Diretoria de Ensino de Votorantim Oficina Pedagógica Adriana Ribeiro - PCOP de Física 5° Encontro...

Diretoria de Ensino de Votorantim

Oficina Pedagógica

Adriana Ribeiro - PCOP de Física

5° Encontro IFUSP/Escola

Erros encontrados em Erros encontrados em Livros "Didáticos"Livros "Didáticos"

AstroTolice

O ponto leste é o pontoonde o Sol nasce.

Nascer do Sol

Lesteé o ponto

ondeo Sol nasce.

O gnômon

Gnomo

Determinação do meridiano e dos pontos cardeais

Nascente

Ocaso

Linha do Meio-diaMeridiano

PontoLeste

PontoOeste

PontoSul

PontoNorte

AstroErro

O braço maior doCruzeiro do Sul

aponta para o Sul.

Pólo Sul

Movimento noturnoaparente olhandoao Sul

Sul

OesteLeste

20 horas

22 horas

24 horas

Pólo Sul

Sul

Do Pé da Cuz ao Pólo Sul são aproximadamente 4,5 vezes o

comprimento do Corpo da Cruz

Pólo Sul com oCruzeiro do Sul

AstroPerdido

A bússola sempre aponta para o norte.

Declinação magnética

Meridiano

PontoLeste

PontoOeste

PontoSul

PontoNorte

M

Norte da bússola

Declinação magnética:É o ângulo entre a direção do ponto

cardeal norte e a direção norte indicada pela bússola

Ímã Terra( W. Gilbert, séc. XVI )

Eixoderotação

PN

PS

Equador

Ação entre ímãs

Atração

Repulsão

Repulsão

Polos magnéticos

M

PNG

PSG

Equador

Greenwich

N

L +750

+1020

Polo Sul MagnéticoPolo Sul Magnético

Coordenadas aproximadas do

Polo `Norte` Magnético

Local do Polo Sul Magnético:SW da Ilha de

Bathurst,no norte do

Canadá

AstroImprecisão

O dia é mais longo no verão.

6

7

9

10

8

1112

13

14

15

16

17

18

Dia claro ao longo do ano

Leste

Oeste

N S

Inverno

17

7

Verão

19

5

Dia x Dia Claro x Noite

MeioDia

MeiaNoite

MeiaNoite

Dia = NictêmeroDia = Nictêmero

Noite NoiteDia ClaroVerão

Noite NoiteDia ClaroInverno

Dia ClaroNoite NoitePri / OutOut

AstroQuase

O período de rotação daTerra é de 24 horas.

Raios quase paralelosRaios quase paralelos

Estrelapróxima

Estreladistante

Estrelamuito

distante

Estrelamuuuuitodistante!

Dia Solar e

Rotação da Terra

Estreladistante

23h 56m 04s (Período de rotação)

24h 00m 00s

(Dia Solar)

Sol

AstroPontudo

Quantas "pontas" têm uma estrela?

É um corpo gasosono interior do qual

ocorrem reações defusão nuclear formando

elementos mais pesados.

O que é umaestrela?

Terra

“Pontas” das estrelas

Atmosfera

Cintilação

Vácuo

Ar

Refração atmosférica

AstroBobagem

Constelações são gruposde estrelas próximas entre si.

Betelgeuse

Rigel

MintakaAlnilan

Bellatrix

Saiph

Alnitaka

Constelação de Órion

Constelaçãode Órion

Terra

Céu

Constelação

É um grupo convencional de estrelas.

Número de constelações = 88

Loteando o céu!

ConstelaçãoConstelação

Todas as estrelas que estiverem Todas as estrelas que estiverem dentro de um lote, pertencem a uma dentro de um lote, pertencem a uma

mesma constelação.mesma constelação.

Cada lote é uma

constelação

AstroInutilidade

O Sol é uma estrela dequinta grandeza.

Magnitudes aparentes

123456

Brilho aparentedas estrelas

(Hiparcos, séc. II a.C.)

