Mov terra

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