A verdadeira forma das órbitas planetárias
Se você alguma vez ouvir alguém dizer que a Terra gira em torno do Sol em um círculo, pode apostar com uma boa mudança que isso não é verdade. Graças ao brilhante matemático Johannes Kepler, sabemos que a Terra e os outros planetas do nosso sistema solar não se movem em círculo em torno do Sol. Você descobrirá que forma eles realmente assumem ao dar uma olhada na Primeira Lei do Movimento Planetário de Kepler e seus componentes principais.
Elipses e focos
A Primeira Lei do Movimento Planetário de Kepler diz que a órbita de um planeta ao redor do Sol é uma elipse, com o Sol em um foco. Uma elipse é uma curva em torno de dois pontos chamados focos, de forma que a distância total de um foco a um ponto na elipse e de volta ao outro foco seja constante para cada ponto da curva. Um foco , único para focos, é simplesmente um dos dois pontos fixos a partir dos quais uma elipse pode ser gerada.
Vamos focar na tela para ver como é feito (veja o vídeo começando às 01h07 para ver essa demonstração).
Pegue duas tachinhas, um quadro de cortiça e um laço de barbante. As tachinhas presas no quadro representam nossos focos. Amarre o barbante em volta das tachinhas em um laço. Em seguida, pegue um lápis e empurre-o com força contra o barbante enquanto move o lápis. Se você mantiver o barbante apertado enquanto move o lápis, traçará uma elipse. Você pode alterar a forma da elipse alterando o comprimento da corda ou alterando as distâncias entre os focos.
(Semi) Eixo Principal e Excentricidade
O diâmetro máximo de uma elipse é a linha que passa pelos dois focos e é chamada de eixo principal . Metade do eixo principal é o semi-eixo principal . Considerando que os planetas se movem em torno do Sol em uma elipse, o semieixo maior é igual à distância média de um planeta do Sol, com o Sol localizado em um foco da elipse e nada localizado no outro foco.
Uma elipse tem um componente crítico chamado excentricidade (ou pequeno e ), a extensão em que uma órbita se desvia de um círculo. A excentricidade é igual à distância entre os dois focos de uma elipse dividida pelo eixo maior.
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A excentricidade nos diz a forma da elipse e seu valor varia de 0 a 1. Como as imagens na tela mostram, uma elipse com 0 excentricidade é um círculo e quando a excentricidade se aproxima de 1, a forma da elipse torna-se quase reta linha. Basicamente, quanto maior a excentricidade, mais alongada é a elipse.
Em nosso sistema solar, o planeta com sua órbita mais próxima da forma de um círculo não é a Terra; na verdade é Vênus. Mas mesmo assim, como sua excentricidade é igual a 0,007, sua órbita não é um círculo perfeito. Um círculo perfeito é um caso especial de elipse em que os dois focos estão realmente localizados no mesmo ponto. Ou seja, ambos estão no centro do círculo.
O planeta com maior excentricidade orbital, aliás, é Mercúrio, com uma excentricidade de 0,205.
Resumo da lição
Caso você esteja curioso, a Terra tem uma excentricidade orbital de 0,017. Excentricidade é a extensão na qual uma órbita se desvia de um círculo e varia de 0 (um círculo) a quase 1 (quase uma linha reta). Embora usando esse número você possa dizer que a órbita da Terra está muito próxima à de um círculo, ainda é tecnicamente uma elipse ligeiramente alongada e, portanto, você ganharia essa aposta da introdução.
Uma elipse é uma curva que envolve dois pontos, chamados de focos, de forma que a distância total de um foco a um ponto na elipse e de volta ao outro foco é constante para cada ponto da curva. Um foco , único para focos, é simplesmente um dos dois pontos fixos a partir dos quais uma elipse pode ser gerada.
A Primeira Lei do Movimento Planetário de Kepler diz que a órbita de um planeta ao redor do Sol é uma elipse, com o Sol em um foco e nada no outro.
O diâmetro máximo de uma elipse é o seu eixo principal , e metade do eixo principal é o semi-eixo principal , onde o semi-eixo principal é igual à distância média de um planeta ao sol.
Resultados de Aprendizagem
Depois de estudar o vídeo, seu conhecimento pode ajudá-lo a realizar as seguintes ações:
- Indique as definições de elipse, foco, eixo principal e semi-eixo principal
- Interprete a Primeira Lei do Movimento Planetário de Kepler
- Compreenda os intervalos de excentricidade e determine o que isso significa para os planetas que orbitam o sol