Lista de Exercícios 01

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Universo / Prof. Paulo Eduardo de Brito LCN / FUP / UnB
Lista de Exercício - MPE1 
1. Meça o tamanho angular da porta da sala de aula, vista a várias distâncias.
a) Faça uma tabela do tamanho angular X Distância da porta (Faça pelo menos 4 distâncias distintas)c) Calcule usando trigonometria qual seria o tamanho angular previsto para cada caso. Explique as possíveis divergências.
2. Meça a relação entre uma circunferência e o seu diâmetro. Faça o experimento com pelo menos 3 objetos distintos. Pode ser o fundo de um copo, um anel, uma bola de isopor ou qualquer outra coisa esférica ou cilíndrica.
3. Sabendo que devemos beber em média 2 litros de água por dia. a) Qual a quantidade de água necessária para 100 anos de vida ?b) Qual o tamanho de uma caixa de água que contenha esta quantidade de água ?c) Qual deve ser a espessura de água que cobre o planeta inteiro para saciar a sede de água de toda a população humana durante 100 anos ? Dados: Raio da Terra = 6370 km Volume de uma calota esférica = 4 pi r 2 d (onde r é o raio e d é a espessura ). População da terra ~ 6 bilhões de pessoas. 
4. Sabendo que a velocidade da luz é igual a 300 mil quilômetros por segundo, qual a distância que a luz percorre durante 1 ano ? Esta distância é conhecida como ano-luz.
5. Um parsec é a distância à qual se deveria situar um observador para ver uma unidade astronômica (UA) - equivalente à distância da Terra ao Sol - sob o ângulo de um segundo de arco. Sabendo que 1 UA = 150 milhões de quilômetros, dê o valor do parsec em metros e em anos-luz . 6. Qual a distância média entre os átomos de ferro? Sabendo que a massa atômica do ferro é igual a 55.8 g/mol e que a densidade do ferro é igual a 7,87 g/cm3. 
7. Considerando a nossa galaxia como um cilindro de raio de 50 mil anos-luz e espessura de 2 mil anos luz e que há em torno de 200 bilhões de estrelas. Qual é a distância média entre as estrelas ? Dê sua resposta em ano-luz. 
8. Qual o volume de sangue que o coração bombeia por dia ? Considere o volume de sangue que cabe no coração ~ 50 ml. Durante cem anos, qual deveria ser o comprimento de uma piscina de 2 m de profundidade e 12 m de largura para conter o volume de sangue bombeado pelo seu coração?
9. Qual o volume de asfalto utilizado para cobrir uma rodovia de mão dupla que ligasse Brasília a Belo Horizonte ? Considere a distância de BsB-BH ~ 700 km.
10. A que distância deveríamos colocar uma moeda de 1 Real para ficar do tamanho angular do Sol ? Dados: Diâmetro do Sol = 1,39 milhões de kmDistância média do Sol = 150 milhões de km
11. Cite ao menos três conhecimentos que os astrônomos da antigüidade tinham.
12. Na antiguidade, como as pessoas sabiam a diferença entre estrelas e planetas?
13. O que são constelações ?
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14. Qual o siginificado do termo zodíaco?
15. O movimento diurno (aparente) da esfera celeste, de leste para oeste, é um reflexo do movimento de rotação da Terra, que se dá de …........................
16. O ponto da esfera celeste que fica diretamente acima da cabeça do observador chama-se …...................... e que fica no ponto oposto da esfera celeste, sob os pés, do outro lado da Terra chama-se …................................
17. O círculo da esfera celeste correspondente ao caminho percorrido pelo Sol durante o ano chama-se ….................................
18. O prolongamento do eixo de rotação da Terra intercepta a esfera celeste em dois pontos, que são os …...................................................
19. O eixo que une os dois pólos celestes é perpendicular a um grande círculo chamado …......................
20. Qual o nome das coordenadas do sistema horizontal para medir a posição de um astro? 
21. Qual o nome das coordenadas do sistema equatorial celeste para medir a posição de um astro?
22. Para um observador que vive num lugar situado sobre o equador terrestre (latitude = 0º), a altura do zênite e a altura dos pólos valem, respectivamente …...........................
