Colégio Oswald de Andrade Prof. Jacó Izidro de Moura 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: Relativa ao movimento * Potencial: Fica armazenada no corpo

Equações Matemáticas: Energia Cinética: m = massa do corpo v = velocidade do corpo Energia Potencial Gravitacional: m = massa do corpo g = aceleração da gravidade h = altura em relação a um referencial

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!

A animação abaixo dá uma idéia do que pode acontecer: 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: Echão = Eorbita Ec = EP Considerando que h seja aproximadamente o raio da Terra

A fórmula para a velocidade de escape de um planeta é aproximadamente: 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.

Para outros astros, devemos usar outra fórmula para o cálculo da velocidade de escape, pois a aceleração da gravidade é diferente. Da expressão: G = Constante de gravitação universal: 6,67x10-11 Nm2/kg2 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

O que aconteceria se o Sol começasse a se contrair ficando com 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 Terra é o berço da mente, mas não se pode viver eternamente na mente” K.E. Tsiolkovski 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.

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 Clique sobre a tela preta