Movimento de Translaçaõ da Terra

O movimento de translação consiste no percurso que a Terra executa ao redor do Sol. Este movimento não é retilíneo em seu trajeto, que possui configuração circular, na verdade é realizado de forma elíptica. Em decorrência do movimento elíptico, ocorrem variações durante o ano quanto à distância entre o Sol e a Terra. Essas variações recebem o nome de afélio (quando aumenta a distância entre o Sol e a Terra) e periélio (quando se encontram mais próximos).
A característica variável do movimento resulta no aparecimento das estações do ano (verão, outono, inverno e primavera). No entanto, esse não é o único fator determinante, uma vez que deve ser levada em conta a inclinação do eixo da Terra (66° 33’) de acordo com sua própria órbita.
O tempo gasto para a realização completa do movimento de translação é de 365 dias e 6 horas, e 366 dias em anos bissextos. Os bissextos possuem 366 dias em razão do acúmulo das seis horas que restaram dos anos não-bissextos ao longo de quatro anos, que somados totalizam 24 horas ou 1 dia. Esse dia extra é acrescentado no mês de fevereiro (29). Os anos bissextos que coincidem com anos que possuem números múltiplos de 100 (exemplo ano 2000) não são considerados. Durante a execução da translação, a Terra se locomove em torno do Sol a uma velocidade de aproximadamente 108 mil km/h.

Outras conseqüências desse movimento são: 

• As estações do ano (Primavera, Verão, Outono e Inverno).
• A desigualdade dos dias e das noites (O fato de, em algumas alturas do ano, os dias serem muito grandes, e as noites pequenas, e vice-versa).

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Movimento de Rotação da Terra

O movimento de rotação é um deslocamento que a Terra realiza ao redor de seu próprio eixo, no sentido anti-horário ou oeste-leste. O tempo gasto para a conclusão desse movimento é de 24 horas ou 1 dia (o tempo preciso é de 23: 56: 4,9).
Tal movimento é responsável pela alternância dos dias e das noites, enquanto na parte que recebe luz solar é dia; na outra, que está desprovida de luz, é noite. Fato que interfere na vida dos animais e dos homens, e nas suas relações sociais.
Nas áreas próximas à linha do Equador a velocidade do movimento é maior que nas regiões de baixas latitudes, algo em torno de 1.667 km/h. A rotação é determinante na configuração dos horários praticados no planeta, tendo em vista que acontecem horas distintas em diversos pontos do globo.
Outro fator de grande relevância é que o movimento de rotação desempenha um grande papel no favorecimento de proliferação de vida na Terra, pois se não houvesse esse movimento, uma parte da Terra seria sempre noite e muito fria, e a parte iluminada teria temperaturas elevadíssimas, dessa forma, ambas apresentariam condições inviáveis para a vida.

Outras conseqüências deste movimento são:

• O movimento aparente do Sol, durante o dia (Nós falamos em nascer e pôr do Sol, observando o seu movimento ao longo do dia - movimento este que não existe, pois o Sol está fixo no centro do Sistema Solar e a Terra é que roda).
• O movimento aparente das estrelas, durante a noite (pela mesma razão acima).
• A variação da obliquidade dos raios solares, num mesmo lugar, ao longo do dia (ao longo do dia, os raios solares apresentam diferentes inclinações, em relação à superfície da Terra).

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Cinturão de Asteróides

Um cinturão de asteróides é como se fosse uma estrada elíptica formada por bilhões de asteróides em volta de um corpo celeste com densidade suficiente para segurá-los nessa órbita. 

Os asteróides são corpos celestes rochosos e metálicos que orbitam o sol e podem ser encontrados em várias regiões do sistema solar, mas a maioria se encontra entre a órbita de Marte e de Júpiter na região conhecida como Cinturão de Asteróides.

O cinturão de asteróides se formou, provavelmente da colisão de diversos corpos maiores que, ao colidir, se partiram em diversos pedaços menores ainda na época de formação do sistema solar e continuam colidindo entre si enquanto permanecem no cinturão. Ou ainda, segundo uma outra teoria, teriam se originado do material que sobrou da formação dos outros planetas.Alguns asteróides podem escapar do cinturão quando atraídos pela gravidade de algum planeta, ou mesmo pela gravidade do sol, se sua órbita sofrer algum tipo de perturbação. Neste caso, ele pode chegar a colidir com este planeta, ou com o sol, ou então ficar em órbita deste, como um satélite.

