Post on 16-Apr-2015
EM BUSCA DO ESPAÇO
Colégio Oswald de Andrade
Prof. Jacó Izidro de Moura
Energia e Sua Conservação
“A energia não se perde nem se cria apenas se transforma”
Existem diversas formas de energia: energia mecânica, térmica, luminosa, sonora, nuclear, química, elétrica.
A energia mecânica está relacionada aos movimentos.
Energia Mecânica
A energia mecânica pode ser dividida em dois tipos:
* Cinética:
* Potencial:
Relativa ao movimento
Fica armazenada no corpo
Equações Matemáticas:
2.2
1vmEc
m = massa do corpo
v = velocidade do corpo
hgmEpg .. m = massa do corpo
Energia Cinética:
g = aceleração da gravidade
h = altura em relação a um referencial
Energia Potencial Gravitacional:
A conservação da energia mecânica:
“Em situações onde o atrito pode ser desprezado, a energia mecânica se conserva”
EMA = EMB
Como a energia mecânica é a soma da energia cinética com a energia potencial, isso quer dizer que podemos transformar uma na outra.
Mas o que isso tem a ver com gravitação? Com a conquista do espaço?
Velocidade de Escape
Para um corpo ser enviado ao espaço ele precisará vencer a força gravitacional da Terra, que tentará puxá-lo de volta.
Existe algum meio de desligarmos a gravidade?
Não !
Então como escapar?
Velocidade!
Orbita.exe
Vamos imaginar que estamos com um potente canhão no topo do Evereste ( a montanha mais alto do mundo).
Lá de cima vamos disparar projéteis, aumentando progressivamente suas velocidades.
A animação abaixo dá uma idéia do que pode acontecer:
Clique no botão
Como vimos é possível transformarmos energia cinética (velocidade) em energia potencial (altura).
Simplificadamente podemos fazer os seguintes cálculos:
hgmvm ...2
1 2
Echão = Eorbita Ec = EP
hgv .2
1 2
hgv ..22 hgv ..2
Considerando que h seja aproximadamente o raio da Terra
A fórmula para a velocidade de escape de um planeta é aproximadamente:
gRVescape 2
Onde:g = aceleração da gravidade do planeta;R = raio do planeta
Para a Terra: g 9,81m/s2 e R 6.370.000 m
Vterra = 11,2 km/s Vterra = 40.300 km/h
Em 4 de outubro de 1957 a URSS supera, pela primeira vez, essa velocidade de escape, colocando em órbita o Sputnik 1: uma esfera de alumínio de 58cm de diâmetro e 84 kg de massa.Ele entrou em órbita elíptica entre 230 e 942 km de altura.
Um mês depois o Sputnik 2 levava a bordo um ser vivo : Laika uma cadela.
Em abril de 1961 foi a vez do homo-sapiens Yuri A. Gagarin
E em 20 de julho de 1969 Neil Armstrong e Edwin Aldrin pousam, pela primeira vez, em solo extraterrestre: a Lua.
Hoje o número de satélites em órbita é enorme, e provavelmente ninguém sabe com exatidão a quantidade (devido aos satélites espiões).
Suas funções são inúmeras, desde telecomunicações, pesquisas, controle ecológico, espionagem, etc...
Graças a eles, o mundo pareceu pequeno e frágil e os humanos começaram a se preocupar mais com nossa nave mãe.
Dados da Lua: R = 1,74 x106m; g = 6 m/s2
Vlua 2,3 km/s 8.280 km/h
Dados Sol: R = 6,96 x 108 m ; g 271 m/s2
Vsol 434 km/s 1.562.400 km/h
R
MGVescape
.
Para outros astros, devemos usar outra fórmula para o cálculo da velocidade de escape, pois a aceleração da gravidade é diferente. Da expressão:
2
.
d
MGg
G = Constante de gravitaçãouniversal: 6,67x10-11 Nm2/kg2
O que aconteceria se o Sol começasse a se contrair ficandocom um diâmetro de 1,5 mm?
A velocidade de escape seria de aproximadamente:v = 300.000 km/s
Que é a velocidade da luz!
Buraco Negro
Os buracos negros são corpos celestes tão densos que a velocidade de escape para eles é maior que a velocidade da luz.
Os buracos negros atraem toda matéria para seu centro. Sugando tudo que está a sua volta.Não há comprovações diretas de sua existência, pois eles são invisíveis, já que não emitem luz.
Como podemos então afirmar que eles existem?
Podemos detectar intensas emissões de raio -X vindas de lugares onde os astrônomos acreditam que existe um buraco negro.Também é possível perceber estrelas orbitando uma região do espaço onde parece não existir nada, além de outras comprovações indiretas.A física dos buracos negros é extremamente complexa e envolve os dois pilares atuais da física moderna:
* A Relatividade Geral - O Estudo do macro* A Mecânica Quântica - O Estudo do micro
A conquista do espaço é um fato inevitável da mesma forma que o foi a conquista das “novas terras” pelos europeus nos séculos XIV e XV.A missão à Marte; A estação orbital internacional e quem sabe mais o que virá.Esperemos somente que com as novas moradas, o homem não se esqueça do seu berço, ou por que não dizer, do útero de sua mãe natureza: Planeta Terra.
“A Terra é o berço da mente, mas não se pode viver eternamente na mente”
K.E. Tsiolkovski
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- BENETON, Luiz Felipe - Órbita.exe - Animação em Flash
- RESNICK, HALLIDAY, KRANE - Física 1 - LTC Livros Técnicos e Científicos Editora S.A . - 1996
- COLEÇÃO: SÉRIES ATLAS VISUAIS - Astronomia - Editora Ática - 1995
- AMBRÓSIO, Bruno - Futuro da Lua - Trabalho de aproveitamento do curso de Física e Tecnologia Moderna do Colégio Oswald de Andrade - 1998
-Imagens: www.nasa.gov/
Vídeo: Pálido Ponto Azul – Carl Sagan – Duração: 3,57 minutos
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