristãs para ocupar Jerusalém e outras partes da Palestina, e a Reconquista, processo da retomada da Espanha pelos europeus, o conhecimento armazenado no mundo árabe passou a ter contato com o Ocidente. A igreja reduz seu combate ao saber científico e recupera grandes nomes, como Aristóteles, que são reincorporados ao modo de pensar Ocidental... esse período propicia o desenvolvimento das chamadas ” Grandes Navegações” (NOGUEIRA e CANALLE, 2009, p.33).
Gonzatti, Saraiva e Ricci (2008, p.101) relatam que ao final do século XV e
durante o século XVI, ocorreu o período das grandes navegações com o objetivo de
descobrir e conquistar novas terras e o domínio das rotas marítimas para fins
comerciais. Neste período, os navegadores possuíam poucos instrumentos para
medir latitudes e nenhum para medir longitudes o que dificultava o afastamento das
regiões costeiras. Passaram então, a se guiar por cartas e regimentos celestes. A
presença de astrônomos a bordo das embarcações tornou-se necessária para o
bom êxito das navegações.
Gonzatti, Saraiva e Ricci (2008, p.101) citam fatos históricos como o de
Portugal que investiu na Astronomia Náutica, fundando a escola de marinharia no
início do século XIII, para apoiar e garantir o sucesso das navegações. No século XV
criou um grupo de pesquisa dedicado a navegação. Houve o desenvolvimento da
Matemática voltado a esse fim e à Astronomia. O investimento oficial do governo
culminou com os grandes descobrimentos portugueses.
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3.4. Surge uma nova teoria explicando o Universo
Com o Renascimento grandes transformações ocorreram nas sociedades,
sugiu a burguesia, desenvolvimento do comércio, a reconquista de Constantinopla e
a busca de novas rotas marítimas pelos europeus. Houve mudanças sociais e o
morais, que influenciaram todos os ramos das ciências, a filosofia e a religião (UHR,
2007, p.10).
Costa, (2006, p.228) nos revela que “A revolução coperniana, no século XVI,
foi consequência natural da retomada da cultura clássica durante a Renascença”.
Nicolau Copérnico (1473-1543), um polonês, que estudou na Itália. insatisfeito
com o modelo geocêntrico em vigor, se torna um crítico deste e, ”com suas
hipóteses, subverte o pensamento escolástico e intensifica ainda mais as agitadas
movimentações sociais, culturais e religiosas do século XVI” (GONZATTI; SARAIVA;
RICCI, 2008, p.77).
Retoma então, o modelo heliocêntrico desenvovido por Aristarco de Samos,
aperfeiçoando-o. “Propôs um modelo para o Universo ainda usando esferas
concêntricas como o modelo aristotélico, porém tendo o Sol como corpo central e os
outros planetas, inclusive a Terra, girando em torno dele” (COSTA, 2006, p.229).
Suas idéias só foram publicadas em 1543 na obra “A Revolução dos Corpos
Celestes” onde apresentava o modelo heliocêntrico de Universo.
Segundo Canto (2004, p.68),
Para decidir qual dos modelos, o geocêntrico ou o heliocêntrico estava correto, era necessário comparar as previsões feitas pelos dois modelos, com a real posição dos astros no céu, observadas a cada dia.
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Foi de grande importância para a decisão, os estudos realizados por Tycho
Brahe e Joannes Kepler.
Tycho Brahe (1546-1601) astrônomo dinamarquês recebeu apoio real para
construir o maior observatório astronômico da história equipado com os instrumentos
mais sofisticados da época estabelecendo uma base observacional precisa e sólida
nunca vista até então. Obteve uma enorme quantidade de dados sobre os
movimentos planetários que precisavam ser interpretados por alguém de confiança e
com conhecimento (UHR, 2007, p.11). Para trabalhar com ele contratou Johannes
Kepler como seu assessor.
Foi trabalhando com os dados de Tycho que Kepler estabeleceu suas leis empíricas para o movimento dos planetas, descobrindo que as órbitas são elípticas aceleram-se no periélio e os períodos são proporcionais ao semi- eixo maior das elipses (COSTA, 2006, p229).
Foi ele quem criou as três leis do movimento planetário.
A primeira lei de Kepler se refere às órbitas serem elípticas; a segunda lei de
Kepler se refere às velocidades serem maiores quando próximo ao Sol e menores
quando distante dele, o que implica que áreas iguais da elipse são percorridas em
unidades de tempo também iguais; a terceira lei de Kepler indica que planetas mais
distantes demoram mais para completar suas órbitas seguindo uma equação
matemática na qual o quadrado do tempo é proporcional ao cubo dos eixos maiores
de suas órbitas (MOURÃO, 1995, p.435-437).
Galileu Galilei (1564-1642) realizou várias observações as quais contribuíram
para o avanço da Astronomia e confirmaram o sistema heliocêntrico de Copérnico.
Ao fazer uso da luneta para observar o céu ( instrumento que ele aperfeiçoou),
confirmou que a Via Láctea é composta por milhares de estrelas conforme
Demócrito havia afirmado. Galileu também observou as montanhas e crateras da
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Lua, as fases de Vênus, os quatro maiores satélites de Júpiter e que estes giram
livremente em torno do planeta, as principais estrelas dos aglomerados das Plêiades
e das Híades, as primeiras indicações dos anéis de Saturno e as manchas solares.
