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sexta-feira, 19 de abril de 2013

texto - 1 de astronomia - a origem do universo para as escola estadual e virgílio Furtado

A Origem da Astronomia

A astronomia é a ciência que estuda os corpos celestes, sua estrutura física, origens, movimentos e posições, uma das ciências mais antigas da humanidade aparece simultaneamente na China, Índia, Mesopotâmia e no Egito entre 5000 aC e 3000 aC
Essas pessoas já assistiram e registraram os movimentos dos corpos celestes, a fim de estabelecer um cronograma de salário para atividades diárias normais.
Os povos da Mesopotâmia foram os primeiros a definir os conceitos de dia, mês e ano. Organizar os calendários primeiros, diferenciam as estrelas e os planetas desenvolver métodos matemáticos para calcular os movimentos dos planetas e da Lua
A partir do século IV aC, com a ascensão da civilização grega, a astronomia se torna mais científica, especialmente com o desenvolvimento da matemática e da física. Os gregos são os primeiros a dizer que a Terra é esférica e realiza a rotação em torno do Sol, assumindo o heliocentrismo 15 séculos antes de Copérnico.
No entanto, o antigo conhecimento astronômico é sintetizado na obra Almagesto, do grego Cláudio Ptolomeu (90? -168?), Que defende a geocêntrico (a Terra é o centro do universo). Escrito no século II aC, as ideias do livro são aceitos por mais de um milênio.

Era Modernaastros1 300x300 A Origem da Astronomia
Entre a Antiguidade eo Renascimento a astronomia é praticamente estagnada. No século XVI, a teoria heliocêntrica de Copérnico revolucionou a visão do cosmos e estabelece as bases científicas da astronomia moderna.
Em seu livro Das Revoluções dos Corpos Celestes, Copérnico refutou a teoria geocêntrica de Ptolomeu e retoma a ideia do heliocentrismo: o Sol é o centro do universo e da Terra e outros planetas giram em torno dele em órbitas circulares. No século XVII, o italiano Galileu Galilei confirma esta tese.
Entre 1609 e 1619, Johannes Kepler reformulou o estudo das órbitas dos planetas de Copérnico, provando que eles são elípticas e não circulares. Em 1687, a lei da gravitação universal, Isaac Newton, confirma as conclusões de Kepler.
No século XIX, a estrutura básica do sistema solar, os astrônomos começam a investigar a composição, estrutura e evolução das estrelas. A determinação de distâncias estelares abre um novo campo na astronomia – astrofísica.
Em 1916, o físico Albert Einstein formulou a teoria da relatividade geral, que permite uma melhor compreensão do universo e sua origem. As observações dos astrônomos norte-americanos Edwin Hubble (1889-1953) e Milton Humason (1891-1972) sobre a distância das galáxias e do fato de que elas se afastam com show grande velocidade que o universo não é estático e continua a se expandir.
As inovações tecnológicas
No século XX, a combinação de astronomia e astronáutica para a aplicação de métodos computacionais de observação para inaugurar uma nova era para o lançamento de telescópios espaciais ultra potentes, como Hubble, e sondas que penetram a atmosfera de outros planetas.
Os cálculos sobre a idade do universo dar um novo impulso com a identificação do PDS456 quasar em Julho de 1997 pelos astrônomos brasileiros. Ele é um dos mais brilhantes alguma vez encontrado (a mais brilhante idade, maior do quasar).
Quasares – núcleos de galáxias em formação – que indicam a idade do Universo, desde as galáxias foram um dos primeiros componentes. Como um resultado da expansão do universo, que se move a uma velocidade de 50.000 km / s.
Em 1996, alguns astrônomos a hipótese da existência do décimo planeta do Sistema Solar. 1996TL66 chamado, é um dos 50 objetos identificados no cinturão de Kuiper, uma formação de pequenos corpos gelados descobertos desde 1992 em uma região perto da órbita de Plutão. O planeta descreve uma trajetória assimétrico realizada a cada 800 anos, ao contrário da órbita de qualquer elemento do cinto.
Os avanços nesta área dependem da capacidade aumentada de telescópios de observação. A nossa capacidade de observação tem crescido imensamente com o uso de interferometria, uma técnica que compara as imagens captadas por dois ou mais telescópios simultaneamente, adicionando os resultados como se tivessem sido obtido por uma única unidade.

Conforme a teoria do Big Bang, a possível “explosão” deu origem ao universo
A busca pela compreensão sobre como foi desencadeado o processo que originou o universo atual, proporcionou – e ainda proporciona – vários debates, pesquisas e teorias que possam explicar tal fenômeno. É um tema que desperta grande curiosidade dos humanos desde os tempos mais remotos e gera grandes polêmicas, envolvendo conceitos religiosos, filosóficos e científicos.