Magnitudes aparentes atualizadas

-10123456

Sol: estrela de 5.a magnitudeSírius

(estrela mais brilhante)

Estrela de "primeira" (-1,5!)

magnitude

Estrela de sexta

magnitude Estrela de quinta

magnitude!?!

Sol

(estrela mais fraca visível a olho nu)

Quer dizer que o Sol é pouco mais

brilhante que a estrela mais

fraquinha do céu?

-10123456

Sol

Magnitudes aparentes

Magnitudesabsolutas

1

2

3

4

5

6

d

d

d

dd

d

d = 32,7 AL

Sol: estrela de 5 ª grandezaSol: estrela de 5 ª grandeza

Solreal

8m

in 15s lu

z d = 32,7 AL

Solhipotético

Sol:Estrela de

5a

magnitude absoluta

AstroAzul

A Terra é azul!

AstroCorDoCéu

O céu é azul porque a cor daatmosfera da Terra é azul.

Cor do céu

O céu, visto da Terra,é azul porque nossaatmosfera dispersa,

predominantemente, o "azul"“Limite” daatmosfera

Sol

Sol avermelhado ao entardecer

Terra

Atmosfera

Amarelado

Avermelhado

Representação do sistema

Terra-Sol-Lua

Sol Terra

Eclíptica

Lua

Sol no Foco

Sol no centro

Órbita muito achatada

Órbita quase circular

Posição do eixo da Terra

O desenho sugere que o

eixo de rotação da Terra é paralelo ao

plano orbital

Representação da Órbita da Terra

Movimento da Terra

Sistema Sol-Terra-Lua

S Terra

Eclíptica

Lua

SistemaSol-Terra-Lua

Sol Terra

Eclíptica

Lua

EclípticaLua

Terra

5,2o

Sol

Os elementos desenhados

NÃO estão em escala

proporcional

SOL

Terra

LuaVisão de

topo

AstroFaltaDeEscala

Terra

Lua

Sol

Tamanhoscomparados

Sol

LuaLua

TerraTerra

d=1

d=0,4

d=

109

Distâncias e tamanhos comparadosTerra

D = 1 cm

LuaD = 0,4 cm

30 c

m

SolD = 109 cm

100 m

AstroPerspectiva?

Lua

Mer Vên

Sol Mar

Júp

Sat

Ura

Net

Plu

Ter

Órbitas não coplanares

PluPlu

EclípticaSol

Terra

17o

AstroDúvida

A Terra está inclinada de 23,5o.

Esquema da Órbita da Terra em torno do Sol

Eclíptica Sol

Órbita da Terra em torno do Sol

Eclíptica

Sol

Plano da eclíptica

23,5º23,5º Eixo derotação

Plano da Eclíptica

PeriélioAfélio

AstroLógicaPura

Como a órbita da Terra em tornodo Sol é uma elipse, então,

quando a Terra está longe do Solé inverno (Terra recebe menos calor),e quando está próxima do Sol, é

verão (Terra recebe mais calor).

Ver

ão

Inve

rno

Motivo das Estações

Sol

Verão

InvernoVerão

Inverno

Sol Primaveraou

OutonoOutono

OutonoOutonoou

Primavera

Equador

PN

Eclíptic

a

Eclíptic

a

Início doInício doOutonoOutono

21 mar21 mar

Início daInício daPrimaveraPrimavera

23 set23 set

PS

Início doInício doInvernoInverno22 jun22 jun

Outra visão das Estações do AnoHemisfério Sul

InícioIníciododoVerãoVerão22 dez22 dez

Início doInício doOutonoOutono

21 mar21 mar

~23,50

Eclíptica

Inclinação do eixo de rotação da Terra com

relação ao seu plano orbital

Paralelismo do eixo com uma direção

fixa do espaço

Diferentes hemisférios recebem diferentes quantidades de calor

em diferentes épocas do ano

Diferentes aquecimentos dos diferentes hemisférios

Diferentes estações do ano

Motivos das Estações do AnoMotivos das Estações do Ano

AstroLunático

A Lua não possui movimentode rotação, pois sempre nos

mostra a mesma face.

