MECÂNICA CELESTE
Autor: Henrique Moura | Publicado: 2017-05-01T15:45:00-07:00

<!--[if gte mso 9]>
 
  Normal
  0
  
  
  21
  
  
  false
  false
  false
  
  PT-BR
  X-NONE
  X-NONE
  
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
  
  MicrosoftInternetExplorer4
  
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
  
<![endif]-->
<!--[if gte mso 9]>
 <w:LatentStyles DefLockedState="false" DefUnhideWhenUsed="true"
  DefSemiHidden="true" DefQFormat="false" DefPriority="99"
  LatentStyleCount="267">
  <w:LsdException Locked="false" Priority="0" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Normal"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="9" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="heading 1"/>
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  <w:LsdException Locked="false" Priority="10" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Title"/>
  
  <w:LsdException Locked="false" Priority="11" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Subtitle"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="22" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Strong"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="20" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Emphasis"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="59" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Table Grid"/>
  
  <w:LsdException Locked="false" Priority="1" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="No Spacing"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="60" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light Shading"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="61" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light List"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="62" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light Grid"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="63" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 1"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="64" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 2"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="65" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 1"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="66" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 2"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="67" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 1"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="68" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 2"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="69" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 3"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="70" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Dark List"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="71" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Shading"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="72" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful List"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="73" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Grid"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="60" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light Shading Accent 1"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="61" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light List Accent 1"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="62" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light Grid Accent 1"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="63" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 1 Accent 1"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="64" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 2 Accent 1"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="65" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 1 Accent 1"/>
  
  <w:LsdException Locked="false" Priority="34" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="List Paragraph"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="29" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Quote"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="30" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Intense Quote"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="66" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 2 Accent 1"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="67" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 1 Accent 1"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="68" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 2 Accent 1"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="69" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 3 Accent 1"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="70" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Dark List Accent 1"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="71" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Shading Accent 1"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="72" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful List Accent 1"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="73" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Grid Accent 1"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="60" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light Shading Accent 2"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="61" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light List Accent 2"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="62" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light Grid Accent 2"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="63" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 1 Accent 2"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="64" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 2 Accent 2"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="65" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 1 Accent 2"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="66" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 2 Accent 2"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="67" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 1 Accent 2"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="68" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 2 Accent 2"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="69" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 3 Accent 2"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="70" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Dark List Accent 2"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="71" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Shading Accent 2"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="72" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful List Accent 2"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="73" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Grid Accent 2"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="60" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light Shading Accent 3"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="61" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light List Accent 3"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="62" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light Grid Accent 3"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="63" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 1 Accent 3"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="64" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 2 Accent 3"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="65" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 1 Accent 3"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="66" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 2 Accent 3"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="67" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 1 Accent 3"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="68" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 2 Accent 3"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="69" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 3 Accent 3"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="70" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Dark List Accent 3"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="71" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Shading Accent 3"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="72" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful List Accent 3"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="73" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Grid Accent 3"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="60" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light Shading Accent 4"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="61" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light List Accent 4"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="62" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light Grid Accent 4"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="63" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 1 Accent 4"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="64" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 2 Accent 4"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="65" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 1 Accent 4"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="66" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 2 Accent 4"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="67" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 1 Accent 4"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="68" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 2 Accent 4"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="69" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 3 Accent 4"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="70" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Dark List Accent 4"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="71" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Shading Accent 4"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="72" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful List Accent 4"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="73" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Grid Accent 4"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="60" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light Shading Accent 5"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="61" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light List Accent 5"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="62" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light Grid Accent 5"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="63" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 1 Accent 5"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="64" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 2 Accent 5"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="65" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 1 Accent 5"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="66" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 2 Accent 5"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="67" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 1 Accent 5"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="68" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 2 Accent 5"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="69" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 3 Accent 5"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="70" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Dark List Accent 5"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="71" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Shading Accent 5"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="72" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful List Accent 5"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="73" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Grid Accent 5"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="60" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light Shading Accent 6"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="61" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light List Accent 6"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="62" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Light Grid Accent 6"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="63" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 1 Accent 6"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="64" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 2 Accent 6"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="65" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 1 Accent 6"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="66" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 2 Accent 6"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="67" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 1 Accent 6"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="68" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 2 Accent 6"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="69" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 3 Accent 6"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="70" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Dark List Accent 6"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="71" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Shading Accent 6"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="72" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful List Accent 6"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="73" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Grid Accent 6"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="19" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Subtle Emphasis"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="21" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Intense Emphasis"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="31" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Subtle Reference"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="32" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Intense Reference"/>
  <w:LsdException Locked="false" Priority="33" SemiHidden="false"
   UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Book Title"/>
  
  
 
<![endif]--><!--[if gte mso 10]>

 /* Style Definitions */
 table.MsoNormalTable
 {mso-style-name:"Tabela normal";
 mso-tstyle-rowband-size:0;
 mso-tstyle-colband-size:0;
 mso-style-noshow:yes;
 mso-style-priority:99;
 mso-style-qformat:yes;
 mso-style-parent:"";
 mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
 mso-para-margin-top:0cm;
 mso-para-margin-right:0cm;
 mso-para-margin-bottom:10.0pt;
 mso-para-margin-left:0cm;
 line-height:115%;
 mso-pagination:widow-orphan;
 font-size:12.0pt;
 mso-bidi-font-size:6.0pt;
 font-family:"Times New Roman","serif";
 mso-bidi-font-family:Verdana;
 mso-fareast-language:EN-US;}

<![endif]-->



Paulo Augusto Bisquolo,
Especial para a Página 3 Pedagogia &amp; Comunicação Paulo Augusto Bisquolo é
professor de física do colégio COC-Santos (SP). 



