Mecânica 4. O GREF - Grupo de Reelaboração do Ensino de Física para o nível Médio

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27. O "mapa"do Universo 28. Quem falor que a Terra Ø redonda? 29. Construa seu relógio de Sol 30. A Lua e a Terra

31. O sistema solar 32. A gravidade da gravidade 3. Evoluçªo estelar 34. O Universo nªo Ø tudo? leituras de física GREF para ler, fazer e pensar MEC´NICA

Leituras de Física Ø uma publicaçªo do

GREF - Grupo de Reelaboraçªo do Ensino de Física Instituto de Física da USP

Anna Cecília Copelli Carlos Toscano Dorival Rodrigues Teixeira Isilda Sampaio Silva Jairo Alves Pereira Joªo Martins Luís Carlos de Menezes (coordenador) Luís Paulo de Carvalho Piassi Suely Baldin Pelaes Wilton da Silva Dias Yassuko Hosoume (coordenadora)

ILUSTRA˙ÕES: Fernando Chuí de Menezes

MÆrio Kano

GREF - Instituto de Física da USP rua do Matªo, travessa R, 187 Edifício Principal, Ala 2, sala 305 05508-900 Sªo Paulo - SP fone: (011) 818-7011fax:(011) 818-7057 financiamento e apoio: ConvŒnio USP/MEC-FNDE

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A reproduçªo deste material Ø permitida, desde que observadas as seguintes condiçıes: 1. Esta pÆgina deve estar presente em todas as cópias impressas ou eletrônicas. 2. Nenhuma alteraçªo, exclusªo ou acrØscimo de qualquer espØcie podem ser efetuados no material. 3. As cópias impressas ou eletrônicas nªo podem ser utilizadas com fins comerciais de qualquer espØcie.

junho de 1998

Universo

Olhe para o cØu e tente imaginar como sªo todas aquelas coisas que vocŒ vŒ e tambØm as que nªo vŒ.

EscØptico, o Peregrino na borda da Terra

O que essa gravura do sØculo XVI representa para vocŒ? Em que a sua idØia a respeito da estrutura do Universo Ø diferente desse artista?

Observe bem a gravura da pÆgina anterior. Ela representa o cØu como uma grande superfície esfØrica dentro da qual estÆ a Terra. Passa a idØia de que os astros (a Lua, o Sol, as estrelas) estªo colados por dentro dessa superfície. Quando o peregrino consegue ver alØm dessa cortina, descobre um universo complexo, a que nªo temos acesso diretamente.

VocŒ acha que as coisas sªo assim mesmo? O que vocŒ vŒ de certo e de errado na imagem da gravura, em relaçªo à imagem que vocŒ faz da Terra e do nosso Universo?

Tente fazer uma lista de tudo que vocŒ imagina que tenha no espaço. A partir dela tente construir seu próprio mapa do Universo.

Teste:

Se a Terra fosse do tamanho de uma moeda de 1 Real, a Lua teria o tamanho de:

Um LP do Roberto Carlos?

Um CD da Xuxa?

Uma moeda de 1 centavo?

Uma ervilha? Um pingo no i? Uma bactØria?

Terra-Lua

O mŒs do nosso calendÆrio nªo existe por acaso. Ele foi criado a partir do tempo que a Lua leva para completar suas quatro fases, ou seja, para dar uma volta em torno da Terra. Esse período Ø de aproximadamente 29,5 dias.

Sua distância atØ a Terra Ø de 384.0 km, que equivale a 30 vezes o diâmetro do nosso planeta. Observe que alguns fusquinhas 6 jÆ atingiram tal quilometragem.O diâmetro da Lua Ø de 3480 km.

O Sistema Solar

Enquanto a Lua gira em torno da Terra, a Terra gira em torno do Sol e isso leva exatamente um ano! Nªo Ø muita coincidŒncia? Nªo, nªo e nªo.

Na verdade, o ano foi definido inicialmente a partir da observaçªo do clima, ou seja, do tempo que leva para recomeçar um ciclo das estaçıes.

