Apresenta

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ATIVIDADES PRÁTICAS DE ASTRONOMIA
PLANETÁRIO DO CARMO MONITORES Dezembro - Janeiro
- 2005
2
BASES DE APOIO
1- PCNs 2- Livros didáticos e publicações
erradas 3- Impacto da mídia 4- Pesquisas sobre
ensino de Astronomia 5- Vivência astronômica.
3
ATIVIDADES
1- Rosa dos ventos 2- Relógio de garrafa 3-
Projeção solar 4- Escalas solar.
4
ROSA-DOS-VENTOS
Breve histórico Para os antigos navegantes a
vela o sopro dos ventos constituíam um dos
principais marcadores de direções. Desde o século
I a.C., os chineses utilizavam papagaios para
indicar a direção do vento, elaborando assim uma
complexa classificação dos 24 ventos sazonais.
5
ROSA-DOS-VENTOS
Com o tempo, o vento tornou-se sinônimo de
direção. Assim, as bocejadas dilatadas existentes
nos mapas, não eram apenas adornos, mas sim
orientação para as navegações. Convém saber que
os antigos navegadores não utilizavam os graus
existentes nas bússolas atuais e sim os ventos
para se orientarem, daí o nome ROSA-DOS-VENTOS.
6
ROSA-DOS-VENTOS
Bússola A inserção das agulhas magnéticas foram
utilizadas por volta do século III a.C. Na
Grécia antiga, as rosas-dos-ventos compreendiam
2, 4, 8, ou 12 rumos ou ventos. Mais tarde, na
primeira metade do século XV surgiram 16 ventos
ou rumos.
7
ROSA-DOS-VENTOS
Franceses X Ingleses No século XVIII a
paternidade da bússola fora motivo de desavenças
entre franceses e ingleses. Franceses Norte ser
indicado por uma flor-de-lins. (brasão da cidade)
Ingleses Bússola deformação em inglês da palavra
boxel (pequena caixa).
8
ROSA-DOS-VENTOS
Na verdade a palavra bússola provém do siciliano
bussola (caixa), na qual os venezianos devem ter
trazidos de suas viagens ao Oriente. Colombo,
Vasco da Gama e Cabral utilizavam uma
rosa-dos-ventos seca desenhadas com losangos,
triângulos e flechas que marcavam os 32 rumos ou
ventos. Colocavam a agulha imantada sobre uma
taça redonda e então com o papel da
rosa-dos-ventos determinavam o Norte-Sul.
9
ROSA-DOS-VENTOS
Na taça era desenhada o que era chamada de linha
da fé que representava a direção Norte. Quando
a agulha mostrava sinal de cansaço, ou seja, já
não apontava corretamente para a linha da fé,
logo era substituída por outra agulha
imantada. Para se ter uma idéia, na sua viagem
da circunavegação, Magalhães carregou consigo 35
agulhas de reserva.
10
ROSA-DOS-VENTOS
Construindo uma Bússola
Material necessário 1 agulha de costura 1
imã 1 tigela de água 1 pedaço pequeno de papel.
11
ROSA-DOS-VENTOS
Construindo uma Bússola
12
ROSA-DOS-VENTOS
Ao contrário das bússolas antigas que marcavam
apenas o Norte através da flor-de-lins, as
bússolas atuais são marcadas com siglas
representando os pontos cardeais, colaterais e
até sub-colaterais, quando não, apresentam os
ângulos correspondentes, a saber
13
ROSA-DOS-VENTOS
Azimute
Posicionando-se em direção ao Norte estaremos
começando uma contagem de 360o em torno de um
ponto central. A estes valores chamamos de
azimute, onde os valores dos pontos cardeais e
colaterais são
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ROSA-DOS-VENTOS
Pontos Valor (Graus)
Norte 0
Nordeste 45
Leste 90
Sudeste 135
Sul 180
Sudoeste 225
Oeste 270
Noroeste 315
15
ROSA-DOS-VENTOS
Norte (N)
0o Noroeste (NW)
Nordeste (NE) 315o