Ao contrário do que pensavam Aristóteles e Ptolomeu, a Terra não se encontra
parada no centro do sistema solar. Está em movimento em torno do Sol, junto com
mais oito planetas. Esse movimento planetário é
descrito por leis que foram desenvolvidas no decorrer da história devido às
contribuições de diversos cientistas, como Copérnico e Galileu, e na física clássica foram concluídas
pelos trabalhos de Kepler e Newton.

As leis de Kepler

O alemão Johannes Kepler (1571-1630) enunciou três leis que descrevem o
movimento dos planetas no sistema solar, mas sabe-se agora que essas leis são
válidas para qualquer sistema planetário. Elas são conhecidas como a lei das
órbitas, a lei das áreas e a lei dos períodos.

A lei das órbitas

A lei das órbitas descreve a trajetória de um planeta que está orbitando
uma estrela. Ela pode ser enunciada da seguinte forma:



Todos os planetas se movem em trajetórias elípticas, estando o Sol
localizado em um dos focos da elipse.







A Terra tem a sua trajetória elíptica. Porém, como os focos dessa
trajetória estão muito próximos, sua órbita é praticamente circular. Cabe
salientar que a circunferência é uma elipse onde os dois focos coincidem.

A lei das áreas

Considere um planeta em movimento em torno do Sol. Definiremos como raio
vetor um vetor que tem como origem o Sol e extremidade apontando para o
planeta em questão.







Com isso, a lei das áreas pode ser enunciada da seguinte forma:



No movimento de órbita do planeta, o raio vetor varre áreas iguais em
tempos iguais.











Uma consequência importante dessa lei é o fato de o planeta não
percorrer a sua órbita com velocidade constante. Observe que A1
e A2 são iguais, mas as os arcos ab e cd não
são. Se as áreas são percorridas em tempos iguais, então a velocidade média com
que o planeta percorre o arco ab será maior que a velocidade média com
que ele percorre o arco cd. Com isso, pode-se concluir que o planeta, quando se
dirige ao periélio, ponto mais próximo do Sol, executa um movimento acelerado,
mas quando se dirige ao afélio, ponto mais afastado do Sol, executa um
movimento retardado.

A lei dos períodos

Considere dois planetas do sistema solar, como a Terra e Vênus. Esses
dois planetas descrevem trajetórias quase circulares em torno do Sol e
completam uma volta em um intervalo de tempo que chamado de ano do planeta,
ou período de translação.



Kepler, nos seus estudos, determinou uma relação entre o período de
translação e o raio médio da órbita dos planetas que constituem um sistema
planetário. Essa relação é conhecida como a lei dos períodos, e pode ser
enunciada da seguinte forma.



A razão entre os quadrados dos períodos de translação dos planetas e os
cubos dos respectivos raios médios das órbitas é sempre constante.



Matematicamente, a lei dos períodos pode ser escrita da seguinte forma:

 

  
 

  
  
T2 R3 = K

 


Onde:



T = Período de translação dos planetas.

R = Raio médio das órbitas planetárias.

K = Uma constante que depende da massa do Sol.



Para o caso particular da Terra e de Vênus, se aplicarmos a lei dos
períodos, teremos a seguinte relação matemática:









A lei da gravitação universal

Depois de ouvirmos tantas vezes que "Terra atrai a Lua",
talvez você possa ter se perguntado por que a Lua não cai na Terra. Para
entender a resposta dessa pergunta, faça a seguinte experiência de pensamento:
imagine que você tem uma pedra na mão e a deixa cair. Ela descreverá uma
trajetória vertical e para baixo. Depois, pegue a pedra, lance-a para frente e
observe que ela descreverá uma trajetória parabólica, chegando ao solo alguns
metros a frente.



Agora pense na possibilidade de poder lançá-la cada vez mais longe: o
que aconteceria com essa pedra? É natural que ela continue caindo, já que é
atraída pela Terra. Porém, dependendo da velocidade com que ela é lançada pode
ocorrer algo muito curioso: a pedra pode entrar em um movimento de "queda
eterna", que é conhecido como movimento de órbita.



A resposta da pergunta é essa: se a Lua executa um movimento orbital
devido à atração que a Terra exerce sobre ela, isso quer dizer que a Lua está
em movimento de queda, mas que nunca chegará atingir a Terra.



Isaac Newton formulou a lei que descreve essa força que, além de fazer
os objetos caírem, faz os planetas e satélites permanecerem em órbita. Essa lei
é conhecida como a lei da gravitação universal e ela parte de duas premissas:

massa
     atrai massa;
quanto
     mais afastados estiverem os corpos, menor será a intensidade dessa força.
     
     A explicação da segunda premissa foi objeto de muita discussão entre os pesquisadores
     da época, como Robert Hooke e Edmund Halley, mas o gênio criativo de
     Newton foi capaz de solucionar esse problema.
     
     Newton descobriu que a força de atração gravitacional era inversamente
     proporcional ao quadrado da distância entre as massas, em outras palavras,
     quanto mais afastados estiverem os objetos, menor será a força de atração
     entre eles e essa força diminui rapidamente com o aumento da distância.
     
     Outro ponto importante da lei da gravitação universal é aquele que diz que
     massa pode atrair massa. Dessa afirmação pode vir a seguinte pergunta:
     "Se eu tenho massa, porque eu não estou atraindo outros corpos que
     também têm massa?". A resposta é que você está, sim, atraindo outros
     corpos que estão ao seu redor. Mas, como você tem uma massa pequena e os
     outros corpos também, essa força de atração se torna desprezível. Quando
     pelo menos um dos corpos tem uma massa considerável, como é o caso do
     planeta Terra, é possível sentir a força de atração gravitacional.
     
     A lei da gravitação universal de Newton é expressa matematicamente pela
     equação abaixo: