Sistema Terra – Lua
Jade Garcia Rocha
Informática Manhã
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Instituto Federal de Ciência, Tecnologia e Educação do Rio Grande do Sul –
Campus Osório
Osório – Rio Grande do Sul - Brasil
1. Introdução
A Terra e a Lua dividem o mesmo espaço orbital em relação ao Sol, entre elas existe
uma forte ligação gravitacional, pelo que são considerados, por alguns cientistas, planetas
duplos. Apesar de elas terem sido formadas separadamente elas são bastante próximas e
acabam se interligando e precisam uma da outra para realizar seu ciclo. As duas têm
características próprias e distintas umas das outras. Como as duas caminham juntas desde os
primórdios do Sistema Solar, através da Lua podemos obter uma imagem da Terra nos seus
primeiros tempos (os primeiros mil milhões de anos). Com efeito, a superfície lunar,
desprovida de atmosfera e, portanto, ao abrigo de quaisquer fenômenos de erosão, conserva
testemunho ininterrupto e estável dos acontecimentos que a afetaram desde a sua origem, há
cerca de 4.600 M.A
Esse sistema Terra – Lua depende tanto um do outro que sem ele não haveriam vários
fenômenos que vamos hoje (marés, eclipses, etc) coisa que tem um pouco haver com o centro
de massa gravitacional localizado entre elas. Mas para entendermos melhor este sistema antes
precisamos saber um pouco mais sobre a Lua e a Terra.
2. Lua
Há várias teorias do surgimento da Lua, pois sua origem é muito incerta, mas
pesquisadores encontraram similaridades no teor dos elementos encontrados tanto na Lua
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quanto na Terra na Lua aos da Terra, com isso pode se obter alguma suposição que ambos os
corpos teriam uma origem em comum.
“Nesse aspecto, alguns astrônomos e geólogos consideram que
a Lua teria se desprendido de uma massa incandescente de
rocha liquefeita primordial, recém-formada, através da força
centrífuga¹.” Afirma o blog de Biologia e Geologia de Correia,
Nuno.
Figura1. Imagem demonstrando o fenômeno
centrífuga¹: força centrífuga é a força que empurra o objeto para fora da circunferência.
Tem-se outra hipótese mais recente (Teoria
“Splash”) que um planeta desaparecido conhecido
com Theia, que tem mais ou menos o tamanho de
Marte, nos primórdios da Terra. Tal planeta teria se
chocado com o nosso e esta colisão desintegrou o
planeta Theia o forçando a expulsar seus pedaços de
rocha líquida, cujos foram condensados pelo campo
Figura 2. Imagem demonstrando o “Splash”.
gravitacional da Terra.
Deixando de lado este lado de mistérios sobre a Lua, abaixo, resumidamente em tópicos,
seguem as principais características deste satélite:
A Lua é um satélite da Terra com aproximadamente 1/4 de fração do raio da Terra ou,
mais precisamente, 0, 273 do raio do globo terrestre (1.738 km);
As temperaturas de sua superfície possuem uma grande amplitude térmica (130ºC dia
e -200ºC noite) Conseqüência – os materiais da superfície sofrem fenômenos de
fratura e desagregação – Termoclastia;
Formou-se há cerca de 4, 66 bilhões de anos a partir de agrupamentos de blocos de
matéria;
A Lua é conhecida por ter um corpo rochoso, marcado por excessivas crateras;
A Lua é um “planeta morto”, pois este é desprovido de ar, água e vida;
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A Lua é 81,3 vezes menor que a Terra, a sua força gravitacional é comparativamente
mais fraca que a Terra, incapaz de conservar uma atmosfera o que leva com que a sua
superfície seja sujeita a colisões de corpos de diferentes dimensões;
Sua rotação é de 29,5 dias; translação de 27 dias, seu diâmetro é de 3.474 km; a
temperatura máxima é de 123°C e a mínima é de -233°C; a gravidade é de 1,62m/s²
É rica em alumínio e titânio; sua superfície é cheia de crateras e rochosa; possui
regiões montanhosas e regiões baixas e muito planas.
Nela acontecem fenômenos como as grandes planuras que são fenômenos vulcânicos
permitem o enchimento de crateras de impacto por lavas, formando regiões escuras e
planas que constituem os mares lunares.
3. Terra
As teorias da existência da Terra já são bem conhecidas, temos a do Big Ban (que é a
mais aceita pelos cientistas), as religiosas e entre outras.
Abaixo seguem características gerais e necessárias para o assunto abordado da Terra.