Depois se começou a perceber que este ciclo estava relacionado com a posiçªo e o trajeto do Sol no cØu durante o dia, que vªo mudando ao longo do ano. Percebeu-se que levava um ano para que o Sol repetisse suas mesmas posiçıes e trajetória no cØu. Esse Ø o efeito do movimento da Terra em torno do Sol.

Mas hÆ mais coisas em torno do Sol do que o nosso planetinha. Outros planetinhas, planetıes, cometas, asteróides. Alguns estªo pertinho do Sol, como Mercœrio: 57.900.0 km. Outros, bem mais longe, como Plutªo 5.900.0.0 km. A Terra deu muita sorte: ficou na distância ideal para o surgimento da vida: 149.500.0 km. Nªo Ø tªo quente quanto Mercœrio nem tªo gelado quanto Plutªo.

O Sol Ø uma estrelinha modesta: tem 1.392.530 km de diâmetro. SerÆ que ele caberia entre a Lua e a Terra? E se a Terra fosse do tamanho de um pires de cafØ, de que tamanho seria o Sol? E qual seria a distância da Terra ao Sol? E qual seria a distância do Sol atØ Plutªo? Chega!!

Mais estrelas

O Sol junto com os planetinhas nªo vaga sozinho por aí. VocŒ ja deve ter se perguntado o que sªo e onde estarªo essas estrelas todas que vemos no cØu.A estrela mais próxima de nós estÆ nada menos do que 4,2 anos-luz e se chama alfa centauri. Isso quer dizer que a luz dessa estrela leva 4,2 anos atØ chegar aqui. É pouco? Para vir do Sol atØ a Terra, a luz leva 8 minutos e da Lua atØ a Terra, leva 1 segundo. "Perto" de nós, atØ 16 anos-luz, hÆ 40 estrelas. Umas muito brilhantes e visíveis, outras nem tanto. Às vezes uma estrela bem mais distante pode ser mais visível que uma mais próxima dependendo do seu brilho.

Mas que raio de diâmetro Ø esse? isto Ø um diâmetro

As GalÆxias

As estrelas sªo bichos muito sociÆveis: gostam de viver em grupos, como as abelhas. Imagine um enxame de abelhas girando em torno de uma colmØia (centro) onde se aglomeram muitas abelhas. Uma galÆxia Ø um aglomerado imenso de estrelas, que em geral possui na regiªo central uma concentraçªo maior de estrelas.

Nosso Sistema Solar e todos os bichos que vocŒ vŒ no cØu, sem ajuda de telescópio fazem parte da Via LÆctea, exceto duas simpÆticas gÆlaxias irregulares chamadas nuvens de magalhªes. Via LÆctea Ø o nome dado à galaxia em que moramos. Ela Ø um disco de cerca de 100 mil anos-luz de diâmetro por 1000 anos-luz de espessura, onde convivem aproximadamente 200 milhıes de estrelas. O retrato falado da Via LÆctea Ø mais ou menos esse:

Ano-luz Ø a distância percorrida pela luz à velocidade de 299.792.458 m/s, em um ano trópico (365, 24219878 dias solares mØdios) às 12 horas de Tempo das EfemØrides, a 1 de Janeiro de 1900, e equivale a 9.460.528.405.500 km. Simples, nªo?

O nosso Sistema Solar fica em um destes "braços" da galÆxia, a 24 mil anos-luz do centro.

Grupos de galÆxias

As galÆxias, como as estrelas, tambØm vivem em bandos. PorØm, nªo gostam de tanta aglomeraçªo: seus agrupamentos possuem algumas poucas galÆxias.Nós habitamos o chamado "Grupo Local", que possui 20 galÆxias de porte razoÆvel. As galÆxias sªo mais próximas umas das outras do que as estrelas. Se a Via-LÆctea fosse do tamanho de uma moeda de 1 real, todo o Grupo Local estaria a menos de 1 metro. Mas se o Sol tivesse este mesmo tamanho, as estrelas próximas estariam distribuídas em um raio de 3.0 km.

Sistema Terra-Lua Milhares de quilômetros

Sistema Solar Milhıes de quilômetros

Anos-luz 1013 m

Nossa galÆxia

Estrelas Próximas

Centenas de Milhares de anos-luz

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