Apresentação do PowerPoint - Propostas para o Ensino de Física

Ruth Bruno
O UNIVERSO
www.astroworks.com/gallery/NEWST2K/M16
Nossa Localização no Universo
www.astro.columbia.edu/
COMPOSIÇÃO DO UNIVERSO
bioch.szote.u-szeged.hu/astrojan/gravpo.htm
O SISTEMA SOLAR
Volume do Sistema Solar:
diâmetro = 1/3.000 a
distância até a estrela mais
próxima.
Massas relativas:
Sol - 99,85%
Júpiter- 0,10%
Júpiter
d = 1/10 dsol
m = 1/1000 Msol
Astronomy Today, 1996, Prentice Hall, New Jersey
Ruth Bruno
IF/UFF
NOVO SISTEMA SOLAR
cienciahoje.uol.com.br
PLANOS ORBITAIS
Ruth Bruno
IF/UFF
Órbitas dos planetas: exceto por Mercúrio e Plutão, as órbitas
dos planetas se situam aproximadamente em um mesmo plano.
www.astro.virginia.edu
O Sistema Solar inteiro se estende por aproximadamente 80 UA.
A LUA
A Lua é o corpo celeste mais
próximo da Terra. Sua
distância média é de cerca de
384.000 km, que corresponde
a 1,28 segundos-luz. Seu
diâmetro é de 3476 km (~ ¼
d ) e sua massa é 1/81 M  .
http://www.astropix.com/HTML/G_MOON/MOON.HTM
MOVIMENTOS DA LUA:
Órbita elíptica de excentricidade e = 0,0549 (cerca de 3 vezes maior
que a da Terra ao redor do Sol e 4,5 vezes menor que a de Plutão).
colegioweb.uol.com.br
O movimento de translação da Lua se dá de Oeste para Leste, no sentido
anti-horário, visto por um observador situado acima do pólo Norte da
Terra. Entretanto, devido ao movimento de rotação da Terra também de
Oeste para Leste, o movimento da Lua observado de um ponto da Terra
parece ser de Leste para Oeste.
A figura abaixo ilustra o movimento de translação da Lua ao
redor da Terra. Note que o plano orbital da Lua tem uma
inclinação de cerca de 5o em relação à eclíptica
odin.physastro.mnsu.edu
Ruth Bruno
IF/UFF
PLANETAS do SISTEMA SOLAR
students.usm.maine.edu
Terrestres: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte
Jovianos: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno
UNIDADE ASTRONÔMICA
www.astro.columbia.edu
1 AU = 149.600.000 km
DISTÂNCIAS DOS PLANETAS em UA
Planeta
Mercúrio
Vênus
Terra
Marte
Júpiter
Saturno
Urano
Netuno
Plutão
Distância ao Sol
0,390
0,723
1,000
1,524
5,203
9,539
19,180
30,060
39,530
TAMANHOS RELATIVOS DOS PLANETAS
www.mundofisico.joinville.udesc.br/imagem.php..
MERCÚRIO
astronomy.libsyn.com
Massa: 0,0558 M
Diâmetro: 4880 km Período: 0,241 anos
Variação de temperatura: -180o a 400oC
VÊNUS
www.geocities.com
Massa: 0,815 M
Diâmetro: 12100 km
Período: 0,615 anos
Planeta mais quente que Mercúrio devido ao forte Efeito Estufa
TERRA
www.webciencia.com
Massa  5,972 x 1024 kg Diâmetro  12.756,3 km
MARTE
www.malhatlantica.pt
Massa: 0,107 M
Diâmetro: 6790 km
2 luas
Período: 1,88 anos
JÚPITER
Triplo eclipse:
-Ganymede (esquerda)
-Callisto (direita)
-Io
- A lua Io é o disco branco,
no centro
- Ganymede é o disco azul.
www.nasa.gov
Massa: 318 M
Diâmetro: 143000 km
16 luas
Período: 11,9 anos
SATURNO
www.apolo11.com
Massa: 95,1 M
Diâmetro: 120.000 km Período: 29,5 anos
17 luas
URANO
www.rio.rj.gov.br
Massa: 146 M
Diâmetro: 51800 km
5 luas
Período: 84 anos
NETUNO
www.astro.iag.usp.br
Massa: 17,2 M
Diâmetro: 49500 km
2 luas
Período: 165 anos
PLUTÃO
Membros da IAU, reunidos em
Praga, decidiram no dia 24/08/06,
que Plutão não será mais definido
como um planeta. A comunidade
científica estabeleceu que, para ser
um planeta, o astro precisa ser
dominante em sua zona orbital, o
que não ocorre com Plutão. Outro
ponto é a forma não convencional
de sua órbita, bem diferente das dos
demais planetas do Sistema Solar.
www.on.br
Massa: 0,01 M
Diâmetro: 2300 km Período: 248 anos
1 lua
DÉCIMO PLANETA ?
Fotos tiradas
ao longo de
90 minutos
Crédito da imagem: Telescópio Samuel Oschin, Observatório Palomar.