Até o momento, a explicação mais aceita sobre a origem do universo entre a comunidade cientifica é baseada na teoria da Grande Explosão, em inglês, Big Bang. Ela apoia-se, em parte, na teoria da relatividade do físico Albert Einstein (1879-1955) e nos estudos dos astrônomos Edwin Hubble (1889-1953) e Milton Humason (1891-1972), os quais demonstraram que o universo não é estático e se encontra em constante expansão, ou seja, as galáxias estão se afastando umas das outras. Portanto, no passado elas deveriam estar mais próximas que hoje, e, até mesmo, formando um único ponto.

A teoria do Big Bang foi anunciada em 1948 pelo cientista russo naturalizado estadunidense, George Gamow (1904-1968) e o padre e astrônomo belga Georges Lemaître (1894-1966). Segundo eles, o universo teria surgido após uma grande explosão cósmica, entre 10 e 20 bilhões de anos atrás. O termo explosão refere-se a uma grande liberação de energia, criando o espaço-tempo.

Até então, havia uma mistura de partículas subatômicas (qharks, elétrons, neutrinos e suas partículas) que se moviam em todos os sentidos com velocidades próximas à da luz. As primeiras partículas pesadas, prótons e nêutrons, associaram-se para formarem os núcleos de átomos leves, como hidrogênio, hélio e lítio, que estão entre os principais elementos químicos do universo.

Ao expandir-se, o universo também se resfriou, passando da cor violeta à amarela, depois laranja e vermelha. Cerca de 1 milhão de anos após o instante inicial, a matéria e a radiação luminosa se separaram e o Universo tornou-se transparente: com a união dos elétrons aos núcleos atômicos, a luz pode caminhar livremente. Cerca de 1 bilhão de anos depois do Big Bang, os elementos químicos começaram a se unir dando origem às galáxias.

Essa é a explicação sistemática da origem do universo, conforme a teoria do Big Bang. Aceita pela maioria dos cientistas, entretanto, muito contestada por alguns pesquisadores. Portanto, a origem do universo é um tema que gera muitas opiniões divergentes, sendo necessária uma análise crítica de cada vertente que possa explicar esse acontecimento.
Por Wagner de Cerqueira e Francisco
Graduado em Geografia
Equipe Brasil Escola

A 15 bilhões de anos - a Origem do Universo

Publicado em 06/03/2009
A teoria mais aceita sobre a origem do Universo é a do Big Bang. Há 15 bilhões de anos o Universo concentrava-se todo em um único ponto, com altíssima temperatura e densidade energética. Esse ponto explode – o instante zero – e começa a expansão do Universo, observada até hoje. As primeiras partículas, os fótons, são associadas à radiação eletromagnética. Prótons, elétrons e nêutrons formam-se nos três primeiros minutos dessa expansão, ainda vinculados à radiação.

Origem da matéria – Ao se expandir, o Universo também se resfria. Quando atinge 4 mil graus Celsius, cerca de 300 mil anos após o instante zero, elétrons e prótons começam a interagir e formam os primeiros átomos de hidrogênio. Esses elementos químicos dão origem às galáxias e às estrelas, respectivamente 2 bilhões de anos e 4 bilhões de anos após o Big Bang.

Radiação de fundo  – Com a separação entre matéria e radiação, os fótons têm mais espaço para se propagar, formando a chamada radiação de fundo, presente em todo o Universo até hoje. Detectada pelos astrônomos Arno Penzias e Robert Wilson, em 1965, constitui uma das indicações da validade da teoria do Big Bang.


EVOLUÇÃO DO UNIVERSO
De acordo com a teoria da Relatividade, a evolução do Universo depende da densidade da matéria nele existente. Se essa densidade for superior a um valor crítico, pode deixar de se expandir e até se contrair devido à atração gravitacional mútua de seus constituintes. Se a densidade for inferior a um ponto crítico, o Universo continuará sempre em expansão.

Matéria escura – No início de 1993, o satélite europeu Rosat constata a existência de 25 vezes mais matéria invisível que matéria visível na composição do Universo. A descoberta reforça a idéia de que o Universo não deverá se expandir para sempre devido à atração gravitacional decorrente de sua própria massa, mas ainda não há conclusões sobre o futuro do Universo.

