Valentina Tereshkova

Introdução ao Estudo da Astronomia
e Astronáutica Fundamental
Prof. Sandro Prass / Física
[email protected]
** Este material foi elaborado para auxiliar os nossos alunos nos
estudos para a Olimpíada brasileira de Astronomia e Astronáutica
e deve ser estudado para a realização da prova. Como o objetivo
principal da OBA não é propriamente cobrar conhecimentos
avançados, orienta-se os estudantes a fazerem um estudo menos
tenso sobre os tópicos a seguir listados.
Corpos Celestes
Corpos celestes ou objetos astronômicos são genericamente
todos os astros que se encontram no cosmo, podem ser
matérias fluidas, artificiais, naturais, ou quaisquer objetos
que se encontrem no espaço sideral, por exemplo: Planetas;
Estrelas; Cometas; Planetóides; etc.
Planetas
Um planeta (em alfabeto latino, planētēs que significa
"errantes") é um corpo de massa considerável que não
produz energia através da fusão nuclear.
Em 1801, foi descoberto um planeta entre Marte e Júpiter,
Ceres. A idéia de dois planetas partilharem a mesma órbita
era uma afronta a milhares de anos de pensamento.
Eventualmente, o número destes planetas aumentou para
milhares, e foi-lhes dada uma classificação própria e
separada - "asteróides". Mais recentemente, e com a
evolução dos instrumentos e do conhecimento novas
divisões foram necessárias, especificamente para o largo
número de planetas que têm vindo a ser descobertos para lá
do sistema solar.
Tipos de Planetas:
Planeta principal (ou simplesmente "planeta") - Planetas
que orbitam o Sol.
Planeta secundário (ou "lua" ou "satélite natural") Planetas que orbitem outros planetas.
Planeta menor (ou "asteróide" ou "planetóide") - Planetas
com dimensão pequena num grupo lato.
Planeta menor transneptunino (ou "planetóide
transneptunino" ou "Kuiper Belt Object" - KBO) Asteróides semelhantes a cometas que tem órbita depois da
órbita de Netuno.
Planeta extra-solar (ou "exoplaneta") - planetas que orbitem
outras estrelas.
Para além destes planetas, existem ainda outro tipo de
planetas, que desafiam toda a lógica da evolução planetária,
planetas que não orbitam qualquer estrela, caminhando
errantes por entre o espaço inter-estrelar.
Os planetas podem ser divididos em sub-grupos de várias
formas. Por exemplo, os planetas principais podem ser
divididos em vários grupos: "Telúricos" (Mercúrio, Vénus,
Terra e Marte), "Gasosos" (Júpiter, Saturno, Urano e
Neptuno) e "Gelados" (como era Plutão).
Asteróides (Planetóide)
Um asteróide é um corpo menor do sistema solar,
geralmente da ordem de algumas centenas de quilômetros
apenas. É também chamado de planetóide. O termo
"asteróide" deriva do grego "astér", estrela, e "óide", sufixo
que denota semelhança.
Já foram catalogados mais de 3 mil asteróides, sendo que
diversos deles ainda não possuem dados orbitais calculados;
provavelmente existem ainda milhares de outros asteróides a
serem descobertos. Estima-se que mais de 400 mil possuam
diâmetro superior a 1 quilômetro.
Cometas
Um cometa é o menor corpo do sistema solar, semelhante a
um asteróide, mas composto principalmente por gelo. No
nosso sistema solar, as órbitas dos cometas estendem-se
para lá da órbita de Plutão.
Estrela Cadente (Meteoróides)
Damos o nome de “estrela cadente” ou meteoro a esse risco
luminoso feito no céu por essas pedras “caindo” em nosso
planeta. Quando essas pedras estão no espaço, nós as
chamamos de meteoróides. Se alguma parte de uma
determinada pedra sobrevive à queda, nós a chamamos de
meteorito.Os meteoróides tem a tendência de girar em torno
do Sol em enxames e a Terra passa através de vários
enxames todos os anos. No momento que a Terra atravessa
uma dessas correntes de meteoros, ocorrem as denominadas
chuvas de estrelas cadentes. Alguns enxames de meteoros
estão associados a determinados cometas.
Meteoróide
Meteoróides são fragmentos de material que vagueiam pelo
espaço e que, utilizando a definição da IMO, "possuem
dimensões significativamente menores que um asteróide e
significativamente maiores que um átomo ou molécula".
Podem ter origem na ejecção a partir de cometas que se
encontram em aproximação ao sol, ou na colisão entre dois
asteróides, ou mesmo ser um fragmento de sobra da criação
do sistema solar. Ao entrar em contacto com a atmosfera de
um planeta, um meteoróide dá origem a um meteoro. Os
meteoróides derivam de corpos como os asteróides e os
cometas.
Meteorito
Um meteorito é a denominação dada fragmentos de
asteróides, cometa ou meteoro ou ainda restos de planetas
desintegrados, que podem variar de tamanho desde simples
poeira a corpos celestes com quilômetros de diâmetro
alcançam a superfície da Terra. Podem ser compostos de
rocha, metal ou gelo. Tais eventos acontecem
aproximadamente 150 vezes por ano sobre toda a superficie
terrestre.
Cinturão de Kuiper
A Cintura de Kuiper é uma área do sistema solar que se
estende desde a órbita de Netuno (a 30 UA do Sol) até 50
UA do Sol. Os objetos do cinturão de Kuiper são
comumente chamados de KBO (Kuiper belt object). Sua
existência foi sugerida por G. P. Kuiper (1905-1973) em
1951, na tentativa de explicar as anomalias encontradas pela
Voyager 2 em sua passagem por este planeta. Em 1993,
Miles Standish reanalizou os dados, e descobriu que a
anomalia era menor. No entanto, desde a descoberta de 1992
QB1 - o primeiro objeto nesta região -, já foram catalogados
mais de mil outros pequenos objetos transnetunianos.
Acredita-se que nesta região existam mais de 100 mil
pequenos corpos celestes.
Planeta Terra
A Terra é o terceiro planeta em órbita do sol e possui a lua
como satélite natural. Possui água, placas tectônicas e
campo magnético. Seu movimento de rotação dura 23 horas,
56 minutos e 4,09 segundos equivalendo um dia sideral.
Nesse período, a Terra faz uma volta em torno do eixo que
une os pólos norte e sul. O movimento de translação feito
em torno do sol leva 365,2564 dias solares médios
equivalendo um ano sideral.
Seu plano de órbita e seu plano axial não são alinhados. O
eixo do planeta é inclinado 23 graus e 30 minutos em
relação à linha Terra-Sol. O plano Terra-Lua é inclinado 5
graus em relação ao plano Terra-Sol.
Como a Terra está sempre se movimentando em torno do
sol, ela precisa rodar mais alguns graus para que o sol
apareça na posição anterior, pois com a mudança de
posição, a Terra avança cerca de 2.500 milhares de
quilômetros.
