Modelo geocentrico e heliocentrico

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FSICA 1 ANO

O estudo da fsica est relacionado vrias situaes da nossa vida. Desde a antiguidade, o cu vem sendo usado como mapa, calendrio e relgio. Os registros astronmicos mais antigos datam de aproximadamente 3000a.C. e se devem aos chineses, babilnios, assrios e egpcios. Naquela poca, os astros eram estudados com objetivos prticos, como medir a passagem do tempo (fazer calendrios) para prever a melhor poca para o plantio e a colheita, ou com objetivos mais relacionados astrologia.

Imagem antiga do deus-Sol Shamash. 870 a C - Babilonia

Desenho feito na Prsia (Ir), sc XVIII - eclipse lunar

Tales de Mileto (~624 - 546 a.C.) introduziu na Grcia os fundamentos da geometria e da astronomia, trazidos do Egito. J convencido da curvatura da terra, sabia que a lua era iluminada pelo sol e previu o eclipse solar de ano 584 a.C. Pensava que a Terra era um disco plano em uma vasta extenso de gua. Observem que para o estudo da Fsica necessrio o uso de desenhos e medidas.

Aristarco de Samos (310-230 a.C.) foi o primeiro a propor a Terra se move em volta do Sol, antecipando Coprnico em quase 2000 anos. Entre outras coisas, desenvolveu um mtodo para determinar as distncias relativas do Sol e da Lua Terra e mediu os tamanhos relativos da Terra, do Sol e da Lua.

Oastrolbio uminstrumento antigo, usado para medir a altura dosastrosacima dohorizonte.Convenciona-se dizer que o surgimento do astrolbio o resultado prtico de vrias teorias matemticasdesenvolvidas por clebres estudiosos antigosEra usado para determinar a posio dos astros nocue foi por muito tempo utilizado como instrumento para anavegaomartima com base na determinao da posio dasestrelasno cu. Mais tarde, foi simplificado e substitudo pelosextante(instrumento astronmico usado para determinar a latitude. A partir de um sistema de espelhos podia-se observar, ao mesmo tempo, o horizonte e o astro, permitindo, ento, a determinao da altura do astro.Com importantes melhorias, o sextante usado ainda hoje na navegao, complementando outros sistemas mais modernos de navegao.ALGUNS INSTRUMENTOS ANTIGOS

Desde os tempos remotos os homens egpcios e babilnicos, ao observar o Sol, perceberam que este provocava a sombra dos objetos. Ao fazer estas observaes notaram que ao longo do dia o tamanho destas sombras variavam. O homem primitivo, primeiramente, usou sua prpria sombra para estimar as horas (sombras moventes). Logo depois viu que podia, atravs de uma vareta fincada no cho na posio vertical. O mais antigo relgio de sol conhecido, foi construdo por volta de 1500 a C no Egito.

Aristteles de Estagira (384-322 a.C.).

MODELOS GEOCNTRICO / HELIOCNTRICOAristteles foi um dos maiores pensadores da Antiguidade. Ele considerava que o Universo era uma esfera com a Terra, fixa, ao centro, e as estrelas e s demais corpos celestes girando em torno do nosso Planeta. Realmente temos a impresso que a Terra est imvel e que o Sol que faz uma trajetria desde que nasce a leste, at se por, a oeste. At que se provasse o contrrio, a Terra seria portanto o centro do Universo. Essa ideia denomina-se sistema geocntrico, e foi defendido por Ptolomeu.

O universo aristotlico simplificado

A ESTRUTURA DA MATRIA SEGUNDO ARISTTELES: Para Aristteles, tudo o que composto de matria, na Terra, se reduz em ltima instncia, quanto a seus elementos materiais, a uma composio de quatro elementos bsicos. Estes quatro elementos so a gua, o ar, a terra e o fogo. Variando as qualidades, passa-se de uma substncia a outra. Por exemplo, o ar, se for alterado de quente para frio, passa a ser gua, pois a gua matria mida e fria.Desse modo Aristteles pensava poder explicar as transformaes materiais que ocorrem nos objeto e tudo que existe na Terra.

Para Aristteles, no seria possvel explicar a natureza dos astros recorrendo aos quatro elementos bsicos. Aristteles ento postula a existncia de um novo elemento, o ter, o quinto elemento que no existe na Terra. Ele constitui a quinta camada material, que envolve as quatro outras camadas que constituem nosso mundo e nossa atmosfera (as camadas de terra, gua, ar e fogo) e est presente em todo o espao, formando o Sol, a Lua, os planetas e as estrelas. O crculo, na concepo aristotlica, uma das figuras geomtricas perfeitas, no tem incio nem fim, por isso deveria ser o movimento natural dos corpos celestes, pois lgico que os corpos perfeitos movam-se perfeitamente.

ClaudioPtolomeu90 a 168 dC

AS INCONSISTNCIAS DO MODELO ARISTOTLICO: . O movimento retrgrado de alguns planetas; O movimento retrgrado o movimento de um planeta em uma direo oposta ao de outros corpos de seu sistema conforme observado de um ponto de referncia particular. . O aumento do seu brilho durante seus movimentos uma evidncia que alguma coisa estava sem explicao.. A no uniformidade da trajetria anual do Sol O Sol para Aristteles que circulava ao redor da Terra, essa trajetria se mostrou varivel.O sistema de Ptolomeu tinha origem na fsica aristotlica, porm introduziu algumas novidades ao buscar adequar seu sistema a fatos como o movimento retrgado de alguns planetas.

Sistema Ptolomaico Sistema Ptolomaico Movimento retrgrado dos planetas

Lembrando, ainda na Antiguidade, outro filsofo, Aristarco de Samos, contestou o sistema Geocntrico propondo que o Sol seria o centro do Univerno. Mas a idia no foi aceita pela maioria dos pensadores daquela poca.