Para ele a Terra estava em movimento e estes fatos confirmavam o modelo
heliocêntrico de Universo, defendendo-o até as últimas consequências (GONZATTI;
SARAIVA; RICCI, 2008, p.79).
Com seus trabalhos em diversas áreas das Ciências, Galileu estabeleceu as
bases do método científico da experimentação.
Enquanto Kepler se preocupava em estudar como os movimentos ocorrem,
Isaac Newton (1642-1727) procurou explicar por que eles ocorrem. (GONZATTI;
SARAIVA; RICCI, 2008, p.81).
O trabalho de Isaac Newton sintetizou todos os esforços de mentes brilhantes como as de Copérnico, Kepler e Galileu, reunindo-os pela primeira vez dentro de uma estrutura teórica sólida, a Mecânica Celeste, que era embasada num formalismo matemático poderoso, o cálculo infinitesimal (COSTA, 2006, p.229).
Além de desenvolveu o Cálculo Diferencial e Integral, seu sucesso mais
famoso foi a criação da Lei da Gravitação Universal, isto é, que é válida para todo o
Universo.
Essa lei afirma que dois corpos quaisquer (por exemplo, a Terra e a Lua, ou
uma maçã e a Terra) se atraem com uma força que depende de suas massas e da
distância que os separa. A força é tanto mais intensa quanto maiores forem as
massas em jogo, e diminui quando os dois corpos se afastam (UHR, 2007, p.19).
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Para demonstrar a Lei da Gravitação Newton utilizou conhecimentos sobre movimento circular (força centrípeta, período) e as Leis de Kepler. Ele sabia que dada a velocidade de translação da Lua seu movimento deveria seguir uma linha reta, visto que isso não ocorria ele concluiu que a Lua “caia”na direção da Terra,assim como a maçã.A Lua é puxada constantemente na direção da Terra mas, pelo fato de ela ter uma velocidade perpendicular à aceleração, em vez de cair diretamente em direção à Terra ela vai descrevendo uma trajetória curva parecida com a de uma pedra que é lançada com velocidade paralela ao solo. Como a Lua tem velocidade muito grande, ela “demora muito para cair”, e “cai” fora da Terra. Diz-se que a Lua tem velocidade tangencial e aceleração centrípeta, as quais surgem de uma força inerente à matéria, a gravidade (UHR, 2007, p.19).
Ainda, UHR, (2007, p.19) nos aponta que é a força de gravidade que faz com
que os astros sejam redondos. Toda a Matéria se atrai, por este motivo todos os
pontos da superfície da Terra, da Lua ou de qualquer outro astro estão praticamente
equidistantes do centro de gravidade. Assim também todos os corpos exercem
forças gravitacionais uns sobre os outros.
Neste período histórico já se tem um modelo de Universo que vai além do
modelo heliocêntrico, já estava descrito como um conjunto muito grande (até infinito)
de estrelas como o nosso Sol (COSTA, 2006, p.229).
As equações da Gravitação Universal explicavam praticamente todas as
minúcias do movimento planetário, apenas não explicavam a precessão da órbita do
planeta Mercúrio. Somente quando Albert Einstein (1879-1955) propôs a Teoria da
Relatividade esse mistério foi resolvido (NOGUEIRA E CANALLE, 2009, p.44).
Einstein descobriu que o espaço e o tempo não são fixos e imutáveis, como dizia Isaac Newton, mas sim flexíveis e influenciados pela presença da matéria e energia numa dada região do espaço. Essas suas conclusões, incorporadas em suas duas versões da Teoria da Relatividade (especial e geral), mudaram as perspectivas dos estudos sobre a origem do Universo (NOGUEIRA E CANALLE, 2009, p.44).
21
Dessa forma o Universo seria dinâmico e regido pela força da gravidade.
Conforme Nogueira e Canalle (2009 p. 45), em 1927 Georges Lemaître
(1894-1966) criou a hipótese de que se voltar no tempo o Universo deveria estar
num único ponto. Edwin Hubble descobriu, em 1929, que as galáxias pareciam estar
se afastando, fato este que comprova o fato do Universo estar em expansão. Iniciou-
se então a teoria do Big-Bang desenvolvida por George Gamow (1904-1968),
supondo que para a matéria se afastar deveria ter ocorrido uma explosão inicial e
ele previo que deveria existir um eco emanando de todas as partes do Universo
causado por este evento inicial. Em 1965, Arno Penzias (1933-) e Robert Wilson
(1936-) descobriram a radiação cósmica de fundo de microondas, resolvendo
parcialmente os mistérios da origem do Universo (NOGUEIRA e CANALLE, 2009
p.45).
Foi devido ao trabalho incansável das mentes brilhantes citadas até aqui e de
outras não citadas por efeito de simplificação que hoje podemos ter uma visão do
nascimento e evolução do Universo bem como dos movimentos dos astros.