Sua forma é irregular, ondulada, matematicamente
complexa e seu interior é dividido por:
• Crosta: Forma a maior parte da litosfera com extensão
variável podendo atingir 70 km de profundidade. É
composta por silicatos de alumínio onde se diferenciam em
doze tipos sendo a crosta oceânica e a continental as
principais.
• Manto: Estende-se a 30 km numa profundidade de
2.900km. É composto por ferro e magnésio apresentados em
estado sólido ou como pasta viscosa.
• Núcleo: Com massa de 5.515 m³, é o planeta mais denso.
Era formada por materiais líquido ou pastoso que, com a
ação da gravidade foram empurrados para o interior do
planeta e os materiais menos densos foram trazidos para a
superfície. É dividido em núcleo sólido composto por ferro
e níquel e em núcleo líquido composto por ferro líquido e
níquel líquido que não transmitem ondas sísmicas.
Acredita-se que a Terra foi formada por uma junção de
poeira cósmica em rotação que se aqueceram por reações
químicas e reteu gases que constituiu a atmosfera atuando
como isolante térmico. As primeiras rochas se consolidaram
pelo resfriamento do magma originando os escudos
cristalinos que formam a litosfera ou crosta terrestre.
A biosfera que é o conjunto de seres vivos apareceu há 3,5
bilhões de anos divididos em biomas separados pela latitude
e pelo clima. Os biomas do pólo norte e do pólo sul são
pobres em fauna e flora e os da linha do Equador são os
mais ricos.
A atmosfera é composta 78% de nitrogênio, 21% de
oxigênio, 1% de argônio e quantidades menores de dióxido
de carbono e água. Suas camadas variam conforme as
estações do ano.
A hidrosfera é uma superfície onde 71% da Terra é coberta
por ela. É composta por água sendo 97% água salgada e 3%
água doce. Divide os sete continentes através de cinco
oceanos. Hoje, 20% da água estão concentradas nas geleiras
e calotas polares.
Nascer e Por do Sol
Dizemos que o Sol nasce quando ele surge no horizonte pela
manhã e dizemos que o Sol se põe quando ele desaparece no
horizonte a tarde.
As palavras nascer e por são usadas porque os povos antigos
acreditavam que a cada dia nascia um novo Sol, e a tarde ele
se punha abaixo do horizonte para morrer. Hoje sabemos
que isso não é verdade, pois ele nasce e se põe por causa da
rotação da Terra, mas por tradição as palavras nascer e por
do Sol ainda são usadas.
O que são os pontos cardeais?
Como o próprio nome diz: são pontos e significam pontos
principais ou pontos de referência. Através deles é possível
localizar qualquer lugar sobre a superfície da Terra, são
eles: o Norte e o Sul que apontam na direção dos pólos
terrestre; o Leste e o Oeste que apontam para o lado do
nascer e do por do Sol, cruzando a linha Norte-Sul, como
mostra a figura 3. CUIDADO, o Leste e o Oeste não
apontam sempre para o ponto onde o Sol nasce ou se põe e
sim para o lado do nascente ou lado do poente. Durante o
ano, o Sol nasce em pontos diferentes do lado do nascente e
se põe em pontos diferentes do poente. Por isso, não
podemos dizer que o Sol nasce sempre a Leste e se põe
sempre a Oeste. Dependendo da época do ano a diferença,
entre o nascente (ponto onde o Sol nasceu) e o Leste
verdadeiro, é grande.
Bússolas
Um outro nome aplicado a esse mostrador é o de: ROSA
DOS VENTOS. Esses nome tem origem nos navegantes do
Mar Mediterâneo em associação aos ventos que
impulsionavam suas embarcações. Outros nomes estão
ligados ao nascer e ocaso do Sol. "A bússola, mais
conhecida pelos marinheiros como agulha, é sem dúvida o
instrumento de navegação mais importante a bordo.
O magnetismo da Terra é inverso ao magnetismo das
agulhas das bússolas, o pólo norte da agulha da bússola
aponta para o norte geográfico da Terra que é o sul
magnético da Terra. Já o sul geográfico da Terra é o norte
magnético do planeta. É invertido.
Brilho das Estrelas
Quando uma estrela é mais brilhante que outra é porquê ela
é maior ou é porquê ela está mais próxima? Se alguém nos
fizer esta pergunta fica difícil responder, pois cada estrela é
um caso diferente. Pode acontecer as duas coisas. Se ela
estiver próxima de nós ficará brilhante mesmo sendo
pequena, ou poderá ser brilhante mesmo estando longe se
for uma estrela grande. As estrelas variam muito de
tamanho, algumas são menores que o Sol podendo ser
pouco maior que o planeta Júpiter e com massa até dez
vezes menor que o Sol. Outras podem ser até 300 vezes
maior que o Sol como é o caso da estrela Antares da
constelação do escorpião ou ter massa até 120 vezes maior.
O Movimento dos Astros
Todos os astros que observamos no céu apresentam algum
tipo de movimento, mesmo que não consigamos perceber,
por serem muito lentos. O movimento do Sol é o mais fácil
de ser percebido, você já observou um desses movimento
quando esperou a sombra da vareta mudar de posição, na
determinação dos pontos cardeais.
A Lua
Sabemos que a Lua gira ao redor da Terra, por isso nós a
chamamos de satélite natural da Terra. Esse movimento da
Lua é seu movimento próprio, pois ele não deixaria de
acontecer se fosse possível fazer a Terra parar de girar. Uma
volta completa da Lua ao redor da Terra dura
aproximadamente 28 dias. Mas, observando a Lua numa
noite de tempo bom podemos ver outro movimento bem
mais rápido. Nós a vemos nascer de um lado e se por do
outro como acontece com o Sol. Esse é o movimento
aparente da Lua, ou seja, só observamos a Lua nascer do
lado leste e se por do lado oeste porque a Terra é quem está
girando no sentido contrário. Se a Terra parasse de girar só
veríamos o movimento próprio da Lua.
Dia e Noite
Um dos movimentos próprios da Terra é a rotação. Ela gira
como se fosse um pião, sobre um eixo imaginário, chamado
de "eixo da Terra", que passa pelos pólos e aponta para a
estrela Polaris. A Terra demora 24 horas para completar
uma volta. Como ela gira sempre com a mesma velocidade
(não para ou acelera) nós não percebemos esse giro,
percebemos apenas o céu girando no sentido contrário movimento aparente do céu - por isso pensou-se durante
muito tempo que tudo girava ao redor da Terra.. Sabendo
que a Terra dá uma volta completa ao redor do seu eixo a
cada 24 horas podemos pensar que o período de luz, isto é,
que o dia claro têm 12 horas e o período de escuro ou noite
também têm 12 horas. E a maioria das pessoas acreditam
que ao meio dia o Sol passa a pino, ou seja, sobre as nossas
cabeças e a nossa sombra fica sob nossos pés.
