Medir o Diâmetro do Sol

Atividade Hands-on para medir o Sol, utilizando materiais domésticos.

Breve descrição

O Sol move-se pelo “céu” a velocidade aproximadamente constante devido à rotação da Terra. Medindo a velocidade do sol, podemos determinar a seu tamanho aparente. Apenas são necessários alguns itens domésticos e 30 minutos de um dia soalheiro.

Objetivos

  • Os alunos terão uma compreensão do tamanho aparente e real do Sol.
  • Os alunos vão compreender o quão rápido o Sol se move ao longo do “céu”.

Objetivos de aprendizagem

  • Os alunos vão ser capazes de descrever a razão pela qual o Sol aparenta ser mais pequeno no céu do que na realidade.
  • Os alunos vão ser capazes de descrever porque razão o Sol aparenta mover-se no céu quando é, na realidade, um movimento aparente criado pelo movimento de rotação da Terra.
  • Os alunos vão ser capazes de fazer conversões entre diferentes unidades de tempo, ângulos e calcular com precisão o diâmetro do Sol.

Avaliação

  • Tenha a certeza que cada objetivo é atingido.
  • Peça aos alunos para descrever o que acontece ao Sol quando este se move pelo céu utilizando uma bola e um globo (que representam o Sol e a Terra).
  • Peça aos alunos para explicar as escalas no que respeita ao modelo com a bola e o globo.

Material

  • Um espelho pequeno (que tem que ser coberto por uma fina folha de papel, por isso deve ter entre 5 a 20 cm)
  • um pedaço de papel que cubra o espelho
  • um tripé ou um bocado de plasticina
  • algo que sirva como alvo (uma folha de papel branco A4 ou A3 preso num cartão)
  • um lápis ou marcador para escrever no alvo
  • fita-cola, fita de papel ou fita isoladora
  • um cronómetro

Informações de referência

  • Compreender o conceito de ângulo e distância angular
  • Compreender o conceito de velocidade
  • Ter noção que o movimento do Sol é aparente, causado pela rotação da Terra.
  • Estar ciente dos riscos de olhar diretamente para o Sol.

Descrição da atividade completa

Preparação:

  • Fazer um pequeno orifício (entre o tamanho de um alfinete e 5mm de diâmetro, no centro do pedaço de papel.
  • Com a fita-cola, fixar o pedaço de papel na superfície frontal do espelho de forma a que apenas seja visível a sua superfície pelo orifício no papel.
  • Colocar o espelho no tripé, ou numa base feita de plasticina, com o papel virado para cima, fazendo um ângulo de aproximadamente 40º (virado para o Sol).
  • Colocar o alvo e garantir que este não se move durante toda a experiência. Se ele se mover, a experiência deve ser repetida.

Metodologia:

  • Apontar o espelho para o alvo de forma a que o Sol apareça projetado no mesmo.
  • A imagem do Sol projetada no alvo deve ser circular. Se não for circular, ajustar o ângulo do espelho até ser.
  • Traçar no alvo a orla do Sol.
  • Iniciar o cronómetro.
  • Esperar que o Sol se mova para fora da circunferência desenhada.
  • Registar o tempo e reiniciar o cronómetro.
  • Repetir os passos 2–6 algumas vezes (repetir 3 ou 4 vezes para resultados mais exatos).
  • Determinar a média dos tempos (em segundos).

Discussão e Resultados:

Nesta atividade, é contado o tempo que o Sol leva a mover-se uma distância igual ao seu diâmetro. O Sol leva 24 horas a fazer os 360º e voltar ao mesmo ponto no céu. A velocidade aparente a que viaja é:

360º /24 horas = 360º/(24x60) minutos = 0.25º/ minuto = 0.00416º/s ou 1/240 º/s

Determinar o tamanho angular do Sol: Média do tempo (em segundos) × 1/240 º/s = __ º

Parabéns! Determinou o tamanho angular do Sol.

Calcular o tamanho real do Sol

Pode utilizar o tamanho angular do Sol para calcular o seu tamanho real.

O tamanho angular convertido em radianos × distância da Terra ao Sol = tamanho do Sol

Tamanho angular × (pi/180) × 92 955 887.6 milhas = milhas ou Tamanho angular × (pi/180) × 149 598 000 km = km

Parabéns! Calculou o tamanho real do diâmetro do Sol, em milhas/quilómetros, com base nas suas medições!

Currículo

Space Awareness curricula topics (EU and South Africa)

Our wonderful Universe, Solar System

National Curricula UK

GCSE, physics: AQA Science A, Edexcel, OCR A, OCR B, WJEC GCSE, astrophysics: Edexcel (1.1.3: a, b) KS3, phyics: space physics

National Curricula PT

3º Ciclo: 7º ano: Física e Química - Conhecer e compreender os movimentos da Terra e da Lua. Ensino Profissional: Física - Módulo F3 – Luz e fontes de luz Ensino Profissional: Física - Módulo E1.F3 – Ótica geométrica

Informações adicionais

  • Garanta que está a projetar no alvo a imagem do Sol e não apenas uma reflexão do próprio espelho. É essencial ter um orifício pequeno (no papel) para conseguir isto. Se o orifício for muito grande, ou se o papel estiver muito afastado do espelho, não vai conseguir ter uma boa projeção. É necessário fazer alguns testes para o conseguir.
  • Garanta que o alvo não se move acidentalmente.
  • Garanta que o espelho está virado para o alvo e que a imagem projetada é circular.
  • O Sol não leva exatamente 24 horas a voltar à mesma posição no céu pois durante esse tempo a Terra moveu-se 1/365 na sua órbita à volta do Sol. Este fenómeno não é visível na experiência devido à exatidão da experiência, mas pode querer discuti-lo com os alunos.
  • Ao fazer os cálculos, convertemos 360° em 2pi radianos. O ângulo em radianos permite-nos fazer cálculos que envolvem ângulos e distâncias. Isto pode ser explicado aos alunos dizendo que o grau é uma unidade. Quando se anda em círculo, apesar de nos termos rodado 360º, também andámos 2pi×raio da circunferência. Isto pode ser provado desenhando uma pequena circunferência, colocando um fio em cima da mesma e depois medindo o tamanho do fio. O tamanho do fio vai ser2pi×raio da circunferência desenhada.
  • Pode ver todos os cálculos feitos no website do LCOGT em http://lcogt.net/education/activity/measure-diameter-sun

Conclusão

A actividade termina quando todos os passos estiverem concluídos e o tamanho do Sol calculado (e comparado com os valores tabelados). Se a atividade for feita por vários grupos, recolha todos os resultados e verifique a variação existente. Esta atividade pode ser utilizada para iniciar uma discussão sobre muitos conceitos astronómicos, como por exemplo as escalas do sistema solar ou unidades de conversão.

This resource was developed by Edward Gomez, LCOGT and peer-reviewed by astroEDU. Translated in Portuguese by César Marques.

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Tópico curricular
Solar System
Grande ideia científica
Palavras-chave
Sun, Observation, Measurement, Maths, Physics
Faixa etária
12 - 19
Nível de ensino
Middle School, Secondary School, Informal
Duração
30min
Dimensão do grupo
Group
Controlo de segurança
Supervised
Custo
Low (< ~5 EUR)
Localização
Outdoors
Competências básicas
Using mathematics and computational thinking, Constructing explanations, Communicating information
Tipo de atividade de aprendizagem
Partial enquiry
Autor da atividade
Edward Gomez, LCOGT
Ligação à atividade de origem
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