Elipses na berlinda - Velocidade e período de corpos em órbita

Breve descrição:

Nesta atividade, os estudantes utilizarão uma placa elíptica para medirem a velocidade e a distância percorrida por um objeto numa órbita elíptica. Serão utilizados berlindes para o efeito.

Os resultados serão representados num gráfico da velocidade em função do tempo, com o objetivo de ajudar os estudantes a compreender como a gravidade afeta (ou altera) a velocidade de um planeta ou satélite numa órbita elíptica.

Recomendação: para a realização desta atividade, espera-se que os estudantes já estejam minimamente familiarizados com os conceitos de energia cinética, energia potencial gravítica e vetor velocidade.

Assunto:
Ciência, Física, Matemática
Objetivos de Aprendizagem:

  • Os estudantes devem ser capazes de construir um gráfico de velocidade em função do tempo e saber relacioná-lo com a aceleração e a distância, para compreenderem os princípios da mecânica orbital.
  • Os estudantes devem compreender como a força da gravidade, que atua num corpo, varia com a distância a que este se encontra de um planeta ou estrela.
  • Os estudantes devem relacionar todos estes conceitos com a forma como um planeta ou satélite acelera e desacelera numa órbita elíptica.

Faixa etária:
14 - 16 anos de idade

Tempo
Preparação: 1 hora
Lição: 15 minutos a 1 hora

Recurso disponível em:
 Inglês, Francês, Italiano, Português, Espanhol, e Estónio.
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Atividade 1: Medição da velocidade e distância numa placa elíptica

Nesta atividade, os estudantes utilizarão uma placa elíptica para obter medições da velocidade e distância de um objeto numa órbita elíptica.

Os resultados serão representados num gráfico da velocidade em função do tempo, com o objetivo de ajudar os estudantes a compreender como a gravidade afeta (ou altera) a velocidade de um satélite numa órbita elíptica.

Depois serão colocadas várias perguntas aos estudantes sobre os gráficos produzidos. A atividade termina com uma discussão sobre as observações realizadas e a forma das órbitas dos cometas.
Material

  • Placa elíptica - feita com antecedência, para ver as instruções consulte 'Apêndice: Instruções de modelo de placa elíptica'
  • Cerca de 75 pequenos berlindes. Nota: os berlindes mais pequenos são úteis para ajudar a preencher a extremidade da cunha (ver vídeo, mais abaixo)
  • 2 réguas ou varas
  • 50 cm de fio
  • Marcador não-permanente

Sabias que...

Durante milhares de anos, filósofos e astrónomos discutiram sobre a natureza da estrutura do Sistema Solar e mais além.

Durante muito tempo, dois modelos do nosso Sistema Solar estiveram em conflito: o geocêntrico (centrado na Terra) e o heliocêntrico (centrado no Sol). Por volta do ano 200 a.C., o astrónomo grego Aristóteles, um dos apoiantes do modelo geocêntrico, propôs um modelo no qual os planetas (e o Sol) se moveriam com velocidades uniformes, percorrendo órbitas circulares à volta da Terra, que por sua vez se encontraria no centro do Universo.

Sabemos agora que este modelo não pode representar o Sistema Solar porque não se enquadra nas observações do universo. O modelo correto é o heliocêntrico.

Ilustração do modelo geocêntrico - a crença de que a Terra estaria no centro do universo

Palavras-chave:

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