Eclipse Solar
é o fato da Lua cobrir o Sol e produzir uma sombra sobre a
Terra e só ocorre com lua nova.
Dependendo da nossa posição na Terra podemos ver um
Eclipse Solar Total que é quando o Sol fica totalmente
encoberto pela Lua. Esse eclipse produz alguns minutos de
escuro. Podemos ver também o Eclipse Solar Parcial que é
quando a Lua cobre apenas uma parte do Sol. Quanto mais
afastados nós estivermos da região de Eclipse Total menor é
a parte do Sol coberta pela Lua.
acontecer no mínimo 12 e no máximo 13 vezes num único
ano.
Lado oculto da Lua
Existe uma sincronia entre os movimentos de rotação e
revolução da Lua. Por causa disso, ela mantém sempre a
mesma face voltada para a Terra. Não podemos observar
plenamente o outro lado, que por isso recebe o nome de
“lado oculto”.
Já o “lado escuro” varia, do mesmo modo que na Terra. A
Lua gira sobre si mesma, só que demora tanto tempo quanto
para circular a Terra. Por isso os dias e noites por lá duram,
cada um, cerca de 14 dias terrestres.
As Constelações
Praticamente todos os povos da Terra deram nomes e
inventaram histórias sobre as estrelas. Às vezes essas lendas
falavam sobre grupos de estrelas que recordavam algo
familiar. Pessoas de diferentes lugares, que viveram em
diferentes épocas, muitas vezes escolhiam um mesmo grupo
de estrelas para contar uma história, sua própria história.
Assim surgiram as constelações. Mais que um mero
depositório de lendas, as figuras no céu ajudavam os povos
antigos em suas atividades agrícolas e náuticas. As
constelações mais antigas que se tem notícia foram criadas
pelos babilônicos, povos que habitavam a Mesopotâmia,
região entre os rios Tigre e Eufrates (hoje Iraque).
Havia dois sistemas, o zodiacal, relacionado à agricultura, e
o equatorial, ligado à navegação. Para determinar o início
das estações (e a melhor época do ano para o plantio e a
colheita) eram utilizadas as constelações do sistema
zodiacal.
Eclipse Lunar
Ocorre quando a Lua (cheia) passa pelo cone de sombra da
Terra. Permanecendo por algum tempo escura e voltando a
aparecer cheia novamente logo em seguida.
Fases da Lua
O ASPECTO DA LUA SE MODIFICA DIARIAMENTE.
Mas isso se deve tão somente a posição relativa da Lua,
Terra e Sol. A cada dia o Sol ilumina a Lua sob um ângulo
diferente, à medida que ela se desloca em torno da Terra.
Um ciclo completo leva 29 dias e meio e se chama mês
lunar, lunação, revolução sinódica ou ainda período sinódico
da Lua.
A Lua apresenta, portanto, quase 30 aspectos diferentes, um
para cada dia da lunação. Poderíamos muito bem chamar
cada um deles de fase. No entanto, geralmente apenas 4
fases recebem denominações especiais: as luas crescente,
cheia, minguante e nova.
Entre duas fases iguais (duas luas novas, por exemplo)
passam-se 29,5 dias. Assim, em 1 ano temos 12,4 ciclos
lunares completos. Isto significa que uma mesma fase pode
Zodíaco – A palavra vem do grego zodion, animal, e kyklos,
círculo. Nos primeiros zodíacos havia apenas dez
constelações: Touro, Gêmeos, Leão, Virgem, Escorpião,
Sagitário, Capricórnio, Aquário, Peixes e Áries. Depois
foram introduzidos Câncer e Balança, fazendo o zodíaco ter
um número de partes igual ao numero de meses do ano.
Os nomes das constelações eram associados à mitologia de
cada civilização. Era um modo eficiente de transmitir as
descrições do céu de geração em geração – mas também
uma série de superstições usadas para explicar tudo àquilo
que não se conseguia entender racionalmente.
Estações do Ano
Todo mundo já sabe que durante o ano ocorrem quatro
estações: Primavera, verão, outono e inverno.
As estações do ano acontecem por causa da inclinação da
terra em relação ao sol. O movimento do nosso planeta em
torno do sol, dura um ano. Esse movimento recebe o nome
de translação e a sua principal conseqüência é a mudança
das estações do ano.
Se a Terra não se inclinasse em seu eixo, não existiriam as
estações. Cada dia teria 12 horas de luz e 12 horas de
escuridão. E como o eixo do planeta terra forma um ângulo
com seu plano orbital, existe o verão e o inverno, dias
longos e dias curtos. Durante o Verão, os dias amanhecem
mais cedo e as noites chegam mais tarde. Ao longo dos três
meses desta estação, o sol se volta, lentamente para a
direção norte e os raios solares diminuem sua inclinação. No
início do Outono, os dias e as noites têm a mesma duração:
12 horas. Isso é porque a posição do sol está exatamente na
linha do Equador.
Porém, o sol, vai continuar se distanciando aparentemente
para norte. A partir daí, os raios solares atingem o mínimo
de inclinação no início do Inverno, e, ao contrário do Verão,
os dias serão mais curtos e as noites mais longas.
Então, o Sol vai começar a se deslocar na direção sul.
Começando então a Primavera e os dias e as noites terão a
mesma duração.
Portanto, as estações do ano e a inclinação dos raios solares
variam com a mudança da posição da Terra em relação ao
Sol. Quando o Pólo Norte se inclina em direção ao Sol, o
hemisfério Norte se aquece ao calor do verão. Seis meses
mais tarde, a Terra percorreu metade de sua órbita. Agora o
Pólo Sul fica em ângulo na posição do Sol. É verão na
Austrália e faz frio na América do Norte.
O início de cada estação é definido por dois fenômenos
astronômicos: o solstício (para o verão e o inverno) e o
equinócio (para a primavera e o outono). Solstício vem do
latim solstitium, e significa parada do Sol. Equinócio vem
das palavras latinas aequus, igual, e nox, noite, ou seja,
duração do dia igual a noite.
Outono: 20/Mar às 02h48min (92,76 dias)
Inverno: 20/Jun às 20h59min (93,66 dias)
Primavera: 22/Set às 12h44min (89,84 dias)
Verão: 21/Dez às 09h04min (88,99 dias)
A origem do universo
Das perguntas sem respostas nessa área, duas são
consideradas fundamentais pelos investigadores. A primeira,
simples e assustadora, é: "Por que o universo existe?". Ou,
de outra forma: "Por que existe alguma coisa no lugar do
nada?". A melhor resposta, altamente insatisfatória, vem de
um grupo de pesquisadores liderados pelo cosmologista
americano Alan Guth. Segundo ele, o universo nasceu por
acaso de um mau funcionamento do vácuo que o precedeu.
O nada que existia antes do universo, sustenta Guth, era um
ambiente em que partículas energéticas de cargas opostas
passavam os dias anulando-se mutuamente, como um jogo
de futebol que sempre termine em zero a zero porque todos
os jogadores possuem exatamente as mesmas qualidades.
