Movimentos da Terra: FormaçãoTópicos Gerais de Ciências da TerraTurma B

Karín Menéndez-DelmestreObservatório do Valongo

Os Movimentos da Terra

• Rotação• Revolução• Precessão• Nutação• Movimento dos Pólos• ...

• Rotação• Revolução• Precessão• Nutação• Movimento dos Pólos• ...

Os Movimentos da Terra

Rotação da Terra

• A Terra gira em torno de seu eixo

• Periodo = 24 hrs• Considerando a iluminação

do Sol Produiz o dia e a noite

Olhando dacima...

Um pouco de história sobre a divisão do dia • Antes do siglo XVIII, cada cidade levaba seu proprio tempo

• A medida que o transporte (via tren) e as telecomunicações (telefone) foram se desenvolvendo, ficou claro que uma referência comum era necessária.

International Meridian Conference em Washington– 1884

25 paises participaram incluindo o Brasil

Um pouco de história sobre a divisão do dia • Antes do siglo XVIII, cada cidade levaba seu proprio tempo

• A medida que o transporte (via tren) e as telecomunicações (telefone) foram se desenvolvendo, ficou claro que uma referência comum era necessária.

• Ideia: estabelecer um meridiano referência (longitude 0°) Meridiano de Greenwich

• Estabeleceu o Sistema Internacional de Fusos

International Meridian Conference em Washington– 1884

25 paises participaram incluindo o Brasil

Divisão do Dia Sistema de Fusos Horários

Conveniências políticas e econômicas alteram os limites...

Divisão do Dia Fusos Horarios no Brasil

Rotação da Terra

• A Terra gira em torno de seu eixo

• Periodo = 24 hrs• Considerando a iluminação

do Sol Produiz o dia e a noite

• Rotação em direção ao lesteo Sol, a Lua, as estrelas

saem do leste e se põem no oeste

Olhando dacima...

Rotação da Terra

• A Terra gira em torno de seu eixo

• Periodo = 24 hrs• Considerando a iluminação

do Sol Produiz o dia e a noite

• Rotação em direção ao lesteo Sol, a Lua, as estrelas

saem do leste e se põem no oeste

• O eixo está inclinado 23.5° da vertical (ou 66.5° da eclíptica)

Sol

PN

PS

Sol

Sol

Em latitudes maiores (mais afastadas do equador, o

trajeto do Sol do ponto de vista de um observador fica mais perto do horizonte

Desigualdade de Desigualdade de Durações do DiaDurações do Dia

Divisão do Dia Duração da Noite e do Dia ClaroDuração da Noite e do Dia Claro

• Quando temos os dias mais compridos (e as noites mais curtas) no hemisferio Sur? Em qué época?

Divisão do Dia Duração da Noite e do Dia ClaroDuração da Noite e do Dia Claro

• Quando temos os dias mais compridos (e as noites mais curtas) no hemisferio Sur? Em qué época?

Isso nos leva ao próximo tema: outro movimento da Terra

• Rotação• Revolução (Traslação)• Precessão• Nutação• Movimento dos Pólos• ...

Os Movimentos da Terra

Movimento de Revolução

Sol

Prova da Translação da Terra:Paralaxe de estrelas

Movimento de Revolução

• A inclinação do Eixo de Rotação da Terra em relação ao plano da Eclíptica não se altera perceptivelmente ao longo de um ano

• A órbita da Terra em torno do Sol têm a forma de uma elipse (Sol em um dos focos) e define plano da Eclíptica• Excentricidade = 0,001675 • muito baixa; excentricidade zero corresponde a um

círculo

Plano da Eclíptica

Periélio

Periélio: ~ 2 de janeiro ; d = 147 100 000 km

Eixo derotação

23,5º

Órbita da Terra em torno do Sol

Órbita da Terra em torno do Sol

23,5º Eixo derotação

Plano da Eclíptica

Periélio

Periélio: ~ 2 de janeiro ; d = 147 100 000 kmPeriélio: ~ 2 de janeiro ; d = 147 100 000 km

