EM BUSCA DO ESPAÇO

EM BUSCA DO ESPAÇO
Colégio Oswald de Andrade
Prof. Jacó Izidro de Moura
Energia e Sua Conservação
 “A energia não se perde nem se cria apenas
se transforma”
 Existem diversas formas de energia: energia
mecânica, térmica, luminosa, sonora,
nuclear, química, elétrica.
 A energia mecânica está relacionada aos
movimentos.
Energia Mecânica
A energia mecânica pode ser dividida em dois tipos:
* Cinética:
Relativa ao movimento
* Potencial:
Fica armazenada no corpo
Equações Matemáticas:
Energia Cinética:
1 2
Ec  m.v
2
m = massa do corpo
v = velocidade do corpo
Energia Potencial Gravitacional:
E pg  m.g .h
m = massa do corpo
g = aceleração da gravidade
h = altura em relação a um referencial
A conservação da energia mecânica:
“Em situações onde o atrito pode ser desprezado, a
energia mecânica se conserva”
EMA = EMB
Como a energia mecânica é a soma da energia cinética
com a energia potencial, isso quer dizer que podemos
transformar uma na outra.
Mas o que isso tem a ver com
gravitação? Com a conquista do
espaço?
Velocidade de Escape
Para um corpo ser enviado ao espaço ele precisará
vencer a força gravitacional da Terra, que tentará puxálo de volta.
Existe algum meio de desligarmos a gravidade?
Não !
Então como escapar?
Velocidade!
Vamos imaginar que estamos com um potente canhão no
topo do Evereste ( a montanha mais alto do mundo).
Lá de cima vamos disparar projéteis, aumentando
progressivamente suas velocidades.
A animação abaixo dá uma idéia do que pode acontecer:
Clique no botão
Como vimos é possível transformarmos energia cinética
(velocidade) em energia potencial (altura).
Simplificadamente podemos fazer os seguintes cálculos:
Echão = Eorbita
1
m.v 2  m.g.h
2
v 2  2.g.h
Ec = EP
1 2
v  g.h
2
v  2.g.h
Considerando que h seja aproximadamente o raio da Terra
A fórmula para a velocidade de escape de um planeta é
aproximadamente:
Vescape  2 gR
Onde:
g = aceleração da gravidade do planeta;
R = raio do planeta
Para a Terra: g  9,81m/s2 e R  6.370.000 m
Vterra = 11,2 km/s

Vterra = 40.300 km/h
Em 4 de outubro de 1957 a URSS supera, pela primeira
vez, essa velocidade de escape, colocando em órbita o
Sputnik 1: uma esfera de alumínio de 58cm de diâmetro e
84 kg de massa.
Ele entrou em órbita elíptica entre 230 e 942 km de altura.
Um mês depois o Sputnik 2 levava a bordo um ser vivo :
Laika uma cadela.
Em abril de 1961 foi a vez do homo-sapiens Yuri A. Gagarin
E em 20 de julho de 1969 Neil Armstrong e Edwin Aldrin
pousam, pela primeira vez, em solo extraterrestre: a Lua.
Hoje o número de satélites em órbita é enorme, e
provavelmente ninguém sabe com exatidão a quantidade
(devido aos satélites espiões).
Suas funções são inúmeras, desde telecomunicações,
pesquisas, controle ecológico, espionagem, etc...
Graças a eles, o mundo pareceu pequeno e frágil e os
humanos começaram a se preocupar mais com nossa nave
mãe.
Para outros astros, devemos usar outra fórmula para o
cálculo da velocidade de escape, pois a aceleração da
gravidade é diferente. Da expressão:
G.M
g 2
d
G.M
Vescape 
R
G = Constante de gravitação
universal: 6,67x10-11 Nm2/kg2
Dados da Lua: R = 1,74 x106m; g = 6 m/s2
Vlua  2,3 km/s  8.280 km/h
Dados Sol: R = 6,96 x 108 m ; g  271 m/s2
Vsol  434 km/s  1.562.400 km/h
O que aconteceria se o Sol começasse a se contrair ficando
com um diâmetro de 1,5 mm?
A velocidade de escape seria de aproximadamente:
v = 300.000 km/s
Que é a velocidade da luz!
Buraco Negro
Os buracos negros são corpos celestes tão densos que a
velocidade de escape para eles é maior que a velocidade da
luz.
Os buracos negros atraem toda matéria para seu centro.
Sugando tudo que está a sua volta.
Não há comprovações diretas de sua existência, pois eles
são invisíveis, já que não emitem luz.
Como podemos então afirmar que eles existem?
Podemos detectar intensas emissões de raio -X vindas de
lugares onde os astrônomos acreditam que existe um
buraco negro.
Também é possível perceber estrelas orbitando uma região
do espaço onde parece não existir nada, além de outras
comprovações indiretas.
A física dos buracos negros é extremamente complexa e
envolve os dois pilares atuais da física moderna:
* A Relatividade Geral - O Estudo do macro
* A Mecânica Quântica - O Estudo do micro
“A Terra é o berço da mente, mas não se pode viver
eternamente na mente”
K.E. Tsiolkovski
A conquista do espaço é um fato inevitável da mesma forma
que o foi a conquista das “novas terras” pelos europeus
nos séculos XIV e XV.
A missão à Marte; A estação orbital internacional e quem
sabe mais o que virá.
Esperemos somente que com as novas moradas, o homem
não se esqueça do seu berço, ou por que não dizer, do útero
de sua mãe natureza: Planeta Terra.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- BENETON, Luiz Felipe - Órbita.exe - Animação em Flash
- RESNICK, HALLIDAY, KRANE - Física 1 - LTC Livros
Técnicos e Científicos Editora S.A . - 1996
- COLEÇÃO: SÉRIES ATLAS VISUAIS - Astronomia - Editora
Ática - 1995
- AMBRÓSIO, Bruno - Futuro da Lua - Trabalho de
aproveitamento do curso de Física e Tecnologia Moderna
do Colégio Oswald de Andrade - 1998
-Imagens: www.nasa.gov/
Vídeo: Pálido Ponto Azul – Carl Sagan –
Duração: 3,57 minutos
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