Acervo textual da Revista AstroNova
Edição 45 — páginas 21 a 40
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Assuntos identificados: calor, observador, relógio, terra, tempo, horizonte, local, equador, pulsar, latitude.
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22 AstroNova . N.45 . 2025 O Pulsar do Caranguejo, por exemplo, só atrasaria 1 segundo em 100 trilhões de segundos, ou seja, atraso de 1 segundo em 3.168.876 anos! Como se "ouve" um pulsar? Como citado, os pulsares emitem pulsos de radiação eletromagnética, principalmente na forma de ondas de rádio, as quais podem ser captadas por radiotelescópios aqui na Terra. O processamento para ouvir um pulsar envolve converter esses sinais de rádio em sons audíveis. Para captar os sinais de rádio utilizam-se gigantescas antenas, os radiotelescópios, que convertem os sinais de rádio cósmicos em sinais elétricos. Como esses sinais são muito fracos, é necessário um processo de amplificação e o sinal elétrico resultante é processado de modo a eliminar ruídos de fundo e isolar apenas os pulsos do pulsar. Isto é feito utilizando um conjunto de softwares específicos de processamento de sinais. A conversão em sinal sonoro ocorre ajustando a frequência das ondas de rádio para a faixa audível do ouvido humano, ou seja, entre as frequências sonoras de 20 Hz a 20 kHz. Assim, cada pulso de rádio é convertido em um clique ou bip audível, de modo que a regularidade desses sons reflete a rotação do pulsar. Dependendo da velocidade de rotação, o som de um pulsar pode ser uma sequência de cliques que podem ser espaçados entre si ou, se for muito rápido, ser como um zumbido contínuo. Infelizmente, o site oficial da NASA com sons de pulsares foi encerrado recentemente. Porém, há um vídeo que apresenta os áudios de diversos pulsares, apresentando o código do pulsar, seu período de rotação e, para alguns casos, o som obtido para diferentes intervalos de frequências de rádio. As imagens apresentadas são obtidas do Hubble ou representações artísticas: https://www.youtube.com/wa tch?v=35SbvnYEc9c Links externos: Para ouvir a poesia O Pulsar: https://youtu.be/Hlgkz-g-ukc Rafael Cândido Jr. é graduado e mestre em Engenharia Química. Integra o grupo de astronomia Arcturus, da UFABC. Pulsar do Caranguejo (PSR J0534+2200, a estrela vermelha no centro). Imagem composta de luz visível obtido pelo Hubble (em vermelho) e em raios X obtido pelo Chandra (em azul). Encontra-se na constelação de Touro. Para saber mais Fundamental Astronomy, HannuKarttunen et al.
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Eclipse da Lua Astrofotógrafa: Adriane Casteleira 14/03/2025 Mandaguari - PR
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www. RECURSOSdeFÍSICA .com.br Página que socializa produção de recursos de ensino adaptados à sala de aula e aos professores. Material produzido nas disciplinas do curso de Licenciatura em Física da UEM e em outros projetos coordenados pelo prof. Dr. Ricardo Francisco Pereira.
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OS MUITOS "CALORES" TERMOLOGIA OS MUITOS "CALORES" Luiz Felipe Demétrio [email protected] “Que calor!” é uma frase que estamos ouvindo muito nos últimos dias. E era de se esperar, pois as temperaturas estão aumentando devido ao 1 Aquecimento Global: o mundo está mesmo ficando mais quente. É claro, o calor em excesso faz mal para a saúde e está incomodando todo mundo. Porém, também ocorrem efeitos muito interessantes devido ao calor; efeitos estes que podemos ver em nosso dia-a-dia. Estes fenômenos são o tema deste texto: calor geral, calor específico, sensação térmica, miragens e ondulações, discutidos nessa ordem. 1. Calor Geral Primeiramente, é bom respondermos à pergunta: “O que é calor?” Isso é importante porque algumas vezes usamos tanto as coisas no dia-a-dia que esquecemos 2 o que são. O calor é uma forma de energia. Aqui, você pode entender energia no sentido do dia-a-dia: algo que você precisa ter para fazer suas coisas. Nesse calorão, é difícil ter energia para ir treinar musculação, por exemplo. Energia é, simplesmente, algo de que precisamos para nos movimentar. O calor é a mesma coisa, com uma diferença: é uma 25 1 Que, sempre deve ser ressaltado, é um consenso científico. 2 Um exemplo disso é a própria consciência: a usamos o tempo todo, mas o que é ela afinal?