Ponto médio: ~ 3 de abril e 1 de outubro d = 150 000 000 km = 1 ua

Plano da Eclíptica

PeriélioAfélio

Periélio: ~ 2 de janeiro ; d = 147 100 000 km

Afélio: ~ 2 de julho ; d = 152 100 000 km

23,5º Eixo derotação

Órbita da Terra em torno do Sol

Órbita da Terra em torno do Sol

23,5º Eixo derotação

Plano da Eclíptica

Periélio

Periélio: ~ 2 de janeiro ; d = 147 100 000 km

Afélio: ~ 2 de julho ; d = 152 100 000 km

Consequência natural do movimento de rotação + inclinação do eixe de rotação da Terra:

•Equinócios: raios do Sol incidem perp. no equador (duração do dia = duração da noite no equador)

Plano da Eclíptica

Periélio

Eixo derotação

23,5º

Órbita da Terra em torno do Sol

Consequência natural do movimento de rotação + inclinação do eixe de rotação da Terra:

•Equinócios

•Solsticios: raios do Sol incidem perp. na latitude ±23.5°

Periélio: ~ 2 de janeiro ; d = 147 100 000 km

Afélio: ~ 2 de julho ; d = 152 100 000 km

- Com quanta frequência o Sol se encontra diretamente acima do equador?(a) uma vez por dia(b) uma vez por mês(c) cada 6 mêses(d) uma vez por ano

Pense sozinh@ e fale com seu/sua vizinh@…“Pergunta #1”

Movimento Aparente do Sol• As estrelas nascem e se põem sempre nos mesmos pontos do

horizonte aparente, enquanto os pontos de nascer e ocaso do Sol apresentam-se em constante movimento.

Movimento Aparente do Sol• As estrelas nascem e se põem sempre nos mesmos pontos do

horizonte aparente, enquanto os pontos de nascer e ocaso do Sol apresentam-se em constante movimento.

• O Movimento Aparente descrito pelo Sol ao longo de um ano, em relação às estrelas fixas, é consequência real do movimento de revolução da Terra em torno do Sol + inclinação do eixe de rotação da Terra ao respeito da eclíptica.

Observador no equador

Movimento Aparente do Sol• As estrelas nascem e se põem sempre nos mesmos pontos do

horizonte aparente, enquanto os pontos de nascer e ocaso do Sol apresentam-se em constante movimento.

• O Movimento Aparente descrito pelo Sol ao longo de um ano, em relação às estrelas fixas, é consequência real do movimento de revolução da Terra em torno do Sol + inclinação do eixe de rotação da Terra ao respeito da eclíptica.

Observador em uma latitude afastada do

equador

Consequências da Revolução da Terra em torno do Sol

• Estações do Ano

• Regiões Climáticas

• Variação da Duração do Dia

• Variação da Visibilidade dos Astros

Consequências da Revolução da Terra em torno do Sol

• Estações do Ano

• Regiões Climáticas

• Variação da Duração do Dia

• Variação da Visibilidade dos Astros

Estações• Ainda que popularmente se acha que

as estações são causadas pela variação em distância entre a Terra e o Sol, as Estações do Ano ocorrem devido à Inclinação do Eixo de Rotação da Terra em relação ao plano da Eclíptica

Os raios do Sol chegam em paralelo

incidem na superficie da Terra

em ángulos diferentes onde os raios

incidem perpendicularmente:

mais energia por unidade de área

mais quente!

Estações• Ainda que popularmente se acha que

as estações são causadas pela variação em distância entre a Terra e o Sol, as Estações do Ano ocorrem devido à Inclinação do Eixo de Rotação da Terra em relação ao plano da Eclíptica

Os raios do Sol chegam em paralelo

incidem na superficie da Terra

em ángulos diferentes onde os raios

incidem perpendicularmente:

mais energia por unidade de área

mais quente!

