Breve descrição
O Sol move-se pelo “céu” a velocidade aproximadamente constante devido à rotação da Terra. Medindo a velocidade do sol, podemos determinar a seu tamanho aparente. Apenas são necessários alguns itens domésticos e 30 minutos de um dia soalheiro.
Objetivos
- Os alunos terão uma compreensão do tamanho aparente e real do Sol.
- Os alunos vão compreender o quão rápido o Sol se move ao longo do “céu”.
Objetivos de aprendizagem
- Os alunos vão ser capazes de descrever a razão pela qual o Sol aparenta ser mais pequeno no céu do que na realidade.
- Os alunos vão ser capazes de descrever porque razão o Sol aparenta mover-se no céu quando é, na realidade, um movimento aparente criado pelo movimento de rotação da Terra.
- Os alunos vão ser capazes de fazer conversões entre diferentes unidades de tempo, ângulos e calcular com precisão o diâmetro do Sol.
Avaliação
- Tenha a certeza que cada objetivo é atingido.
- Peça aos alunos para descrever o que acontece ao Sol quando este se move pelo céu utilizando uma bola e um globo (que representam o Sol e a Terra).
- Peça aos alunos para explicar as escalas no que respeita ao modelo com a bola e o globo.
Material
- Um espelho pequeno (que tem que ser coberto por uma fina folha de papel, por isso deve ter entre 5 a 20 cm)
- um pedaço de papel que cubra o espelho
- um tripé ou um bocado de plasticina
- algo que sirva como alvo (uma folha de papel branco A4 ou A3 preso num cartão)
- um lápis ou marcador para escrever no alvo
- fita-cola, fita de papel ou fita isoladora
- um cronómetro
Informações de referência
- Compreender o conceito de ângulo e distância angular
- Compreender o conceito de velocidade
- Ter noção que o movimento do Sol é aparente, causado pela rotação da Terra.
- Estar ciente dos riscos de olhar diretamente para o Sol.
Descrição da atividade completa
Preparação:
- Fazer um pequeno orifício (entre o tamanho de um alfinete e 5mm de diâmetro, no centro do pedaço de papel.
- Com a fita-cola, fixar o pedaço de papel na superfície frontal do espelho de forma a que apenas seja visível a sua superfície pelo orifício no papel.
- Colocar o espelho no tripé, ou numa base feita de plasticina, com o papel virado para cima, fazendo um ângulo de aproximadamente 40º (virado para o Sol).
- Colocar o alvo e garantir que este não se move durante toda a experiência. Se ele se mover, a experiência deve ser repetida.
Metodologia:
- Apontar o espelho para o alvo de forma a que o Sol apareça projetado no mesmo.
- A imagem do Sol projetada no alvo deve ser circular. Se não for circular, ajustar o ângulo do espelho até ser.
- Traçar no alvo a orla do Sol.
- Iniciar o cronómetro.
- Esperar que o Sol se mova para fora da circunferência desenhada.
- Registar o tempo e reiniciar o cronómetro.
- Repetir os passos 2–6 algumas vezes (repetir 3 ou 4 vezes para resultados mais exatos).
- Determinar a média dos tempos (em segundos).
Discussão e Resultados:
Nesta atividade, é contado o tempo que o Sol leva a mover-se uma distância igual ao seu diâmetro. O Sol leva 24 horas a fazer os 360º e voltar ao mesmo ponto no céu. A velocidade aparente a que viaja é:
360º /24 horas = 360º/(24x60) minutos = 0.25º/ minuto = 0.00416º/s ou 1/240 º/s
Determinar o tamanho angular do Sol: Média do tempo (em segundos) × 1/240 º/s = __ º
Parabéns! Determinou o tamanho angular do Sol.
Calcular o tamanho real do Sol
Pode utilizar o tamanho angular do Sol para calcular o seu tamanho real.
O tamanho angular convertido em radianos × distância da Terra ao Sol = tamanho do Sol
Tamanho angular × (pi/180) × 92 955 887.6 milhas = milhas ou Tamanho angular × (pi/180) × 149 598 000 km = km
Parabéns! Calculou o tamanho real do diâmetro do Sol, em milhas/quilómetros, com base nas suas medições!
Currículo
Space Awareness curricula topics (EU and South Africa)
Our wonderful Universe, Solar System
National Curricula UK
GCSE, physics: AQA Science A, Edexcel, OCR A, OCR B, WJEC GCSE, astrophysics: Edexcel (1.1.3: a, b) KS3, phyics: space physics
National Curricula PT
3º Ciclo: 7º ano: Física e Química - Conhecer e compreender os movimentos da Terra e da Lua. Ensino Profissional: Física - Módulo F3 – Luz e fontes de luz Ensino Profissional: Física - Módulo E1.F3 – Ótica geométrica
Informações adicionais
- Garanta que está a projetar no alvo a imagem do Sol e não apenas uma reflexão do próprio espelho. É essencial ter um orifício pequeno (no papel) para conseguir isto. Se o orifício for muito grande, ou se o papel estiver muito afastado do espelho, não vai conseguir ter uma boa projeção. É necessário fazer alguns testes para o conseguir.
- Garanta que o alvo não se move acidentalmente.
- Garanta que o espelho está virado para o alvo e que a imagem projetada é circular.
- O Sol não leva exatamente 24 horas a voltar à mesma posição no céu pois durante esse tempo a Terra moveu-se 1/365 na sua órbita à volta do Sol. Este fenómeno não é visível na experiência devido à exatidão da experiência, mas pode querer discuti-lo com os alunos.
- Ao fazer os cálculos, convertemos 360° em 2pi radianos. O ângulo em radianos permite-nos fazer cálculos que envolvem ângulos e distâncias. Isto pode ser explicado aos alunos dizendo que o grau é uma unidade. Quando se anda em círculo, apesar de nos termos rodado 360º, também andámos 2pi×raio da circunferência. Isto pode ser provado desenhando uma pequena circunferência, colocando um fio em cima da mesma e depois medindo o tamanho do fio. O tamanho do fio vai ser2pi×raio da circunferência desenhada.
- Pode ver todos os cálculos feitos no website do LCOGT em http://lcogt.net/education/activity/measure-diameter-sun
Conclusão
A actividade termina quando todos os passos estiverem concluídos e o tamanho do Sol calculado (e comparado com os valores tabelados). Se a atividade for feita por vários grupos, recolha todos os resultados e verifique a variação existente. Esta atividade pode ser utilizada para iniciar uma discussão sobre muitos conceitos astronómicos, como por exemplo as escalas do sistema solar ou unidades de conversão.
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This resource was developed by Edward Gomez, LCOGT and peer-reviewed by astroEDU. Translated in Portuguese by César Marques.