GRAVITAÇÃO UNIVERSAL
Lisiane Correa1, Sabrina Corrêa2
Eixo Temático: Astronomia, Climatologia
Palavras-chave: Gravitação, Sistema Solar, Força da gravidade.
Introdução: Esse trabalho relata a experiência e os resultados de uma pesquisa
realizada no âmbito da I Mostra Científica realizada em agosto de 2015 na Escola Dr.
Bozano. O desenvolvimento da pesquisa envolveu a contribuição de todas as áreas do
conhecimento, com acompanhamento e avaliação dos professores da instituição. Além
da pesquisa teórica, também foi sugerido à realização de atividades experimentais e de
apresentação com o auxílio de um banner. A orientação buscou priorizar a interrelação
entre teoria e prática para que a parte experimental não ficasse sem sentido e sem a
explicação com os conceitos científicos. A apresentação ocorreu em salas de aula e ao
ar livre, contando com a presença de pais e escolas vizinhas que foram convidados a
participar e prestigiar o evento.
A gravitação nasceu de tentativas da civilização antiga de compreender o
universo, depois de anos de observações, descobrindo que o sol é a estrela central do
nosso sistema central, que os planetas se movem ao redor do sol, em ordem crescente de
afastamento. A falta de conhecimento faz com que alguns fenômenos passem
despercebidos, na imagem do sistema solar que vemos no livro, os planetas estão um
perto do outro, mas a sua distància é enorme. A lua e o sol influenciam todos os
planetas, a gravidade da lua causa marés oceânicas na terra e o sol ocupa um dos focos
da trajetória elíptica descrita pela terra, à força de gravidade em diferentes planetas, a
lua dos planetas, como fazem para criar o ambiente de treinamento para os astronautas.
Objetivo: Apresentar e compreender a história da gravitação universal, o que mudou
com seu surgimento, sua relação com a física e com a vida das pessoas, o
descobrimento do sistema solar, como era feito as observações na antiguidade, o motivo
do interesse das pessoas pelo movimento planetário. O mais importante do trabalho é
criar curiosidade nas pessoas o bastante para incentivar a procurar mais informações,
percebendo que quando um simples objeto cai está relacionado com a gravitação.
1
Aluna do terceiro ano do Ensino Médio Politécnico da Escola Estadual de Ensino Médio Dr.
Bozano.
2 Professora do Ensino Médio Politécnico e do Seminário Integrado. [email protected]
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Metodologia: Usaremos como ferramentas a internet, livros didáticos e as orientações
das professoras.
O tema geral proposto pela orientadora é tecnologia e sustentabilidade, que tem
relação com o nosso cotidiano, contendo a parte teórica e a prática, que será apresentada
na I Mostra Científica da Escola. Na prática a experiência com a taça mostrando a força
gravitacional, o ar existe ao redor do copo e exerce uma força em todos os sentidos,
inclusive de baixo para cima, essa força é chamada de pressão atmosférica, ela não
deixa o papel se deslocar do recipiente, a pressão atmosférica exerce essa força sobre a
terra. É por isso que não caímos na imensidão do espaço, os materiais usados serão:
uma taça de vidro, uma folha de ofício e água, também uma maquete do sistema solar.
Para a produção da maquete, realizei uma pesquisa na internet, buscando modelos, usei
como materiais para sua construção, bolas de isopor de diferentes tamanhos, caixa de
papelão e tintas com uma diversidade de cores, para representar todos os planetas do
sistema solar, a teoria Aristotélica, que afirma quando dois objetos caem no chão com
diferentes pesos o mais pesado chega primeiro, mesmo tento um pouco de lógica isso
não está correto, pois quem descobre isso é Galileu, o qual demonstrou isso quando
subiu no alto da Torre de Pisa e soltou objetos de diferentes massas ao mesmo tempo,
onde constatou que todos os objetos chegaram ao mesmo tempo, Galileu não chegou a
elaborar a teoria para explicar a queda dos corpos, que só foi feito século depois por
Isaac Newton.
De acordo com a Teoria geocêntrica, no livro de Silva (2010, p. 312), usada
como referência para explicar a maquete do sistema solar, temos que, segundo
Ptolomeu, a terra ocupava a posição central do universo em repouso, o sol e a lua
giravam ao seu redor em orbitas circulares, a utilização de tabelas astronômicas do
Almagesto, pelos navegadores e interesses religiosos fez com que essa teoria
permanecesse por 1500 anos. Até que surge a teoria heliocêntrica de Copérnico, na qual
o sol repousa na posição central do sistema solar e os planetas giram ao seu redor em
órbitas circulares, o sistema proposto por Copérnico simplificava o movimento de
outros planetas, eliminando os epiciclos, introduziram o movimento para a terra,
contrariando o senso comum da época.
Em seguida Tycho Brahe realizou a olho nu observações sobre os movimentos
planetários, depois de sua morte Johannes Kepler continuou seus estudos e estabeleceu
três leis que regem o movimento dos planetas em torno do sol: Lei das órbitas, cada
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planeta movimenta-se ao redor do sol, descrevendo uma órbita elíptica, com o sol
posicionado num dos focos da elipse que a linha contida num plano. Lei das áreas, o
segmento de reta imaginário que liga o sol a determinado planeta, descreve áreas iguais
em intervalos de tempo, a velocidade de translação do planeta ao redor do sol, sofre
variação e aumenta à medida que se aproxima do periélio e diminui à medida que
aproxima do afélio.