23. Para um observador no pólo sul da Terra, a altura e a declinação do pólo celeste sul valem, respectivamente ….........................................
24. Para um observador que vive em Brasília (latitude 15,6º Sul), qual a altura do Polo Sul Celeste ?
25. Qual a causa do movimento diurno dos astros? 
26. Suponha que estás em um planeta estranho, e percebes que, nesse lugar, o movimento diurno das estrelas se dá em torno de um ponto fixo 40° acima do horizonte. Então deduzes que tua latitude é:
27. A região do céu que pode ser observada por uma pessoa no pólo sul da Terra tem apenas objetos com declinação (coordenada do Sistema Equatorial) entre quais ângulos?
28. Aonde você deve estar para enxergar o pólo sul celeste exatamente no zênite ? E para observar no o pólo sul no horizonte ?
29. Chamamos circumpolares a todas as estrelas que estão aonde ?
30. Qual o nome da trajetória aparente do Sol através do céu, durante o ano?
31. Qual a trajetória de uma estrela qualquer no seu movimento diurno, do ponto de vista de alguém em Brasília ?
32. Se Sírius, a estrela mais brilhante do céu, nasce às 22:00 em uma determinada noite, na noite seguinte ela irá nascer às ….....................................
33. Qual a diferença entre dia solar e dia sideral ?
34. Num lugar da Terra cuja latitude é 25ºS, quando o sol passa no zênite ?
35. A faixa de latitudes que inclui apenas as regiões da Terra onde o Sol passa a pino (no zênite) alguma vez durante o ano é ….............................................. Qual é o nome desta região ?
36. Numa certa data do ano a declinação do Sol é -20º, e no dia seguinte o Sol está ainda mais distante do equador celeste. Qual é a estação do ano no hemisfério sul?
37. Explique o movimento de Rotação da Terra.
38. Explique o movimento de Translação da Terra.
39. Explique o movimento de Precessão da Terra.
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40. Explique o movimento de Nutação da Terra.
41. Faça um desenho esquemático que mostre como o planeta Terra é iluminado pelo Sol nos solstícios e equinócios. 
42. Quais são as estações do ano, tanto no hemisfério Norte como no Sul, e quais são as suas datas ?
43. Cite ao menos dois outros componentes de movimento da Terra (que não seja rotação, translação, precessão e nutação).
44. Qual é a ascensão reta do Sol quando o Sol cruza o equador próximo ao dia 23 de março de cada ano?
45. Como se chamam as linhas paralelas da Terra com latitudes geográficos +23,5° , -23,5° , +66,5o e -66,5o ?
46. Faça um desenho esquemático das fases da Lua, mostrando a posição relativa entre Sol, Terra e Lua. Mostre como a Lua é vista da Terra. Indique também em que hora a Lua nasce e se põe em cada uma destes momentos. Divida o movimento da Lua em oito momentos distintos.
47. Pode ocorrer um eclipse dois meses após outro eclipse?
48. O que aconteceria se o plano orbital da Lua fosse o mesmo do plano da eclíptica.
49. Sabemos que Sol está 3% mais próximo da Terra em janeiro do que em julho. Sabemos também que a energia do Sol que chega à Terra cruza uma área A=4 pi d2, onde pi =3,14 e d é a distância do Sol à Terra. Qual é a variação na insolação solar devido a variação da distância do Sol à Terra?
50. Qual é o ângulo de inclinação do eixo de rotação da Terra com o eixo de translação? É o mesmo ângulo entre o equador e a eclíptica.
51. Por que a data em que o Sol cruza o equador não é sempre o dia 23 de março de cada ano?
52. Qual é a ascensão reta do Sol quando o Sol próximo ao dia 22 de dezembro de cada ano?
53. Em que região da Terra o Sol nasce no dia 23 de setembro e só se põe no dia 23 de março?
54. O diâmetro angular da lua é 0,5° Sabendo-se que a distância média da Terra àLua é de 384 000 km, qual é o diâmetro da Lua?