Face ou Disco Lunar

Cirandinha da Lua

• Nuca• Orelha Esquerda

• Face• Orelha Direita

Translação atual da LuaTranslação atual da Lua

Sol

Período de translação é igual ao período de rotação

AstroComoDesenhar

LuaCheia

LuaQuarto

Minguante

LuaNova

LuaQuarto

Crescente

Aspectosda Lua

Dia1 e29

LuaNova

Dia7

LuaQuarto Crescente

Dia14

LuaCheia

Dia21

LuaQuarto Minguante

Observador no hemisfério Sul da Terra

Lunação29,530589 dias

29 d 12 h 44 m 03 s

Visão da Lua HemisférioSul

HemisférioNorte

Lua QuartoCrescente

LuaCheia

LuaQuarto

MinguanteLua

Nova

LuaQuarto

Crescente

No hemisfério Sul

?

AstroTolice

Na Lua Cheia, a Lua está totalmente iluminada.

Hemisfério iluminadoda Lua

Sol

Lua Sempre uma Sempre uma metademetade da Lua da Lua está iluminada!está iluminada!

Hemisfério iluminado

Hemisfério escuro

Ter

min

ado

r

Sol PS

Quartominguante

CheiaNova

Quartocrescente

Fasesda Lua

Desenho projetado no plano da eclíptica

Devido às diferentes posições da Lua com relação à Terra e ao Sol, da

Terra vê-se diferentes parcelas da parte iluminada

da Lua.

Motivos das fases da Lua( Aristarco, séc. III a .C. )

LuaCheia

LuaQuarto

Minguante

LuaQuarto

Crescente

Sol

LuaNova

Lunação=29,530589 dias

AstroBagunça

A Lua Nova ocorre por causade um eclipse Lunar Total.

Tipos de Eclipses

Sol TerraLua

NovaEclipseSolar

Sol

Lua

EclipseLunar

Sol

Lua

Lua

LuaCheia

Porque não Porque não ocorrem 2 ocorrem 2

(ou 3) (ou 3) eclipses por eclipses por

mês?mês?Lunação = 29,583582 dias

Plano orbital da Lua Terra

Eclíptica i 5,20

TerraEclípticai

Linh

a do

s N

odos

Plano orbital da Lua

Lua

Eclipses e fases da Lua

LC

TerraEclipseSolar

LN

LC

EclipseLunar

Terra

LC

LNCom eclipse

Eclíptica

SOL

Terra

Lua

Projetado no plano

da eclíptica

LC

LN

Sem eclipses

Visto do plano da eclíptica

AstroVolta

A Lua dá uma volta em torno da Terra em um mês

Períodos Lunares

Período sinódico da Lua29,530589 dias

LuaCheia

Terra

t1

Período orbital da Lua27,321660 dias

Terrat2

Terrat3

LuaCheia

AstroImprecisão

Júpiter é 11 (ou 1300?) vezes maior do que a Terra.

Dimensionamento

Em ordem de distância e em escala

de tamanho

Mer

Vên Mar

Ter

Júp

Sat

Ura Net

PluSol

Plu

Júpiter é cerca de 1300 vezes

maior que a Terra, em volume.

Júpiter é cerca de 11 vezesmaior que a Terra, em raio.

Palavras mágicas!Palavras mágicas!

...cerca de......aproximadamente...

...mais ou menos......por volta de...

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

AstroDesatualizado

Saturno é o planeta quepossui anéis.

Planetas com anéis

NetunoUrano

Júpiter

Saturno

AstroConfusão

MeteoróideMeteoro

MeteoritoAsteróidePlanetóide

Cometa

Meteoróide,meteoro e

meteoritoMeteoróide

Meteoro(estrela cadente)

MeteoritoMeteorito

Atmosfera

(Falta de)Limites de tamanho

PlanetaMeteoróide?? ????