3.5. O Sistema Solar
Segundo Mourão (2000, p.134) nosso Sistema Solar é constituído do Sol
(uma estrela) e o conjunto de corpos celestes que giram ao seu redor: 8 planetas, os
166 satélites naturais conhecidos (geralmente chamados de “Luas”), os 5 planetas
anões e milhões de pequenos corpos (asteróides, objetos gelados, cometas,
meteoróides, poeira interplanetária, etc.).
22
3.5.1. Os Planetas
Os planetas são classificados em dois grupos: Os terrestres ou telúricos que
em comparação com os outros planetas são pequenos e de grande densidade. São
eles, Mercúrio, Vênus, Terra e Marte; também conhecidos como planetas interiores.
Além destes, temos os gigantes ou jupiterianos, que apresentam grande
diâmetro, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, também conhecidos como planetas
exteriores. Entre os planetas interiores e os exteriores estão as órbitas dos
Asteróides (MOURÃO, 1984, p. 33).
3.5.2. Os Planetas Anões
Conforme Faria (2007, p.31) a designação planetas anões é dada a uma nova
categoria de astros formada “por corpos celestes com massa pequena e força
gravitacional reduzida, se consideradas em relação às massas e forças
gravitacionais dos outros oito planetas do Sistema Solar”.
Plutão foi desclassificado como planeta, pois possui uma força gravitacional
que não é capaz de exercer uma influência significativa sobre os outros corpos do
Sistema Solar, exceto pelos satélites próximos a ele. Possui uma órbita muito
inclinada em relação à órbita dos demais planetas do Sistema Solar e devido sua
órbita elíptica ser muito excêntrica, ocorre constante mudança de sua distância ao
Sol (FARIA, 2007, p.31).
Conforme Mourão (2000, p.134) até 17 de setembro de 2008, 5 astros
estavam classificados como planetas anões. São eles: Plutão, localizado no
23
Cinturão de Kuiper, Ceres, no Cinturão de Asteróides, Éris no disco de objetos
dispersos, Makemake e Haumea, no Cinturão de Kuiper.
3.5.3. Os Asteróides
Asteróide é a denominação dada a corpos celestes tanto rochosos como
metálicos com aparência estelar e movimento próprio. Apresentam tamanhos
variados desde Ceres, o maior com 1025 km de diâmetro, até tamanhos de
pedregulhos. Existem mais de 2000 asteróides catalogados, a grande maioria orbita
entre Marte e Júpiter formando o Cinturão de Asteróides. Há os chamados troianos,
que estão na mesma órbita de Júpiter e os da Família de Apollo e Amor, com órbitas
excêntricas que atravessam a órbita de outros planetas, inclusive a órbita da Terra
(MATSUURA E PICAZZIO, 2006, p.124 e p.125).
3.5.4. Os Meteoritos
Os meteoritos são originários de meteoróides: fragmentos de asteróides ou
restos de cometas que estão girando no espaço interplanetário. Centenas de
meteoróides bombardeiam a Terra diariamente. Quando sua massa é superior a 100
toneladas caem intactos e provocam crateras no solo. Se sua massa for menor, “a
forte pressão e atrito do ar reduz sua velocidade, provoca fusão, fragmentação e
incandescência” causando o fenômeno de meteoros ou estrela cadente. A parte do
24
meteoróide que sobrevive a queda recebe o nome de meteorito (MATSSURA E
PICAZZIO, 2006, p.129).
A cratera do Meteoro no Arizona é uma marca do choque destes corpos
celestes com o nosso planeta.
3.5.5. Os Cometas
Conforme Nogueira e Canalle (2009, p. 115) cometas “são agregados de
poeira e gelo que giram ao redor do Sol, na maior parte das vezes em órbitas
bastante alongadas”. Ao se aproximar do Sol, o gelo começa a sublimar formando a
cabeleira que envolve o núcleo e sua cauda é o prolongamento da cabeleira (coma).
Para os povos antigos os cometas traziam mau agouro, terror e apreensão.
Aristóteles atribuiu a eles uma natureza atmosférica não celeste, mas Tycho Brahe
com suas observações e cálculos derrubou essa ideia ao observar um cometa acima
da esfera sublunar (NOGUEIRA E CANALLE, 2009, p.116).
3.5.6. Os Satélites
Os satélites são corpos celestes que gravitam em torno de um planeta. De
acordo com Filho e Saraiva (2004, p.116) “geralmente o número de satélites de um
planeta está associado à sua massa”. Os maiores satélites conhecidos do Sistema
25
Solar são respectivamente Ganimedes com raio de 2631 km e Titan com 2575 km
de raio. A nossa Lua apresenta 3475 km de diâmetro, sendo maior do que Plutão.
Mourão (2000, p.134) afirma que são conhecidos 166 satélites naturais e que
geralmente são chamados de luas.
Quanto ao movimento dos satélites, Filho e Saraiva (2004, p.117) informam
que “a maioria dos satélites revolve em trono do respectivo planeta no sentido de
oeste para leste e a maioria tem órbita aproximadamente no plano equatorial de seu
planeta”.