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Leis de Kepler e órbitas dos planetas

Johannes Kepler (1571-1630), discípulo de Tycho Brahe, utilizando os dados colhidos por seu mestre, descreveu, de modo singelo e preciso, os movimentos planetários.

Primeira lei:

Um planeta se move descrevendo uma órbita elíptica tendo o Sol como um dos focos. Ver esquema.

Segunda lei:

A linha que liga o Sol ao planeta varre áreas iguais em intervalos de tempo iguais. Ver esquema.

Terceira lei:

É constante para todos os planetas a razão entre o tempo (T) que o planeta leva para dar uma volta completa em torno do Sol elevado ao quadrado e o raio médio (r) de sua órbita elevado ao cubo. T2/r3 = constante. As leis de Kepler aplicam-se a quaisquer corpos que gravitem em órbita de uma grande massa central. Ver esquema.

Por isso, elas são aplicáveis não apenas ao nosso Sistema Solar, como também a outros sistemas do Universo. Elas podem ser também ser aplicadas, por exemplo, para um satélite que gravite em órbita de um planeta qualquer. 

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Principais Astros do Sistema Solar

O nosso sistema solar consiste em uma estrela média chamada Sol. É formado por oito planetas: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Até agosto de 2006, Plutão era considerado um planeta, porem, a  União Astronômica Internacional mudou os critérios para a definição de um planeta. Como Plutão é pequeno em relação aos outros, passou a ser considerado um planeta anão ou planetóide. incluindo os satélites dos planetas; numerosos cometas, asteróides, e meteoróides; e o espaço interplanetário. O Sol é a fonte mais rica de energia eletromagnética (principalmente sob a forma de calor e luz) do sistema solar. Muitos destes planetas podemos visualizar a noite a olho nu ou com a ajuda de um telescópio. Os planetas, ao contrário das estrelas, não possuem luz própria e só podem ser vistos graças à luz que refletem do Sol. Ao redor dos planetas, gravitam 67 satélites, dentre eles a Lua (satélite natural do nosso planeta), que gravita ao redor no planeta Terra.

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Formação e Composição do Sistema Solar

Formação do Sistema Solar

O sol e o sistema solar tiveram origem há 4,5 bilhões de anos a partir de uma nuvem de gás e poeira que girava ao redor de si mesma. Sob a ação de seu próprio peso, essa nuvem se achatou, transformando-se num disco, em cujo centro formou-se o sol.Dentro desse disco, iniciou-se um processo de aglomeração de materiais sólidos, que, ao sofrer colisões entre si, deram lugar a corpos cada vez maiores.
A composição de tais aglomerados relacionava-se com a distância que havia entre eles e o sol. Longe do astro, onde a temperatura era muito baixa, os corpos congelaram; perto dele, ao contrário, o gelo evaporou, restando apenas rochas e metais.

Composição do Sistema Solar

O Sol contém 99.85% de toda a matéria do Sistema Solar.
Os planetas, que se condensaram a partir do mesmo disco de matéria de onde se formou o Sol, contêm apenas 0.135% da massa do sistema solar. Júpiter contém mais do dobro da matéria de todos os outros planetas juntos.
Os satélites dos planetas, cometas, asteróides, meteoróides e o meio interplanetário constituem os restantes 0.015%. A tabela seguinte é uma lista da distribuição de massa no nosso Sistema Solar.
Sol: 99.85%
Planetas: 0.135%
Cometas: 0.01%
Satélites: 0.00005%
Planetas Menores: 0.0000002%
Meteoróides: 0.0000001%
Meio Interplanetário: 0.0000001% 

 

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Principais astros do Universo

O universo é formado por vários astros, sendo eles oito planetas (a partir do dia 24/08/2006 o Sistema Solar passa a ser composto por oito planetas, após a reunião da União Astronômica Internacional (IAU) que rebaixou Plutão à categoria de "planeta anão"), as estrelas, os satélites, os cometas e os asteróides e meteoritos. Alguns desses astros possuem luz própria outros não.