Um dia, não se sabe bem por quê, um tipo de partícula
desempatou o jogo e predominou sobre as demais, criando a
massa original que resultou na grande explosão primordial
conhecida como Big Bang. Mais fácil acreditar no Gênesis
bíblico? Talvez. "Melhor pensar no fenômeno da criação do
universo como um evento atípico, uma perturbação dessas
que ocorrem mesmo nos sistemas mais equilibrados e
ninguém sabe bem por quê", resume o físico Edward Tyron.
A origem da matéria escura
A segunda pergunta cosmológica que tira os cientistas do
sério é sobre a origem e natureza de uma grande confusão
científica chamada "matéria escura". as modernas teorias
sobre nascimento, vida e morte do universo só ficam de pé
apoiadas na idéia da existência dessa misteriosa substância.
"Não bastassem os mistérios do mundo visível e tangível,
ainda temos de conviver com o fato de que 99% do universo
é feito de matéria escura, uma substância absolutamente
misteriosa sobre a qual nada sabemos", afirma Robert
Hazen. Bota mistério nisso. Apesar de onipresente, a
"matéria escura" é invisível mesmo aos mais poderosos
telescópios da Terra. As certezas dos cientistas, por
enquanto, se limitam ao que não é a "matéria escura". Em
resumo, nada do que é observável por meios óticos ou
detectável pelos instrumentos terrestres pode fazer parte
desta matéria. Atualmente, a maioria dos cientistas acredita
que o candidato favorito para ser o recheio da massa escura
do universo é o neutrino, uma partícula subatômica sem
carga elétrica que é a mais abundante no cosmo. O problema
é que nenhuma equipe de astrofísicos conseguiu determinar
se o neutrino tem massa. Dificilmente isso será feito nas
próximas duas décadas. "Enquanto não se puder medir a
massa do neutrino, a macarronada da cosmologia moderna
ficará esfriando sobre a mesa, cada vez mais insossa e difícil
de engolir", diz James Trefil, físico da Universidade George
Mason e autor do livro Fronteiras do Desconhecido
Galáxias
Agrupamentos de bilhões ou trilhões de estrelas, planetas,
gases, nebulosas e poeira cósmica que orbitam em torno do
mesmo centro e se mantêm coesos pela própria ação da
gravidade. O conjunto de galáxias forma o Universo.
Calcula-se que existam aproximadamente 100 bilhões delas,
das quais alguns milhares estão catalogados. São
classificadas em espirais, elípticas ou irregulares. A galáxia
onde está o Sistema Solar é chamada de Via Láctea. De tipo
espiral, ela tem diâmetro de 100 anos-luz e contém cerca de
200 bilhões de estrelas. Três galáxias são visíveis da Terra a
olho nu: a Pequena e a Grande Nuvem de Magalhães,
galáxias-satélites da Via Láctea, e Andrômeda, situada a 2
milhões de anos-luz da Terra (1 ano-luz equivale a cerca de
9,5 trilhões de km).
Em 1924, o astrônomo norte-americano Edwin Hubble
(1889-1953), com o auxílio do telescópio do Observatório
Monte Wilson, Washington (EUA), prova que as galáxias
são conjuntos de estrelas e não nuvens de gás, como alguns
cientistas consideravam até então. No ano seguinte, Hubble
demonstra que elas se afastam umas das outras em um
movimento constante de expansão que teria começado com
o Big Bang. O estudo das galáxias – iniciado por Hubble –
tem originado a maior parte das descobertas e teorias sobre
a estrutura e a origem do Universo.
Em 1997, o astrônomo holandês Marijn Franx e sua equipe
localizam a galáxia mais distante até hoje descoberta,
situada a 13 bilhões de anos-luz da Terra. Quando a luz que
hoje recebemos dessa galáxia foi emitida, o Universo tinha
menos de 1 bilhão de anos e tamanho 5,92 vezes menor do
que o de hoje. A descoberta foi possível por meio da
combinação de imagens dos telescópios Keck, no Havaí, e
Hubble.
Evolução estelar
Evolução estelar é o segmento das constantes
transformações que uma estrela sofre no decorrer de sua
vida. Estas transformações acontecem de forma bastante
vagarosa, já que as estrelas possuem um grande período de
vida que chega a milhões de anos e por isso são estudadas
de forma particular e diferente. O estudo se baseia no
comportamento de diversas estrelas em diferentes idades.
Uma estrela nasce quando uma nuvem escura se condensa
entre um determinado ponto de maior densidade. Com o
passar dos anos, o ponto de maior densidade começa a
esquentar atingindo tamanho e brilho superiores ao Sol e
calor suficiente para reações termonucleares. Não possuem
características definidas podendo ter tamanhos e cores
diferentes, além do brilho que é definido pela temperatura
superficial de cada estrela.
Uma vez formada, a estrela precisa obedecer ao equilíbrio
térmico entre seu interior e o meio externo e o equilíbrio
hidrostático, que é a compensação entre a pressão e a
gravidade para manter sua vida. Estes são mantidos até que
o hidrogênio presente em seu núcleo começa a se esgotar
provocando o fim da fusão nuclear. Este esgotamento do
hidrogênio pode demorar vários anos como pode ser rápido,
dependendo somente do tamanho da massa estelar que,
quanto maior for menor será a duração do hidrogênio.
Ao findar o hidrogênio, a estrela passa a utilizar o hélio para
sua necessária combustão. Este necessita de mais calor que
o hidrogênio para a queima, o que faz com que a
temperatura do interior da estrela aumente. Com o núcleo
muito quente, a estrela conseqüentemente terá suas camadas
expandidas, sua luminosidade alterada, sua superfície
resfriada e sua cor serão mais avermelhadas. A estrela tornase um gigante vermelho que de acordo com sua massa pode
tornar-se uma anã branca, uma estrela de nêutrons ou um
buraco negro fechando assim seu ciclo de vida.
A Morte das Estrelas
O estado final de uma estrela transcorre como uma Gigante
Vermelha, porém sua morte depende decisivamente da
massa que ela possui. Deste modo, a estrela pode terminar
sua vida pacificamente como uma anã branca , ou se tem
massa maior, pode chegar a ser (depois da fase de uma
supernova) uma estrela de nêutrons, ou ainda, em um
caso extremo, converter-se em um buraco negro.
O que sempre ocorre é que a estrela de algum modo se
desfaz de parte de seu material; formando as chamadas
nebulosas planetárias (restando uma anã branca em seu
centro), ou de outro modo libera violentamente seu material
ao exterior mediante uma supernova.
Anã Branca:
Na etapa final de uma Gigante Vermelha, a região central da
estrela se contrai e joga ao espaço as camadas externas.
Em seu interior fica um tipo de estrela chamada anã branca
a qual tem o tamanho da terra mas a massa do sol. Por isso,
a sua densidade é muito elevada: uma tonelada por
centímetro cúbico!
