1º Ano - Ensino Médio - Noturno - Física - Força e Movimento.

OS MODELOS COSMOLÓGICOS 

Os primeiros registros de pensadores que se dedicaram a compreender o movimento dos corpos celestes vieram dos gregos, no século IV a.C. o modelo cosmológico grego, ou seja, modelo que descrevia o movimento dos corpos celestes, baseava-se no geocentrismo, em que a Terra está situada no centro do Universo e o restante dos astros (planetas, Sol e Lua) estavam fixos em esferas que giravam ao redor da Terra. 

O modelo grego envolvia muitas esferas em sua elaboração, era um sistema complexo e em uma tentativa de simplificá-lo, o modelo de Ptolomeu foi por muito tempo utilizado como referência. Ptolomeu descreveu um modelo também geocêntrico em que os planetas se moviam em círculos cujos centros giravam em torno da Terra. Na tentativa de adaptar a teoria às observações do movimento celeste, o modelo de Ptolomeu tornou-se complexo e muito complicado. 

Foi no século XVI que Nicolau Copérnico apresentou o modelo Heliocêntrico, em que o Sol estaria em repouso no centro do Universo e a Terra, assim como os planetas, giravam em órbita circular em torno dele. Apesar de suas ideias serem bastante satisfatórias e descreverem a maioria dos fenômenos celestes observados, Copérnico relutou em publicá-las devido à sua forte ligação com os princípios religiosos vigentes, que consideravam o sistema Heliocêntrico contrário às convicções da época. O livro de Copérnico foi um dos livros proibidos pela Igreja.

AS LEIS DE KEPLER 

As teorias de Copérnico foram também estudadas por Tycho Brahe que desenvolveu durante anos um trabalho complexo de catalogação de dados em seu observatório particular e com equipamentos muito desenvolvidos para a época. Durante suas observações Tycho Brahe constatou falhas no modelo Heliocêntrico e os dados colhidos por ele foram cuidadosamente estudados por seu discípulo, o alemão Johannes Kepler. O trabalho desenvolvido por Kepler preencheu as lacunas do modelo Heliocêntrico e devido sua grande habilidade matemática e, baseado nos registros detalhados que herdou de Tycho Brahe, obteve êxito em explicar o movimento dos planetas, criando a Mecânica Celeste. 

• Primeira lei de Kepler: Cada planeta gira em torno do Sol em uma órbita elíptica, com o Sol ocupando um dos focos da elipse. A excentricidade (razão entre metade da distância focal e o semi-eixo maior) das elipses descritas pelos planetas é pequena, aproximando-se muito de circunferências, tornando o trabalho de Kepler ainda mais notável. 

• Segunda lei de Kepler: A linha reta que une o Sol ao planeta varre áreas iguais em intervalos de tempo iguais. Kepler verificou que o planeta tem variações de velocidade em seu movimento em torno do Sol, de modo que, ao se aproximar do Sol, o planeta é acelerado e, ao se afastar, sua velocidade diminui. 

• Terceira lei de Kepler: Os quadrados dos períodos de revolução dos planetas são proporcionais aos cubos dos raios das órbitas.

PARA SABER MAIS... 

Elipse

Comparação do tamanho dos planetas

O sistema solar em escala

Um breve resumo da história de Kepler

ATIVIDADES

1 – Analise as proposições a seguir como VERDADEIRA (V) ou FALSA (F) sobre as principais características dos modelos de sistemas astronômicos: 

a) ( ) Sistema dos gregos: a Terra, os planetas, o Sol e as estrelas estavam incrustados em esferas que giravam em torno da Lua. 

b) ( ) Ptolomeu supunha que a Terra encontrava-se no centro do Universo e os planetas moviam-se em círculos, cujos centros giravam em torno da Terra. 

c) ( ) Copérnico defendia a ideia de que o Sol estava em repouso no centro do sistema e que os planetas (inclusive a Terra) giravam em torno dele em órbitas circulares. 

d) ( ) Kepler defendia a ideia de que os planetas giravam em torno do Sol, descrevendo trajetórias elípticas, e o Sol estava situado em um dos focos dessas elipses. 