45o Oeste (W)
Leste (E) 270o
90o Sudoeste (SW)
Sudeste (SE) 225o
135o
Sul (S)
180o
16
ROSA-DOS-VENTOS
Aplicações vivenciais 1- Orientação global
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ROSA-DOS-VENTOS
Norte
Nordeste
Centro-Oeste
Sudeste
Sul
18
ROSA-DOS-VENTOS
19
ROSA-DOS-VENTOS
2 Construção de casas
20
ROSA-DOS-VENTOS
3 Varal.
21
ROSA-DOS-VENTOS
22
ROSA-DOS-VENTOS
1- Marcar a sombra da manhã no chão produzida
pelo Gnômon
2- Construir a circunferência com o centro no
Gnômon passando pela sombra da manhã
3- Realizar uma marca no chão quando a sombra da
tarde tocar na circunferência
4- Traçar a linha Leste-Oeste sobre as marcas
realizadas nos itens 1 e 3
5- Entre o Gnômon e a mediana dos itens 1 e 3,
traçar a linha Norte-Sul.
23
ROSA-DOS-VENTOS
Meio-dia real
O
L
24
ROSA-DOS-VENTOS
O
L
25
ROSA-DOS-VENTOS
N
NE
NO
L
O
SE
SO
S
26
ROSA-DOS-VENTOS
Declinação Magnética -20.055 (São Paulo - 17h
- 27 nov 2005)
N
PNM
NO
Fonte http//www.stargazing.net/AstroTips/portugu
es/efemerides.html MoonCalc 6.X
27
ROSA-DOS-VENTOS
Nascer e pôr do Sol Leste e Oeste?
Equinócio de Outono 20/03/05
Para todos São Paulo
28
ROSA-DOS-VENTOS
20/04/05
29
ROSA-DOS-VENTOS
Solstício de Inverno 21/07/05
30
ROSA-DOS-VENTOS
21/08/05
31
ROSA-DOS-VENTOS
Equinócio de Primavera 22/09/05
32
ROSA-DOS-VENTOS
22/10/05
33
ROSA-DOS-VENTOS
Solstício de Verão 21/12/05
34
ROSA-DOS-VENTOS
21/01/06
35
ROSA-DOS-VENTOS
36
ROSA-DOS-VENTOS
EO
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GNÔMON
Do grego Gnômon significa conhecer. Gnômon é
qualquer haste que deve estar perpendicular ao
chão armada de preferência num chão plano
horizontal e sem interferência de objetos que
produzam sombra no espaço. Através da sombra
produzida por esta haste, é possível
38
GNÔMON
1- observar o deslocamento e tamanho da sombra ao
longo do dia para entender o movimento aparente
do Sol
2- observar o deslocamento e tamanho da sombra ao
longo do ano e com isso compreender as estações
do ano
3- verificar o deslocamento do Sol ao longo do
ano pelos pontos cardeais e colaterais e
compreender a importância do eixo de inclinação
da Terra e sua relação com as estações do ano
39
GNÔMON
4- comparar e discutir o tamanho da sombra x
temperatura
5- relacionar o deslocamento da sombra com o
cotidiano
6- determinar a latitude local e entender a
importância desse valor para posição terrestre e
astronômica, utilizando instrumentos geométricos,
trigonometria ou softwares de simulação
astronômica
40
GNÔMON
7- relacionar a latitude com o nascer e pôr do
Sol nas diferentes regiões do mundo
8- compreender e obter o meio-dia real e sua
relação quanto ao tamanho da sombra e o eixo
meridional
9- discutir as diferenças existentes entre os
dois hemisférios quanto a posição da sombra e as
estações do ano
10- comparar o meio-dia real com os relógios