Leia Mais no SitedeCuriosidades.com: http://www.sitedecuriosidades.com/curiosidade/a-15-bilhoes-de-anos-a-origem-do-universo.html

UNIVERSO

1. Segundo a Teoria do Big Bang, o Universo foi formado há...

a. 15 mil milhões de anos. b. 15 milhões de anos.
c. 15 mil anos a. C. d. 15 mil anos.
2. A Ciência que estuda a origem, estrutura e organização do Universo é a...

a. Astronomia.
b. Biologia. c. Alquimia.
d. Astrologia.
3. As galáxias agrupam-se formando...

a. enxames de galáxias.
b. colmeias de galáxias. c. milhões de galáxias.
d. biliões de galáxias.


4. As galáxias são formadas por...

a. estrelas com luminosidades iguais e planetas com massas e formas diferentes. b. matéria interestelar (poeiras e gases). c. planetas com formas semelhantes e matéria interestelar (poeiras e gases).
d. estrelas com diferentes luminosidades e matéria interestelar (poeiras e gases).
5. As galáxias podem classificar-se, quanto à sua forma, em...

a. regulares, heliocêntricas e geocêntricas. b. espirais, elípticas e irregulares.
c. espirais, elípticas e regulares.
d. helicoidais, elípticas e irregulares.


6. As estrelas são...

a. pequenos corpos celestes que gravitam, na sua maioria, entre Marte e Júpiter.
b. astros, aparentemente fixos, com luz própria.
c. corpos que giram em torno de um planeta principal.
d. corpos com forma esférica que emitem gases e poeiras.
7. A Via Láctea é uma galáxia...

a. elíptica.
b. irregular.
c. em espiral.
d. redonda.
8. Estrelas mais quentes do que o Sol apresentam...

a. brilho branco-azulado.
b. brilho avermelhado. c. ausência de brilho.
d. brilho esverdeado.


9. As estrelas nascem em...
a. nebulosas.
b. asteróides.
c. meteoritos.
d. cometas.
 
10. Os asteróides são...

a. corpos celestes de pequenas dimensões que gravitam, na sua maioria, entre Marte e Júpiter.
b. astros, aparentemente fixos, que têm luz própria.
c. corpos que giram em torno de um planeta principal.
d. corpos com forma esférica que emitem gases e poeiras.
11.
As estrelas que ao morrer formam buracos negros são...

a. as de massa próxima do Sol.
b. as de menor massa do que o Sol.
c. as de maiores massa do que o Sol.
d. as anãs brancas.


12. O Sol é...

a. uma estrela.
b. um planeta. c. um meteorito.
d. um astro sem luz própria.

 
13. A unidade astronómica é usada para exprimir....

a. velocidades no Sistema Solar.
b. distâncias no Sistema Solar. c. velocidades no Universo.
d. forças.
14. Um ano-luz corresponde à...

a. distância percorrida pela luz no vazio durante um ano.
b. velocidade média da luz durante um ano.
c. energia que a luz exerce sobre a Terra durante um ano. 
d. distância percorrida pelo som num ano.
 
15. A unidade astronómica correspondente à distância média entre...
a. a Terra e a Lua.
b. a Terra e Plutão.
c. a Lua e o Sol. 
d. a Terra e o Sol.
 

16. Sírio é uma estrela que está a 8,6 anos-luz da Terra. A distância entre Sírio e a Terra expressa em parsec é...
PISTA: 1 pc = 3,26 a.l.

a. 263 pc.
b. 2,63 pc.
c. 2,63 a.l.
d. 3,62 pc.
17.
Plutão está a 5,9 x 109 km de distância do Sol. A distância Sol-Plutão expressa em unidade astronómica é...
PISTA: 1 UA = 150 milhões de km

a. 39,3 UA.
b. 393 UA.
c. 590 UA.
d. 8,85 UA.
18. A Estrela Polar situa-se a cerca de 430 a.l. da Terra.
PISTA: 1 a.l. = 9,46  x 1012km = 9 460 000 000 000 km
A distância que separa Estrela Polar da Terra expressa em quilómetros é...

a. 4,06 x 1015 km.
b. 4 060 000 000 km. c. 4,06 x 1012 km.
d. 4,70 x 1015 km.


19. Um minuto-luz corresponde à distância de...

a. 1,8 x 1010 m.
b. 1,8 x 1010 m/s.
c. 3,0 x 108 m/s.
d. 4,73 x 1012 m.
20. A formação da Terra, do Sistema Solar e da estrutura do Universo pode dever-se ao...

a. Big Crunch.
b. Big Burn.
c. Big Bang.
d. Big Crosh.