Esta classe de estrela demora muito a esfriar sua superficie;
a mais fria tem uma temperatura de 3500 graus kelvin.
Supernova:
As estrelas de massa maior, depois de converter seu
hidrogênio, podem seguir queimando os componentes
restantes para formar elementos mais pesados (carbono,
oxigênio, neônio, magnésio,silício, e finalmente ferro).
Como o núcleo de ferro é o mais estável na natureza, não
existe mais a possibilidade de se obter energia usando o
ferro como combustível nuclear: a produção de energia
nuclear na estrela pára abruptamente quando se formam
núcleos de ferro.
Nesse momento a estrela colapsa, desmoronando-se em si
mesma. A estrela se contrai, aumenta incrivelmente a
densidade no centro, e devido à resistência da matéria
nuclear, as camadas externas que caem para o interior da
estrela ricocheteiam no centro. Ocorre assim uma grande
explosão que destrói a estrela.
O brilho desta explosão é considerável e pode ser até dez
bilhões de vezes mais brilhante que o sol.
A isto se chama uma Supernova
O núcleo da estrela, que sobra após a explosão, se
transforma geralmente em uma anã branca. Mas, esse
destino depende de sua massa.
Estrela de Nêutrons:
Quando a estrela ultrapassa o limite de 1.4 massas solares a
matéria se comprime ainda mais que em uma anã branca.
Nesse momento os elétrons de seus átomos colidem (ao
estarem tão comprimidos) com os prótons, são absorvidos
(o inverso do decaimento beta) formando um nêutron. Nesse
momento a estrela volta a ser uma estrela de nêutrons.
Um outro efeito ocorre quando o seu tamanho se reduz ao
redor de 10 quilômetros de diâmetro, com bilhões de
toneladas por centimetro cúbico! A estrela aumenta
violentamente a quantidade de giros, o que faz com que ela
emita (periodicamente) uma grande quantidade de sinais de
rádio: Os Pulsares
Buracos Negros:
Podemos ter uma estrela de nêutrons de 1 a 3 massas
solares. Se ela possuir mais de 3 massas solares, a gravidade
não pode ser contrabalançada de nenhum modo.
De acordo com a teoria da relatividade, nem sequer a luz
pode escapar deste corpo. É por isto que os denominamos de
buracos negros, pois eles não podem emitir nenhum tipo de
luz.
ASTRONÁUTICA
Mulheres no espaço
Doze pessoas estiveram na Lua.
Nenhuma mulher.
Valentina Tereshkova
Começou a trabalhar com 18 anos, em uma
fábrica têxtil. Na mesma época, ela entrou em um clube de
pára-quedistas amadores. Aos 24 anos, em 1961, ela
começou a estudar para se transformar em cosmonauta. No
mesmo ano, o programa espacial soviético considerou
enviar mulheres ao espaço, numa forma de colocar a
primeira mulher no espaço e superar os Estados Unidos. Em
1962, ela foi admitida a função, principalmente por ser
especialista em pára-quedas.Foi a primeira e última vez que
isso aconteceu. Em 16 de junho de 1963 ela pilotou a
Vostok VI e tornou-se a primeira mulher no espaço.
Laika & Cia. - Animais no espaço
Laika foi o primeiro animal vivo a
orbitar a Terra. E fez a bordo da nave
soviética Sputnik II, em 3 de novembro
de 1957, um mês depois do lançamento
do satélite Sputnik I, o primeiro a entrar em órbita.
Laika morreu entre cinco e sete horas depois do lançamento,
bem antes do planejado. A causa de sua morte, que foi
revelada somente após décadas depois do vôo, foi,
provavelmente, uma combinação de estresse sofrido e o
superaquecimento que, talvez, foi ocasionado por uma falha
no sistema de controle térmico da nave.
Primeiro homem no espaço
Em 12 de abril de 1961, aos 27 anos de idade, Yuri
Gagarin tornou-se o primeiro ser humano a ir ao espaço, a
bordo da nave Vostok 1, na qual deu uma volta completa
em órbita ao redor do planeta e preferiu a famosa frase “A
Terra é azul”.
Primeiro homem a pisar na Lua
Neil Alden Vicente Armstrong é o primeiro homem a pisar
na Lua, como comandante da missão Apollo 11, em 20 de
julho de 1969.
Missão Soyuz 1
As cápsulas Soyuz foram desenvolvidas com o objetivo de
transportar cosmonautas soviéticos para a Lua.
A corrida Espacial
Na década de 1930, o entusiasmo com foguetes era muito
grande tanto nos EUA, com Goddard, quanto na URSS.
Com a derrota da Alemanha na Segunda Guerra Mundial, os
EUA e a URSS capturaram a maioria dos engenheiros que
trabalharam no desenvolvimento da V-2 que eles foram
relevantes apenas no programa espacial dos EUA, já que os
capturados pela URSS não passavam de engenheiros e
técnicos de produção. Particularmente importante para os
EUA foi a aquisição de Wernher von Braun, um dos
principais projetistas alemães, que participou ativamente do
programa de mísseis balísticos dos EUA e depois dos
primeiros passos do programa espacial norte-americano
(tendo sido, inclusive, o líder da equipe que projetou o
lançador Saturno V que levou as naves Apollo para a Lua).
Historicamente, a exploração espacial começou com o
lançamento do satélite artificial Sputnik pela URSS a 4 de
outubro de 1957, no Cosmódromo de Baikonur (base de
lançamento de foguetes da URSS), em Tyuratam, no
Cazaquistão. Este acontecimento provocou uma corrida
espacial pela conquista do espaço entre a URSS e os EUA
que culminou com a chegada do homem à Lua.
O primeiro ser vivo no espaço não foi um homem, mas a
cadela Russa Kudriavka, da raça laika. Ela subiu ao espaço
em 1957 a bordo da nave espacial Sputnik II, e morreu
quatro dias depois, devido ao calor, na reentrada.
Diversos animais foram usados nos primórdios da
exploração espacial para testar o efeito da radiação, da
ausência de gravidade e das condições do espaço exterior
sobre os organismos vivos. Antes da cadela Kundriavka,
foram as cadelas Albina e Tsyganka, usadas pela URSS em
vôos sub-orbitais. Pelo lado dos EUA, os primeiros primatas
foram Albert 1 e Albert 2, que morreram em 1949 na ponta
de foguetes V-2 capturados na Alemanha. Sputnik V, a
última missão Sputnik, foi lançada ao espaço em 19 de
agosto de 1960 com os cachorros Belka e Strelka, quarenta
camundongos, dois ratos e diversas plantas. As missões
Korabl-Sputnik ainda levaram os cães Pchelka, Mushka,
Chernuschka e Zvezdochka.
O primeiro primata em órbita foi Enos lançado em 29 de
novembro de 1961 a bordo de uma nave Mercury em
preparação ao primeiro vôo dos EUA com humanos.