Planetaanão Asteróide

Diâmetros (km)Júpiter: 143.000Terra: 6.378Eris: 3.000Plutão: 2.300Sedna: 1.800Ceres: 1.000

AstroLogia

Signos Zodiacais são asconstelações por onde o

Sol passa.

Movimento aparente do sol com relação

às constelações

Horizonte visto no crepúsculo

1

Vir

Lib

Horizonte visto no crepúsculo

Vir

Lib

Horizonte visto no crepúsculo

Vir

Lib

Horizonte visto no crepúsculo

Vir

Lib

Esc

Horizonte visto no crepúsculo

Vir

Lib

Esc

Horizonte visto no crepúsculo

Vir

Lib

Esc

Horizonte visto no crepúsculo

2

Lib

Esc

Horizonte visto no crepúsculo

3

Esc

Sag

Horizonte visto no crepúsculo

4

Cap

Sag

Horizonte visto no crepúsculo

5

Aqu

Cap

Horizonte visto no crepúsculo

6

Pei

Aqu

Horizonte visto no crepúsculo

7

Ári

Pei

Horizonte visto no crepúsculo

8

Tou

Ári

Horizonte visto no crepúsculo

9

Gêm

Tou

Horizonte visto no crepúsculo

10

Cân

Gêm

Horizonte visto no crepúsculo

11

Leã

Cân

Horizonte visto no crepúsculo

12

Vir

Leã

Horizonte visto no crepúsculo

1

Lib

Vir

Constelações e SignosZodiacais

T

AbrMai

Jun

Jul

Ago

Set

OutNov

Dez

Jan

Fev

Mar

Constelações têm tamanhos

diferentes

Signostêm tamanhos

iguais

Equador

PN

Eclíptic

a

Eclíptic

a

Início doInverno

InícioIníciododo

VerãoVerão

PSN

L

Estações correspondentes ao

hemisfério Sul da Terra

Início daInício daPrimaveraPrimavera

Início doInício doOutonoOutono

O Sol na esfera celeste e as

Estações do Ano

Sol

Ari

Tou

Gêm

Cân

Leã

Vir Lib

Esc

Sag

Cap

Aqu

Pei

Terra

TerraTerra

Terra

Terra Terra

Terra

Terra

TerraTerra

Terra

Visão heliocêntrica

Movimento anual aparente

do Sol pelas Constelações

Zodiacais

AstroImpreciso

Um ano representa o períodode translação da Terra.

Noção de ano e de estações do ano

NascenteNascente

Ocaso

Meridiano

InvernoPrimavera

Verão Outono

Ano das Estações ~ 365 diasAno das Estações ~ 365 dias

Ano das Ano das EstaçõesEstações

Norte Sul

Sol

365

365

365365

1 diaAno das Estações

~ 365,25 dias

InvernoVerão

Primavera

365365365366365365365366

Ptolomeu EuergetesPtolomeu Euergetes~238 a .C.~238 a .C.

Ano Trópicoou

Ano das estações

Primavera OutonoVerão Inverno

Ano Trópico

365,242199 dias

365 d 05 h 48 m 46 s

Equador

PN

Eclíptic

a

Eclíptic

a

Início doInverno

InícioIníciododo

VerãoVerão

PSN

L

Estações correspondentes ao

hemisfério Sul da Terra

Início daInício daPrimaveraPrimavera

Início doInício doOutonoOutono

O Sol na esfera celeste e as

Estações do Ano

A precessão e os SignosZodiacais

T

Constelações Constelações zodiacaiszodiacais

Eixo derotação

Equador

PN

Eclíptic

a

PS

Equador

PN

Eclíptic

a

PS

Constelações zodiacais

atuais

Constelações zodiacais no

início da Astronomia

Ano Trópico ~ 365365d d 0505h h 4848m m 4646ss

Primavera OutonoVerão Inverno

Terra´

Ano trópico e período de translação da Terra

´

~ 20m 23s

Período de translação da Terra = 365365d d 0606h h 0909m m 0909ss

AstroNemSempre

Um ano é bissexto quando eleé divísível por 4.

