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Aristóteles (sec. IV ac):
Mundo terrestre (sublunar):• 4 elementos fundamentais
(terra, água, fogo e ar)• Não é descrito com a matemática
Mundo celeste (supra-lunar):• 5º elemento - corpos celestes
não se comportavam como terrestres (ideia de éter)
• Matemática consegue explicar.
Camille Flammarion“L’atmosphère: météorologie
populaire” (1888)
Tratado Do Céu:
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Hierarquicamente Aristóteles configura a Terra no centro do “universo”;
à sua volta, está a água; o ar está acima da terra e da água e, enfim, acima do ar, está o último elemento atmosférico, o fogo.
Portanto o fogo e o ar sobem naturalmente, enquanto a terra e água caem naturalmente, todos em busca dos seus lugares naturais.
Primeiras ideias do Geocentrismo e de órbitas circulares
Aristóteles implanta a lógica (começando do nada) e com ela tem um bom instrumento, um método (um caminho) para estudar a physis, a natureza, o mundo.
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A palavra “Planeta” vem do grego e quer dizer“corpo errante” ou “estrela errante”, aqueleque não seguia uma trajetória, não ocupavauma posição constante, ou seja não fazia partedas “estrelas fixas” no céu.
Se movia no céu e não pulsava, tinha brilhoconstante.
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Aristarco de Samos (séc III ac):
* Pensou no heliocentrismo (fato citado por Arquimedes); * proporção entre as distâncias Terra/Lua e Terra/Sol.
360° 29 dias (T Lua)
X 14 dias (contados entre as fases)
X = 174°
X/2 = 87°
174°
cos 87° = 0,052
0,052 = DTLDTS
DTS = 19 DTL
DTS
DTL
87°
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Eratóstenes (séc III a.c)
* Determinou o raio da Terra (Siena e Alexandria)
360° Perímetro Terra (2πR)7,2° DSA
360°7,2° = 50 =
2πRDSA
sombrahaste
= tg α
α = 7,2°
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Cláudio Ptolomeu (150 dc): Almagesto (Tratado de Astronomia da Antiguidade)
Marte
* Geocentrismo (mundo do ponto de vista do homem)
* Epiciclos - movimento retrógrado dos planetas
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Nicolau Copérnico (1473-1543):
• Estudava em detalhe a astronomia geocêntrica pois trabalhava na elaboração de mapas celestes para localização no mar.
• Alguns problemas: - explicar porque Vênus e Mercúrio sempre são
vistos perto do Sol (quando nasce ou se põe); - explicar porque Marte, Júpiter e Saturno podiam
ser vistos em oposição ao Sol (durante a noite).
• Respostas:- Mercúrio e Vênus estão entre Terra e Sol;- Marte, Júpiter e Saturno têm raios maiores que a
órbita da Terra.
“Pequeno comentário sobre as hipóteses formuladas por Copérnico acerca dos movimentos celestes”
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Nicolau Copérnico (sec XV dc): * Nova “teoria”: heliocentrismo* órbitas circulares (MCU) – ainda usa epiciclo.
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Tycho Brahe (1546-1601 - Suécia)
Utilizava instrumentos rudimentares.Demonstrou imperfeições no pensamento de Ptolomeu, passando a chamar a atenção dos astrônomos para a necessidade de instrumentos mais precisos e técnicas de observação mais acuradas.
O rei Frederico II doa a ilha de Hven (Suécia) e uma pensão anual para construir e equipar um novo observatório astronômico.
Dois observatórios foram construídos na ilha. Graças ao apoio permanente do rei, Brahe realizou um trabalho monumental, tornando-se o maior astrônomo de sua época.
Leitor assíduo do Almagesto de Ptolomeu.
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Tycho foi o primeiro astrônomo a calibrar e checar a precisão de seusinstrumentos periodicamente, e a corrigir suas observações.
Também foi o primeiro a instituir observações diárias descobrindo assimanomalias nas órbitas até então desconhecidas.
No sistema cosmológico de Brahe, todos os planetas, com exceção da Terra, giram em torno do Sol, e este, acompanhado pelos planetas, gira em torno da Terra.
