Mov terra

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Mov terra

  1. 1. A Terra em Movimento R. Boczko IAG - USP 13 01 11
  2. 2. Quantos movimentos tem a Terra? Só UM ...! O movimento que a Terra tem...!
  3. 3. Componentes do movimento da Terra <ul><li>Rotação </li></ul><ul><li>Translação </li></ul><ul><li>Precessão </li></ul><ul><li>Nutação </li></ul><ul><li>Movimento dos pólos </li></ul><ul><li>Movimento de rotação galáctica </li></ul><ul><li>... </li></ul>(106 subcomponentes!)
  4. 4. Cronologia das descobertas e das provas dos componentes do movimento da Terra 2000 Hoje 1838 Paralaxe Bessel 0 1928 Rotação galáctica Oort ~500 a.C. Geocentrismo Platão ~140 d.C. Geocentrismo (proposta) Ptolomeu Copérnico Heliocentrismo (proposta) 1543 1609 Movimentos(?) Galileu Hiparcos Precessão 129 a.C. Foucault Pêndulo 1852 Prova da rotação da Terra Bradley Aberração 1728 Prova da translação da Terra 1748 Nutação Bradley
  5. 5. Rotação da Terra <ul><li>Rotação </li></ul><ul><li>Translação </li></ul><ul><li>Precessão </li></ul><ul><li>Nutação </li></ul><ul><li>Movimento dos pólos </li></ul><ul><li>Movimento de rotação galáctica </li></ul><ul><li>... </li></ul>PN PS
  6. 6. Movimento diurno aparente do Sol Zênite PS Horizonte Nascer Ocaso Meio-dia Meia- noite
  7. 7. Movimento noturno aparente olhando ao Sul Sul Oeste Leste Pólo Sul 20 horas 22 horas 24 horas
  8. 8. Movimento noturno aparente olhando para o norte Norte Leste Oeste Pólo Norte
  9. 9. Terra “fixa” e rotação da Esfera Celeste Eixo de rotação Equador É a esfera na qual os astros parecem se dispor quando vistos da Terra
  10. 10. Movimento de Rotação da Terra O dia claro e a noite são resultados do movimento de rotação da Terra em torno de seu eixo de rotação. Sol Sol PN PS Sol
  11. 11. Nascer do Sol PS PS Horizonte Leste Oeste Translação Horizonte Leste Oeste Translação
  12. 12. AstroBobagem O período de rotação da Terra é de 24 horas
  13. 13. Dia Solar e Rotação da Terra Estrela distante 23h56m04s (Período de rotação) 24h00m00s (Dia Solar) Sol Dia solar é a consequência da rotação e da translação da Terra
  14. 14. Palavras mágicas! ...cerca de... ...aproximadamente... ...mais ou menos... ...por volta de...
  15. 15. Precisão e aproximação O período de rotação da Terra é de 24 horas.  Período de rotação da Terra: ~ 23 h 56 m 04 s O período de rotação da Terra é de aproximadamente 25 horas.  O período de rotação da Terra é de aproximadamente 24 horas. 
  16. 16. Galileu Galilei ( séc. XVII ) Galileu Prova (?) da rotação da Terra A Terra se move!
  17. 17. Invariabilidade do plano de oscilação Força perpendicular ao plano de oscilação Plano de oscilação Na ausência de forças perpendiculares ao plano de oscilação, esse plano se mantém com direção fixa no espaço. Newton
  18. 18. Pêndulo numa mesa giratória
  19. 19. Pêndulo num iglu Iglu Corte vertical de um iglu Chão Porta Iglu Pêndulo
  20. 20. Pêndulo de Foucault 1852 A experiência foi feita na França
  21. 21. Experiência de Foucault vista de fora da Terra Sentido de rotação da Terra Iglu
  22. 22. Experiência de Foucault vista de dentro do iglu 1852 Chão do iglu Porta
  23. 23. Experiência com o pêndulo de Foucault
  24. 24. Conclusão da experiência de Foucault Em 1992 o papa da Igreja Católica absolveu Galileu! Pena que não pode ressucitar Giordano Bruno que ela assassinou! Galileu 'chutou' certo! Mas não provou! Foi condenado como herege... A Terra gira em torno de seu eixo !