Planetas: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno são os planetas que giram em órbitas elípticas ao redor do Sol, estrela que dá nome ao Sistema. O planeta mais próximo do Sol é Mercúrio, cuja superfície é coberta de crateras. O segundo planeta mais próximo do Sol é Vênus, sua atmosfera é composta principalmente por dióxido de carbono (96%) e nitrogênio (3%). A Terra é o terceiro planeta mais próximo ao Sol, a uma distância média de quase 150 milhões de quilômetros, seu único satélite é a lua. Marte, o quarto planeta do Sistema Solar, é o sétimo quanto à massa, é conhecido como o "Planeta Vermelho". Júpiter é o maior planeta do Sistema Solar, caracteriza-se por uma grande mancha avermelhada em sua atmosfera, devido a uma tempestade que já dura 300 anos. O sexto planeta é Saturno, conhecido por seus anéis, juntamente com Júpiter é o planeta do sistema solar com mais luas ao seu redor (entre 17 e 31). Urano tem uma coloração esverdeada devido à presença de metano em sua atmosfera, possui um eixo de rotação tão inclinado que chega a ter os pólos praticamente elípticos. Netuno é, a partir de agora, o último planeta do sistema. A seu redor orbitam treze satélites. Assim como Urano, é esverdeado pela presença de metano em sua atmosfera.

Estrelas: As estrelas nascem de enormes nuvens de gás hidrogênio, o elemento químico mais abundante no Universo. Quando jovens são azuis, muito energéticas e turbulentas. Mas com o tempo (muito tempo...) vão mudando de cor. Do azul para o branco, depois o amarelo (meia-idade, como o Sol), o alaranjado e finalmente o vermelho. Estrelas anãs amarelas ou vermelhas são estáveis e brilham por tempo suficiente para a vida surgir e evoluir em eventuais planetas ao seu redor. Mas elas também podem ser gigantes vermelhas. Astros inchados, num esforço desesperado para se manter brilhando. Mas nem mesmo as estrelas duram para sempre.

Sol: O Sol é o objeto mais proeminente em nosso sistema solar. É o maior objeto e contém aproximadamente 98% da massa total do sistema solar. Cento e nove Terras seriam necessárias cobrir o disco do Sol, e em seu interior caberia 1,3 milhões de Terras. A camada externa visível do Sol é chamada fotosfera, e tem uma temperatura de 6.000°C. Esta camada tem uma aparência turbulenta devido às erupções energéticas que lá ocorrem .

Constelações: são agrupamentos aparentes de estrelas os quais os astrônomos da antiguidade imaginaram formar figuras de pessoas, animais ou objetos. Numa noite escura, pode-se ver entre 1000 e 1500 estrelas, sendo que cada estrela pertence a alguma constelação. As constelações nos ajudam a separar o céu em porções menores.

Meteoritos: são fragmentos de corpos sólidos naturais (asteróides, lua, marte, cometa...), que vindos do espaço penetram a atmosfera terrestre, se incandescem pelo atrito com o ar e atingem a superfície terrestre.

Galáxias: Denominamos galáxia a uma gigantesca acumulação de estrelas, poeiras e gás, que aparece isolada no espaço e cujos constituintes se mantêm unidos entre si devido a mútuas interações gravitacionais.

 

Este texto foi uma montagem, os originais estão aqui, aqui e aqui.