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26 forma de energia não associada ao movimento que vemos, e sim a mudanças de temperatura. É por isso que conseguimos esquentar a água no fogão com energia elétrica, por exemplo. A água esquenta, recebendo calor (energia), mas sem se movimentar. Na verdade, eu acabei de contar uma mentirinha. Pode-se entender sim o calor com movimentos… mas movimentos de coisas que não observamos: coisas microscópicas. O calor é uma forma de energia associada a movimentos de moléculas, e é isso que explica os comportamentos que observamos. No caso da água, ela esquenta porque suas moléculas estão se movimentando mais rapidamente. Não só isso: se esfriarmos ela o suficiente, ela congela porque suas moléculas praticamente não estão mais se movendo. O movimento das moléculas também é o que explica o funcionamento de termômetros, como ilustrado na Figura 1. Termômetros normalmente são feitos com uma escala (os números) e um recipiente preenchido com um líquido. Esse líquido, a diferentes temperaturas, se expande, pois suas moléculas precisam de mais espaço, já que estão se movimentando mais. Isso na verdade é um efeito geral, chamado dilatação térmica: o calor faz as coisas expandirem. Afinal de contas, nesse calorão ninguém quer ficar perto um do outro (nem mesmo moléculas), não é mesmo? Para fechar essa parte, perceba uma coisa: os líquidos dos termômetros se expandem muito para temperaturas do nosso dia-a- dia. Isso é bem diferente de coisas como água ou metais, que não se expandem tanto. A mensagem é que coisas diferentes têm propriedades distintas; elas reagem ao calor de forma diferente, como conversamos melhor a seguir. 2. Calor Específico Agora que já “aquecemos” entendendo o calor em Figura 2: ovos cozidos. Fonte: Small Town Woman. geral, podemos ser um pouco mais específicos: vamos agora falar do calor específico de cada coisa! A lógica aqui é a mesma: o calor é uma forma de energia. Dizemos que o calor específico de uma substância é o quanto de calor (energia) que precisamos usar para esquentá-la (normalmente em 1ºC). Nesse ponto, é útil pensar na energia como uma moeda de troca: em alguns casos, o dinheiro é o mesmo, mas o “preço” de cada substância é diferente. A sua cozinha é o lugar perfeito para ver essas coisas, mais precisamente o seu fogão. Quem nunca cozinhou um ovo numa panela (Figura 2), por exemplo? Nesse caso, colocamos o ovo Figura1: um termômetro a diferentes temperaturas. Fonte: . Freepik AstroNova . N.45 . 2025
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26 Figura 3: mar a noite. Ainda podemos mergulhar devido ao alto calor específico da água. Fonte: Pinterest. Figura 4: morador do deserto do Saara com um camelo. O corpo do camelo e as roupas dos moradores são adaptadas para aguentar tanto o calor escaldante do diaquanto o frio congelante da noite. Fonte: Moroccan Journeys. na água e esperamos (receita muito difícil). Mas todo mundo já deve ter percebido algo interessante: o ovo demora a cozinhar, mas o cabo da chaleira fica quente muito rápido. Isso acontece justamente porque, para esquentar a água, precisamos de mais energia do que para esquentar o cabo. Por isso, dizemos que a água tem um calor específico maior que o do cabo. Na verdade, a água é uma das substâncias com maior calor específico: é preciso de muita energia para esquentá-la e fazê-la evaporar (irônico a água ser algo caro na analogia da energia como ‘preços’). E não para por aí: é por este motivo que se pode mergulhar no mar de noite (Figura 3). A água demora pra esquentar por ter calor específico alto, mas por isso também demora para esfriar. Dessa forma, pode-se ir mergulhar e encontrar a água ainda morna, como se 3 fosse