3.6. O Planeta Terra e a Lua
3.6.1. Os Movimentos de Rotação e Translação da Terra
Desde a antiguidade, várias foram as tentativas de explicar a repetição de
fenômenos, como o caso do dia e da noite. Os gregos por acreditarem que a Terra
era imóvel explicavam os dias e noites como consequência do movimento da
abóboda celeste em torno da Terra. Os Mesopotâmicos dividiram o dia (24horas) em
dois ciclos de 12 horas. Gonzatti; Saraiva; Ricci (2008, p.51) nos relatam que a
divisão das horas em minutos e segundos como temos atualmente também foi
realizada por essa civilização.
Atualmente, o dia é definido pelo movimento de rotação:
26
movimento da Terra em torno de um eixo que passa pelos pólos norte e sul. Dele resulta o dia e a noite. Com relação ao Sol, esse movimento tem um período médio de 24 horas, variável devido às irregularidades de seu movimento de translação. Com relação às estrelas, esse movimento é bem mais uniforme, com período de cerca de 23h 56 m 04s (BOCZKO E LEISTER, 2006, p.40 ).
Ao girar sobre si, regiões diferentes da Terra estão em posição diferente em
relação à direção do Sol acarretando horas diferentes em diferentes locais do
planeta.
Se considerarmos a Terra dividida em 360 partes iguais ou 360 graus
segundo linhas imaginárias que vão de Norte a Sul, cada grau corresponde a um
meridiano. A cada hora a luz do Sol incide sobre 15 meridianos e essa distância
corresponde a um fuso horário.
A hora local atualmente é determinada a partir do meridiano de Greenwich ou
meridiano 0º.
Já o período determinado como ano pode ter sido resultado das observações
da repetição das estações com suas próprias características climáticas. Para os
povos antigos estas observações eram necessárias principalmente pela prática da
agricultura.
Atualmente a definição de ano está associada a outro movimento de nosso
planeta, o movimento de translação,
movimento orbital da Terra em torno do Sol, dando origem ao Ano Solar; com cerca de 365 dias e 06h. Esse movimento, associado ao fato de o eixo de rotação não ser perpendicular ao plano da órbita da Terra, causa as estações do ano (BOCZKO E LEISTER, 2006, p.40).
27
Gonzatti, Saraiva e Ricci (2008, p. 65) nos apontam que, o movimento da
Terra como corpo cósmico no espaço e a inclinação do eixo de rotação de nosso
planeta em relação ao plano da órbita são os fatores que determinam as estações
do ano. Devido à inclinação, quando o hemisfério sul recebe maior incidência de
energia solar, é verão neste hemisfério e inverno no outro. Pode-se dizer então que
as estações são antagônicas nos dois hemisférios terrestres.
A translação ao redor do Sol também determina os equinócios e solstícios e
como consequência a desigualdade entre os dias e as noites. As estações do ano
apresentam características diferentes de acordo com a região geográfica devido à
forma da Terra.
Enquanto o equador terrestre recebe os raios solares com inclinação máxima de 23,5º em relação à vertical durante o ano, as regiões dos círculos polares convivem com situações extremas, como ter épocas nas quais o Sol nunca se põe e épocas em que ele nunca nasce. Nas latitudes acima de 23,5º N ou S, o Sol nunca atinge a altura máxima de 90º em relação ao horizonte, isto é nunca fica a pino em cidades como Lajeado e Porto Alegre. Os dias de equinócio, por sua vez, são aqueles nos quais a Terra está igualmente iluminada em seus hemisférios (GONZATTI, SARAIVA E RICCI, 2008, p.66 )
3.6.2. A Lua
A Lua é o corpo celeste mais próximo de nosso planeta. Encontra-se a uma
distância média de 384000 km. Apresenta um diâmetro de 3476 km e sua massa é
de 1/81 da massa da Terra (FILHO E SARAIVA, 2004, p.40).
28
Em sua trajetória em torno da Terra e junto com ela em torno do Sol a Lua
passa por um ciclo de fases, durante o qual seu aspecto e sua posição variam ao
longo do tempo.
Faria (2007, p. 25) relata que a Lua e seus ciclos foram muito utilizados por
antigas civilizações na elaboração de calendários. A palavra mês é originária do
grego men do qual deriva mene que significa Lua. Ainda hoje algumas tribos
indígenas medem o tempo em Luas.
3.6.2.1. As Fases da Lua
Conforme Boczko e Leister (2006, p.43) Aristarco de Samos no século II a.C.
foi o primeiro a explicar as fases da Lua. A Lua também é iluminada pelo Sol,
apresentando duas faces: a iluminada e a escura. Seu movimento de rotação tem
mesma duração do que seu movimento de translação em torno da Terra. Dessa
forma, mantém sempre a mesma face voltada para o nosso planeta.
Por girar em torno da Terra, sua parte visível e iluminada muda diariamente.