Diâmetro equatorial: 12.756,27249 km
Inclinação axial: 23,45°
Composição em massa: 34,6% de Ferro; 29,5% de Oxigênio; 15,2% de Silício;
12,7% de magnésio; 2,4% de Níquel; 1,9% de Enxofre; 0,05% de Titânio.
Período de rotação: 23h 56m e 4, 09966s (sideral).
Translação: 365, 256 dias
Área total da Terra: aproximadamente 510 milhões de quilômetros quadrados
- 361 milhões de km² de água
- 149 milhões de km² de terra.
Atmosfera: 78 % de Nitrogênio, 21% de Oxigênio e 1% de Argônio.
Encontram-se também vestígios de água e dióxido de carbono (gás carbônico).
Temperatura no interior do Planeta: aproximadamente 5000° C.
Temperatura na superfície: mínima de –88° C, média de 9° C e máxima de
58° C.
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Quando se tem 2 corpos celestes que ocupam a mesma órbita, chamamos o
maior de planeta e o menor de satélite, então por isso dizemos que a Lua é um
satélite da Terra.
4. Sistema Terra-Lua
Como já foi citado, a Lua e a Terra dividem o mesmo espaço de órbita e com
isso acabam se influenciando, nos próximos tópicos serão mencionados fenômenos e
forças que este sistema possui.
4.1 Centro de Massa ou Baricentro
Quando se refere ao centro de massa, se diz que
ele é um “ponto” de equilíbrio entre dois objetos. Um
exemplo que pode ser citado é quando temos duas
bolas, de mesmo tamanho e massa, ligadas por um
caninho o centro de massa delas vai ser no meio. Mas
se a bola da direita for maior que a bola da esquerda o
centro de massa vai estar localizado mais para o lado
da bola da direita.
Figura 3. Demonstração do baricentro. Ele
é de 1737 km, pois diminuímos o raio da
Terra menos o valor do baricentro (6.378 4.641)
No caso da Terra e da Lua seu centro de massa fica localizado na Terra, pois
sua quantidade de massa é 81,3 vezes maior que a da Lua. A distância Terra-Lua é de
aproximadamente 384.000 km, onde a Lua gravita numa órbita-elíptica (afastando-se,
no máximo, de 406.740 km e aproximando-se de 365.410 km) que completa em 27,3
dias.
A distância do centro da Terra ao baricentro é de 4.641 km. Uma coisa que é
importante citar é que não é só a Lua que gira em torno no baricentro e sim a Lua e a
Terra. Se observarmos elas do espaço veremos que ambas parecem um par de
bailarinos. O centro de massa ou baricentro se situa a 1.737 km abaixo da superfície
terrestre.
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Um fato importante é que neste baricentro as forças (centrífuga, gravitacional,
etc.) que atuam no sistema ficam balanceadas.
Chegamos a estes resultados realizando algumas continhas. Igualam-se duas
equações onde uma envolve a massa da tua multiplicada pela distância Terra-Lua e a
outra a massa da Terra multiplicada pelo centro de massa:
M Lua x DTerra Lua = MTerra x DCentro de massa
M Lua x DTerra Lua - MTerra x DCentro de massa = 0
Assim podemos substituir pelos resultados que conhecemos e achamos o baricentro
que como já foi informado é de 4.641 km.
4.2 Atração Gravitacional
A atração gravitacional é a força e atração mútua
que
os
corpos
materiais
exercem
uns
sobre
os
outros. Quando esta força atua no sistema Terra-Lua ela
gera uma reação (3ª Lei de Newton: Ação e Reação) que
seriam as marés.
Ela atrai os dois corpos celestes, pois eles possuem
massa (massa atrai massa), mas a força da inércia (ou força
centrífuga) faz com que a Terra e a Lua não fiquem tão
próximas.
A Força Gravitacional só tem uma
grande influência em corpos celestes
no espaço, pois a massa dos
“objetos” presentes na Terra é muito
insignificante em relação ao da
Terra. Podemos pensar em dois
objetos com massas distintas e
definidas inferiores a 8 kg colocados
em uma superfície com atrito, como
possuem massa há a presença de
uma atração entre si. Mas ela é tão
pequena que não consegue vencer a
força de atrito da superfície para que
os objetos se aproximem. E mesmo
em uma superfície sem atrito a
aceleração de atração entre os
objetos é muito pequena.
A gravidade atrai esses objetos, mas
isso não tem um grande resultado.
Temos a fórmula da Força Gravitacional dada por
Newton da seguinte forma:
.