convencionais através do nascer e ocaso do Sol
41
GNÔMON
11- determinar pelo método de Eratóstenes o raio
da Terra, assim como sua circunferência e
volume
12- inserir o conceito de Sol a pino
13- outras.
42
GNÔMON
Movimento diurno aparente do Sol
Ao longo do dia o Sol descreve um movimento
aparente que quando observado pelo Gnônom pode-se
perceber sua trajetória.
43
GNÔMON
Verão
L
O
Figura fora de escala
44
GNÔMON
Primavera Outono
L
O
Figura fora de escala
45
GNÔMON
Inverno
L
O
Figura fora de escala
46
GNÔMON
Sol a pino sombra zero, de um poste na
vertical. Para localidades inseridas a exatos
23,5o do equador, norte ou sul, o Sol fica a pino
somente no solstício de verão (ao meio dia solar,
quando o Sol passa pelo meridiano do lugar).
C.P.
T.C.
Solstício de verão
E
T.Cp.
Solstício de verão
C.P.
47
GNÔMON
Para localidades entre o trópicos do equador
terrestre (e), norte ou sul (-23,5º lt e lt 23,5o)
, o Sol fica a pino somente dois dias ao
ano. Esses dias estão simetricamente dispostos em
relação ao solstício de verão e tanto mais
próximos do dia desse solstício quanto mais
próxima da latitude 23,5º estiver a localidade.
C.P.
T.C.
Dois dias do ano (referência solstício de verão)
E
T.Cp.
C.P.
48
GNÔMON
Caso Belo Horizonte 2002 Fonte
http//www.observatorio.ufmg.br/pas44.htm Por
Prof. Renato Las Casas
49
GNÔMON
Sol indo para o Sul
Ângulo entre os raios solares e a vertical (ao
meio dia solar)
Data
50
GNÔMON
Sol voltando para o Norte
Ângulo entre os raios solares e a vertical (ao
meio dia solar)
Data
51
GNÔMON
Sol voltando para o Norte
Conclusão Com uma boa tolerância podemos dizer
que o Sol passará a pino sobre Belo Horizonte por
alguns dias nos dias 21 de novembro e 21 de
janeiro. E mais ...
52
GNÔMON
Sol voltando para o Norte
Data
Nascer
Pôr
53
GNÔMON
Localidades sobre o equador terrestre, têm o Sol
a pino exatamente nos equinócios de outono e
primavera, e somente só.
C.P.
T.C.
Equinócios de outono e primavera
E
T.Cp.
C.P.
54
GNÔMON
Localidades acima de 23,5º do equador terrestre,
ao norte ou ao sul, nunca têm o Sol a pino.
C.P.
Nunca tem Sol a pino
T.C.
E
T.Cp.
Nunca tem Sol a pino
C.P.
55
GNÔMON
Para saber mais http//www.scielo.br/scielo.php?
scriptsci_arttextpidS0102-47442003000100008
56
GNÔMON
Latitude local
Exatamente nos Equinócios, ao meio-dia real,
pode-se medir a latitude geográfica local,
utilizando o gnômon.
Na parte superior do Gnômon, amarre o barbante e
estique-o até a sombra formada pelo Gnômon.
Gnômon
Chão
Sombra formada pelo Gnômon
57
GNÔMON
Com o auxílio do transferidor, meça o ângulo
formado entre o barbante e o Gnômon.
Transferidor
A medida a fornecida pelo transferidor é a
latitude geográfica local.
j
Barbante
Gnômon
58
Projeção Solar
Com o auxílio do telescópio refrator será
observado o Sol e suas possíveis manchas solares
de forma indireta.
59
Projeção Solar

