6ano movi terramento

A Terra em A Terra em MovimentoMovimento

R. BoczkoIAG - USP

240407

Quantos movimentos tem a Terra?

Só UM ...!

O movimento que a Terra tem...!

Componentes do movimento da Terra

Componentes do movimento da Terra

1. Rotação

2. Translação

3. Precessão

4. Nutação

5. Movimento dos pólos

6. Movimento de rotação galáctica

7. ...

1. Rotação

2. Translação

3. Precessão

4. Nutação

5. Movimento dos pólos

6. Movimento de rotação galáctica

7. ...

(106 subcomponentes!)(106 subcomponentes!)

Cronologia das descobertas e das Cronologia das descobertas e das provas dos componentes do provas dos componentes do

movimento da Terramovimento da Terra

~140 d.C.Geocentrismo

(proposta)Ptolomeu

CopérnicoHeliocentrismo

(proposta)1543

1609Movimentos(?)

Galileu

BradleyAberração

1728

Prova datranslaçãoda Terra

1838ParalaxeBessel

FoucaultPêndulo

1852

Prova darotaçãoda Terra

1928Rotação galáctica

Oort

HiparcosPrecessão

129 a.C.

1748NutaçãoBradley

0 2000

RotaçãoRotaçãoda da

TerraTerra• RotaçãoRotação• Translação• Precessão• Nutação• Movimento dos pólos• Movimento de rotação galáctica• ...

Movimento diurno aparentedo Sol

Zênite

PS

Horizonte

Nascer

Ocaso

Meio-dia

Meia-noite

Pólo Sul

Movimento noturno aparente olhando ao Sul

Sul

OesteLeste

20 horas

22 horas

24 horas

Movimento noturno aparente de uma estrela circumpolar norte

Norte

LesteOeste

Pólo Norte

Esfera Celeste

Eixo derotação

Equador

PNC

PSC

PN

PS

N

L

Movimento de Movimento de Rotação da TerraRotação da Terra

Sol

Sol

PN

PS

Sol

O dia claro e a noite são resultados do movimento de rotação da Terra em torno de

seu eixo de rotação.

Possível explicação para o movimento diurno aparente

Terrafixa

EW

Esfera Celeste em Rotação

Terraem

rotação

EW

Esfera Celeste Fixa

Heráclides, grego, 388 a.C. – 315 a.C.

Aristarco, grego, 320 a.C. – 250 a.C.

Nascer do Sol

HorizonteLesteOeste

Translação

Horizonte

LesteOeste

Translação

PS

PS

Galileu Galilei( séc. XVII )

A Terrase

move!

Ga

lile

u

Prova (?) darotação da Terra

Invariabilidade do plano de Invariabilidade do plano de oscilaçãooscilação

Força perpendicularao plano de oscilação

Plano deoscilação

Na ausência de forçasperpendiculares ao planode oscilação, esse planose mantém com direção

fixa no espaço.

Pêndulo numa mesa giratória

Pêndulo num iglu

Pêndulo

Corte vertical de um iglu

Chão

Porta

Iglu

Iglu

Pêndulo de Pêndulo de FoucaultFoucault

18521852

A experiência foi feita na França

Experiência de Foucault vista

de fora da Terra

Sentidode rotaçãoda Terra

Iglu

Experiência de FoucaultExperiência de Foucaultvista de dentro do igluvista de dentro do iglu

1852

Chãodo iglu

Porta

Conclusão da experiência de Foucault

A Terra gira emtorno de seu eixo !

Galileu 'chutou' certo!

A Terra está “parando” A Terra está “parando” de girar!de girar!

Observando o nível do mar

Maré baixa

Maré altaNível do mar

A Terra estáparandode girar !

MarésGravidade

Rotaçãoda Terra

Ciclicidadedas marés

Atrito

Cal

or

Perda deenergia cinética

de rotação

Translação da Terra daqui a ... muitos anos !

Sol

AstroBobagem

A Lua não possui

movimento de rotação.

Lua vista da Terra

(sempre a mesma face)

Translação atual da Lua

Sol

Período de Período de rotação rotação

sincronizado sincronizado com o período com o período de revoluçãode revolução

Cirandinha !

TranslaçãoTranslaçãoda da

TerraTerra• Rotação• TranslaçãoTranslação• Precessão• Nutação• Movimento dos pólos• Movimento de rotação galáctica• ...