Localizado no Cinturão de Kuiper, o planeta 2003 UB313
encontra-se 97 vezes mais distante do Sol que a Terra. Seu
diâmetro é de aproximadamente 3.000 km, cerca de 1,25
vezes maior que Plutão.
COMETAS
www.skyplanets.es
Cometa Hyakutake
EVOLUÇÃO ESTELAR
Ruth Bruno
apod.nasa.gov
Nebulosa Cabeça de Cavalo
IF/UFF
Formação das estrelas: um nascimento traumático
Competição gravitacional: a formação estelar começa quando
parte do meio interestelar – uma nuvem escura e fria – começa a
colapsar devido a sua própria gravidade. O fragmento da nuvem se
aquece à medida em que encolhe, e eventualmente seu centro se
torna quente o suficiente para dar origem às reações nucleares.
Neste ponto, cessa a contração, e nasce uma estrela.
Eagle Nebula: colunas de
gás frio e poeira no interior
de M16 (nébula de emissão
onde existem estrelas recém
formadas).
Ruth Bruno
IF/UFF
En.wikimedia.org
CALOR versus GRAVIDADE
Quanto
maior
a
temperatura,
maior
a
velocidade
média,
e
portanto maior a pressão
do gás. Se a força de
pressão
dos
gases
aquecidos for menor que a
força gravitacional, a
competição entre o calor e
a gravidade resultará no
colapso da nuvem.
www.phy.olemiss.edu
FG  FP  colapso
Ruth Bruno
IF/UFF
ROTAÇÃO versus GRAVIDADE
O calor não é o único fator que tende a se
opor à gravidade. A rotação da nebulosa
também compete com o puxão
gravitacional, desenvolvendo um bojo em
torno de seu plano equatorial.
Ao contrair, a nuvem deve girar mais
rápido e o bojo cresce – o material das
bordas tende a ser lançado para o espaço,
formando-se um disco plano, em rotação.
Astronomy Today
Para que o material permaneça na nuvem, a força gravitacional deve
ser suficientemente intensa. Quanto mais rápida a rotação, maior a
tendência do gás escapar, e maior é a força gravitacional necessária
para manter o material. Assim, para que as estrelas possam nascer,
Ruth Bruno
IF/UFF
as nuvens devem conter uma grande quantidade de massa.
Evolução estelar: o papel da massa
Ruth Bruno
library.thinkquest.org
IF/UFF
DIAGRAMA HERTZSPRUNG-RUSSEL
www.le.ac.uk
EVOLUÇÃO PRÉ-SEQUÊNCIA PRINCIPAL
Ruth Bruno
IF/UFF
EVOLUÇÃO PÓS-SEQUÊNCIA PRINCIPAL
Ruth Bruno
IF/UFF
CICLO PRÓTON-PRÓTON
www.astro.psu.edu/users
 As estrelas de pequenas massas que se formaram, ainda existem.
Enquanto a estrela se encontra na SP, seu combustível de
Ruth Bruno
hidrogênio lentamente se funde em hélio no núcleo.
IF/UFF
GIGANTE VERMELHA
Betelgeuse é um exemplo de uma gigante vermelha. Situada na
contelação de Orion, a 600 anos luz de distância, esta estrela é
cerca de 1.000 vezes maior que o Sol é 10.000 vezes mais
luminosa.
Ruth Bruno
commons.wikimedia.org
IF/UFF
O INTERIOR DA GIGANTE VERMELHA
Astronomy Today
NEBULOSA PLANETÁRIA
Hubble Heritage Project and NASA
.
NEBULOSA OLHO DE GATO
Esta Nebulosa Planetária, a
3.000 anos-luz de distância,
revela a possibilidade de ter
se originado de um sistema
binário de estrelas
heasarc.gsfc.nasa.gov
Ruth Bruno
IF/UFF
Aparência da nebulosa planetária
Nebulosa do
Anel em Lyra
A camada de gás em torno do
núcleo é muito fina. Ao
longo da linha de visada,
entre o observador e a estrela
central, a quantidade de gás é
muito pequena, tornando-se
praticamente invisível.
Nebulosa
Helix
Astronomy Today
Ruth Bruno
IF/UFF
ANÃ BRANCA
physics.uoregon.edu
A estrela remanescente (núcleo de carbono) no centro da
nebulosa planetária continua a se desenvolver. Gradativamente
seu tamanho vai se reduzindo até ficar quase do tamanho da
Terra e sua temperatura e luminosidade vão diminuindo.
Ruth Bruno
IF/UFF
Ruth Bruno
IF/UFF
EXPLOSÕES ESTELARES
Vida após a morte para as anãs brancas: nova
Astronomy Today
Nova Herculis
Uma nova é uma estrela que subitamente aumenta em brilho e
então lentamente vai retornando para sua luminosidade original.
As novas resultam das explosões nas superfícies de estrelas anãs
brancas, causadas pela matéria que cai sobre suas superfícies,
provenientes da atmosfera de uma companheira binária maior.