Iníc

io d

ap

rim

aver

a

Iníc

io d

ap

rim

aver

a

Iníc

io d

ap

rim

aver

a

Iníc

io d

ap

rim

aver

a

Iníc

io d

ap

rim

aver

a

Calendário Juliano

Calendário Juliano

1 dia

365 dias 365 dias 365 dias Bissexto: 366 dias

365 dias 365 dias 365 dias 365 dias

Ano das Ano das EstaEstaççõesões

Norte Sul

Sol

365

365

365365

1 diaAno das Estações

~ 365,25 dias

InvernoVerão

Primavera

365365365366365365365366

Ptolomeu EuergetesPtolomeu Euergetes~238 a .C.~238 a .C.

Ciclo Metônico___0 1 2 3___1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1010203 em Janeiro0405060708091011121314151617181920

19

19

Lua Nova

6940 dias

Páscoa CristãPáscoa Cristã

PrimaveraPrimavera

Início daPrimavera

Boreal Eclesiástica

21 mar

Início daPrimavera

Boreal Eclesiástica

21 mar

LuaLuaCheiaCheia

EclesiásticaEclesiástica

Páscoa é o primeiro Domingo que ocorre após aprimeira Lua Cheia Eclesiástica que ocorre após (ou no)

Início da Primavera Boreal Eclesiástica

Verão

Inverno

DomingoDomingode de

PáscoaPáscoa

Defasagem entre o Ano Juliano e as Estações

~0,007801 dias ~0,007801 dias 1111mm1414ss

Ano Trópico 365,242199d 365d 05h 48m 46s

Ano Juliano Médio 365,2500d 365d 06h 00m 00s

( 1582 - 325 ) * 0,007801 ~ 10 dias

21 mar

365,25 365,25

Papado deGregório XIII

( 1582 )

365,25 365,25

Concílio deNicéa (325 d.C.)

21 mar

Primavera OutonoVerão Inverno

Reforma Gregoriana( Acerto da Origem )

Início daPrimavera

Boreal

Primavera

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

Seg Qua Sex Dom Ter Qui Sáb Seg Qua Sex Dom Ter

Retirar 10 dias para coincidir o dia

21 mar com oInício da PrimaveraOutubro de 1582Outubro de 1582

1 2 3 4

Seg Seg TerTer Qua Qua QuiQui Sex Sex Sáb Sáb Dom Dom SegSegTer Ter QuaQua Qui Qui SexSex Sáb Sáb

15 16 17 19 21 23

PapaGregório XIII

Reforma Gregoriana( Ano Gregoriano )

Reforma Gregoriana( Ano Gregoriano )

Ano Trópico 365,2422d 365d 05h 48m 46s

~ 11m 14s

Ano Juliano Médio 365,2500d = 365d 06h 00m 00s

Ano Gregoriano Médio 365,2425d = 365d 05h 49m 12s

~ 26s

O Ano Gregoriano acarretará um desvio deO Ano Gregoriano acarretará um desvio de1 dia a cada cerca de 3300 anos1 dia a cada cerca de 3300 anos

Assessoria: astrônomo LélioAssessoria: astrônomo Lélio

Primavera OutonoVerão Inverno

Correção no ano de: 1582 + 3300 = 4882

Anos Bissextos no Calendário Gregoriano

Decompondo:• 365,2425 dias• 365 + 0,2425• 365 + ( 0,24 ) + 0,0025• 365 + ( 0,25 - 0,01 ) + 0,0025• 365 + ¼ - 1/100 + 1/400

Ano Gregoriano Médio = 365,2425365,2425 diasdias

Ano Bissexto?Ano Bissexto?Ano

O Ano é múltiplo de 400 ?

365 dias

SIM

NÃONÃO

Resto de Ano / 4 ? 365 diasResto 1, 2, 3

O ano acaba em 00 ?

Resto = 0

NÃONÃO BissextoBissexto366 dias

SIM

BissextoBissexto366 dias

200520062007

200820122016

210022002300

200024002800

AstroQuantos?