• Sol
• Estrela de tamanho relativamente pequena e brilho
  fraco se comparada com outras existentes
• Sua luz demora 830 para chegar a Terra
• Formado por uma massa de gases quentes
• Temperatura
• Centro 20.000.0000C
• Superfície 6.000oC

60
Projeção Solar

• Rotação diferenciada
• Mais rápida no equador 24d6h (terrestres)
• Mais lenta nos pólos 34 dias terrestres
• Não está fixo e arrasta consigo todo sistema
  solar
• Diâmetro equatorial 1,392 x 106 km
• Em proporção, cabem cerca de 109 Terras.

61
Projeção Solar
Manchas solares FOTOSFERA Aparentemente a olho
nu e com instrumentos de baixa precisão a
superfície solar é bastante uniforme. A origem
das manchas foi erroneamente atribuída, no
passado, a possíveis montanhas ou a nuvens ou a
satélites do Sol. Embora a sua formação não
esteja totalmente desvendada,hoje sabe-se que ela
está intimamente relacionada com o campo
magnético do Sol, cuja intensidade média é de 1
Gauss, mas chega a ter milhares de Gauss nas
regiões das manchas.
62
Projeção Solar
A teoria mais aceita atualmente considera a
rotação diferencial do Sol (25 dias no equador e
35 dias nos pólos) como fator principal para a
formação das manchas solares. A rotação do Sol,
no equador, arrasta lateralmente as linhas de
campo magnético. A cada rotação, as linhas
magnéticas aproximam-se mais uma das outras
culminando numa repulsão de partículas e no
aumento do fluxo magnético.
63
Projeção Solar
Isso acarreta na expulsão de gases da fotosfera
(camada visível do Sol) na direção das linhas de
campo magnético que dela emergem devido ao laço
magnético formado. Nas regiões saída e reentrada
dos laços formados, possuem polaridades opostas e
nelas aparecem as manchas solares. Sua baixa
temperatura se deve ao desvio das correntes de
convecção  por causa do campo magnético. As
manchas formadas na fotosfera estão sob o topo
das correntes de convecão solar e possuem uma
temperatura média de 4300K, com uma coloração
avermelhada (embora, por contraste com a
fotosfera, na observação elas pareçam negras).
Essa temperatura é bem menor que os usuais 6000K
da fotosfera nas regiões ausentes das manchas.
64
Projeção Solar
O campo magnético intenso formado provoca o
desvio das correntes de convecção para regiões
circunvizinhas que se tornam mais quentes e
brilhantes, são as fáculas.
65
Projeção Solar
As linhas de campo magnético tendem a se torcerem
primeiro no equador solar, o que explica porque
as manchas não são usualmente encontradas em
latitudes superiores a 40. Seu tamanho varia de
1.500 a 100.000Km, segundo o estágio de sua
evolução. A sua estrutura pode comportar uma
região central (escura) denominada umbra e um
contorno acinzentado denominado penumbra. 
66
Projeção Solar
Henrich Schabe em 1843 constatou que o número de
manchas na fotosfera sofre variações periódicas.
Num período de 4,6 anos observou o máximo e
manchas e em outro período de 6,4 anos
observou-se o mínimo de manchas. Analisando estes
dados ele chegou a conclusão que o Sol tem um
ciclo de 11 anos. A partir de 1755 as observações
de outros astrônomos confirmaram a hipótese de
Schwabe. O ciclo completo de atividade solar dura
o dobro desse intervalo. Num processo que
regenera continuamente os campos magnéticos -
chamado dínamo - inicia-se nos pólos magnéticos
do Sol. Enquanto o campo dos pólos originais
desaparece, o campo torcido regenera os campos
magnéticos, mas agora com polaridade oposta.
67
Projeção Solar
Ao repetir-se o mecanismo, retornamos aos campos
originais de polaridade, assim completando um
ciclo magnético solar de 22 anos.
68
Projeção Solar
Geralmente as manchas são encontradas próximas
umas às outras, formando um grupo. Mas se existir
uma única mancha isolada, ela também constitui um
grupo. Essa classificação das manchas solares em
grupos desenvolvida por Waldemeier é extremamente
importante quando se usa um coeficiente de
contagem, desenvolvido por Rudolf Wolf, chamado
de número de Wolf, como indicativo da atividade
solar cíclica.
69
Projeção Solar
A atividade solar magnética compreende várias
formas de manifestações como os grânulos, as
protuberâncias, as fáculas e a manchas. Estas são
as mais fáceis de serem de observadas, podendo,
em época de grande atividade, serem vistas sem
instrumentos.
70
Projeção Solar
A energia contida nos arcos magnéticos pode ser
libertada de forma explosiva aquecendo os plasmas
da coroa solar a muitos milhões de graus. A
animação ilustra este fenômeno, que resulta
daquilo
O que isso tem haver comigo?
a que se chama reconexão magnética, um processo
através do qual os campos magnéticos do Sol se
simplificam, libertando grandes quantidades de
energia nas bandas dos raios-X (fulgurações) e
expelindo grandes quantidades de matéria a
velocidades de alguns milhões de km por hora (as
expulsões de matéria coronal).
71
Projeção Solar
Mas... o que isso tem haver comigo?