Quando o disco lunar aparece completamente iluminado dizemos que a lua está entrando na fase da Lua cheia. Neste caso a Terra encontra-se mais ou menos entre o sol e a Lua. Com o passar dos dias, vemos que o disco lunar vai diminuindo sua área iluminada e, cerca de uma semana depois, apenas metade do disco lunar está iluminado: dizemos que começa a fase da Lua quarto minguante. No hemisfério Sul, a parte iluminada lembra vagamente a letra D maiúscula. Uma semana depois e a Lua deixa praticamente de ser vista da Terra: inicia-se a fase da Lua no. Agora é a Lua que se encontra entre a Terra e o Sol. Logo depois, a Lua começa a ser vista “crescendo” até que atinge a fase da Lua quarto crescente, quando o disco lunar estiver iluminado pela metade. Do hemisfério sul, a parte iluminada lembra a letra C maiúscula (BOCZKO E LEISTER, 2006, p.43).
29
De acordo com Nogueira e Canalle (2009, p.112) ao longo da história do
planeta a ação gravitacional da Lua ajudou a frear a rotação terrestre. Este
fenômeno continua acontecendo e causando um aumento de 1,5 milésimos de
segundos a cada século. Com isso a Terra perde velocidade e a Lua ganha energia
para si aumentando sua órbita. Nosso satélite afasta-se 3,8 cm por ano. A influência
mais notável da Lua sobre nosso planeta, com a participação do Sol, ocorre nos
oceanos. A ação gravitacional mobiliza massas de água, é o fenômeno das marés.
3.6.2.2. Os Eclipses
Os eclipses são fenômenos que resultam da ocultação total ou parcial do Sol
ou da Lua, envolvendo as posições do Sol, da Lua e da Terra.
Como a Terra e a Lua são iluminadas pelo Sol, elas projetam uma sombra no
espaço. Dependendo da posição da Lua em relação à Terra poderá haver projeção
da sombra da Lua sobre a Terra ou da sombra da Terra sobre a Lua.
Os eclipses solares e lunares não ocorrem em cada fase da Lua Nova e Lua
Cheia respectivamente devido à inclinação do plano da órbita da Terra em torno do
Sol não ser o mesmo do Plano da órbita da Lua em torno da Terra.
Segundo Boczko e Leister (2006, p.48) quando a Terra se posiciona entre o
Sol e a Lua pode impedir que os raios solares atinjam a Lua. Então ocorre o eclipse
lunar que pode ser:
1. Eclipse lunar umbral total: quando a Lua fica na região de sombra da Terra;
2. Eclipse lunar umbral parcial: quando a Lua fica parcialmente obscurecida pela
sombra;
30
3. Eclipse penumbral total: ocorre quando entra completamente na região de
penumbra;
4. Eclipse penumbral parcial: ocorre quando a Lua penetra parcialmente na
região de penumbra. Este eclipse é muito difícil de ser percebido a olho nu.
Já o eclipse do Sol ocorre na fase da Lua nova. O alinhamento Sol-Lua-Terra
faz com que a Lua oculte o Sol e projete sua sombra na Terra. Boczko e Leister
(2006, p.48) nos dizem que o eclipse solar pode ser:
5. Total: quando a Lua encobre totalmente o Sol;
6. Parcial: quando parte do Sol é encoberto pela Lua ou
7. Anular: quando a Lua encobre a parte central do Sol. Este eclipse deixa um
anel luminoso ao redor do Sol.
4. Encaminhamentos metodológicos
Apresentação de slides sobre aspectos históricos, filosóficos e
sociológicos da Astronomia;
Observação do céu noturno com o auxílio de telescópio;
Através de vídeos sobre o Sistema Solar perceber diferenças entre os
astros;
Construção de maquetes de modelos representativos do Sistema Solar
ao longo do desenvolvimento da Astronomia;
Representação em escala da distância dos planetas ao Sol e do
tamanho dos principais astros do Sistema Solar;
Atividades práticas com material manipulativo para compreensão dos
movimentos da Terra, das fases da Lua e dos eclipses;
Leitura e discussão sobre movimentos de rotação e translação da
Terra;
31
4.1. Aplicação das ações
Ação 1
A primeira ação contempla a apresentação de slides sobre os aspectos
históricos, filosóficos e sociológicos da Astronomia.
Ação 2
Na segunda ação, os alunos realizarão atividades de pesquisa para
compreensão de conceitos referentes às constelações, zodíaco e eclíptica. Quanto
as constelações, anotar nome das mais visíveis na localidade do estudante e na
estação do ano em que a ação ocorrer.
Ainda ocorrerá prática em local previamente definido, longe das luzes da
cidade, para observação do céu. Os alunos disporão do mapa celeste, referente à
data e ao horário da observação e seguirão o seguinte roteiro:
1) A olho nu observe a Lua e demais astros visíveis no céu. Localize as
constelações de acordo com o mapa celeste que você tem em mãos. Desenhar a
Lua vista a olho nu.
2) Observar a Lua e alguns astros com uso de instrumentos de aumento, com a
orientação do professor. Desenhar a Lua vista ao telescópio.
3) Apresentação do relatório das atividades realizadas incluindo os desenhos
elaborados durante as atividades.
Ação 3
A terceira ação compreende a realização de práticas representadas por
maquetes do Sistema Solar e ou Universo utilizando folha de cartolina, papel cartão
colorido, cola, tesoura, barbante, lápis.
