Lista 1a Avaliação - Departamento de Física

1
Ministerio da Educacao
Universidade Federal do Parana
Setor de Ciencias Exatas
Departamento de Fisica
1. Explique a origem das crateras. Por
que pensamos que elas devam ser de
impacto? Por que não admitismos que
elas sejam vulcânicas? Por que podemos afirmar que os impactantes são originados de uma dinâmica de colisão?
2. Discuta do fenômeno de resonância nas
órbitas asteroidais.
CF084 Introdução à Astronomia I
Graduação em Fı́sica e em Biologia
Perı́odo Letivo 2006-2
1a Lista de Exercı́cios
ser massivo. Mostre que pelo modelo
hidrodinâmico que as excentricidades
dos planetas formados não precisa ser
baixa.
8. Qual a consequência da formação de
um planeta gigante muito próximo a estrela? Contraste os objetos formados
com os planetas terrestres do Sistema
Solar.
3. Que informação podemos obter a partir
da luz oriunda dos asteróides? Explique
o conceito de famı́lias dinâmicas para os
asteróides.
9. Por que analisar a composição solar e a
formação do Sol para termos idéias da
formação de planetas?
4. Explique o conceito de famı́lias espectroscópicas para os asteróides. Por que
estudar os meteoritos, e não rochas terrestres, para determinar a composição
dos asteróides?
10. Discuta a formação do Sol e suas fases. Mostre que a formação planetária
deve ser conseqüência da formação estelar. Mostre que é natural a formação
de um disco circunstelar.
5. Que informação podemos obter comparando as famı́lias dinâmicas e espectroscópicas para os asteróides?
6. Explique o modelo de Safronov para a
formação dos planetas terrestres. Mostre que pelo modelo de Safronov a
massa do disco protoplanetário deverá
ser somente um pouco maior do que a
massa do Sol. Mostre que pelo modelo
de Safronov as excentricidades dos planetas formados em geral serão pequenas. Explique como planetas gigantes
podem se formar pelo modelo de Safronov.
7. Explique como planetas gigantes podem se formar por instabilidade hidrodinâmica. Mostre que pelo modelo hidrodinâmico existe dificuldade
de formar planetas terrestres. Mostre que pelo modelo hidrodinâmico a
massa do disco protoplanetário deverá
11. Descreva os processos que geram calor
na formação de um planeta terrestre
“liquefeito”. A formação dos planetas
terrestres é “quente” ou “fria”? Explique os significados de “quente”, “fria”
e “liquefeito”.
12. Explique a formação das primeiras
“placas tectônicas”. Diferencie as “primeiras” placas tectônicas das formadas
posteriormente. Explique por que as
placas tectonicas devam ser jovens enquanto que os cratons devem ser antigos.
13. Explique o fenômeno de magmatismo.
Quais podem ser as consequências de
um extravazamento magmático? Distingua o vulcanismo do magmatismo.
14. Explique o fenômeno de tectonismo. O
que são regiões de subducção? Quais
são as possı́veis consequências das
regiÕes de subducção.
2
15. Explique a evolução dos “supercontinentes”. Mostre que este é, bem
provavelmente, um fenômeno “quaseperiódico”.
16. Tente explicar o por que da diferença
entre a Terra e Vênus do ponto de vista
do fenômeno tectonico-magmatico.
17. Como podemos inferir a existência de
anti-montanhas? Estime a ordem de
grandeza destas estruturas.
Quais
são as suas possı́veis consequências do
ponto de vista da evolução da Terra?
18. Para a obtenção do tamanho da Terra,
quais são o presupostos? Como verificar se os presupostos são adequados e
válidos? Discuta como os gregos puderam obter a distância da Terra à Lua?
E ao Sol?
19. Explique a origem da dicotonia entre
céus e terra. Construa um modelo geocentrico do universo. Discuta como os
pensadores gregos poderiam decidir sobre o modelo do mundo mais adequado.
Que experimentos eles poderiam fazer e
que resultado eles obteriam? Qual modelo vingaria, o heliocentrico ou o geocentrico?
20. Explique como passamos de um modelo geocentrico para um modelo
héliocentrico.
Por que o modelo
héliocentrico conseguiu substituir o modelo geocentrico? Como Kepler procedeu para obter suas primeira e segunda
leis? A partir da terceira lei de Kepler
como se obtém a lei da ação entre massas? Qual o sentido de ser magnética?
Qual o sentido de ser universal?
21. Sabe-se que o raio equatorial da Terra
é ligeiramente maior do que o raio polar. Sabe-se também que as nascentes
do rio Missisipi, nos Estados Unidos,
embora estejam acima do nı́vel do mar,
estão mais proximas do centro da Terra
do que sua desembocadura. Como é
possı́vel o rio escoar “para cima”?
22. A força gravitacional exercida pelo Sol
sobre a Lua é quase duas vezes maior
do que aquela exercida pela Terra. Por
que a Lua não escapa da Terra?
23. Explique a formação das marés oceanicas. Supondo que o momento angular
do sistema Terra-Lua se conserva (justifique), o que acontece com o movimento
orbital da Lua? Mostre que o momento
angular da Terra diminui. Quando poderá este processo ser interrompido? O
Sol (e as marés solares) têm alguma influência neste caso? A energia total do
sistema Terra-Lua deve se conservar?
Imagine como seriam as marés em um
passado distante.
24. Uma pessoa “pesa-se” em uma balança de mola dentro de um navio
deslocando-se ao longo da linha do
equador terrestre com uma velocidade
u. Mostre que a leitura da balança será
muito proxima de Wo (1 ± 2ωu/g), onde
ω é a velocidade angular da Terra e Wo
é a leitura da balança quando o navio
está em repouso. (b) Explique o sinal
±.
25. A taxa de rotação mais rápida possı́vel
de um planeta é aquela para a qual a
força gravitacional sobre o material no
equador fornece a força centrı́peta ligeiramente inferior a necessária para que
a rotação. Por que? (a) Mostre que
o perı́odo de rotaçãopmais curto cor3π/Gρ, onde ρ
respondente a T =
é a massa especı́fica uniforme do planeta esférico. (b) Calcule o perı́odo de
rotação supondo uma massa especı́fica
de 3,0 g/cm3 , tı́pica de muitos planetas e asteroides. Nunca se encontrou um objeto astronômico que girasse
em torno de seu eixo com um perı́odo
menor do que o determinado por esta
análise.