(310 - 230 a.C.)

Nicolau Coprnico(1473-1543)

Coprnico viveu em pleno Renascimento, perodo da histria da humanidade em que a cultura e o saber fizeram avanos revolucionrios. A expanso do comrcio exigiu maior preciso das cartas celestes para solucionar os problemas nuticos..Nicolau Coprnico retomou as idias de Aristarco, sobre o heliocentrismo. O modelo de Coprnico foi considerado um atentado s teorias cientficas da poca. A igreja considerou absurda a idia que o homem, obra prima do criador, no ocupasse o centro do Universo.

Modelo Heliocntrico

A aceitao do heliocentrismo teve que esperar o aparecimento de Johannes Kepler e e Galileu Galilei.Na poca de Aristteles era usada a lgica, que era o mtodo de buscar as respostas sobre a Natureza, com base somente na connstruo do pensamento. Galileu comeava a implementar o mtodo cientfico onde era necessrio realizar experimentos e observaes controladas para descrever as descobertas.A partir da informao da construo do primeiro telescpio, na Holanda, ele construiu a primeira luneta astronmica e, com ela, pde observar a composio estelar da Via Ltea, os satlites de Jpiter, as manchas doSole as fases de Vnus. Foi atravs da observao das fases de Vnus, que Galileu passou a enxergar embasamento na viso de Coprnico (Heliocntrico O Sol como centro do Universo.

A RELATIVIDADE DO MOVIMENTOO movimento no absoluto. Portanto movimento e repouso so relativos a um referencial, consequentemente, ou seja, as leis do movimento so as mesmas em todos os referenciais inerciais no existindo um referencial privilegiado.

Galileu chegou ao princpio da relatividade aofazer uma analogia do movimento de um navio com o movimento da Terra. Suponha um navio que se move com velocidade constante em relao a uma pessoa imvel no cais do porto. Se algum soltar uma esfera de ferro do alto do mastro, qual ser a trajetria da esfera?

Galileu Galilei1564-1642O Defensor do modelo heliocntrico

Em 1642, ele morreu cego e condenado pela Igreja Catlica por suas convices cientficas. Teve suas obras censuradas e proibidas. Contudo, uma de suas obras (sobre mecnica) foi publicada mesmo com a proibio da Igreja, pois seu local de publicao foi em zonaprotestante, onde a interferncia catlica no tinha influncia significativa. A mesma instituio que o condenou o absolveu muito tempo aps a sua morte, em 1983.

AS LEIS DE KEPLER 1 Lei de Kepler - Lei das rbitasOs planetas descrevem rbitas elipticas em torno do Sol, que ocupa um dos focos da elipse.

Joahannes Kepler(1571 1630)

Uma consequncia importante dessa lei o fato de o planeta no percorrer a sua rbita com velocidade constante. Observe que A1 e A2 so iguais, mas as os arcos ab e cd no so. Se as reas so percorridas em tempos iguais, ento a velocidade mdia com que o planeta percorre o arco ab ser maior que a velocidade mdia com que ele percorre o arco cd. Com isso, pode-se concluir que o planeta, quando se dirige ao perilio, ponto mais prximo do Sol, executa um movimento acelerado, mas quando se dirige ao aflio, ponto mais afastado do Sol, executa um movimento retardado.2 Lei de Kepler - Lei das reasUm planeta em rbita em torno do Sol no se move com velocidade constante, mas de tal maneira que uma linha traada do planeta ao Sol varre reas iguais em intervalos de tempo iguais.

3 Lei de Kepler - Lei dos PerodosO quociente dos quadrados dos perodos e o cubo de suas distncias mdias do sol igual a uma constante k, igual a todos os planetas.Tendo em vista que o movimento de translao de um planeta equivalente ao tempo que este demora para percorrer uma volta em torno do Sol, fcil concluirmos que, quanto mais longe o planeta estiver do Sol, mais longo ser seu perodo de translao e, em consequncia disso, maior ser o "seu ano".

LEI DA GRAVITAO UNIVERSALAinda que os efeitos da gravidade sejam fceis de notar, a busca de uma explicao para a fora gravitacional tem embaraado o homem durante sculos. O filsofo gregoAristteles empreendeu uma das primeiras tentativas de explicar como e por que os objetos caem em direo Terra. Entre suas concluses, estava a ideia de que os objetos pesados caem mais rpido que os leves. Embora alguns tenham se oposto a essa concepo, ela foi comumente aceita at o fim dosculo XVII, quando as descobertas do cientista italianoGalileu Galileiganharam aceitao. De acordo com Galileu, todos os objetos caam com a mesmaacelerao, a menos que aresistncia do arou alguma outra fora os freasse.

Galileu, observou que ambos corpos caem mesmavelocidade, independente de sua massa.

"Matria atrai matria na razo direta do produto de suas massas e na razo inversa do quadrado da distncia entre elas."

Newton estudou o mecanismo que fazia com que aLuagirasse em torno da Terra. Estudando os princpios elaborados porGalileu Galileie porJohannes Kepler, conseguiu elaborar uma teoria que dizia que todos os corpos que possuam massa sofreriam atrao entre si.

GRANDEZAS ESCALARES

Tempo = 5 segundos, ficam perfeitamente definidas quando so especificados o seu mdulo (5) e sua unidade de medida (segundo).

O Tempo, a temperatura, rea, volume, so grandezas escalares.

Grandezas vetoriaisGrandezas que para serem caracterizadas, precisam , alm de um mdulo e de uma unidade de medida ainda necessitam dedireoesentido.

Exemplos:fora,acelerao,velocidade,quantidade de movimento, ...