32
Para esta ação dividir os alunos em grupos de até cinco integrantes. Realizar
sorteio para que cada grupo faça a maquete de um dos modelos representativos do
Universo e/ou do Sistema Solar. Esta maquete poderá ser feita sobre folha de
cartolina, ou papel cartão, de acordo com a criatividade de cada grupo. Para
representar os astros poderão usar círculos de papel cartão. Devem ser
desconsideradas as escalas de tamanho dos astros e de distância entre eles. Os
modelos que serão construídos estão nas ilustradas nas Figuras 1, 2 e 3 do Anexo
1.
Será colocado ao aluno o seguinte questionamento:
- Por que Urano, Netuno e Plutão não estão nos modelos das maquetes?
Ação 4
Na quarta ação utilizar as tecnologias para familiarizar os educandos em
relação as características do Sistema Solar.
O vídeo sugerido aborda as características do Sistema Solar:
http://www.youtube.com/watch?v=lY_4YsQoQQo Acesso em 14/07/2011.AS
Ação 5
A quinta ação contempla os principais astros que formam o Sistema Solar.
Será abordado o tamanho comparativo e a distância ao Sol.
Para esta ação utilizar as tabelas Nº1 e Nº2 impressas (disponíveis no anexo
2), uma bola de 1,30 cm de diâmetro que irá representar o Sol, massa de modelar,
bolas de isopor, fita métrica, giz, barbante.
Dividir os alunos em grupos para confeccionar em sala de aula, os planetas
do Sistema Solar, a Lua e Plutão, todos respeitando a mesma escala. Para isso
serão utilizados os dados da tabela de Nº1.
Na rua lateral da escola será marcado o ponto correspondente ao Sol e
colocado sobre ele a esfera que o representará. A partir dele, com base nos dados
da tabela Nº 2, será desenhado na calçada usando giz e com o auxílio de barbante,
33
parte da órbita dos planetas em escala de distância ao Sol colocando sobre ela, a
esfera correspondente ao astro modelada anteriormente. A órbita da Lua também
poderá ser representada.
Convém destacar que a escala adotada para o tamanho comparativo dos
astros na tabela Nº1 não é a mesma utilizada na tabela Nº 2 da escala de distância
dos planetas ao Sol.
Observação: Ao concluir a atividade os estudantes visualizarão desde o
Sol, a Terra e a Lua, os demais planetas e Plutão, todos em escala de tamanho e de
distância ao Sol.
Esta ação é adaptada de Nogueira e Canalle (2009)
Ação 6
A sexta ação contempla os educandos com práticas que possibilitam
observar os movimentos da Terra.
Os recursos utilizados para esta ação são: ambiente da sala escurecido, uma
lâmpada de 40 watts, bolas de isopor, espetinho de churrasco, a mesa do professor,
lápis e barbante.
Conectar a lâmpada num soquete fixo sobre um pedaço de madeira com fio
de cerca de 3m metros, contendo um plug na extremidade. Esta lâmpada acesa
corresponde ao Sol. A bola de isopor deve ser atravessada por um eixo que
representa o eixo da Terra. Destacar nela a linha do Equador e marcar os
Hemisférios Norte e Sul. A superfície de uma mesa representa o plano da órbita
terrestre. Traçar a órbita terrestre sobre a mesa sobre a qual a bola de isopor deverá
girar. A inclinação do eixo poderá ser de aproximada a inclinação real.
Colocar a bola de isopor sobre a mesa com a lâmpada acesa conforme Figura
4 do Anexo 1.
Movimentar a bola de isopor em torno de seu próprio. Explicar que este
movimento representa o movimento de rotação da Terra. Em seguida propor alguns
questionamentos:
34
a) O que você pode observar em relação à luminosidade recebida pelo planeta
Terra? Todo ele é iluminado ao mesmo tempo?
b) No globo terrestre localize o Brasil, nele o Paraná e neste nosso Município.
Posicione para que seja iluminado pela lâmpada. Localize o Japão. Quando no
Brasil é dia o mesmo ocorre no Japão?
c) E, se girarmos o globo sobre si mesmo, o que acontece?
d) Existe uma relação entre o movimento de rotação e os dias e as noites?
Movimentar a bola de isopor em volta da lâmpada em movimento circular,
representando a órbita da Terra. Explicar que este movimento representa o
movimento de translação de nosso planeta. Neste instante convém explicar que
devido à sua massa, a força de gravidade do Sol é maior fazendo com que a Terra e
demais astros do Sistema Solar girem ao seu redor.
É importante lembrar que o movimento de rotação ocorre ao mesmo tempo
em que o movimento de translação e que se o eixo da Terra fosse perpendicular ao
plano da órbita os dois hemisférios receberiam a mesma incidência de energia solar.
A figura 5 ilustra a posição da Terra nas estações do ano.
Quando o nosso planeta está na posição 1, o Hemisfério Norte recebe maior
incidência de luz que o Hemisfério Sul, sendo verão neste hemisfério e inverno no
Hemisfério Sul.
Na demonstração é possível perceber que continuando a translação ao
chegar a posição 2, os dois hemisférios terrestres recebem a mesma incidência de
energia solar sendo outono no Norte e primavera no Sul.