• Alencastro, Laban, Carlos Guilherme cientistas do
  Mackenzie diz que as radiações x e ultravioleta
  não chegam à superfície da Terra, portanto não
  afetam diretamente a população. Mas têm
  influência direta no que estiver fora da
  atmosfera, como, por exemplo, (...)
• satélites artificiais (interferências nas
  telecomunicações)
• seres humanos em órbita
• deformações da coroa solar

72
Projeção Solar
Foi com o advento da física solar que
desenvolveram-se dois ramos importantes da física
e astronomia a eletrodinâmica dos gases
ionizantes e a espectroscopia. Fazendo-se uma
espectroscopia do Sol (estudo da decomposição da
luz) obtém-se um espectro mais extenso que o das
estrelas que estão mais distantes, podendo-se
assim saber com mais precisão onde estão
exatamente as raias de absorção para cada
elemento químico do Sol e com isso o ciclo de
vida das estrelas.
73
Projeção Solar

• Dentro da atmosfera
• auroras austrais e boreais
• ação direta sobre a vida humana ???
• Como percebemos, ainda faltam respostas para o
  intrincado conjunto dos efeitos do Sol sobre a
  Terra e por conta da importância do estudo em
  foco, há um programa de colaboração internacional
  voltado para clima, tempo e sistema solar
  terrestre, os efeitos da atividade solar e do
  regime interplanetário no clima da Terra. E
  milhares de outros experimentos que tentam
  descobrir cada vez mais os segredos da Terra e do
  Sol.

74
Projeção Solar
O que é e como estudar? Se colocado um anteparo
quadriculado e desenhado o Sol e suas manchas ao
longo de alguns dias, poderemos verificar O
movimento de rotação do Sol O comportamento das
manchas solares.
75
Projeção Solar
Como se faz?
Projetar a imagem do Sol em uma folha de papel
branco é um método de observação que embora omita
alguns detalhes como pequenas manchas e fáculas,
tem a grande vantagem de permitir uma observação
em grupo. É bastante seguro, desde que PERIGO

• a buscadora do instrumento (se houver) esteja
  coberta.
• Em hipótese alguma deve-se olhar diretamente pela
  ocular sob risco de cegueira irreversível.

76
Projeção Solar

• Só se usa oculares do tipo Huygens. Outros tipos
  de oculares que sejam compostas por um conjunto
  de lentes coladas (como as ortoscópicas, por
  exemplo) podem ter a cola que as une derretida
  com conseqüente inutilizarão a ocular.

