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PREPARAÇÃO PARA A PROVA DE AFERIÇÃO 2016-17

CIÊNCIAS FÍSICO-QUÍMICAS

PARTE 1: FÍSICA – 7º ANO DE ESCOLARIDADE

I - O Universo

O que é o Universo? Universo é tudo o que existe fisicamente, a totalidade do espaço e do tempo e todas as

formas de matéria, incluindo todos os planetas, estrelas, galáxias e os componentes do espaço intergaláctico e

encontra-se em expansão.

Qual terá sido a origem do Universo? O Big Bang é a teoria cosmológica dominante do desenvolvimento inicial

do Universo. Os cosmólogos usam o termo "Big Bang" para se referir à ideia de que, há cerca de 13,9 mil milhões

de anos, o Universo estava originalmente muito quente e denso e, desde então, tem arrefecido pela expansão ao

estado diluído atual, continuando em expansão atualmente. A teoria é sustentada partir de evidências científicas: a

expansão do universo, a descoberta da radiação cósmica de fundo de micro-ondas e a distribuição dos elementos

leves no Universo.

Estrelas: São corpos luminosos (luz própria) constituídos por enormes massas de gás (plasma) que produzem a sua

própria energia através de reações nucleares (libertam radiação visível ou invisível – UV, IV, micro-ondas, etc);

Nascimento das estrelas: o nascimento ocorre quando uma nuvem escura de hidrogénio (nebulosa difusa) começa

a contrair-se. Quando a temperatura e pressão atingem o valor necessário para se iniciarem as reações entre os

núcleos de hidrogénio (termonucleares) dá-se o “nascimento” da estrela – teoria nebular.

Vida das estrelas: as estrelas fabricam a sua própria energia e libertam grandes quantidades como radiação, através

das reações nucleares de fusão, onde:

Hidrogénio Hélio + Energia

Morte das estrelas: as estrelas morrem quando se esgota o seu combustível – Hidrogénio. A maneira como as

estrelas morrem depende das suas dimensões.

Características das estrelas – a cor das estrelas depende da sua temperatura. Quanto maior for a estrela, mais quente será e mais intenso será o seu brilho.

Galáxias

As galáxias são agrupamentos de milhares de milhões de estrelas, gases e poeiras

unidas por forças gravitacionais. Podem-se agrupar formando aglomerados de

galáxias, aos quais se chama enxames de galáxias.

A nossa Galáxia : Via Láctea

É formada por 100 mil milhões de estrelas, entre as quais existem grandes

quantidades de gases e poeiras; a sua forma é em espiral e encontra-se em rotação

em torno do seu centro. O Sol e o Sistema Solar encontram-se num dos seus

braços. A Via Láctea faz parte de um aglomerado de 54 galáxias ao qual se chama:

Grupo Local.

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Localização da Terra no Universo: planeta Terra --- 3º planeta do sistema planetário (Sistema Solar) --- pertence à

galáxia (Via Láctea) --- pertence ao enxame (Grupo Local) --- pertence ao superenxame (Superenxame Local ou da

Virgem).

Constelações: Uma constelação é uma região do céu onde se encontra um grupo de estrelas, que parecem estar

próximas umas das outras e que, ligadas por traços imaginários, aparentam formar determinados desenhos no céu.

Ursa Maior, Ursa Menor, Cassiopeia ou Andrómeda são algumas das constelações mais conhecidas, que podemos

localizar no céu, no hemisfério Norte. Se estiveres no hemisfério Sul, verás outras constelações, como por exemplo, o

Cruzeiro do Sul, Triângulo Austral, Pavão ou Centauro. Há 88 constelações reconhecidas pela União Astronômica

Internacional (UAI) desde 1922.