Composição do Universo

Como primeira tentativa, poderíamos pensar que o universo é feito das mesmas coisas que estão no nosso planeta: átomos, fótons e neutrinos. De fato, por muitos anos esse foi o paradigma científico. Esse paradigma começou a ruir quando observações iniciadas na década de 30, pelo astrônomo suíço Fritz Zwicky, mostraram que o peso das galáxias (ou, mais precisamente, a quantidade de massa) é cerca de cem vezes maior que o de todas as estrelas da galáxia somadas. Portanto há na galáxia um tipo de matéria que não irradia luz, que ficou conhecida como matéria escura.
Na década de 70, avanços em cosmologia mostraram como calcular a quantidade de átomos de elementos leves, como o hélio e o deutério, que teriam sido produzidos nos três primeiros minutos do universo. Para explicar as quantidades observadas desses elementos leves em galáxias distantes, apenas uma fração muito pequena do universo, aproximadamente 5%, seria composta de átomos. Uma fração muito menor corresponderia a fótons e neutrinos. Logo a maior parte do universo não é feita do mesmo material de que nós somos feitos, de átomos. Mas qual a composição dos outros 95% do universo?
Não temos uma resposta definitiva ainda. Chegamos à fronteira do conhecimento macroscópico. A dinâmica das galáxias indica que 30% do universo é composto por um novo tipo de partícula elementar, responsável pela matéria escura. Possíveis candidatos são postulados por várias teorias, mas ainda não foram produzidos no laboratório. Eis a conexão entre o macro e o microcosmo.
Graças a uma descoberta em 1998, considerada pela revista 'Science' uma das mais importantes do século 20, sabemos hoje que cerca de 65% do universo é composto por algo difuso, que não se concentra em galáxias e que provoca a expansão acelerada do universo. Uma analogia imperfeita seria a de um meio extremamente tênue que permeia todo o universo. Para dar uma idéia, o peso desse meio, contido em um volume igual ao volume da Terra, seria de apenas um centésimo de grama. Esse meio poderia ser formado pela chamada constante cosmológica, proposta por Albert Einstein para explicar por que o universo seria estático, que era o paradigma do início do século 20.
Com a descoberta da expansão do universo pelo astrônomo Edwin Hubble, Einstein reconheceu nessa constante seu maior erro. Talvez Einstein estivesse certo, afinal. Há outros modelos alternativos para esse meio, mas ainda aguardamos mais fatos experimentais para confirmá-los ou excluí-los.
Em suma, eis a receita de universo: 5% de átomos, 30% de uma partícula elementar ainda desconhecida e 65% de um meio difuso cuja origem não conhecemos. (Folha de SP, 7/7) 

Texto original aqui

Formação do Universo e a teoria do Big Bang

Em 1985, um físico comentou num encontro científico:

“É tão certo que o universo principiou no Big Bang, há cerca de 15 bilhões de anos, quanto é certo que a Terra orbita em torno do Sol.”

Esta afirmação segura sugere o nível de confiança que a teoria do Big Bang, proposta inicialmente por George Gamow e seus colegas, tem entre os que investigam essas questões. Não há tempo "antes do Big Bang", pois o tempo principiou com esse evento. Vamos ver o que ocorreu em alguns intervalos de tempo sucessivos ao da criação do tempo:

• Entre Zero (Big Bang) e 10-45s: neste pequeno, porém importante período pouca coisa conhecemos, pois as leis da física, como as conhecemos, não valiam.
• No instante 10-43s: a temperatura do universo é cerca de 1023 K e o universo se expande rapidamente. 
• Entre 10-43s e 10-35s: durante este período, as forças fortes, fracas e eletromagnéticas atuam como uma única força descrita pela Teoria da Grande Unificação. A gravitação atua separadamente, como nos dias de hoje.
• Entre 10-35s e 10-10s: a força forte se "congela" deixando a força eletrofraca continuar a atuar, como força unificada.
• Entre 10-10s e 10-5s: todas as quatro forças aparecem separadamente, como nos dias de hoje. O universo é constituído por uma "sopa" quente de quarks, léptons e fótons.
• Entre 10-5s e 3minutos: os quarks se unem para formar mésons e bárions. A matéria e a antimatéria se aniquilam, desaparecendo a antimatéria e deixando um ligeiro excesso de matéria com a qual se forma o nosso presente universo.
• Entre 3minutos e 105anos: os prótons e nêutrons se juntam para formar os nuclídeos leves, como o 4He, o 3He, o 2H e o 7Li, com as abundâncias que encontramos hoje. O universo é constituído por um plasma de núcleos e elétrons.
• Entre 105anos e hoje: no princípio deste período, os elétrons podiam orbitar em torno dos prótons, a fim de formar átomos de hidrogênio, sem serem imediatamente expulsos das órbitas pelos fótons presentes. A luz que foi emitida durante a formação desses átomos é a radiação de fundo em microondas que foi detectada por Penzias e Wilson em 1965. Então, a radiação libertada pelos átomos durante esses tempos antigos nos dá uma imagem de como era o universo quando tinha cerca de 105 anos de idade.

Texto extraído do livro: Fundamentos de Física 4 - Óptica e Moderna - Halliday - Renisck - Walker - 4º Edição - LTC