77
Projeção Solar
Um anteparo de madeira com presilhas ou imantada
é preso a uma haste de metal que deve ser de
algum modo acoplado à luneta. Então a luneta deve
ser colocada de tal forma que a sombra por ela
projetada seja a menor possível. Nesse ponto, o
Sol estará alinhado com o instrumento e sua
imagem se projetará no papel previamente preso ao
anteparo. O ambiente semi-escuro facilita a
visualização das manchas que podem ser
cuidadosamente reproduzidas num gabarito por meio
de desenhos.
78
Projeção Solar
Um exemplo de gabarito
Nebulosidade estimada dividindo-se o céu em oito
partes e avaliando a olho nu quantos oitavos
estão encobertos. Seeing estabilidade da
imagem, pode ser visualizado pela trepidação das
bordas na imagem do Sol.

79
Projeção Solar
P - Inclinação do Eixo do Sol Bo - Latitude
Solar Lo - Longitude Solar Diâmetro da
circunferência 15cm A circunferência
representa a fotosfera solar e nela desenhamos as
manchas.

80
Projeção Solar
Após contar e classificar as manchas, estas são
desenhadas em lápis 6B e esfuminho no gabarito.
Pode-se então, iniciar a próxima etapa, isto é, o
calculo do Número de Wolf através da fórmula W
k (10 g m) Onde W Número de Wolf k
Constante do instrumento g Número de grupos
m Número de manchas Pode-se usar k1 para
facilitar trabalho, uma vez que o calculo do K
depende tanto do instrumento como do "seeing".

81
Projeção Solar
Resultados CDA

82
Projeção Solar
Fontes

• http//www.cdcc.sc.usp.br/cda/ensino-fundamental-a
  stronomia/sistema-solar/sol.html
• http//www.portaldoastronomo.org/tema5.php
• www.mackenzista.com.br/rev32/pg22a23.pdf
• http//www.cdcc.sc.usp.br/cda/producao/sbpc94/

83
Relógio Solar de Garrafa
Objetivo
Proporcionar ao aluno o entendimento do movimento
do Sol na esfera celeste e conseqüentemente como
é possível determinar as horas do dia através de
um relógio solar de simples construção.
84
Relógio Solar de Garrafa
Material

• Garrafa de plástico transparente e lisa
• Barbante
• Palito
• Folha
• Régua
• Tesoura
• Caneta.

85
Relógio Solar de Garrafa
Procedimento

• Meça a circunferência da garrafa de plástico
• Com o valor obtido divida por 24 (H)
• Construa uma tira de papel com as seguintes
  medidas
• largura 4 cm
• comprimento metade da circunferência da garrafa
  adicionado 1 cm

4. Na tira marque 13 riscos espaçados de medida
H
86
Relógio Solar de Garrafa
5. Nos riscos, escreva os números de 6 à 18 em
ordem inversa
6. Cole a tira no meio da garrafa com os riscos
voltados para dentro 7. Faça um furo no centro
da tampa e no centro do fundo da garrafa

1. Passe o barbante de um extremo ao outro da
   garrafa, esticando bem e amarrando bem com o
   palito
2. DICA - Para esticar mais ainda o barbante, abra
   um pouco a tampa.

87
Relógio Solar de Garrafa
Utilização

• Para utilizar o relógio de Sol devemos conhecer
  a
• Latitude local (S.P. 23.533 (S) 23º 33' (S)
  )
• Direção Norte-Sul

• Alinhamento
• Tampa voltada para o Sul na linha Norte-Sul
• Inclinação
• Latitude local

88
Relógio Solar de Garrafa
Conceitos
Com essa atividade podemos explorar Conceito
sobre latitude Movimento aparente do
Sol Rosa-dos-ventos Fuso horário Hora civil e
astronômica Horário de verão Analema Equação
do tempo ...
89
Relógio Solar de Garrafa
Fontes

• Planetário de São Paulo
• http//paginas.terra.com.br/lazer/zeca/sci/relogio
  _garrafa.htm
• http//paginas.terra.com.br/lazer/zeca/sci/analemm
  a.html
• http//perso.wanadoo.fr/blateyron/sundials/gb/inde
  x.html