A Estrela Polar

A última estrela da constelação da Ursa Menor chama-se Estrela Polar;

esta indica-nos o ponto cardeal norte. Por isso, esta constelação tem um

significado importante para nós, habitantes do Hemisfério Norte pois

permite a nossa orientação: se nos virarmos para a estrela Polaris, atrás

está o ponto cardeal sul e à direita o este. Se estiveres no hemisfério sul,

deves procurar a constelação Cruzeiro do Sul. Ela tem a forma de cruz,

e o braço maior da cruz aponta na direção sul.

Modelo Geocêntrico: Baseia-se na hipótese de que o planeta Terra estaria

fixo no centro do Universo com os corpos celestes, inclusive o Sol, girando

ao seu redor. Este modelo foi formulado no século II d.C. por Ptolomeu.

Modelo Heliocêntrico: o Sol é estacionário no centro do Universo (ou a

partir no renascimento no centro do sistema solar), girando em torno dele a

Terra e os restantes planetas conhecidos. Este modelo foi formulado por

Nicolau Copérnico no século XVII e apoiado por Galileu, Kepler e Newton.

A ideia que a visão heliocêntrica também não era verdadeira foi consolidada

apenas à época de Galileu. O Sol não é o centro do universo, mas apenas uma das inumeráveis estrelas. Durante o

passar dos séculos 18 /19, o status do Sol como apenas uma estrela entre muitas tornou-se cada vez mais óbvio.

Constelações Hem. Norte.

Constelações Hem. Sul.

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Como irá evoluir o Universo? O destino final do Universo converteu-se numa pergunta cosmológica válida;

dependendo da densidade média do Universo e da taxa de expansão, o Universo poder-se-á expandir

indefinidamente (Big Rip) e será condenado a uma morte fria em meio da obscuridade mais absoluta. Mas se a

massa for suficiente para deter a expansão, terá lugar o Big Crunch ou, o que é o mesmo, o Universo, forçado pela

grande quantidade de massa começará a comprimir-se até que, dentro de uns 20 biliões de anos, acabe por colapsar

numa singularidade, algo parecido ao Big Bang, mas ao contrário. Neste caso após o Big Crunch é possível que o

Universo comece de novo com outro Big Bang.

Como é que o Homem explora o Universo? A Exploração espacial traduz-se no conjunto de esforços feitos pelo

homem, na tentativa de estudar o universo e os seus astros do ponto de vista científico, visando também a sua

exploração económica. Para o

efeito, socorre-se da tecnologia

que tem disponível, telescópios

(de luz visível e não visível, em

terra e em órbita), missões

espaciais (tripuladas e não

tripuladas) como meios essenciais

para conhecer o Universo. As

agências espaciais (ESA e NASA)

são especialmente importantes

organizando missões tripuladas

(missões Apolo e Estação Espacial

Internacional) e não tripuladas

(satélites artificiais e sondas

espaciais). Recorre, ainda, a

observatórios no solo (ESO) e, muitas vezes, também ao próprio homem, que tripula algumas destas missões: são os

astronautas.

Distâncias no Universo: (no planeta Terra medimos distâncias em m (SI), dm, cm, mm, km, …)

A unidade astronómica (ua) - é a unidade de medida que se utiliza para medir distâncias no Sistema Solar;

corresponde à distância média entre a Terra e o Sol. [1 ua = 150 milhões de km].

O ano-luz (a.l.) - é a unidade de medida que se utiliza para medir grandes distâncias no Espaço, ou seja, serve para

medir distâncias fora do Sistema Solar. Um ano-luz é igual à distância que a luz percorre num ano. Se a estrela

α-Centauri fica a 4,2 al da Terra, significa a luz por ela emanada demora 4,2 anos a chegar à Terra. Quando

observamos esta estrela estamos a olhar para o passado! [1 a.l. = 9,5 biliões de km].

Exemplo: A distância da Terra à estrela próxima Centauro é 41 biliões de

km. Qual é o valor desta distância em anos-luz?

