MOVIMENTO TRANSLACIONAL DA TERRA: CARACTERÍSTICAS, CONSEQUÊNCIAS - FISICA - 2024

O movimento de translação da Terra é o deslocamento que o planeta faz em torno do Sol. Junto com o movimento de rotação em torno de seu próprio eixo, é um dos dois principais movimentos que realiza no espaço. É periódico, pois em pouco mais de um ano a Terra completa uma órbita.

Os movimentos da Terra afetam a vida diária de todos os seres vivos que nela habitam. Esses movimentos sempre foram motivo de discussão e debate entre os seres humanos, tendo influenciado o pensamento científico de todas as civilizações existentes.

Figura 1. O movimento de translação terrestre dá origem a mudanças sazonais. Fonte: Imagens de Domínio Público.

Grandes cientistas e astrônomos como Nicolau Copérnico, Fiolaus de Crotona, Hiparco de Nicéia, James Bradly Johannes Kepler, Isaac Newton se interessaram durante suas pesquisas nos movimentos da Terra, incluindo a tradução.

Caracteristicas

Entre as características mais importantes do movimento translacional estão:

- A órbita descrita pela Terra é elíptica e com o Sol em um dos focos, conforme determinado pelas leis de movimento planetário de Kepler. Um observador no pólo norte diria que faz isso no sentido anti-horário (canhoto).

- O comprimento total da órbita elíptica é de cerca de 930 milhões de quilômetros.

- A excentricidade desta elipse é tão pequena (foi calculada em 0,017), que a órbita da Terra pode ser aproximada muito bem como um círculo cujo raio aproximado é cerca de 150 x 10 ⁶ km. Se a órbita for desenhada com precisão, não pode ser visualmente distinguida de uma circunferência. Na verdade, o semi-eixo menor da órbita é de aproximadamente 99,98% do comprimento do semi-eixo maior.

- A Terra segue este caminho a uma velocidade de cerca de 30 km / s em um plano denominado eclíptica, cuja perpendicular ao passar pelo centro da Terra define os pólos da eclíptica. O eixo de rotação da Terra é inclinado em relação a esta linha cerca de 23,5º, expondo o hemisfério norte mais aos raios solares durante os meses de verão e vice-versa durante o inverno.

Origem

A causa que a Terra descreve uma órbita elíptica em torno da estrela-rei está na atração gravitacional que esta exerce sobre ela e na natureza dessa força, que depende do inverso do quadrado da distância 1 / r ².

No final do século 16, o astrônomo alemão Johannes Kepler (1571–1630) descobriu que as trajetórias reais dos planetas ao redor do Sol eram elípticas. E esse fato mais tarde forneceu a Isaac Newton a base para o estabelecimento da lei universal da gravitação.

Uma elipse é o local dos pontos em que a soma das distâncias a dois pontos chamados focos é constante. Na órbita da Terra, o Sol está em um dos focos.

Quanto mais achatada é uma elipse, mais diferentes são o semi-eixo maior e o semi-eixo menor. A excentricidade da elipse é o parâmetro que mede essa característica. Se for 0, que é o menor valor possível, é um círculo.

Mesmo tendo uma pequena excentricidade, a Terra passa durante o mês de janeiro por um ponto onde está mais próximo do Sol, chamado periélio, a 147,1 milhões de quilômetros do Sol. E o afélio é o mais distante, ocorre em julho e mede 152,6 milhões. km.

O período do movimento translacional da Terra

As leis de Kepler para o movimento planetário foram estabelecidas empiricamente a partir de inúmeras medições. Eles estabelecem que:

- As órbitas planetárias são elípticas

- A área varrida pelo vetor raio durante um determinado intervalo de tempo é a mesma durante todo o movimento.

- O quadrado do período (T ²) é proporcional ao cubo da distância média entre o planeta e o Sol (r ³), sendo C a constante de proporcionalidade, a mesma para qualquer planeta:

O valor de C pode ser calculado usando os dados já conhecidos para a Terra e suas unidades no Sistema Internacional são s ² / m ³.

Consequências

Os movimentos da Terra estão intimamente ligados à medição do tempo e às mudanças sazonais do clima, em que variam a temperatura e as horas de luz e escuridão. Ambos os fatores e sua periodicidade fazem com que as atividades humanas sejam regidas por horários estabelecidos nos calendários.

O movimento translacional define a duração do ano, durante a qual as estações se sucedem e as estrelas mudam no céu. Durante o verão, aquelas que são visíveis à noite, "nascendo" no leste e "se pondo" no oeste pela manhã, fazem o contrário durante o inverno.

Da mesma forma, o clima sofre mudanças de acordo com o tempo que a superfície da terra é exposta à luz solar. As estações são o efeito combinado do movimento de translação terrestre e da inclinação do eixo de rotação em relação ao plano orbital.