de dia. Para fechar essa seção, é ilustrativo comparar com um outro exemplo: o da areia. Quando mergulhamos no mar à noite, a água continua quente, mas a areia não. Isso ocorre pois a areia tem um calor específico muito menor que o da água. Assim, ela é muito fácil de se esquentar, mas também esfria fácil. É por este motivo que desertos como o Saara são tão quentes: a areia esquenta fácil, e pode-se chegar a 50º 4 durante o dia. Mas mais interessante ainda, o Saara é frio durante a noite (cerca de 10º): a areia esfria muito rápido, diferente da água. É por isso que os animais e pessoas que moram no deserto (Figura 4) têm que ser muito adaptados; eles têm que aguentar tanto o calor do dia quanto o frio da noite, e isso armazenando água. 3 Nesse ponto é difícil exagerar a importância de a água ter calor específico alto: é por causa disso que podemos ter vida na Terra, pois outras substâncias não seriam estáveis e evaporariam facilmente. Em resumo, eu e você só existimos porque é difícil esquentar água. 4 Todas as temperaturas nesta seção são estimativas, variando com a época do ano. AstroNova . N.45 . 2025
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28 3. Sensação Térmica Até aqui, falamos do calor das coisas: a energia para esquentar isso, para esfriar aquilo. Mas ainda não falamos de como sentimos o calor, da forma com que lidamos com o mormaço. É isso que chamamos de sensação térmica. A ideia é bastante simples: dependendo de onde você está, você sente como se estivesse mais calor. Um exemplo típico aqui de nossa região no Paraná é comparar três cidades: Londrina, Maringá e Apucarana. Para quem conhece Londrina, sabe que, em geral, ela não tem muitas 6 árvores. Isso contrasta muito com Maringá, que é uma cidade muito arborizada. Isso leva a uma consequência interessante: em certos dias, a temperatura das duas cidades pode ser a mesma, mas a sensação térmica é diferente. Sentimos mais calor sem árvores para fazer sombra e tratar o ar. Por fim, temos também Apucarana, que, embora não seja tão arborizada quanto Maringá, é muito mais alta (seu apelido é cidade alta). A altitude influencia na pressão do ar, tornando o clima mais fresco. Apucarana é, portanto, ainda mais fresca do que as duas outras. Essa é a ideia da sensação térmica: mesma temperatura, mas as pessoas Material Calor Específico (J/kg·°C) Água ±4184 Pão ±2500 Areia ±800 Ferro 5 ±420 Tabela 1: calor específico de alguns materiais. O símbolo “±” significa um valor aproximado, “mais ou menos”. Quanto maior o calor específico, mais difícil é esquentar. Na ordem, é mais difícil então esquentar 1. Água; 2. Pão; 3. Areia; 4. Metais. Tente fazer o experimento na sua cozinha: esquente água e pão e veja qual esfria mais rápido. Os metais, por outro lado, esquentam muito facilmente. 5 apenas para ilustração, escolhemos o ferro. 6 Claro, isso também depende de partes específicas das cidades. Porém, a conclusão não muda: árvores aliviam a sensação térmica do mormaço. O calor específico dos metais varia bastante. O valor médio indicado pode mudar dependendo do tipo de metal e, Figura 5: A esquerda, uma foto da Rua Prefeito Faria Lima, em Londrina (Fonte: Folha de Londrina). À direita, uma foto da Avenida Colombo, em Maringá (Fonte: Revista RPC). AstroNova . N.45 . 2025