Yuri Gagarin (1934-1968) foi o primeiro homem no espaço,
em um vôo orbital de 48 minutos, a bordo da nave Vostok I.
O vôo de Gagarin ocorreu em 12 de Abril de 1961. Neste
vôo ele disse a famosa frase: "A Terra é azul".
A primeira mulher no espaço foi a Russa Valentina
Tereshkova (1937-), que em 16 de junho de 1963 deu 46
voltas ao redor da Terra a bordo da nave Vostok VI.
O lançamento da Sputnik e a colocação do primeiro homem
no espaço devem-se, em grande parte, ao talento do
engenheiro soviético Sergei Korolev, o engenheiro-chefe do
programa espacial soviético, que conseguiu convencer
Nikita Khrushchov, na época o líder da URSS, a investir no
programa espacial. Foi ele quem primeiro teve a idéia de
levar (realmente) homens à Lua.
Sondas Espaciais
A primeira sonda espacial foi a soviética Lunik II, que
pousou na Lua em 1959. Depois disto seguiram-se diversas
sondas da URSS e dos EUA, enviadas para a Lua e diversos
planetas.
Em janeiro de 1962, a sonda Ranger 3 dos EUA, de 327 kg,
falhou em pousar na Lua e entrou em órbita solar. Em abril
de 1962, a Ranger 4, de 328 kg, tornou-se a primeira sonda
norte-americano a atingir a Lua. A Ranger 4 não pousou
exatamente, mas ocorreu um impacto com a superfície
lunar. O mesmo aconteceu com a Ranger 6, em janeiro de
1964.
Foguete Atlas-Centauro lança o Surveyor 1 em 30 de maio
de 1966
Entre 1966 e 1968, os EUA enviaram 7 sondas Surveyor
para a Lua. Partes da Surveyor 3 foram coletadas para
estudo pela missão Apollo 12 em novembro de 1969.
A primeira sonda interplanetária foi a Mariner 2 (EUA), que
pousou em Vênus em 1962. Ela foi seguida pela Venera 7
da URSS, que chegou em Vênus em 1970.
Em 1968 as missões Zond 5 e Zond 6 da URSS foram bem
sucedidas em circum-navegar a Lua.
Em 1970 a URSS foi bem sucedida em enviar a Lua o
veículo por controle remoto (rover) Lunokhod 1, a bordo da
nave Lunik 17. A URSS coletou muitas pedras lunares
através de suas sondas Lunik.
Em 1971 a Mariner 9 enviou muitas fotos da superfície de
Marte. No mesmo ano a sonda Marte 2 da URSS também
chegou a Marte.
A Mariner 10 sobrevoou Mercúrio em 1974.
Os EUA também enviaram sondas de longa distância e com
missões longas, como por exemplo as Pioneer 10 e 11 que
pesquisaram Júpiter em 1973 e 1974, e em 1979 enviaram
fotos de Saturno.
A Pioneer 10 foi o primeiro artefato humano a abandonar o
sistema solar. Lançada em 3 de março de 1972, sobrevoou
Júpiter a aproximadamente 131 000 km em 3 de dezembro
de 1973. Depois, em 3 de dezembro de 1974, a Pioneer 11
também sobrevoou Júpiter a 46 000 km, seguindo rota
depois para Saturno.
Também devemos lembrar as Voyager 1 e 2 que
pesquisaram os planetas externos do sistema solar e
abandonaram o sistema solar partindo para uma viagem sem
volta em direção das estrelas. A Voyager 2, lançada em 20
de agosto de 1977 passou a 286 000 km de Júpiter e a 101
000 km de Saturno. Em 24 de janeiro de 1986 ela passou a
82 000 km de Urano, o planeta mais distante da Terra a ser
visitado por uma sonda espacial.
Em 1976 as Viking (EUA) pousaram em Marte e coletaram
muitos dados do planeta, assim como enviaram muitas
fotografias de seu relevo.
Mais avançada, a Pathfinder dos EUA pousou no solo de
Marte em 1997, com um veículo robótico (rover) capaz de
movimentar-se na superfície marciana e enviar fotos
detalhadas de seu terreno.
O ser humano no espaço
O espaço sideral é um lugar extremamente hostil. Se você
fosse sair de uma espaçonave como a Estação Espacial
Internacional, ou em um mundo com pouca ou nenhuma
atmosfera, como a Lua ou Marte, e não estivesse usando um
traje espacial, algumas coisas aconteceriam:
1º ) você ficaria inconsciente em 15 segundos, pois não há
oxigênio;
2º ) seu sangue e fluidos corporais entrariam em "ebulição"
e congelariam, em virtude de não haver pressão atmosférica
para manter seu sangue e seus fluidos corporais em estado
líquido, os fluidos "ferveriam". Já que o "processo de
ebulição" os faria perder rapidamente a energia térmica, os
fluidos congelariam antes que evaporassem totalmente (Há
uma exposição ousada no museu de ciência de São
Francisco, o Exploratorium, que demonstra esse princípio).
Esse processo poderia levar de 30 s a 1 min. Assim, foi
possível para o astronauta David Bowman, no filme "2001:
uma Odisséia no Espaço" sobreviver quando se lançou do
módulo espacial para a câmara de pressurização sem um
capacete e repressurizou a câmara em 30 s;
3º ) seus tecidos (pele, coração e outros órgãos internos)
dilatariam devido aos fluidos em ebulição. Contudo, eles
não "explodiriam" como foi mostrado em alguns filmes de
ficção científica, como "O Vingador do Futuro";
4º ) você enfrentaria alterações extremas na temperatura : à
luz solar +120ºC e na sombra -100ºC
5º ) você seria exposto a vários tipos de radiação (raios
cósmicos) ou partículas carregadas emitidas do Sol (vento
solar);
6º ) você poderia ser atingido por pequenas partículas de pó
ou rocha que se movem em altas velocidades
(micrometeoróides) ou detritos em órbita de satélites ou
espaçonaves.
Você morreria rapidamente devido às três primeiras
questões citadas, provavelmente, em menos de 1 min. O
filme "Missão: Marte" tem uma cena que demonstra
realisticamente o que aconteceria se o traje espacial de um
astronauta perdesse rapidamente a pressão e ele fosse
exposto ao espaço sideral. Então, para proteger os
astronautas, a NASA desenvolveu trajes espaciais
elaborados.
Programa Espacial
Brasileiro
O Ministério da Aeronáutica já vinha dando atenção à área
espacial desde 1961. As primeiras iniciativas foram para o
desenvolvimento de pequenos foguetes para sondagens
meteorológicas destinados à Força Aérea. O programa
espacial brasileiro teve início naquela década.
Porém, somente muito mais tarde, em 1978 (quase 20 anos
depois da formação das primeiras equipes de trabalho), foi
aprovada pelo Governo Federal a proposta de realização de
um estudo de viabilidade de uma Missão Espacial Completa
Brasileira. A Presidência da República, no entanto, daria sua
aprovação oficial somente no início da década de 1980.