Na posição 3, o Hemisfério Sul é quem recebe maior iluminação, sendo verão
neste e inverno no Norte.
Seguindo seu caminho em torno do Sol, na posição 4, a luminosidade nos
dois hemisférios se torna igual novamente. No Sul é outono e no Norte é primavera.
35
1) Você seria capaz de explicar por que em localidades próximas a Linha do
Equador há pouca variação de temperatura nas estações de inverno e
verão?
2) Seria correto afirmar que no inverno a Terra se encontra mais distante do
Sol, por isso é frio?
3) As estações do ano são definidas somente pelo movimento de translação
da Terra?
Ação adaptada de Nogueira e Canalle (2009).
Ação 7
Para entender as fases da Lua será necessário o globo terrestre, bolas de
isopor, espetinho de churrasco, alfinete colorido e uma lanterna, conforme Figura 6.
Observação: Nesta atividade será desconsiderado que o plano da órbita da
Terra em torno do Sol não é o mesmo do plano da órbita da Lua em torno da Terra,
a diferença é de 5º na inclinação.
É necessário que o ambiente seja escurecido.
Destacar a linha do Equador Terrestre no globo e fixá-lo na tampa de uma
carteira.
A bola de isopor com cerca de 6 cm de diâmetro irá representar a Lua. Ela
deverá ser atravessada por um eixo (espetinho). Marcar nela o equador lunar.
Colocar alfinetes coloridos para indicar a face da Lua voltada para a Terra.
Projetando a luz da lanterna sobre a Lua na posição 1, nota-se que metade
dela é iluminada. Os alfinetes não recebem luz. Nesta posição está na fase de Lua
Nova.
Ao movimentá-la em torno da Terra, na posição 2, metade dela é iluminada,
porém para nós, é possível ver a quarta parte iluminada. É a Lua Quarto Crescente.
Continuando a revolução na posição 3 nosso satélite está na fase da Lua
Cheia pois toda a parte iluminada nos é visível.
36
Partindo da posição 1, é possível perceber que ao chegar na posição 3 nosso
satélite apesar de manter sempre a mesma face voltada para a Terra realizou meia
volta em torno de seu eixo (rotação).
Na posição 4, vemos somente a metade da parte iluminada da Lua: é a fase
Quarto Minguante.
Ao retornar a posição 1 a Lua além de realizar a revolução realizou uma
rotação completa.
Ação adaptada de Nogueira e Canalle (2009).
Ação 8
Depois de realizar a atividade das fases da Lua propor alguns
questionamentos que podem ser impressos e respondidos em grupos, de no
máximo três estudantes:
a) Ao realizar a atividade anterior você notou que quando a Lua está na
posição 1, fase de Lua Nova ela fica entre o Sol e a Terra, impedindo que os raios
solares atinjam nosso planeta. Que fenômeno é este? A cada 28 dias se repete a
fase da Lua Nova. O fenômeno acima citado também ocorre com essa frequência?
Por quê?
b) Na Posição 3 ilustrada na imagem das fases da Lua, os raios solares,
representados pela luz da lanterna atingem a Lua (bola de isopor)? Por quê?
c) Porque os eclipses não ocorrem em todas as fases da Lua Nova e da Lua
Cheia?
Após o trabalho de grupo, com a lanterna projetar a sombra da bola de isopor
(Lua) num anteparo e identificar a região de sombra e penumbra. Quando aproxima
o globo do anteparo este projeta uma região de sombra maior, afastando do
anteparo a região de penumbra se torna visível.
Esta projeção permite a compreensão de que os astros projetam sombra no
espaço e, quando nosso satélite cruza a região de sombra da Terra ocorre o eclipse
37
lunar umbral (eclipse lunar propriamente dito), quando cruza a região de penumbra
ocorre o eclipse lunar penumbral.
Com o mesmo sistema das fases da Lua (Figura 6 do Anexo 1) o aluno
deverá representar o eclipse solar e o eclipse lunar que correspondem as posições 1
e 3, respectivamente.
1) Um eclipse solar é visto em todas as regiões do nosso planeta que tem o
Sol acima do horizonte? Justifique.
2) Quando ocorre o eclipse lunar, todos as regiões do planeta que tem a Lua
acima do horizonte conseguem visualizá-lo? Justifique.
Ação adaptada de Nogueira e Canalle (2009).
4.2. Avaliação
A avaliação se dará através da realização de cada uma das ações previstas,
e um dos parâmetros importantes para aferir sucesso destas será o nível de
engajamento e co-responsabilidade na aplicação de cada ação.
Os relatórios desenvolvidos durante as ações, serão entregues ao docente
responsável e avaliados quanto ao desempenho e nível de aprendizagem.
Os educandos deverão, posteriormente, apresentar à comunidade escolar, na
forma de oficinas, as atividades práticas desenvolvidas durante a implementação e
por meio de observação destas demonstrações o docente responsável fará a
avaliação dos conhecimentos adquiridos.