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29 sentem calor de forma diferente. Tal é a importância dessa expressão, que ela na verdade foi cunhada pelo exército dos Estados Unidos na Segunda Guerra Mundial, após reconhecer a importância desse conceito devido às batalhas entre a Alemanha e a União Soviética no temido Inverno Russo. Para calcular a sensação térmica, vários fatores são usados: umidade do ar, velocidade do vento, altitude, etc. A expressão exata vai além deste simples texto, mas o essencial você pegou: uma mesma temperatura pode ser sentida de formas diferentes. 4. Miragens e Ondulações Vamos agora falar do calor sob uma “ótica” diferente: falando de efeitos de ótica! A ideia é que, em dias de calor muito alto, a maneira como a luz interage com o ar muda. Isso ocorre porque, assim como conversamos, quando se está muito quente, as moléculas do ar se movem de maneira mais rápida, precisando de mais espaço. Assim, é mais fácil para a luz se propagar pelo ar em dias quentes, pois há mais espaço entre as moléculas de ar. Um jeito mais resumido de dizer isso tudo, é que a densidade do ar diminui quando ele está mais quente. Embora esse efeito não seja tão forte, o que ocorre é que a densidade do ar perto do solo é mais afetada (por ser mais quente no chão) do que em regiões superiores. Assim, quando a luz passa por essas regiões de densidade diferente, sua propagação muda, como se ela estivesse mudando de um material para outro., como do ar para a água. A lógica acima explica o efeito de miragens, que algumas pessoas já devem ter presenciado. Essa diferença de densidades faz com que, algumas vezes, a origem da luz fique distorcida. Dizemos então que uma miragem ocorre quando um raio de luz parece vir do solo, quando na verdade vem de cima. Olhe a Figura 6, por exemplo. A diferença de temperatura entre o solo e o céu foi tanta que vemos o céu/Sol no chão. De maneira mais realista, isso pode ser visto na Figura 7, ou no vídeo referente a esta figura linkado no fim deste artigo. É por isso que muitos viajantes pensam ver água no deserto: se tivesse água, ela refletiria o céu/Sol, que é exatamente o efeito visto na miragem! De maneira similar, temos as “ondulações” que vemos no asfalto em dias muito quentes. A ideia é parecida: perto de alguns materiais, o ar fica tão quente que, quando a luz passa por ele, Figura 6: esquematização do efeito de miragem. Fonte: Brasil Escola. AstroNova . N.45 . 2025
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30 fica toda distorcida, e vemos o objeto “tremendo”. Isso também pode ser visualizado no link do vídeo ao fim desta página. O interessante é ver como o calor específico se relaciona com isso: esse efeito normalmente acontece perto de metais ou de asfalto. Em dias muito quentes, ao ver uma ondulação, procure uma árvore próxima e veja se acontece o mesmo. A árvore impede esse tipo de efeito por ajudar a regular a temperatura a seu redor, assim como vimos no caso de aliviar a sensação térmica. Conclusões Neste simples texto, discutimos diferentes conceitos de calor e como eles se manifestam em nosso dia-a-dia, podendo ser vistos tanto na nossa cozinha quanto em nossas caminhadas. Vimos também como esses mesmos conceitos explicam o comportamento de ambientes mais exóticos, como o mar à noite ou o deserto durante o dia. Também conversamos sobre alguns efeitos visuais que podem ser vistos em dias muito quentes: miragens e ondulações. Então lembrem- se todos: no mundo do Aquecimento Global, tomem muita água e nunca confundam miragens com lagos! Luiz Felipe Demétrio é graduado em Física (UEM) e doutorando em Cosmologia (UEL) AstroNova . N.45 . 2025 Vídeo sobre o efeito de miragem: youtube.com/watch?v=CYhIKRd-yBM Referências: SEARS, Francis Weston; ZEMANSKY, Mark Waldo. Física II: termodinâmica, ondas e óptica. 3. ed. São Paulo: Pearson Makron Books, 1999. CALLEN, Herbert B. Termodinâmica e física estatística. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1990. BRASIL ESCOLA. Miragem. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ miragem.htm. Acesso em: 22 mar. 2025. Figura 7: efeito de miragem na prática. Fonte: Brasil Escola.