2 – Marque a alternativa correta a respeito do modelo astronômico proposto por Cláudio Ptolomeu. 

a) O modelo ptolomaico propunha que o Sol girava ao redor da Terra e todos os outros planetas giravam ao redor do Sol. 

b) Nicolau Copérnico no século XVI propôs que a Terra era o centro do sistema planetário, proposta que era contrária a de Ptolomeu. 

c) O sistema planetário proposto por Ptolomeu trazia a ideia de que a Terra era o centro do Universo e os demais astros giravam ao seu redor. 

d) A proposta de Ptolomeu era a de um universo simples, por isso, o Sol deveria ser o centro e os demais planetas girariam ao seu redor. 

e) O modelo planetário proposto por Ptolomeu não foi aceito por muito tempo porque confrontava as ideias da Igreja. 

3 – Marque a alternativa que descreve melhor a ideia principal do modelo de Copérnico: 

a) A Terra está em rotação e, juntamente com os outros planetas, executa um movimento de revolução em torno do Sol estacionário. 

b) A Terra descreve uma elipse ao girar em torno do Sol. 

c) A Terra não está em rotação, mas gira em torno do Sol em órbita circular. 

d) O Sol está em rotação e gira em torno da Terra. 

4 – Adotando o Sol como referencial, aponte a alternativa que condiz com a 1ª Lei de Kepler da gravitação universal. 

a) As órbitas planetárias são curvas quaisquer, desde que fechadas. 

b) As órbitas planetárias são espiraladas. 

c) As órbitas planetárias não podem ser circulares. 

d) As órbitas planetárias são elípticas, com o Sol ocupando o centro da elipse. 

e) As órbitas planetárias são elípticas, com o Sol ocupando um dos focos da elipse. 

5 – A 2ª Lei de Kepler permite concluir que um planeta possui: 

a) maior velocidade, quando se encontra mais longe do Sol. 

b) maior velocidade, quando se encontra mais perto do Sol. 

c) menor velocidade, quando se encontra mais perto do Sol. 

d) velocidade constante em toda sua trajetória. 

e) velocidade areolar variável.

6 – (Enem–2009) Na linha de uma tradição antiga, o astrônomo grego Ptolomeu (100-170 d.C.) afirmou a tese do geocentrismo, segundo a qual a Terra seria o centro do Universo, sendo que o Sol, a Lua e os planetas girariam em seu redor em órbitas circulares. A teoria de Ptolomeu resolvia de modo razoável os problemas astronômicos da sua época. Vários séculos mais tarde, o clérigo e astrônomo polonês Nicolau Copérnico (1473- 1543), ao encontrar inexatidões na teoria de Ptolomeu, formulou a teoria do heliocentrismo, segundo a qual o Sol deveria ser considerado o centro do Universo, com a Terra, a Lua e os planetas girando circularmente em torno dele. Por fim, o astrônomo e matemático alemão Johannes Kepler (1571-1630), depois de estudar o planeta Marte por cerca de trinta anos, verificou que a sua órbita é elíptica. Esse resultado generalizou-se para os demais planetas. A respeito dos estudiosos citados no texto, é correto afirmar que: 

a) Ptolomeu apresentou as ideias mais valiosas, por serem mais antigas e tradicionais. 

b) Copérnico desenvolveu a teoria do heliocentrismo inspirado no contexto político do Rei Sol. 

c) Copérnico viveu em uma época em que a pesquisa científica era livre e amplamente incentivada pelas autoridades. 

d) Kepler estudou o planeta Marte para atender às necessidades de expansão econômica e científica da Alemanha. 

e) Kepler apresentou uma teoria científica que, graças aos métodos aplicados, pôde ser testada e generalizada.