Finalmente, em 1991, foi criado o atual Instituto de
Aeronáutica e Espaço (IAE). Atualmente cabe ao IAE o
desenvolvimento do Veículo Lançador de Satélites (VLS) e
ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE),
criado em 1971, o desenvolvimento dos satélites e das
estações de solo correspondentes.
Missão
A MISSÃO ESPACIAL COMPLETA BRASILEIRA
(MECB) é um programa integrado, visando o projeto,
desenvolvimento, construção e operação de satélites de
fabricação nacional, a serem colocados em órbitas baixas
por um foguete projetado e construído no país e lançado de
uma base situada no país.
O programa compreende o desenvolvimento e operação em
órbita de seis satélites, com aplicação direcionada às
necessidades do país, sendo três satélites de coleta de dados,
dois de sensoriamento remoto e um de comunicações.
O primeiro foi o SCD1, que continua em atividade, tendo
superado 10 anos e mais de 67 mil órbitas em torno da
Terra. O SCD2 completou 36.952 órbitas em 22 de outubro
de 2005, o equivalente a 2.177 viagens de ida e volta à Lua.
O Primeiro centro de lançamentos espaciais brasileiro
entrou em operação em 1965. O Centro de Lançamento da
Barreira do Inferno (CLBI) situa-se no município de
Parnamirim, próximo a Natal, capital do estado do Rio
Grande do Norte.
O nome Barreira do Inferno vem das falésias avermelhadas
existentes até hoje no litoral. O CLBI possui estrutura
suficiente para dar apoio técnico e operacional para
lançamentos de veículos de sondagem, além de servir como
estação de rastreio dos veículos lançadores e seus satélites.
Devido a problemas, durante a década de 1980, foi criado o
Centro de Lançamento de Alcântara (CLA), localizado
na península de Alcântara, estado do Maranhão, a apenas 2°
18' ao sul do equador (e 44° 22' de longitude oeste).
Sua posição privilegiada possibilita aproveitar o máximo do
movimento de rotação da Terra para impulsionar veículos
orbitais, permitindo com isso grande economia de
combustível, (estima-se uma vantagem entre 13% e 31% em
relação a bases de lançamento como Cabo Canaveral, nos
Estados Unidos, e Baikonur, no Cazaquistão).
Os foguetes de sondagem brasileiros são lançadores de
pequeno porte, utilizados para missões sub-orbitais e
capazes de lançar cargas úteis contendo experimentos
científicos ou tecnológicos. O Brasil possui foguetes de
sondagens operacionais que suprem boa parte de suas
necessidades presentes, com uma história bem sucedida de
lançamentos.
O primeiro desses veículos foi o Sonda I, projetado para ser
aplicado em estudos da alta atmosfera e transporte de cargas
úteis meteorológicas de 4,5 kg a 70 km de altitude. Esse
foguete foi como uma escola, servindo ao estudo de
propelentes (combustíveis) sólidos e outras tecnologias.
Em 1966 iniciou-se o desenvolvimento do foguete monoestágio Sonda II, com propelente sólido, capaz de
transportar cargas úteis entre 20 e 70 kg para experimentos
na faixa de 50 a 100 km de altitude. Esse foguete foi
lançado para verificação de inovações tais como as novas
proteções térmicas, propelentes e testes de componentes
eletrônicos.
Em 1969 iniciou-se o desenvolvimento do foguete de dois
estágios Sonda III, com propulsores capazes de transportar
cargas úteis de 50 a 150 kg entre 200 e 650 km de altitude.
Sua fabricação exigiu o desenvolvimento de uma moderna
liga de aço conhecida como 300M, posteriormente
exportada para a fabrica de aviões Boing, que a utiliza no
trem de pouso do seu famoso Boeing 747.
Em 1974 tem início a segunda fase do desenvolvimento de
foguetes brasileiros equipados com sistemas de pilotagem,
com o projeto do Sonda IV, capaz de transportar cargas
úteis de 300 a 500 kg entre 700 e 1.000 km de altitude.
O Sonda IV contribuiu sensivelmente para o
desenvolvimento de grande parte das tecnologias
imprescindíveis ao Veículo Lançador de Satélites (VLS),
como materiais compostos, aço de ultra-alta resistência,
eletrônica de bordo, etc. O Brasil também operou com
outros veículos de sondagem, como o Orion, da Agência
Espacial Alemã, e o VS-40, construído a partir de um
estágio do VLS, para testes.
Missão Centenário
A viagem do tenente-coronel da Força Aérea Brasileira
Marcos César Pontes à Estação Espacial Internacional, ISS,
concretizou o sonho de dar visibilidade ao programa
espacial desenvolvido pelo país, permitindo sua entrada no
mercado da indústria do setor. "Valeu a pena", disse Pontes,
logo após o pouso, no deserto do Cazaquistão.
A nave Soyuz que trouxe de volta à Terra o primeiro
astronauta brasileiro e seus companheiros de viagem, o
americano William McArthur e o russo Valery Tolkarev, da
Estação Espacial Internacional (ISS), aterrissou na
madrugada de 9 de abril de 2006 (hora local) - numa
manobra que obedeceu a todos os requisitos técnicos e aos
cronogramas estabelecidos, informou o Centro de Controle
Espacial russo.
Emoção à parte, a viagem não deixou de abrir uma
oportunidade futura para "empresas brasileiras de realizar
contratos paralelos de exportação, de modo a gerar mais
desenvolvimento tecnológico, saldo na balança comercial e
mais empregos", como declarou o astronauta em entrevista
recente.
A viagem de um brasileiro à estação orbital havia sido
planejada desde 1997, após a assinatura de um acordo entre
o Brasil e os Estados Unidos, segundo o qual o país, através
da Agência Espacial Brasileira (AEB), teria o direito à
participação científica na ISS, com tripulante incluído, em
troca de equipamentos fornecidos à cota da Nasa (agência
espacial americana) para a montagem da estação.
No entanto, a revisão da participação brasileira (de uma
estimativa inicial de US$ 120 milhões em cinco anos para
um teto de US$ 10 milhões ao ano desde 2003) e a
suspensão do programa de ônibus espaciais da agência
americana levaram o Brasil a aceitar um convite feito pela
Roscosmos (agência espacial russa) para enviar ao espaço
seu astronauta ainda neste ano.
A assinatura de um contrato comercial, em outubro de 2005,
entre a AEB e a Roscosmos, viabilizou a viagem. Devido
aos altos custos, a missão foi cercada de polêmica no Brasil,
tendo sido defendida e criticada por vários cientistas.
Para muitos astrônomos, até mesmo batizar a missão como
Centenário para homenagear Santos Dumont foi
inadequado. "Santos Dumont voou por seus próprios
meios", afirmou, em alusão ao 14 BIS. Nos oito dias em que
ficou a bordo da ISS, Pontes realizou, com sucesso, oito
experiências nas áreas de biotecnologia, microeletrônica,
mecânica e biologia.