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Eclipse da Lua Astrofotógrafo: Ricardo Francisco Pereira 14/03/2025 Maringá - PR
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SOL Astrofotógrafo: Bruno Bonicontro 16/01/2025 Maringá - PR
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HISTÓRIA O RELÓGIO ASTRONÔMICO DE PRAGAO RELÓGIO ASTRONÔMICO DE PRAGA Rafael Cândido Jr. [email protected] Inaugurado em 9 de outubro de 1410, o Relógio Astronômico de Praga, na República Checa, completa esse ano 615 anos. Neste artigo, vamos conhecer um pouco mais sobre este interessante ponto turístico. O Relógio Astronômico de Praga, denominado em checo como Orloj, localiza-se no muro da antiga prefeitura na praça da Cidade Velha em Praga. O mecanismo do relógio tem três componentes principais: o mostrador astronômico, representando a posição do Sol e da Lua no céu com vários detalhes astronômicos; estátuas que ficam de cada lado do 33 relógio, algumas inclusive se movendo em determinados momentos, e um mostrador de calendário com representações dos meses. De acordo com a lenda local, a cidade sofrerá consequências se o relógio for negligenciado e seu bom funcionamento for colocado em risco. Breve Histórico A parte mais antiga do conjunto é a estrutura mecânica do relógio e seu mostrador astronômico, criados pelo relojoeiro Mikulas Kadan e pelo professor de Matemática e Astronomia da universidade de Praga, Jan Sindel. A primeira menção registrada sobre o relógio é datada de 9 de outubro de 1410, referente à sua instalação no local em que está até hoje. Por volta de 1490, ou seja, 80 anos depois de sua inauguração, foi adicionado o mostrado do calendário e a fachada do relógio foi decorada com esculturas góticas. Por conta disso, por muito tempo acreditou-se que o Orloj foi construído em 1490 pelo relojoeiro Jan Ruze. Uma lenda diz que este relojoeiro foi cegado por ordem do conselho da cidade de Praga para que ele não pudesse repetir seu trabalho em outras cidades. Em 1552, foi reparado pelo mestre-relojoeiro Jan Taborsky que registrou em seu relatório o nome de Ruze como construtor do Orloj. Este erro foi devido a O RELÓGIO ASTRONÔMICO DE PRAGAO RELÓGIO ASTRONÔMICO DE PRAGA
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uma interpretação errônea de registros antigos. Mas o relógio não possui apenas informações astronômicas. Foram adicionadas estátuas de madeira ao longo dos séculos. Em meados do século XVII foram adicionadas estátuas de santos. Durante uma reforma entre os anos de 1787 e 1791 foi adicionado um mecanismo para que os 34 apóstolos aparecessem nas janelas em determinadas horas. E entre os anos de 1865 e 1866, foi adicionada a figura de um galo dourado. O Orloj sofreu danos severos entre os dias 1 e 8 de maio de 1945 durante a tentativa do exército nazista alemão em destruir os monumentos da cidade ao abandoná-la. Estas tentativas foram na maioria impedidas pela organização do povo loca e sua coragem em enfrentar o então claudicante exército alemão. Infelizmente, as estátuas de madeira do relógio e o mostrador do calendário foram queimados. Após a guerra, a maquinaria foi reparada, as estátuas de madeira foram reconstruídas e o Orloj voltou a funcionar normalmente em 1948. A última reforma do relógio astronômico foi realizada de janeiro a setembro de 2018, após uma reconstrução da Torre da Cidade Velha. Durante a reforma, um mecanismo de relógio elétrico que estava em operação desde 1948 foi substituído por um mecanismo original da década de 1860. As informações do relógio astronômico O Orloj pode ser considerado um tipo de planetário primitivo, exibindo o céu conforme visto da Terra. Vamos conhecer quais são as informações apresentadas. Para auxiliar, apresentamos uma foto bem detalhada da vista de frente ao mostrador. O fundo do mostrador representa a Terra e ao redor dele operam quatro componentes móveis principais: o anel zodiacal, um anel giratório externo ao Vista do relógio de Praga. Foto realizada pelo autor em dezembro/2005. AstroNova . N.45 . 2025
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Cometa C/2023 A3 Tsuchinshan ATLAS Astrofotógrafa: Adriane Casteleira 01/10/2024 Mandaguari - PR anel zodiacal, um ponteiro com a representação do Sol e outro ponteiro representando a Lua. A hora de Praga O círculo azul diretamente no centro representa a Terra, o azul superior é a parte do céu que está acima do horizonte. As áreas de cor vermelha e preta indicam parte do céu abaixo do horizonte. Durante o dia, o sol mecânico fica sobre a parte azul e á noite fica sobre a parte preta. Ao amanhecer e anoitecer, o sol mecânico é posicionado sobre a área alaranjada do fundo.No lado esquerdo está escrito em latim aurora e ortus, relacionados ao nascer do Sol. No lado direito está escrito occasus e crepusculum, relacionados ao pôr-do-sol. Os algarismos romanos dourados na borda externa do círculo azul são a escala de tempo de um dia de 24 horas, porém divididos em intervalos de 12 horas. Estes indicam o tempo do horário local de Praga, denominado atualmente de Horário da Europa Central. As linhas douradas curvas que dividem a parte azul do mostrador são as “horas desiguais”, que são definidas como 1/12 avos do tempo entre o nascer e o pôr do sol; estas horas variam conforme os dias ficam mais longos ou mais curtos ao longo do ano. O caminho do sol pelo zodíaco O círculo sobreposto ao mostrador é um círculo móvel marcado com os signos do zodíaco, indicando a posição do Sol na eclíptica. Os signos são mostrados em ordem anti-horária. Na foto apresentada aqui, o sol está localizado em Câncer e a 35 AstroNova . N.45 . 2025 Estátuas de santos aparecendo nas janelas em determinado horário e o galo dourado acima do relógio. Mostrador astronômico do Orloj em detalhes.