Lei dos períodos: para os planetas que orbitam o sol o quadrado do período de
revolução é diretamente proporcional ao cubo da distância média da órbita,
considerando T o período de revolução de um planeta (tempo necessário para esse
planeta descrever uma volta completa ao redor do sol) e R a distância média do planeta
ao centro do sistema solar é possível estabelecer uma relação entre essas duas
grandezas. Teoria de Issac Newton afirma que dois corpos, matérias, qualquer que
exerce uma força de atração mútua denominada força gravitacional, a intensidade da
força gravitacional depende das massas desses corpos, sendo diretamente proporcional
ao produto delas, a intensidade da força gravitacional depende da distância entre os
corpos, sendo inversamente proporcional ao quadrado dessa distância.
Newton explicou a razão pela qual a lua não cai, sobre a terra
descobriu que os corpos se atraem mutuamente, fazendo com
que eles caem uns sobre os outros e sempre mantenham a
mesma trajetória, Newton explica: todos os objetos no universo
atraem todos os outros objetos, com uma força direcionada, ao
longo da linha que passa pelos centros dos objetos, que é
proporcional, ao produto das massas e inversamente
proporcional ao quadrado da separação entre os objetos.
(Internet)
Um dia Newton estava sentado de baixo de uma macieira, quando uma maça caiu
em sua cabeça. Veio então, em sua mente que deveria haver uma razão para que essa
maçã caísse, assim ele chegou à conclusão de que existe uma força exercida pela terra
que atrai todos os objetos para baixo em sua direção, dando o nome dessa força de
gravidade.
Em todos os planetas do sistema solar existem diferentes forças de gravidade,
em alguns locais a força é menor na terra, como na lua, nesses lugares se alguma pessoa
pular levará um tempo maior de retorno à superfície em comparação ao nosso, a lua é
atraída pela força da gravidade de outros planetas, mas não atinge a superfície terrestre,
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pois ela atrai nosso planeta. Existe a lua de cada planeta, Marte: é Fobos e Deimos,
Júpiter: Lo, Europa, Ganímedes e Calismo, Saturno: Minas Encélado, Tétis, Reia,
Urano: Miranda Ariel, Umbriel, Titânia, Oberon, Netuno: Proteu, Tritão, Nereida. O
ambiente de treinamento dos astronautas é complexo, eles devem estar em boas
condições, equilíbrio emocional, ter flexibilidade para se adaptar às situações e suportar
a grande carga de trabalho envolvida na missão, o treinamento é rigoroso, as agèncias
buscam candidatos com experiência e potencial.
A experiência das viagens espaciais tem mostrado a troca da situação da
ausência de gravidade, os músculos e os ossos atrofiam e do mesmo modo perdem
massa óssea, segundo a NASA, os astronautas podem perder até um por cento da massa
óssea por mês no espaço. A gravidade da terra se refere à aceleração que a terra
transmite através de sua força gravitacional. A gravidade da terra é medida por GRACE
da NASA, mostrando desvios da gravidade teórica da terra e como a rotação da terra ao
redor do sol, explica a sensação da imagem dele nos seguindo.
Resultados: Com o trabalho conclui que os estudos realizados a olho nu hoje
nos ajudam a compreender o que acontece em nosso planeta, o que mantém a lua
orbitando ao redor da terra é a gravidade dela aliada a da lua que as mantém em órbita,
o universo é muito complexo que alia gravidade e movimento, atualmente as pessoas
não conhecem a gravitação. O resultado da pesquisa é que a gravitação universal
mantém os planetas em órbita. Sem gravidade na terra, o ar não ficaria no planeta e se
perderia no espaço, a lua não tem atmosfera o suficiente para manter uma atmosfera ao
seu redor, por isso está no vácuo, sem atmosfera qualquer coisa morre, ninguém viveria
se não tivesse gravidade na terra. Com o resultado da experiência prática, qual seja, a
taça cheia de água, pressionada pelo papel, foi possível perceber que a água faz com que
o ar puxe o papel, impedindo o vazamento da mesma de dentro do copo, possibilitando
perceber que se não houvesse pressão atmosférica nós cairíamos na imensidão do
universo, mostrando, portanto, a importância da força gravitacional para a vida humana
na terra.
Conclusão: A gravitação nasceu de tentativas da civilização antiga de compreender o
universo, depois de anos de observações, descobrindo que o sol é a estrela central do
nosso sistema, que os planetas se movem ao redor do sol, em ordem crescente de
afastamento. A falta de conhecimento faz com que alguns fenômenos passem
despercebidos, na imagem do sistema solar que vemos no livro, os planetas estão um
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perto do outro, mas a sua distancia é enorme, a lua e o sol influenciam todos os
planetas, a gravidade da lua causa marés oceânicas na terra e o sol ocupa um dos focos
da trajetória elíptica descrita pela terra, à força de gravidade em diferentes planetas, as
luas dos planetas, como fazem para criar o ambiente de treinamento para os astronautas,
que tem um rigoroso treinamento e o risco de sofrer danos a sua saúde.