A Terra possui 2 (3, 4, 14, ...)movimentos.

Quantos movimentos tem a Terra?

Só UM ...!

O movimento que a Terra tem...!

Componentes do Componentes do movimento da Terramovimento 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"

AstroFogueira

O Sol é uma bola de fogo.

Fogo: reação químicaFogo: reação química

Combustível + Comburente Fogo

Gás Oxigênio do arO2

Gás e Plasma

Gás Plasma

Fusão do hidrogênio

p p

D

Neutrino

Pósitron

p

He3

p p

pD

He3

Neutrino

Pósitron

p pHe4

Não é reação

química!

Estrela:Estrela:corpo plasmáticocorpo plasmático

• Temperatura muito alta• Átomos ionizados• Matéria na forma de plasma

Plasma

Reações de

Fusão Nuclear

-+

+

+

+

+

O Sol é uma O Sol é uma bola de gás bola de gás

incandescente.incandescente.

AstroConfusão

O Sistema Solar nasceu deuma grande explosão

(big-bang) no Universo.

Formação do Universoe formação da Terra

Big-Bang Formaçãoda Terra

10 bilhões de anos

TerraAtual

4,6 bi

Cosmogonia

Cosmologia

Instantes iniciais do Universo

Instantes iniciais do UniversoUnverso

primordial

Big-bangUniverso(H2 e He)

Formação de galáxias por fragmentaçãoUniverso

Galáxias

Contração gravitacionalde uma nebulosa

Contração gravitacionalde uma nebulosa

GásHidrogênio

A forma geométricade menor energia é a

esfera.

A forma geométricade menor energia é a

esfera.

Nascimento de umaestrela

Início dasreações de

Fusão Nuclear

Nasceu a estrela !

Nebulosainicial

Formação do Sistema Solar

Planeta é um sub-produto da formação

estelar.

Formação do Universoe formação da Terra

Big-Bang Formaçãoda Terra

10 bilhões de anos

TerraAtual

4,6 bi

Cosmogonia

Cosmologia

AstroDistraído

Ao meio-dia a sombra de umposte é um ponto.

PN PS

Equinócios Solstícioaustral

Solstícioboreal

Sombras em diferentes locais e em diferentes datas

Eq

uad

or

Eq

uad

or

Tró

pic

o d

e T

róp

ico

de

Cân

cer

Cân

cer

Tró

pic

o d

e T

róp

ico

de

Cap

ricó

rnio

Cap

ricó

rnio

TerraTerra

PN

PS

N S

23 dez

jun 22

W

L

23 set21 mar

Trajetória diurna

aparente do Sol em diferentes

dias do ano no equador

Sombras no equador nos inícios das

estações

21/mar

22/jun 22/dez

PN PS

23/set

PN

PS

N S

23 dezjun 22

W

L

23 set21 mar

Definição dos trópicos

Outono21/mar

Verão Boreal22/jun

Verão Austral22/dez

PN PS

Primavera23/set

Trópico de Câncer Trópico de Capricórnio

PN

PS

Locais da Terra onde, uma única vez por ano, a sombra de um poste vertical é um ponto ao

meio-dia.

Sombras nos verões dos trópicos

Outono21/mar

Verão Boreal22/jun

Verão Austral22/dez

PN PS

Primavera23/set

Trópico de Câncer Trópico de Capricórnio

PN

PS

6

7

9

10

8

1112

13

14

15

16

17

18

Trajetóriasdiurnasdo Sol

Leste

Oeste

NS

Inverno

17

7

Verão

19

5

Pri/Out

Sombra nos trópicos nos inícios das diferentes estações

Inverno22/jun

Outono21/mar

Primavera23/set

PN

PS

PS

Verão22/dez

PN

L

W

NS

Verão

Inverno

Prim.Out.

Sombras além dos trópicos

Inverno22/jun

PN

PS

Verão22/dez

Outono21/mar

Primavera23/set

PN

PS

L

W

NS

Verão

Inverno

Prim.Out.

IAG USP

R. BoczkoFimFim