IV ENCONTRO IBERO-AMERICANO DE COLETIVOS ESCOLARES E REDES DE PROFESSORES QUE FAZEM INVESTIGAÇÃO NA SUA ESCOLA
ASTRONOMIA: EXPLORANDO SUAS ORIGENS E INVESTIGANDO SEUS ENTRELAÇAMENTOS NO
ENSINO DE FÍSICA
Marcos Hermi Dal'Bó
hdalbo@unilasalle.Edu.br
Linha de trabalho: Experiências curriculares
Introdução
Em nossas escolas deixamos de explorar um assunto de grande importância para os alunos: a
astronomia. Quando se inicia uma conversa sobre astronomia nas salas de aula do ensino médio ou
fundamental e mesmo com alunos adultos, dificilmente encontramos resistência por parte dos
alunos quanto ao assunto. Logo de início percebemos que os alunos ficam atentos e perguntam
bastante sobre vários temas relacionados com a astronomia.
Nosso trabalho iniciou-se antes mesmo de existir uma possibilidade de ingressar no
mestrado. Trabalhando em uma escola particular na cidade de Canoas, próximo de Porto Alegre
14km, propus aos alunos de uma turma do terceiro ano do ensino médio uma série de encontros para
organizarmos o laboratório de Física da escola. Os alunos aceitaram e imediatamente começamos
nosso trabalho.
De uma forma muito natural os alunos começaram a perguntar sobre a utilização dos
equipamentos antigos que estavam limpando e consertando e, logo estávamos conversando sobre a
história da Física. Os encontros foram avançando em tempo e curiosidade, até que em um determinado dia
surgiu um assunto sobre como a física deveria ter se iniciado. Os alunos acreditavam que os físicos
simplesmente imaginavam algum “invento”e ficavam construindo e testando nos laboratórios. Neste
momento me propus montar um seminário sobre filosofia e o início da Física.
Este seminário me fez pesquisar fundo os filósofos e suas idéias. A convergência da minha
pesquisa com a astronomia foi natural. Os alunos passaram a se interessar pela astronomia, e,
novamente, propus algumas atividades vinculadas ao tema.
Uma das atividades, que relato neste encontro, foi a construção de um sistema solar em
escala para que pudéssemos verificar as escalas do nosso sistema solar, e principalmente, analisar
alguns erros nos materiais escritos em livros didáticos sobre o assunto.


Atividade
Esta atividade consiste de duas partes distintas: um estudo sobre a Lua e qual o tamanho do
nosso sistema solar.


Na primeira atividade sobre a Lua, os alunos analisam as informações contidas em um pôster
que foi elaborado pelo autor e outros colegas.
Neste momento da atividade os alunos começam a ter contato com a idéia de tamanho no
sistema Solar.


IV ENCONTRO IBERO-AMERICANO DE COLETIVOS ESCOLARES E REDES DE PROFESSORES QUE FAZEM INVESTIGAÇÃO NA SUA ESCOLA
Atividade 1


1. Utilizando uma régua meça o diâmetro da lua e converta a medida obtida em uma escala
comparativa para que possa medir o tamanho de algumas crateras e mares da lua. O procedimento é
bem simples:
a) em primeiro lugar meça o diâmetro da lua no pôster
b) em segundo lugar verifique no pôster qual o diâmetro real da lua
c) em terceiro lugar crie uma escala utilizando uma regra de três em que a
grandeza medida será multiplicada pelo diâmetro real e tudo será dividido pelo
diâmetro medido no pôster.


2 – Qual o valor da força gravitacional entre a Terra e a Lua. (Massa da Terra = 81,25
vezes a massa da Lua)


3 – Existe um ponto em que a resultante desta força gravitacional é nula entre os dois
astros? Justifique sua resposta matematicamente.


4 – Verifique o módulo da velocidade orbital da Lua em torno da Terra. (utilize o semi-eixo
maior da órbita e cuidado com as unidades)


5 - Qual é a velocidade angular da Lua em relação à Terra? (faça os cálculos utilizando w =
2pf )


6 – qual a distância entre a Terra e a Lua?


7 – qual é a massa da Lua? Qual o percentual que esta massa significa em relação à massa
da Terra?


8 – Qual o tempo de uma órbita completa da Lua em torno da Terra?


Atividade 2
O sistema solar em escala
Nesta atividade queremos levar os nossos alunos a refletir sobre o nosso sistema solar e
principalmente sobre a forma como ele é representado em livros didáticos. Normalmente a
representação do sistema solar nos livros didáticos não é apresentado em uma escala definida e isso
pode acarretar uma série de confusões com relação ao tamanho dos planetas e também sobre as
distâncias ao Sol.