55. Em que fase da Lua ocorre um eclipse solar?
56. Se a causa das estações fosse a variação de distância do Sol à Terra, os dois hemisférios da Terra poderiam ter estações diferentes?
57. Porto Alegre tem latitude - 30o. Qual é a variação na insolação solar do inverno ao verão, lembrando que 
Verão
Inverno
=
sen altura do verão
sen altura do inverno
?
58. Se o plano da órbita da Lua em volta da Terra não estivesse 5° inclinado em relação ao plano da órbita da Terra em torno do Sol, quando ocorreriam os eclipses?
59. Qual é o combustível do Sol ? Como se processa a queima deste combustível ?
60. Descreva o nascimento do sistema solar.
61. Qual é a causa das violentas explosões na superfície do Sol ?
62. O movimento de rotação do Sol é uniforme ? Explique.
63. Qual é a causa das auroras boreais e austrais na Terra? 
64. Porque é importante o estudo da atividade solar no decorrer dos anos ?
65. O que é o vento solar ?
66. A temperatura do Sol é uniforme ? Como é a sua variação ? No núcleo, na superfície e na coroa solar.
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67. A superfíciel do Sol tem uma temperatura em torno de 600 K, 6000 K, 60000 K ou 600000 K ? 
68. Descreva o final da vida do Sol.
69. Quando a Lua é maior angularmente? Quando está no horizonte ou quando está no alto do céu ? Faça uma figura esquemática que explique isto.
70. Quanto vale uma unidade astronômica (u.a.) ?
71. Coloque os nomes dos planetas em ordem de distância do Sol.
72. Coloque os nomes dos planetas em ordem de tamanho.
73. Quais as características dos planetas terrestres e quais são? 
74. Quais as caracteristicas dos planetas jovianos e quais são?
75. Qual a diferença entre planeta e planeta anão ? 
76. Quais os nomes dos planetas anões conhecidos até agora ? 
77. Dê uma definição para o Sol e descreva algumas de suas características.
78. Qual a idade do Sol e do seu sistema ?
79. Qual a teoria mais aceita atualmente para explicar a origem da Lua?
80. Faça uma tabela contendo o nome dos planetas e suas características, como distância média do Sol (em u.a.), massa (em unidades de massa terrestre), período orbital (em anos terretres), período de rotação, número de satélites, se tem ou não anéis, temperatura média do planeta, inclinação do plano equatorial em relação ao plano da eclíptica, densidade atmosférica e duas curiosidades.
81. Qual a diferença entre meteoróide, meteoro e meteorito ?
82. Qual a diferença entre asteróide e cometa ?
83. Qual é o formato da cauda do cometa ? Faça um desenho esquemático.
84. Onde se localiza o Cinturão de Asteróides ? Cite o nome de três objetos deste conjunto.
85. Onde se localiza o Cinturão de Kuiper ? Cite o nome de três objetos deste conjunto.
86. Onde está a Nuvem de Oort ?
Figura 1: Raio incidente (superior a esquerda), 
raio refletido (superior a direita) e raio refratado 
(inferior a direita)
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87. Qual é a Lei de Reflexão da ótica geométrica ?
88. Dado a figura 1 (resultado do experimento feito em sala de aula), meça os ângulos e verifique a lei de reflexão.
89. Qual é a Lei de Refração da ótica geométrica ?
90. Dado a figura 1, meça os ângulos e encontre o valor do índice de refração do vidro da meia lua.
91. Qual é a equação das lentes ? Qual é a equação de aumento ou diminuição da imagem ?
92. Dê as caraterísticas da lente da Figura 2, se é convergente ou divergente, qual o valor do seu foco, se é positivo ou negativo, e se um objeto estiver a uma distância de 10 cm, qual será a distância da imagem ?
93. Dê as caraterísticas da lente da Figura 3, se é convergente ou divergente, qual o valor do seu foco, se é positivo ou negativo, e se um objeto estiver a uma distância de 10 cm, qual será a distância da imagem ?