  25. 25. Translação da Terra <ul><li>Rotação </li></ul><ul><li>Translação </li></ul><ul><li>Precessão </li></ul><ul><li>Nutação </li></ul><ul><li>Movimento dos pólos </li></ul><ul><li>Movimento de rotação galáctica </li></ul><ul><li>... </li></ul>
  26. 26. Representação convencional do Sistema Sol-Terra-Lua Sol Terra Eclíptica Lua
  27. 27. Sol deve estar no Foco Sol no centro Órbita muito achatada
  28. 28. Órbita é quase circular
  29. 29. Posição do eixo da Terra O desenho sugere que o eixo de rotação da Terra é paralelo ao plano orbital
  30. 30. Representação da Órbita da Terra Movimento da Terra
  31. 31. Movimento de Translação Sol
  32. 32. Translação da Terra em torno do Sol Eclíptica Sol Plano da eclíptica 23,5º Eixo de rotação Plano da Eclíptica Periélio Afélio
  33. 33. Representação comum do Sistema Sol-Terra-Lua S Terra Eclíptica Lua
  34. 34. Sistema Sol-Terra-Lua Sol Terra Eclíptica Lua Os elementos desenhados NÃO estão em escala proporcional SOL Terra Lua Visão de topo Eclíptica Lua Terra 5,2 o Sol Visão de perfil
  35. 35. Cirandinha !
  36. 36. Os antigos só puderam mostrar que existia um movimento aparente do Sol com relação às constelações
  37. 37. Horizonte visto no crepúsculo 1 Vir Lib
  38. 38. Horizonte visto no crepúsculo 2 Lib Esc
  39. 39. Horizonte visto no crepúsculo 3 Esc Sag
  40. 40. Horizonte visto no crepúsculo 4 Cap Sag
  41. 41. Horizonte visto no crepúsculo 5 Aqu Cap
  42. 42. Horizonte visto no crepúsculo 6 Pei Aqu
  43. 43. Horizonte visto no crepúsculo 7 Ári Pei
  44. 44. Horizonte visto no crepúsculo 8 Tou Ári
  45. 45. Horizonte visto no crepúsculo 9 Gêm Tou
  46. 46. Horizonte visto no crepúsculo 10 Cân Gêm
  47. 47. Horizonte visto no crepúsculo 11 Leã Cân
  48. 48. Horizonte visto no crepúsculo 12 Vir Leã
  49. 49. Horizonte visto no crepúsculo 1 Lib Vir
  50. 50. Constelações Zodiacais Terra Sol
  51. 51. Movimento anual aparente do Sol pelas Constelações Zodiacais Sol Estrutura heliocêntrica Ari Tou Gêm Cân Leã Vir Lib Esc Sag Cap Aqu Pei Terra Terra Terra Terra Terra Terra Terra Terra Terra Terra Terra
  52. 52. Eclíptica: Trajetória anual aparente do Sol Eixo de rotação Equador   PN Eclíptica
  53. 53. Prova da translação da Terra ?
  54. 54. Efeito de Paralaxe
  55. 55. Paralaxe p das estrelas Estrela próxima a máx = 1,5” Primeira medida: Bessel 1838 61 Cyg a  0,5”  Alfa do Centauro: p máx = a máx / 2 = 0,75” a
  56. 56. Velocidade da luz e movimento da Terra em torno do Sol
  57. 57. Satélites de Júpiter ( Galileu, séc. XVII ) Os satélites giram em torno de Júpiter , e não da Terra! Noite 1 Júpiter Noite 2 Noite 3 Noite 4 Noite 5
  58. 58. Ocultações dos satélites de Júpiter Júpiter <ul><li>Previsão de ocultações: </li></ul><ul><li>t 1 </li></ul><ul><li>t 2 </li></ul><ul><li>t 3 </li></ul><ul><li>... </li></ul><ul><li>t n </li></ul><ul><li>Ocultações efetivas: </li></ul><ul><li>t 1 +  t 1 </li></ul><ul><li>t 2 +  t 2 </li></ul><ul><li>t 3 +  t 3 </li></ul><ul><li>... </li></ul><ul><li>t n +  t n </li></ul>Valores dos  t 0 + 8 m - 8 m Seqüência cronológica das ocultações
  59. 59. Velocidade da luz, segundo Röemer (Dinamarca, 1675) 1 Júpiter 1 3 3 2 2 Terra Sol r = 150.000.000 km Valores dos  t 0 + 8 m - 8 m Seqüência cronológica das ocultações ~16 min c = d / (  t + +  t - ) d = 2r c = 300.000 km/s
  60. 60. Prova do movimento da Terra em torno do Sol
  61. 61. Correndo da chuva !