4.3 Marés
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As marés são fenômenos que acontecem quando o campo gravitacional
“interfere” no campo gravitacional da Terra. A Lua atrai a água, por causa da atração
gravitacional, e faz com que o nível dela aumente.
Funciona mais ou menos assim. No baricentro a força gravitacional e a da
inércia estão balanceadas, mas quando a aceleração da força gravitacional aumenta,
ela acaba ficando superior à inércia gerando o que a figura abaixo demonstra:
Figura 4. Demonstração de maré.
Então a atração gravitacional e a inércia trabalham como forças opostas entre
si ocasionando a saliência de água. Isso acontece em vários corpos presentes na Terra
nós não sentimos, só conseguimos perceber na água.
Representando as forças que atuam e botando em evidência a fórmula da força
gravitacional podemos representar da seguinte forma:
Figura 5. Diagrama de forças
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Temos a distância Terra-Lua, a massa de ambos os corpos e a força
gravitacional que os dois exercem.
Figura 6. Diagrama de forças da maré
As forças de atração ficam voltadas em direção a Lua.
Figura 7. Diagrama de saliências da água.
Saliência de água provocada pela atração.
Este fenômeno natural é muito importante pois com ele pode-se obter uma
fonte de energia inesgotável (funciona quase da mesma maneira da energia
Hidroelétrica). São muito importantes para a pesca e para a vida marinha.
5. Considerações Finais
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Escolhi este tema porque no artigo anterior das energias, a energia que eu e a
minha dupla pesquisamos foi a das marés, com isso descobri coisas sobre o Sistema
Terra – Lua e me encantei. Não sabia de muitas coisas que aconteciam e da influência
que este sistema tem sobre os fenômenos que acontecem. Antes só pensava que a Lua
girava em torno da Terra e ponto, nenhum mistério, mas quando pesquisei vi que não
era só isso e que tem muitas coisas por traz do “a Lua gira em torno a Terra”.
Praticamente envolve quase todo o conteúdo do terceiro trimestre que aprendemos em
física (forças, atritos, leis de Newton, definições de fenômenos, etc).
Existem muitos mistérios presentes no espaço, e hoje em dia cientistas
pesquisam sobre isso. Mas também não são só eles que se preocupam com o espaço.
O estudo dos astros tem até termos religiosos e significativos. Os ciganos afirmam que
os astros influenciam em nossa vida e comportamento, os astrólogos afirmam o
mesmo e afirmam que através dos astros podemos ver o futuro. São múltiplas
afirmações, mas algumas até que fazem sentido.
6. Referências
[1]. Centro de Divulgação da Astronomia: Forças de Marés, disponível em:
http://www.cdcc.usp.br/cda/aprendendo-basico/forcas-de-mares/forcas-de-mares.htm.
Acessado em Dezembro de 2011
[2]. Brasil Mergulho, disponível em:
http://www.brasilmergulho.com/port/artigos/2004/010.shtml. Acessado em setembro
de 2011
[3]. Biologia e Geologia: Sistema Terra – Lua, disponível em
https://sites.google.com/site/geologiaebiologia/geologia-e-biologia-10o/sistemasolar/sistema-terra-lua. Acessado em Setembro de 2011
[4]. Centro de Divulgação da Astronomia: Terra – Lua, disponível em:
http://cdcc.sc.usp.br/cda/aprendendo-basico/sistema-solar/terra.html. Acessado em
Setembro de 2011
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[5]. Entendendo as Marés, disponível em:
http://observatoriophoenix.astrodatabase.net/a_dicas/24_A06.htm. Acessado em
Setembro de 2011
[6]. UOUL: Força Gravitacional, disponível em:
http://educacao.uol.com.br/fisica/forca-gravitacional.jhtm. Acessado em Setembro de
2011.
[Figura 1]. Fonte: https://sites.google.com/site/geologiaebiologia/geologia-e-biologia10o/sistema-solar/sistema-terra-lua
[Figura 2]. Fonte: https://sites.google.com/site/geologiaebiologia/geologia-e-biologia10o/sistema-solar/sistema-terra-lua. Acessado em Setembro de 2011
[Figura 3]. Fonte: http://cienciaereligiaocomluiz.blogspot.com/2010/08/terra.html.
Acessado em Setembro de 2011
[Figura 4]. Fonte: http://www.brasilmergulho.com/port/artigos/2004/010.shtml.
Acessado em Setembro de 2011
[Figura 5, 6 e 7]. Fonte: http://www.cdcc.usp.br/cda/aprendendo-basico/forcas-demares/forcas-de-mares.htm . Acessado em Setembro de 2011
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