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II – O Sistema Solar

O que é o Sistema Solar? O Sistema Solar compreende o conjunto constituído pelo Sol e todos os corpos celestes

que estão sob seu domínio gravitacional. Além do Sol, existem duas zonas de planetas principais (separadas pela

cintura de asteroides). Para lá da órbita do último planeta (Neptuno), existe a Cintura de Kuiper, o disco disperso e a

Nuvem de Oort.

Como se formou o Sistema Solar?

Ao longo dos tempos, surgiram muitas teorias para explicar a formação do Sistema Solar. Porém, o modelo hoje

aceite entre os astrónomos, é a Teoria Nebular. Esta teoria defende que o Sistema Solar se formou há cerca de 4,6 mil

milhões de anos (o Universo surgiu há cerca de 13,9 mil milhões de anos), a partir de uma nuvem interestelar de gás e

poeiras em rotação, conhecida por nebulosa solar. A nebulosa começou a contrair-se, talvez devido à explosão de uma

supernova perto, ou à perturbação gravitacional provocada pela passagem de uma estrela. Pelo facto de se ter

contraído, passou a rodar mais rapidamente. A região central tornou-se muito quente e o Sol começou a formar-se. As

partículas de material que giravam à volta do Sol colidiram entre si e, gradualmente, formaram-se os planetas.

Onde se situa o Sistema Solar? O Sistema Solar encontra-se num dos braços da Via Láctea, a nossa galáxia.

Como é constituído o Sistema Solar? Uma estrela: o Sol; 8 Planetas principais; 5 planetas Anões já confirmados:

Ceres, Plutão, Haumea, Makemake e Éris; Satélites naturais (planetas secundários); Corpos menores: (asteroides,

cometas e meteoroides); poeiras e gases interplanetários.

O Sol: A estrela central, maior astro do sistema solar, respondendo por mais de 99,85% da

massa total, gera a sua energia através da fusão de hidrogénio em hélio, dois de seus

principais constituintes. Parece a maior e a mais brilhante de todas as estrelas que se

observam, pois é a que está mais perto da Terra. É uma estrela amarela, de meia-idade,

com cerca de 4,6 mil milhões de anos, possui movimento de translação em torno do centro

da galáxia e movimento de rotação.

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Planeta: Um planeta é um corpo celeste que orbita uma estrela (órbitas quase circulares), com massa suficiente para

se tornar esférico pela sua própria gravidade, mas não ao ponto de causar fusão termonuclear (sem luz própria).

Planeta principal: Além das caraterísticas enunciadas anteriormente, para ser planeta principal tem que manter limpa

de planetesimais a sua região vizinha (dominância orbital). Os planetas são geralmente divididos em dois grupos

principais: os exteriores ou gigantes gasosos são grandes e de baixa densidade (todos possuem anéis, muitas luas,

são gigantes, frios e gasosos), e os rochosos ou telúricos que são pequenos, rochosos e possuem poucas luas (3 no

total). Pelas definições da UAI, há oito planetas no Sistema Solar; em ordem crescente de distância do Sol: Mercúrio,

Vénus, Terra e Marte e, depois, os quatro gigantes gasosos Júpiter, Saturno, Úrano e Neptuno. Seis dos planetas são

orbitados por um ou mais satélites naturais.

Os planetas principais

apresentam movimento de

translação em torno do Sol.

O tempo que demora uma

translação chama-se

período de translação e

origina o ano desse planeta.

Quanto maior for a

distância ao Sol, maior é o

seu ano – na Terra é de 365,25 dias. Todos os planetas possuem, também, movimento de rotação em torno do seu

próprio eixo. O tempo que demora uma rotação chama-se período de rotação e origina o dia desse planeta. O dia da

Terra demora, aproximadamente 24 horas.

Podemos observar algumas caraterísticas dos planetas principais … analisar a tabela!

O dia de Mercúrio possui

uma duração superior ao

ano e a sua superfície

possui muitas crateras.