O calendário

A Terra completa uma revolução completa em torno do Sol em 365 dias, 5 horas, 48 ​​minutos e 45,6 segundos. Isso assumindo que o Sol é tomado como referência, que será considerada fixa.

Esta é a definição de "ano solar" ou "ano tropical", o tempo entre dois equinócios vernais consecutivos. Os equinócios são épocas do ano em que o dia e a noite têm a mesma duração em qualquer parte do planeta. Eles ocorrem em 22 de março e 22 de setembro.

Como esse tempo ultrapassa 365 dias, mas é necessário manter solstícios e equinócios em torno dos mesmos dias do ano e que tem um número inteiro de dias, é introduzido o conceito de "ano bissexto".

A cada ano, cerca de 6 horas a mais são adicionadas, de modo que após 4 anos, 24 horas ou um dia inteiro tenham sido acumulados: um ano de 366 dias ou bissexto. O dia extra é atribuído ao mês de fevereiro.

Por outro lado, o "ano astronômico" é medido pelo tempo que leva para a Terra passar duas vezes sucessivamente pelo mesmo ponto. Mas este ano não é o que define o calendário.

Estações e divisões zonais da terra

O movimento translacional da Terra, mais a inclinação do eixo de rotação em relação aos pólos da eclíptica (obliquidade da elíptica), faz com que o planeta se afaste ou se aproxime do sol e varie a exposição aos raios solares, dando origem a às estações do ano: os equinócios e solstícios.

A intensidade e a duração das mudanças sazonais variam dependendo de onde na Terra. Desta forma, as seguintes divisões zonais são definidas:

- O equador

- Os trópicos

- A zona temperada

- Os círculos polares.

- Os polos

No equador os raios do Sol têm máxima verticalidade e os dias e noites têm a mesma duração ao longo do ano. Nesses pontos, as variações do clima dependem da altura acima do nível do mar.

À medida que se move em direção aos pólos, a incidência dos raios solares é cada vez mais oblíqua, levando a mudanças de temperatura, bem como à desigualdade entre a duração dos dias e das noites.

Solstícios

Os solstícios são duas épocas do ano que ocorrem quando o Sol atinge sua altura aparente mais alta ou mais baixa no céu, e a duração do dia ou da noite é o máximo do ano (solstício de verão e inverno, respectivamente).

No hemisfério norte, ocorrem de 20 a 23 de junho no verão e de 21 a 22 de dezembro no inverno. No primeiro caso, o sol está em sua altura máxima ao meio-dia na linha imaginária conhecida como Trópico de Câncer (dia mais longo do ano) e no segundo sua altura é mínima.

Figura 2. Esquema da Terra durante o solstício de verão. Os raios do sol iluminam o pólo norte, enquanto o pólo sul permanece escuro. Fonte: Wikimedia Commons.

As datas têm algumas pequenas variações devido a outro movimento da terra: a precessão.

Nesta época, os raios solares atingem com mais intensidade no hemisfério norte (verão) e inversamente no hemisfério sul (inverno). Por sua vez, o Sol está sempre visível no pólo norte, enquanto o pólo sul não é iluminado, como se vê na figura.

Para o hemisfério sul, a situação é inversa: de 20 a 21 de dezembro, o sol atinge seu ponto mais alto ao meio-dia sobre o trópico de Capricórnio, sendo o solstício de verão dando lugar à estação quente. E de 20 a 21 de junho está no mínimo e é o solstício de inverno (a noite mais longa do ano).

Durante o solstício de inverno, o pólo norte permanece escuro, enquanto no pólo sul é verão e a luz do dia é permanente.

Figura 3. Durante o solstício de inverno no hemisfério norte, os raios do sol iluminam a Antártica. Fonte: Wikimedia Commons.

Equinócios

Durante os equinócios, o Sol atinge seu zênite ou ponto mais alto perpendicular ao equador, portanto a radiação solar cai com a mesma inclinação em ambos os hemisférios.

Os momentos em que isso ocorre são de 21 a 22 de março: equinócio de primavera para o hemisfério norte e equinócio de outono para o hemisfério sul e de 22 a 23 de setembro vice-versa: outono para o norte e primavera para o sul.

Figura 4. Durante o equinócio os dias e noites têm a mesma duração. Fonte: Wikimedia Commons.

Durante os equinócios, o Sol nasce no Leste e se põe no Oeste. Na figura observa-se que a iluminação se distribui uniformemente em ambos os hemisférios.

A duração das quatro estações é aproximadamente a mesma em dias, em média cerca de 90 dias com pequenas variações.

Referências

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3. Oster, L. (1984). Astronomia moderna. Editorial Reverte. 37-52.
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