  62. 62. Composição de velocidades Direção real da chuva Direção do movimento do observador Direção aparente da chuva
  63. 63. Aberração anual Movimento da Terra Posição real da estrela Posição “ observada” da estrela Velocidade relativa
  64. 64. Aberração (Bradley, 1728) Ascensão Reta Declinação 1700 1701 1702 1703 1704 1705     Dragão T principal = 1 ano Eixo de rotação PNC PSC PN PS   Equador  Bradley
  65. 65. Efeito da Aberração da Luz na posição de uma estrela Eclíptica Conclusão: Terra está em movimento em torno do Sol. 1 1 v 2 2 3 3 4 4
  66. 66. Conclusão <ul><li>A aberração anual das estrelas prova que a Terra está em movimento em torno do Sol. </li></ul>Copérnico (séc. XVI) &quot;chutou&quot; certo!
  67. 67. Precessão <ul><li>Rotação </li></ul><ul><li>Translação </li></ul><ul><li>Precessão </li></ul><ul><li>Nutação </li></ul><ul><li>Movimento dos pólos </li></ul><ul><li>Movimento de rotação galáctica </li></ul><ul><li>... </li></ul>
  68. 68. Sol no início da primavera Boreal T
  69. 69. Longitude eclíptica de Spica segundo Timocharis (273 a .C.)  Terra Spica L 1 Ano  360 o t - t IP  L sol L = 172 o L = L sol + A A + B = 180 o Eclíptica Sol L sol A Lua eclipsada B
  70. 70. Longitude eclíptica de Spica segundo Hiparcos (129 a .C.) Lua eclipsada  Sol Terra Spica L L sol A B L = L sol + A 1 Ano  360 o t - t IP  L sol A + B = 180 o L = 174 o Eclíptica Hiparcos
  71. 71. Retrogradação do Equinócio segundo Hiparcos (129 a .C.) Hipóteses Timocharis errou. Spica se deslocou de 2º em 144 anos.  Terra Spica 172º Timocharis: 172º (273 a .C.) Hiparcos : 174º (129 a .C.) O ponto Vernal retrocedeu 2 º em 144 anos.  ’ 174º Hiparcos
  72. 72. Equinócio da primavera boreal (  ) Equador Eclíptica PN PNE  Movimento anual aparente do Sol
  73. 73. Precessão dos equinócios Eclíptica PN PNE  Movimento anual aparente do Sol Equador  ' PN' Giroscópio
  74. 74. Giroscópio
  75. 75. Constelações zodiacais no início da Astronomia Eixo de rotação Equador   PN Eclíptica PS             Eixo de rotação Equador   PN Eclíptica PS             Constelações zodiacais atuais
  76. 76. Retrogradação do equinócio por entre constelações T Ari Tou Gêm Cân Leã Vir Lib Esc Sag Cap Aqu Pei
  77. 77. Defasagem entre Constelações e Signos Zodiacais T Ari Tou Gêm Cân Leã Vir Lib Esc Sag Cap Aqu Pei
  78. 78. Precessão PN Hoje Período da Precessão: ~ 26.000 anos PN PN PN Daqui a 13 mil anos
  79. 79. Estrelas Polares 2000 Dragão Ursa Menor PNE Trajetória do PN ao longo do tempo visto por um observador no HN PN  - 2000 - 4000 4000 6000 8000 Cefeidas   10000 12000 14000 Cisne Lira  16000 18000 20000 Hércules  
  80. 80. Mudança da obliquidade da eclíptica
  81. 81. Mudança da obliquidade da eclíptica Equador Eclíptica PN 1 PNE  Movimento anual aparente do Sol  = 21,5 0 t 1 = 0 Período  41.000 anos  Atual  23,5 0 Equador Eclíptica PN 2 PNE  Movimento anual aparente do Sol  = 24,5 0 t 2 = 20.500 anos
