Preparação P. Aferição Parte 1

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.
Constelações Hem. Sul.
Constelações Hem. Norte.
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.
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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
espaciais
órbita),
missões
(tripuladas
e
não
tripuladas) como meios essenciais
para conhecer o Universo. As
agências espaciais (ESA e NASA)
são
especialmente
organizando
importantes
missões tripuladas
(missões Apolo e Estação Espacial
Internacional) e não tripuladas
(satélites
artificiais
espaciais).
Recorre,
e
sondas
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.
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