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caminho de Leão. Antigo sistema de horas checo A borda externa no relógio apresenta numerais dourados escritos na antiga fonte Schwabacher. Estes números indicam o horário tcheco antigo, também denominado de horas italianas. Nesse padrão, a hora 24 indica o pôr do sol, que varia ao longo do ano desde às 16:00 no inverno a até às 20:16 no verão. Esse anel se move durante o ano para coincidir com a hora do pôr do sol e seu diâmetro mais externo é de aproximadamente 3 metros. Movimento do Sol O sol está preso a um braço com ponteiro dourado mostrando a hora de três maneiras diferentes: 1) A posição do ponteiro dourado sobre os algarismos romanos no fundo indica a hora local de Praga. 2) A posição do sol sobre as linhas douradas curvas indica a hora no sistema das horas desiguais. 3) A posição do ponteiro dourado sobre o anel externo indica as horas passadas após o pôr do sol no horário tcheco antigo. Movimento da Lua O movimento da Lua na eclíptica é mostrado de forma semelhante ao do Sol, embora a velocidade seja muito mais rápida devido à órbita da Lua em torno da Terra. A esfera, de metade preta e metade prateada, também mostra a fase lunar. Esse movimento torna o Orloj um dos poucos relógios astronômicos que mostram as fases da Lua. Importante citar que esse mecanismo da 36 AstroNova . N.45 . 2025 Detalhe da Lua. Metade da bola é prateada, a outra metade é pintada de preto. Assim, é mostrada a fase atual da Lua. Calendário logo abaixo do mostrador do relógio astronômico.
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fase lunar só vem apresentar um atraso de um dia em 5 anos! Nada mal para um sistema mecânico criado no século XV. Calendário A placa de calendário, abaixo do relógio astronômico, foi substituída por uma cópia em 1880. A original está guardada no Museu da Cidade de Praga. Na borda do círculo há um calendário da igreja com feriados fixos e nomes de 365 santos. O quadro exibe alegorias sobre os meses e imagens menores representam signos do zodíaco. As estátuas ao lado do calendário representam um filósofo, o arcanjo Miguel apontando para o mostrador do relógio astronômico, um astrônomo e um cronista. Rafael Cândido Jr. é graduado e mestre em Engenharia Química. Integra o grupo de astronomia Arcturus, da UFABC. Para saber mais: Site oficial do relógio astronômico de Praga (em inglês): www.orloj.eu/en/home1.htm The Amazing Astronomical Clock of Prague: /www.youtube.com/watch?v=NebyX6 -GUTM Animated explanation of the movements of the clock (Wayback Machine): /www.wijzerweb.be/prague.html 37 AstroNova . N.45 . 2025 Esquema dos mostradores do relógio astronômico de Praga.
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Cometa C/2023 A3 Astrofotógrafo: Bruno Bonicontro 28/09/2024 Sarandi - PR
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REVISTA DE DIVULGAÇÃO DE ASTRONOMIA E CIÊNCIAS DA NATUREZA AstroNova é uma colaboração de entusiastas, estudantes, professores, astrônomos amadores e profissionais para a divulgação de Astronomia e Ciências da Natureza. É trimestral, com divulgação gratuita. É permitida sua reprodução total ou parcial desde que citada a fonte. Nos acompanhe nas redes sociais: Disponível em: www.astronova.com.br /revistaastronova /revistaastronova /rev_astronova/AstroNovaBrasil