  82. 82. Estrelas Polares Atualmente N Na época dos faraós N  UMi  Dra  UMi  Dra
  83. 83. Efeitos da precessão sobre as estações do ano Atualidade Daqui a 13.000 anos Periélio Afélio Sol Sol Jan Verão Inverno Jan Verão Inverno Jun Verão Inverno Jun Verão Inverno
  84. 84. Ano trópico e período de translação da Terra Terra   ´   ´ Ano Trópico ~ 365,242 199 00 dias Primavera Outono Verão Inverno ~0,01416142 dias Período de translação da Terra = 365,256 360 42 dias 
  85. 85. Nutação <ul><li>Rotação </li></ul><ul><li>Translação </li></ul><ul><li>Precessão </li></ul><ul><li>Nutação </li></ul><ul><li>Movimento dos pólos </li></ul><ul><li>Movimento de rotação galáctica </li></ul><ul><li>... </li></ul>
  86. 86. Nutação (Bradley, 1748) Eixo de rotação PNC PSC PN PS   Equador  Ascensão Reta Declinação 1700 1718 1737 1755 1774 1791     Dragão T principal = 18,6 anos Bradley
  87. 87. Nutação PN PNE A Nutação, atualmente, é conhecida com 106 componentes Céu Nutação É a flutuação dos planos de referência em torno de um plano médio. Costuma-se dizer que a nutação é a parte oscilatória de pequeno período desses planos.
  88. 88. Movimento dos Pólos <ul><li>Rotação </li></ul><ul><li>Translação </li></ul><ul><li>Precessão </li></ul><ul><li>Nutação </li></ul><ul><li>Movimento dos pólos </li></ul><ul><li>Movimento de rotação galáctica </li></ul><ul><li>... </li></ul>
  89. 89. Movimento dos pólos X (m ) Y (m) X Y 5 10 15 20 5 10 15 -5 1991 1992 1993
  90. 90. x PN y Greenwich
  91. 91. Movimento dos Pólos Eixo de rotação fixo no espaço Eixo de rotação fixo no espaço Eixo de rotação fixo no espaço
  92. 92. Efeitos do movimento dos Pólos <ul><li>Mudança na Latitude de um local </li></ul><ul><li>Mudança na Longitude de um local </li></ul><ul><li>Efeitos na hora baseada na passagem meridiana </li></ul>Equador Equador
  93. 93. Rotação Galáctica <ul><li>Rotação </li></ul><ul><li>Translação </li></ul><ul><li>Precessão </li></ul><ul><li>Nutação </li></ul><ul><li>Movimento dos pólos </li></ul><ul><li>Movimento de rotação galáctica </li></ul><ul><li>... </li></ul>
  94. 94. Nossa Galáxia Existem 2 braços principais Nossa Galáxia Parece ser Espiral Barrada Mapeamento feito pela MW Spitzer
  95. 95. Movimento Galáctico Nossa Galáxia Cerca de 100 bilhões de estrelas Sol Período: 250 milhões de anos 0 50 k a.l. Periferia 30 40 20 10 150 250 km/s 200 V rotação Sol 220 km/s Centro Distância ao centro
  96. 96. Outros componentes do movimento ? <ul><li>Rotação </li></ul><ul><li>Translação </li></ul><ul><li>Precessão </li></ul><ul><li>Nutação </li></ul><ul><li>Movimento dos pólos </li></ul><ul><li>Movimento de rotação galáctica </li></ul><ul><li>?... </li></ul>
  97. 97. Outros componentes do movimento da Terra ? ? ? ? ? ? Sol Rotação Sol Plano da eclíptica Translação PN PN PS Daqui a 13 mil anos PN PN PS Hoje Precessão Nutação Sol Rotação galáctica Movimento dos pólos Equador &quot;Ex-eixo&quot;
  98. 98. Fim R. Boczko

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