Referências ao país também não faltaram na bagagem do
astronauta, que levou uma réplica do chapéu de Santos
Dumont, uma bandeira do Brasil que o acompanha desde o
início do treinamento na Nasa, em 1998, uma bola verde e
amarela e duas camisetas: uma da seleção brasileira de
futebol e outra estampada com o rosto de Yuri Gagarin, o
primeiro homem a viajar ao espaço, em 1961. Junto a 10
patches das instituições que apóiam a missão (FIESP, SenaiSP, Sesi e Força Aérea Brasileira), ele também levou fotos
da família e uma camiseta de seus alunos de sua cidade
natal, Bauru (a 325 km de São Paulo, sudeste).
O protagonista da primeira e histórica viagem de um
brasileiro ao espaço, permaneceu oito dias a bordo da
Estaçao Espacial Internacional, tendo partido da base de
Baikonur, no Cazaquistão, no dia 30 de março. Na chegada
à Terra, o astronauta russo foi o primeiro a deixar a cápsula,
seguido de Pontes e MacArthur, sendo levados logo para
uma tenda armada nas estepes russas para aguardar o
traslado à base.
EXCLUSIVO PARA O
ENSINO MÉDIO
GRAVITAÇÃO UNIVERSAL
Introdução: Até o século XV, o homem concebia o Universo
como um conjunto de esferas de cristal, com a Terra no
centro. Essa concepção do Universo, denominada
Geocentrismo, dominou toda a Antigüidade e Idade Média.
Foi derrubada por pensadores como Nicolau Copérnico
(1473 - 1543) e Galileu Galilei (1564 - 1642), que
mostraram que nosso planeta gira em torno do Sol.
Leis de Kepler: As leis de Kepler descrevem o movimento
dos planetas ao redor do Sol.
Primeira lei de Kepler
O raio - vetor - linha imaginária que une o Sol ao planeta,
varre áreas iguais em intervalos de tempos iguais.
a = Raio médio da órbita
Periélio = ponto mais próximo do Sol.
Afélio = ponto mais afastado do Sol.
Curiosidade: O valor de k para o sistema sola é k = 3.10 -19
s² /m³
A tabela a seguir mostra os valores das distâncias médias ao
Sol de cada um dos planetas do sistema solar e os seus
respectivos períodos. A unidade de medida das distâncias é
a distância média da Terra ao Sol (1,49 . 10 8 km ),
chamada unidade astronômica (u.a). A unidade de medida
dos períodos é o ano terrestre.
Lei da gravitação universal
A lei da gravitação, estabelecida por Newton, tem o seguinte
enunciado:
Entre dois pontos materiais de massas m1 e m2, separados
pela distância r, existe uma força de atração F, proporcional
às massas m1 e m2 e inversamente proporcional ao
quadrado da distância r.
Matematicamente, a lei da gravitação universal pode ser
escrita da seguinte forma:
onde a constante G é denominada constante universal da
gravitação e vale, em unidades do SI: G = 6,7 . 10 -11 N.m
2 /kg 2
Segunda lei de Kepler
O raio-vetor varre a mesma área no mesmo intervalo de
tempo, porque nos pontos mais próximos do Sol o planeta
se move mais rapidamente e, nos pontos mais afastados,
mais lentamente. A velocidade dos planetas é máxima no
periélio e mínima no afélio.
Escala de Radiações
Eletromagnéticas
Sabemos que o comprimento das ondas eletromagnéticas
varia desde valores da ordem de 103 m ( ondas de rádio) até
10-10 m ( raios X). A luz visível constitui uma parte
minúscula do espectro das ondas electromagnéticas. No
entanto, só quando se estudou esta pequena parte do
espectro é que se descobriam outras radiações com
propriedades pouco habituais.
Veja a escala completa das ondas eletromagnéticas, com
a indicação do comprimento de onda e da freqüência de
radiações diferentes, assim como os mecanismos , com o
auxílio dos quais se obtêm ondas electromagnéticas de
diversos diapasões de freqüência.
Obs. A razão entre a área varrida pelo raio-vetor e o tempo,
é denominada de velocidade areolar. Cada planeta tem sua
velocidade areolar bem definida. Esta velocidade areolar é
constante para um determinado planeta, ou satélite. Observe
também que do periélio para o afélio o planeta terá um
movimento retardado e do afélio para o periélio o
movimento é acelerado.
Terceira lei de Kepler
O quadrado do período de qualquer planeta é proporcional
ao cubo de sua distância média ao Sol.
Matematicamente temos: T 2 = k . a 3 onde:
Costuma-se distinguir a radiação de baixa freqüência, a
radiação de rádio, os raios infravermelhos, a luz visível, os
raios ultravioletas, os raios X e a radiação gama . Já
conhecem todas as radiações, exceto a radiação gama¡ . Esta
última tem as ondas mais curtas e é emitida pelos núcleos
dos átomos.
Diferenças de princípio entre os vários tipos de radiação
não existem. Todos eles são ondas eletromagnéticas criadas
por partículas carregadas em movimento acelerado. As
ondas eletromagnéticas são detectadas, em última análise,
pela sua ação sobre partículas carregadas. No vácuo a
radiação de qualquer comprimento de onda propaga-se à
velocidade de 300 000 km/s. As fronteiras entre diferentes
domínios da escala de radiação são muito convencionais.
As radiações de diferentes comprimentos de onda
diferenciam-se umas das outras pelo método de obtenção ( a
radiação de antena, a radiação térmica, a radiação por
travagem dos elétrons rápidos e outras ) e pelos métodos de
registro.
Sobre a forma de obter ondas de rádio e sobre os métodos
de as registrar não falaremos neste texto. Sobre as ondas
eletromagnéticas do diapasão óptico (infravermelhas,
naturais e ultravioletas) e sobre os raios X falou-se
brevemente neste capítulo. Mais adiante, falaremos sobre a
radiação ¡ . À medida que diminui o comprimento de onda,
as diferenças quantitativas do seu valor convertem-se em
mudanças qualitativas.
As radiações de comprimentos de ondas diferentes
diferenciam-se fortemente umas das outras pela maneira
como a matéria as absorve. As radiações de ondas curtas (
Röntgen e em especial os raios gama ) são fracamente
absorvidas. As substancias opacas para as ondas do diapasão
óptico são transparentes para estes últimos tipos de radiação.
O coeficiente de reflexão das ondas electromagnéticas
depende também do comprimento de onda. Mas a principal
diferença entre as radiações de ondas longas e as de ondas
curtas consiste no fato das radiações de ondas curtas
revelarem as propriedades das partículas. Acerca disto
falaremos no capítulo seguinte.
Os alunos do ensino médio devem ler ainda os materiais:
- fontes de energia
- foguetes e satélites
e estudarem os princípios básicos do consumo de energia
dos aparelhos elétricos (trabalho) visto em eletrodinâmica
(resistores).