94. Qual é a equação dos espelhos ?
95. Dê as caraterísticas da lente da Figura 4, se é convergente ou divergente, qual o valor do seu foco, se é positivo ou negativo, e se um objeto estiver a uma distância de 10 cm, qual será a distância da imagem ?
96. Dê as caraterísticas da lente da Figura 5, se é convergente ou divergente, qual o valor do seu foco, se é positivo ou negativo, e se um objeto estiver a uma distância de 10 cm, qual será a distância da imagem ?
97. Olhando para o mapa do Brasil, e supondo que estamos ao meio-dia do dia 2 de novembro, dia em que não existe sombra em Brasília (ao meio dia), qual é o sentido da sombra para um poste que esteja em Recife (PE), Rio Branco (AC) e Porto Alegre (RS). Faça um desenho mostrando esta direção em relação aos pontos cardeais.
98. As frases abaixo estão erradas, reescreva-as de tal maneira que fique corretas. Não use frases na negativa. a) O Sol nasce no leste e se põe no oeste. b) A Lua cheia é maior quando está no horizonte. c) O Cruzeiro do Sul está no polo sul celeste.
Figura 2: Lente bicônvexa Figura 3: Lente bicôncava
Figura 4: Espelho côncavo Figura 5: Espelho convexo
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 d) Em Buenos Aires, capital da Argentina, a sombra ao meio dia está voltado para o norte. e) Em Brasília no solstício de inverno, a sombra ao meio-dia, está voltado para o oeste. f) Em Brasília no solstício de verão, a sombra ao meio-dia, está voltado para o leste.
99. O que é o efeito estufa ? Ele é útil ou prejudicial a nós ?
100. Mostre através de um desenho como encontrar o polo sul celeste utizando a constelação do Cruzeiro do Sul.
101. Mostre através de um desenho o movimento do Cruzeiro do Sul no decorrer da Noite.
102. Você sabe que as estações do ano são devidas à inclinação do eixo de rotação da Terra com relação à perpendicular ao plano da órbita terrestre. Esta inclinação, dada pelo ângulo q na figura abaixo, é de cerca de 23,5 graus. À medida que a Terra se movimenta ao redor do Sol, ao longo do ano, o ângulo de incidência dos raios solares na superfície da Terra, em um dado lugar, vai se modificando. Por exemplo, apenas no Solstício de Verão do Hemisfério Sul, o Sol fica a pino (ao meio dia solar local) no Trópico de Capricórnio. Vimos também que nos equinócios (instante em que se iniciam as estações Primavera e Outono) a parte diurna e a noturna do dia são iguais e o Sol fica a pino no Equador. Por outro lado, nos solstícios (instante em que se iniciam o Verão e o Inverno) a duração do período diurno é a mais longa do ano no hemisfério no qual o Verão se inicia. Considere a figura a cima, que representa a incidência dos raios solares sobre a Terra, em uma dada posição de sua órbita em torno do Sol. Repare que o eixo de rotação está inclinado de um ângulo θ (cerca de 23,5 graus) em relação à vertical ao plano de translação. Repare ainda que a metade mais escura (à esquerda) é a parte que não recebe luz do Sol e a metade à direita é a região iluminada. Todas as perguntas abaixo são referentes ao fenômeno representado nesta figura
a) Que evento astronômico (Solstício de Verão ou de Inverno ou Equinócio de Primavera ou de Outono), em relação a que hemisfério, está sendo representado pela figura? Quais as estações do ano que estão se iniciando no Hemisfério Sul e no Hemisfério Norte? Explique o porquê.b) Qual a altura do Sol no Pólo Norte, isto é quantos graus ele se encontra acima do horizonte?c) Em que região da Terra o Sol fica a pino ao meio dia?
103. Se um ano-luz fosse representado por uma distância de 1 metro, qual seria nesta escala a distância média da Terra ao Sol, em milímetros ? E do tamanho da Via Láctea em quilômetros? Dados: c = 300 000 km/s (velocidade da luz) ano = 365.25 dias Distância média da Terra ao Sol =150 milhões de km.Diâmetro da nossa galáxia = 100 mil anos-luz.