Vénus roda ao contrário

nos outros planetas, tal

como Úrano. A Terra é

conhecida como o planeta

azul devido à existência de

água líquida e é o único

em que há vida. Marte é

conhecido como o planeta

vermelho devido à sua

constituição ser rica em

ferro oxidado. Saturno

apresenta um espetacular

sistema de anéis. Úrano

roda com a sua órbita “deitado”. O período de translação (ano do planeta) aumenta com a distância ao Sol.

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Planetas anões: planeta anão é o termo criado pela União Astronómica Internacional (UAI) para definir uma classe de

corpos celestes, diferente da definição de planeta principal e de corpo menor do sistema solar. Foi introduzido na

resolução da UAI a 24 de agosto de 2006: um planeta anão é um corpo celeste que está em órbita em redor do Sol; tem

massa suficiente para que tenha uma forma quase esférica; não tem as vizinhanças da sua órbita desimpedidas; não é um

satélite. Despromoção de Plutão: A despromoção de Plutão de planeta principal para planeta anão, tem origem no

facto de a órbita deste corpo residir numa zona conhecida por albergar muitos outros objetos - Cintura de Kuiper.

Planetas secundários, satélites naturais ou luas: Um satélite natural ou lua ou, ainda, planeta secundário é um astro

que circula em torno de um planeta principal. Por exemplo, a Lua é um satélite natural da

Terra (5ª maior do SS). Porém, algumas luas são maiores que alguns planetas principais,

como Ganimedes e Titã, satélites naturais de Júpiter e Saturno, respetivamente, que são

maiores que Mercúrio. A Lua, tal como as outras luas, possui movimento de rotação e de

translação mas, neste caso, com a mesma duração (27,322 dias) o que faz com que tenha

sempre a mesma face virada para a Terra.

A descoberta das luas As primeiras (excetuando a Lua) só foram descobertas no início do século XVII por Galileu

Galilei (com a sua luneta), e foi ele que chamou a essas luas que descobriu os nomes de Io, Europa, Ganimedes e

Calisto, nomes de personagens mitológicas relacionadas com Júpiter, o planeta que estas quatro luas orbitam.

Asteroides - Os asteroides são pequenos corpos do Sistema Solar, de natureza rochosa ou metálica, de forma

irregular e tamanho variável, que orbitam em torno do Sol. Na sua grande maioria, os asteroides movem-se entre as

órbitas de Marte e Júpiter, constituindo a chamada Cintura de Asteroides, que divide os planetas interiores dos

planetas exteriores.

Cometas - Os cometas são pequenos corpos do Sistema Solar, constituídos principalmente por gelo, grãos de poeira e

gás. Quando se aproximam do Sol, parte do seu núcleo gelado sublima, gerando

uma cabeleira brilhante, que é uma nuvem de poeiras e gases, e uma cauda de

partículas gasosas, tornadas visíveis pelos ventos solares. A cauda do cometa pode

ter centenas de km de comprimento. Os cometas descrevem órbitas elípticas (mais

excêntricas, alongadas e inclinadas que as dos planetas) que o levam até próximo

do Sol e de novo para muito longe deste. Quando o cometa se afasta do Sol, a

cabeleira e a cauda voltam a diminuir de tamanho, acabando por desaparecer quando o cometa regressa ao Espaço

Exterior, mais frio.

Meteoroides - Os meteoroides são fragmentos de material que vagueiam pelo Espaço. Têm origem a partir de

resíduos de cometas, que ao passarem perto do Sol libertaram fragmentos de matéria que ficaram a vaguear pelo

Espaço, ou de pedaços de asteroides provenientes da cintura de asteroides. O seu tamanho pode variar desde

partículas microscópicas a blocos com centenas de metros de diâmetro.

a) Meteoros: Os meteoroides que ao entrarem na atmosfera a grande velocidade se decompõe, deixando um rasto

luminoso têm o nome de meteoros.

b) Meteoritos: Os meteoroides que atingem a superfície de um planeta, por

resistirem à combustão ao entrar na atmosfera ou na ausência desta,

denominam-se meteoritos. Originam crateras de impacto.