Procedimento
Adotaremos uma escala onde o Sol será representado por uma esfera de 80,0 cm de diâmetro
que corresponderá a um comprimento da ordem de 1.392.000 km (que é o diâmetro do Sol) e para
obtermos os diâmetros dos demais planetas faremos uso de uma simples regra de três.
De posse dos diâmetros dos planetas e sabendo que a distância entre a Terra e o Sol é de
149.600.00 km e que é chamada de Unidade Astronômica, poderemos calcular as distâncias entre os
demais planetas e o Sol, conforme a tabela que segue.
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Astro Massa
(kg)
Diâmetro Distância
km mm km m
Sol 1,99x1030 1.392.000 800,0 ---- ---
Mercúrio 0,33x1024 4.860 2,8 57.900.000 33,3
Vênus 4,87x1024 12.100 7,0 108.000.000 62,1
Terra 5,97x1024 12.760 7,3 149.600.000 86,0
Marte 0,64x1024 6.800 3,9 228.000.000 131,0
Júpiter 1899x1024 143.000 82,2 778.000.000 447,1
Saturno 568x1024 120.000 69,0 1.430.000.000 821,8
Urano 87,2x1024 50.800 29,2 2.870.000.000 1.649,4
Netuno 102x1024 49.400 28,4 4.500.000.000 2.586,2
Plutão 0,02x1024 2.740 1,6 5.900.000.000 3.390,8
Lua 73,5x1021 3.840 2,0
Nesta atividade utilizaremos materiais alternativos para representar os planetas:
Analisando as figuras que seguem, podemos alertar os alunos sobre o problema de levar as
informações dos livros sem nenhuma crítica. Observa-se como os livros trazem o sistema solar:
Com as figura anteriores foi realizada uma discussão com o grupo de alunos e
posteriormente foi montado o sistema solar em escala. Esta atividade foi avaliada pelos alunos
como sendo elucidativa e interessante, pois nenhum deles havia parado para pensar sobre o tamanho
do sistema solar.
As dificuldades que encontrei com uma atividade desse tipo foi que, apesar de poder detectar
uma aprendizagem significativa sobre o assunto entre os envolvidos, o tempo de se trabalhar dessa
forma é maior do que simplesmente colocar o conteúdo no quadro e falar durante um ou dois
períodos de aula.
Esta observação é pertinente,pois trabalhando em uma escola particular temos que tomar
cuidado em não deixar de “dar conteúdos”, mas é claro que sempre devemos inovar e ousar, ou
nossa função como professores não teria sentido.
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Estas atividades fazem parte da minha dissertação de mestrado na PUCRS e já está sendo
implementada junto aos alunos com novas atividades.
Acredito que o resgate da astronomia como ponto de partida para o ensino de Física deva
aliviar a tensão pela qual passam os alunos e mesmo os professores, devido a cobranças e
exigências que a disciplina apresenta.
A proposta visa fundamentalmente analisar como os alunos pensam a física antes e depois
destas atividades. Esta análise está sendo realizada com o grupo de alunos e será abordada durante a
apresentação do trabalho.
Bibliografia
Brennan, Richard P., Gigantes da Física:uma historia da física moderna através de oito
biografias. Rio de janeiro: Jorge Zahar Ed., 1998.
Canalle, João Batista Garcia. Oficina de Astronomia, Instituto de Física/UERJ.
Demo, Pedro. Educar pela pesquisa. 5a. ed. Campinas, SP: Autores Associados, 2002.
Friaça, Amândio C. S. ; Dal Pino, Elisabete; Sodré Jr. Laerte; Jatenco-Pereira, Vera.
Astronomia: Uma visão geral do Universo.São Paulo. Editora da Universidade de São Paulo,
2000.
Gleiser, Marcelo, A dança do Universo: dos mitos de criação ao Big-Bang.Companhia das letras,
1997.
Karttunen, H., Kröger, P., Oja, H., Poutanen, M., Donner, K., J. Fundamental Astronomy, Springer
Verlag, Berlin, 1996.
Losee, John. Introdução histórica à filosofia da ciência. Belo Horizonte: Ed. Itatiaia São
Paulo. Ed. Da Universidade de São Paulo, 1979.
Neves, Marcos Cesar Danhoni. Astronomia de régua e compasso, de Kepler a Ptolomeu.
Dissertação de mestrado, UNICAMP, 1986.
Oliveira Filho, Kepler de Souza, Saraiva, Maria de Fátima Oliveira. Astronomia e Astrofísica,
Ed. Universidade/UFRGS, 2000.
Penrose, Roger. O grande, o pequeno e a mente humana. São Paulo: Fundação editora da
UNESP, 1998.
Thuillier, Pierre. De Arquimedes a Einstein: a face oculta da invenção científica. Rio de
Janeiro: Jorge Zahar Ed.,1994.

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