Órbita da Terra

Órbita da Terra

Movimento de Translação

Sol

Representação da Órbita da Terra

Movimento da Terra

Translação da Terra em torno do Sol

23,5º Eixo derotação

Plano da Eclíptica

PeriélioAfélio

Eclíptica

Sol

Plano da eclíptica

Movimento aparente do sol com relação às

constelações

Horizonte visto no crepúsculo

1

Vir

Lib

Horizonte visto no crepúsculo

Vir

Lib

Horizonte visto no crepúsculo

Vir

Lib

Horizonte visto no crepúsculo

Vir

Lib

Esc

Horizonte visto no crepúsculo

Vir

Lib

Esc

Horizonte visto no crepúsculo

Vir

Lib

Esc

Horizonte visto no crepúsculo

2

Lib

Esc

Horizonte visto no crepúsculo

3

Esc

Sag

Horizonte visto no crepúsculo

11

Leã

Cân

Horizonte visto no crepúsculo

12

Vir

Leã

Horizonte visto no crepúsculo

1

Lib

Vir

ConstelaçõesZodiacais

Terra

Sol

Mas...é o Sol que gira em

torno da Terra?

Não!Não!

Movimento anual

aparente do Sol pelas

ConstelaçõesZodiacais

Sol

Ari

Tou

Gêm

Cân

Leã

Vir Lib

Esc

Sag

Cap

Aqu

Pei

Terra

TerraTerra

Terra

Terra Terra

Terra

Terra

TerraTerra

Terra

Estrutura heliocêntrica

Eclíptica:Trajetória anual

aparentedo Sol

Eixo derotação

Equador

PN

Eclíptic

a

Eclíptic

a

AstroTolice

As estações do ano dependem

da distância da Terra ao Sol

As estações do ano dependem

da distância da Terra ao Sol

Esquema da Órbita da Terra em torno do Sol

Eclíptica Sol

Órbita da Terra em torno do Sol

23,5º Eixo derotação

Plano da Eclíptica

PeriélioAfélio

Eclíptica

Sol

Plano da eclíptica

Motivo das Estações

Verão

Sol

InvernoVerão

Inverno

Sol Primaveraou

OutonoOutono

OutonoOutonoou

Primavera

?Prova da translação da Terra

Efeito de Paralaxe

Paralaxede

estrelasEstrelapróxima

pmáx. = 0,76”

2p

Primeira medida:Bessel1838

61 Cyg

Velocidade da luz e movimento da Terra em

torno do Sol

Satélites de Júpiter( Galileu, séc. XVII )

Os satélitesgiram em torno

de Júpiter, e nãoda Terra!

Noite 1Júpiter

Noite 2

Noite 3

Noite 4

Noite 5

Ocultações dos satélites de Júpiter

Júpiter Previsão de ocultações:• t1

• t2

• t3

• ...• tn

Ocultações efetivas:• t1 + t1

• t2 + t2

• t3 + t3

• ...• tn + tn

Va

lore

s d

os

t

0

+ 8m

- 8m

Seqüência cronológica das ocultações

Velocidade da luz, segundo Röemer(Dinamarca, 1675)

1

Júpiter1

33

2

2

Terra

Sol

Va

lore

s d

os

t

0

+ 8m

- 8m

Seqüência cronológica das ocultações~

16 m

in

r = 150.000.000 km

c = d / (t+ + t-)

d = 2r

c = 300.000 km/s

Prova do movimento da Terra em torno do Sol

Correndo da chuva !

Composição Composição de de

velocidadesvelocidades

Direçãoreal dachuva

Direção domovimentodo observador

Direçãoaparenteda chuva

Aberração anual( Bradley 1728 )

Posiçãoreal daestrela

Posição“observada”

da estrela

Movimento da Terra

Vel

oci

dad

ere

lati

va

Aberração(Bradley, 1728)

PNPNE

Equador

Ascensão Reta

Dec

lin

ação

19001901

19021903

1904

1905

Dragão

Tprincipal= 1 ano

Efeito da Aberração da Luzna posição de uma estrela

1

1 v

2

2

3

3

4

4

Eclíptica

Conclusão

A aberração anual das estrelas prova que a Terra está em movimento em

torno do Sol.

Copérnico (séc. XVI) "chutou" certo!

PrecessãoPrecessão• Rotação• Translação• PrecessãoPrecessão• Nutação• Movimento dos pólos• Movimento de rotação galáctica• ...

Sol no início da primavera

Boreal

T

Longitude eclíptica de Spica Longitude eclíptica de Spica segundo Timocharis (273 a .C.)segundo Timocharis (273 a .C.)