SISTEMA BINÁRIO
Astronomy Today
Uma anã branca em um sistema binário está tão próxima de sua
companheira que seu campo gravitacional é capaz de atrair material
da superfície da companheira.
Ruth Bruno
IF/UFF
Estágios finais da vida de uma
estrela de grande massa
Uma estrela de grande massa
funde não apenas H e He, mas
também C, O, e mesmo
elementos
mais
pesados,
enquanto seu núcleo continua a
se contrair, e sua temperatura
central continua a aumentar.
À medida que a temperatura
aumenta com a profundidade,
as cinzas de cada estágio de
fusão tornam-se o combustível
para o próximo estágio.
Astronomy Today
Ruth Bruno
IF/UFF
SUPERNOVA 1987A
Em fevereiro de 1987, uma estrela na Grande Nuvem de Magalhães
explodiu, liberando uma tremenda quantidade de gás, luz e neutrinos
no espaço interestelar
Astronomy Today
Ruth Bruno
IF/UFF
Supernovas Tipo I e Tipo II
Astronomy Today
Ruth Bruno
IF/UFF
ESTRELAS DE NÊUTRONS
O que resta da explosão de uma Supernova?
Tipo I : pouco provável que sobre alguma coisa após a explosão
Tipo II : sobrevive uma pequena e ultracomprimida “estrela”,
composta quase que inteiramente de nêutrons. Sua massa é maior que
a do Sol e seu tamanho não ultrapassa em geral um diâmetro de
20km.
Uma colher
de chá da
massa desta
estrela pesa
cerca de 100
milhões de
toneladas
Uma pessoa
de 70 kg
pesaria o
equivalente
na Terra a 1
bilhão kg
http://www.sentandoapua.com.br
Ruth Bruno
IF/UFF
PULSARES
Propriedades
importantes das estrelas
de nêutrons:
1- giram muito
rapidamente, com
períodos de frações de
segundos.
2- possuem intensos
campos magnéticos.
Estas características são
especialmente
observadas nos pulsares.
Astronomy Today
Ruth Bruno
IF/UFF
BURACOS NEGROS
Se na explosão de uma Supernova a matéria que resta no núcleo for
muito grande, a gravidade vencerá a radiação de uma vez para
sempre e o núcleo central colapsará eternamente.
O objeto resultante não emitirá nem luz, nem qualquer outro tipo de
radiação ou qualquer informação.
No estágio final da evolução de uma estrela super massiva surge o
buraco negro.
Ruth Bruno
science.nasa.gov/
IF/UFF
Evidências da existência de buracos negros
Dictionary.laborlawtalk.com/prev_wiki/images/.
Cygnus X-1, fonte de raios X largamente
aceita como um buraco negro, de massa igual
a 10 Msol, orbitando uma estrela azul gigante.
Ruth Bruno
IF/UFF
GALÁXIAS
www.le.ac.uk
Galáxia Espiral Barrada
apod.nasa.gov
NGC 1300
GALÁXIA ESPIRAL
astro.wsu.edu
Andrômeda (M31)
ESTRUTURA DA VIA LÁCTEA
NOSSA LOCALIZAÇÃO NA VIA LÁCTEA
forum.autohoje.com
GALÁXIA ELÍPTICA
apod.nasa.gov/apod/image/0406/m87_cfht.jpg
M 87
GALÁXIA IRREGULAR
www.observatorio.ufmg.br/LMC.jpg
Grande Nuvem de Magalhães
GALÁXIA IRREGULAR
www.on.br/
Pequena Nuvem de Magalhães
GRUPO LOCAL DE GALÁXIAS
universe-review.ca/I03-09-LocalGroup.jpg
COMA – AGLOMERADO DE GALÁXIAS
www.sdss.org/
AGLOMERADO DE VIRGEM
www.portaldoastronomo.org/images
Mais um
ingrediente na
receita do
Universo ???
Ruth Bruno
IF/UFF
A gravidade das três galáxias que aparecem nesta
foto é suficiente para manter estável essa imensa
nuvem de gás quente?
Diâmetro da nuvem:
1,3 milhões de a.l.
Distância da nuvem:
150 milhões de a.l.
magine.gsfc.nasa.gov
A força gravitacional extra, necessária para manter a nuvem, é
Ruth Bruno
atribuída à matéria escura.
IF/UFF
Ruth Bruno
IF/UFF
Quantidade de matéria e energia escura
planetquest.jpl.nasa.gov/images/darkMatterPie.
archive.ncsa.uiuc.edu/
Estima-se que aproximadamente 95% da massa do Universo seja
constituída de matéria e energia escura.
Quem será a vencedora deste espetacular
concurso ???
Revista Superinteressante
Ruth Bruno
IF/UFF
Ruth Bruno
IF/UFF
Candidatos para a
matéria escura !!
1- MACHOS (Massive
Compact Halo Objects)
anãs marrons, anãs brancas,
estrelas de nêutrons e buracos
negros.
2- WIMPS (Weakly Interacting
Massive Particles)
Partículas como axions,
neutrinos massivos e fotinos.
Revista Superinteressante