Estações• Ainda que popularmente se acha que as

estações são causadas pela variação em distância entre a Terra e o Sol, as Estações do Ano ocorrem devido à Inclinação do Eixo de Rotação da Terra em relação ao plano da Eclíptica

• Isso resulta em que certas latitudes estão mais expostas que outras em certas epocas no ano. – A porção da Terra inclinada em direção

do Sol – seja o hemisferio norte ou sur – fica mais quente (verão), mientras que o outro hemisferio (inclinado em direção contraria) fica mais frio (invernos).

Inverno no Hemisferio Sul

Verão no Hemisferio Sul

Trópico de Cáncer = raios do Sol perp.

Trópico de Capricornio = raios do Sol perp.

(latitude = 23.5° N)

(latitude = 23.5° S)

Solsticio de Junho

Solsticio de Dezembro

Equinócio de Março

Solstício de Junho

Equinócio de

Setembro

Solstício de

Dezembro

Consequência natural da revolução da Terra ao redor do Sol:•Equinócio de Março

•Solstício de Junho

•Equinócio de Setembro

•Solstício de Dezembro

Regiões Climáticas

Os Movimentos da Terra

• Rotação• Revolução• Precessão• Nutação• Movimento dos Pólos• ...

• Copérnico, em 1543, explicou a corretamente a Precessão como conseqüência da mudança da direção do eixo de rotação da Terra

• A Precessão faz o eixo de rotação da Terra descrever um círculo em torno do Pólo da Eclíptica num período de aproximadamente 25780 anos.

A Explicação

Consequências da Precessão

• Deslocamento dos Pólos Celestes

• Deslocamento do Ponto Vernal

• Diferença entre os Anos Sideral e Trópico

• Variação na Duração das Estações

• Oscilações na Extensão dos Trópicos

PN

PN

Hoje

PN

PN

Daqui a13 mil anos

Deslocamento dosPólos Celestes

Estrelas Polares

Atualmente

NNa épocados

egípcios

N

Variação da Duração das Estações

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

Os Movimentos da Terra

• Rotação• Revolução• Precessão• Nutação• Movimento dos Pólos• ...

Nutação Astronômica

• A Nutação Astronômica foi anunciada pelo astrônomo James Bradley, em 1729, após 3 anos de observação da estrela Draconis

• A Nutação é consequência do torque exercido pela Lua e o Sol sobre a Terra – a mesma causa da Precessão Lunis-solar.

• As variações seculares do Equador e da Eclíptica são chamadas de Precessão, enquanto que as variações de curto período são chamadas de Nutação.

• Como conseqüência da Nutação, o Pólo Celeste PNc descreve uma curva sinuosa em torno do Pólo da Eclíptica Pne.

Nutação

PN

PN Eclíptica

Os Movimentos da Terra

• Rotação• Revolução• Precessão• Nutação• Movimento dos Pólos• ...

Movimento dos PólosEm 1758, Euler previu que o eixo de rotação mostraria um movimentoem relação a um sistema de referência fixo na Terra.

Em 1884, F. Kustner encontrou evidências que a posição do pólo deRotação da Terra variava ao longo do tempo.

Linha pontilhada => Posições do pólo instantâneo a cada 5 diasLinha cheia => Posições do pólo médioEixo X =>Meridiano de Greenwich; Eixo Y => 90° W

Efeitos do Movimento dos Pólos

• Mudança na Latitude de um local

• Mudança na Longitude de um local

• Efeitos na hora baseada na passagem meridiana

PROVA• 21 de dezembro (6ª feira), 1pm• Sala 37 (como sempre)• Combinação de perguntas discursivas e objetivas

(múltipla escolha, certo/falso, etc.)• Vocês são responsáveis pelo material apresentado em

aula.- Dica: estudem as suas mini-provas!- Apresentações disponíveis em:

http://users.obs.carnegiescience.edu/kmd/Teaching/CMA110_2012B/• Nota parciais (trabalho de grupo; mini provas; prova)

serão disponibilizadas na secretaria em fevereiro.