Terra

Spica

L

Sol Lsol

A

L = Lsol + A

1 Ano --> 360 o

t - tIP --> Lsol

t

tIP

Luaeclipsada

B

A + B = 180 o L = 172 o

Longitude eclíptica de Spica Longitude eclíptica de Spica segundo Hiparcos (129 a .C.)segundo Hiparcos (129 a .C.)

Luaeclipsada

Sol

Terra

Spica

L

Lsol

A

BL = Lsol + A

1 Ano --> 360 o

t - tIP --> Lsol

A + B = 180 o L = 174 o

Hipóteses

Timocharis errou.

Spica se deslocou de 2º em 144 anos.

O ponto Vernal retrocedeu 2 º em 144 anos.

’

174º

Retrogradação do Equinócio segundo Hiparcos (129 a .C.)

Terra

Spica

172º

Timocharis: 172º (273 a .C.)Hiparcos : 174º (129 a .C.)

Equinócio da primavera boreal ()

Equador

Eclíptica

PN

PNE

Movimentoanual

aparente do Sol

Precessão dos equinócios

Equador

Eclíptica

PN

PNE

'

PN'

Movimentoanual

aparente do Sol

Giroscópio

Defasagem entre Constelações e Signos Zodiacais

T

Ari

Tou

Gêm

Cân

Leã

Vir Lib

Esc

Sag

Cap

Aqu

Pei

PrecessãoPN

PN

Hoje

PN

PN

Daqui aDaqui a13 mil anos13 mil anos

Período da precessão Período da precessão 26.000 anos 26.000 anos

Constelações Polares

2000

- 2000

- 4000

Dragão

UrsaMenor

4000

6000

8000

Cefeidas

10000

12000

14000

Cisne

Lira

16000

18000

20000

Hércules

PNE

Estrelas Polares

AtualmenteNNa época

dosegípcios

N

UMi

Dra

UMi

Dra

Sol

Efeitos da precessão sobre as estações do ano

Inverno Austral Verão Austral

DezJun

Atualidade

Sol

Inverno AustralVerão Austral

Dez Jun

Daqui a 13.000 anos

Ano Trópico ~ 365,242 199 00 dias

Primavera OutonoVerão Inverno

Terra´

Ano trópico e período de translação da Terra

´

~0,01416142 dias

Período de translação da Terra = 365,256 360 42 dias

NutaçãoNutação• Rotação• Translação• Precessão• NutaçãoNutação• Movimento dos pólos• Movimento de rotação galáctica• ...

Nutação(Bradley, 1748)

Ascensão Reta

Dec

lin

ação

19001918

19371955

1974

1991

PNPNE

Equador

Dragão

Tprincipal= 18,6 anos

Nutação

PN

PNE

Número de componentes conhecidos da

nutação:

106

PN

Movimento Movimento dosdos

PólosPólos• Rotação• Translação• Precessão• Nutação• Movimento dos pólosMovimento dos pólos• Movimento de rotação galáctica• ...

Movimento dos pólos

X (m )

Y (m)X

Y

5101520

5

10

15

-5

1991

19921993

Eixo de rotação fixo no espaço

Eixo de rotação fixo no espaço

Eixo de rotação fixo no espaço

Movimento dos Pólos

Efeitos do movimento dos Pólos

EquadorEquador

• Mudança na Latitude de um local• Mudança na Longitude de um local• Efeitos na hora baseada na passagem meridiana

Rotação GalácticaRotação Galáctica• Rotação• Translação• Precessão• Nutação• Movimento dos pólos• Movimento de rotação galácticaMovimento de rotação galáctica• ...

Movimento GalácticoNossaGaláxia

Sol

Período:250 milhões

de anos

Cerca de100 bilhõesde estrelas

0 50 k a.l.Periferia

30 402010

150

250km/s

200

Vrotação

Sol

220km/s

Centro

Distância ao centro

Outros Outros componentes do componentes do

movimentomovimento??

• Rotação• Translação• Precessão• Nutação• Movimento dos pólos• Movimento de rotação galáctica• ?...?...

Outros componentes Outros componentes do movimento da Terrado movimento da Terra

????????????

Sol

Rotação

Sol

Plano da eclíptica

Translação

PN

PN

PS Daqui a13 mil anos

PN

PN

PSHoje

Precessão

Nutação

Sol

Rotação galáctica

Movimentodos pólos

Equador

"Ex-eixo"

Fim