O projeto como prática pedagógica no estudo dos conceitos básicos de
Astronomia vai além da aplicação de conceitos curriculares. Em uma abordagem
histórica traz discussões sobre a evolução dos conhecimentos científicos, permitindo
ao estudante compreender que esses conhecimentos evoluem de acordo com o
desenvolvimento da tecnologia e da própria humanidade.
38
Para concluir, sabemos das dificuldades e desafios que podem surgir no
decorrer da implementação desta proposta. Porém, também sabemos que os
estudantes tem grande interesse pelos fenômenos celestes. Este fato, articulado a
práticas que permitam a compreensão dos mesmos, propicia a aprendizagem.
5. Considerações Finais
Esta Unidade Didática tem por objetivo apresentar propostas para a sala de
aula permitindo que sejam seguidas várias alternativas durante o seu
desenvolvimento, como a pesquisa bibliográfica e na internet, atividades práticas,
uso de experimentos como maquetes e materiais astronômicos para
desenvolvimento dos mesmos. Estas atividades levam ao questionamento, à
procura por informação e ao respeito com todos. Atitudes que começam a formar
futuros cidadãos.
Através de práticas, os educandos e o educador se envolvem, todos
participam de um grupo que estão construindo novos conhecimentos, relacionando-
os com os que já foram adquiridos e levando-os para o cotidiano. A ciência deixou
de ser algo que não está presente no nosso dia-a-dia, os depoimentos dos alunos
demonstram que quando se utiliza um tema que desencadeia o interesse dos
mesmos, a aula é assistida com maior assiduidade e com colaboração da maioria.
Estes fatos promovem a afinidade entre educandos e educador.
39
6. Referências
BOCZKO, R.; LEISTER, N. V. Astronomia clássica. In: FRIAÇA, A. C. S.; DAL
PINO, E.; SODRÉ Jr, L. JATENCO-PEREIRA, V. (organizadores) Astronomia Uma
Visão Geral do Universo. 2. ed. São Paulo: Editora Universidade de São Paulo,
p.35-50. 2006
CANTO, E. L. Ciências Naturais: aprendendo com o cotidiano. 2. ed. São Paulo,
Moderna, 2004.
COSTA, R. D. D. Cosmologia. In: FRIAÇA, A. C. S.; DAL PINO, E.; SODRÉ Jr, L.
JATENCO-PEREIRA, V. (organizadores) Astronomia Uma Visão Geral do
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40
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________________. Dicionário enciclopédico de astronomia e astronáutica. 2.
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41
7. ANEXOS
Figura 1 - Modelo de Universo de Pitágoras:
Figura 2 - Modelo geocêntrico para o Sistema Solar proposto por Claudio
Ptolomeu
Fotos: Eleani B. R. de Oliveira
42
Figura 3 - Modelo heliocêntrico para o Sistema Solar proposto por Nicolau Copérnico
Figura 4 – Modelo didático utilizado em sala de aula. A lâmpada representa o Sol e a Terra
representada pela bola de isopor. Eixo de rotação da Terra representado por palito de madeira.
Fotos: Eleani B. R. de Oliveira
43
Figura 5 – Modelo didático utilizado em sala de aula. A lâmpada representa o Sol e a Terra é
representada pelas bolas de isopor. Eixo de rotação da Terra representado por palitos de madeira.
Ação voltado para a compreensão das estações do ano.
Figura 6 – Modelo didático utilizado em sala de aula. A lanterna representa o Sol a Terra é
representada pelo globo (ao centro) e a Lua pelas bolas de isopor.
Fotos: Eleani B. R. de Oliveira.
1
2
3
4
44
ANEXO 2
TABELA Nº 1
A tabela abaixo apresenta dados sobre o tamanho de alguns astros do Sistema
Solar. Vamos analisá-la para depois utilizá-la na confecção destes, com exceção do
Sol:
ASTRO DIÂMETRO no Equador (km) DIÂMETRO em escala (cm),
aproximado
SOL 1.390.000 139
MERCÚRIO 4.879,4 0,4
VÊNUS 12.103,6 1,2
TERRA 12.756,28 1,2
MARTE 6.794,4 0,6
JÚPITER 142.984 14,2
SATURNO 120.536 12,0
URANO 51.118 5,1
NETUNO 49.492 4,9
PLUTÃO 2.320 0,2
LUA 3.476 0,3
,,
45
TABELA Nº 2
A tabela abaixo apresenta dados sobre a distância ao Sol, de alguns astros
do Sistema Solar. Vamos analisá-la:
ASTRO DISTÂNCIA AO SOL (km) DISTÂNCIA AO SOL em
escala(m), aproximado
MERCÚRIO 57.900.000 0,57
VÊNUS 108.200.000 1,08
TERRA 149.600.000 1,49
MARTE 227.900.000 2,27
JÚPITER 778.300.000 7,78
SATURNO 1.427.000.000 14,27
URANO 2.869.600.000 28,69
NETUNO 4.496.600.00 44,96
PLUTÃO 5.913.000.000 59,13
Adaptado de Nogueira e Canalle (2009)
A distância da Terra à Lua é de aproximadamente 384.000 km, na mesma
escala da tabela esta distância corresponde a 0,00384 m, ou seja, cerca de 3
mm.