Sua produção científica inspirou o trabalho de Kepler, Galileu e Newton.
Sextante – instrumento para determinar a posição das estrelas.
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Kepler (1571-1630 – Alemanha)
Em 1577, sua mãe Katherine lhe mostrou o
grande cometa que apareceu no céu.
Miopia, estrabismo e dedos aleijados conduziram
Kepler a um ministério religioso para escapar das
dificuldades.
Estudou teologia, filosofia, matemática e astronomia.
Com 22 anos abandonou o ministério religioso para estudar ciências.
Publicava calendários astrológicos e horóscopos para ganhar dinheiro.
Era tão obcecado com medidas que se popularizou por produzir as
tabelas astronômicas mais precisas de seu tempo.
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“Universo geométrico de Kepler”
Enquanto lecionava, teve uma revelação repentina para entender o universo – a razão dos círculos era a razão das órbitas.
Publicou o Mistério do Cosmos, primeiro trabalho decididamente copernicano, colocando o Sol no centro do sistema.
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Faltavam a Tycho Brahe as
habilidades matemáticas e
analíticas necessárias para
entender o movimento planetário.
Com a elipse, os movimentos dos planetas podiam ser previstos.
Após a morte de Brahe (um ano e meio de relações) Kepler teve acesso a
toda a compilação de 30 anos de observação de Brahe.
Em 1600 emprega Kepler para
analisar suas observações da órbita de
Marte. Monumento a Brahe e Kepler em Praga
Kepler mapeou cuidadosamente os dados formando uma elipse. Este
sucesso deu credibilidade matemática ao modelo copernicano.
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E pur si muove...
Galileu (1564-1642): 1609 - luneta
satélites de Júpiter
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As observações mostravam anomalias:
- Os planetas de tempos em tempos parecem andar para trás, em seu movimento do céu (retrogressão).
- Os planetas parecem não se mover uniformemente.
- O brilho dos planetas varia.
Publica em 1609 A Nova Astronomia com as duas primeiras leis
que descrevem como os corpos celestes orbitam.
Publica em 1618 Harmonias do Mundo, uma série de 5 livros que
inclui sua terceira lei, que inspirou Newton 60 anos depois.
Publica uma novela científica chamada Sonhando com a Lua.
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Cinemática Celeste - 3 Leis
1 - Lei das Órbitas (elipses)
abadonam-se os epiciclos
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x2
a2+
y2
b2= 1
x2
a2+
y2
b2= 1
x2
r2+
y2
r2= 1
x2+y2
r2= 1
x2 + y2 = r2
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2 - Lei das Áreas
* O movimento dos planetas não é MCU
(quanto mais perto do Sol, mais rápido)
* Áreas iguais em tempos iguais
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3 - Lei dos Períodos (de revolução)
COMPARAÇÃO DE ASTROS QUE ORBITAM O MESMO CENTRO
T2
r3= K
Tempo para dar uma volta
Raio da órbita (distância de centro a centro)
TTerra2
rTerra3 =
TMarte2
rMarte3 =
TVênus2
rVênus3
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3 - Lei dos Períodos (de revolução)
No sistema solar
Se T em anos terrestres e r em UA,
(T = 1 ano) e r = 1UA, então K = 1.
1 UA - unidade astronômica –
distância Terra-Sol = 1,5.108 Km (raio da órbita da Terra)
TTerra2
rTerra3 = 1
Tmercúrio = 88 dias terrestres
Tjúpiter = 12 anos terrestres
O Parsec (símbolo: pc) é uma unidade de distância usada em astronomia para representar distâncias estelares: 1 pc = 206 . 103 UA = 3 . 1016 m = 3,3 ly
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Respostas às anomalias:
-Os planetas de tempos em tempos parecem andar para trás, em seu movimento do céu (retrogressão) – 1ª Lei de Kepler.
-Os planetas não se movem uniformemente – 2ª Lei de Kepler.
-O brilho dos planetas varia (maior ou menor afastamento da Terra) – 3ª Lei de Kepler.
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