DETERMINAÇÃO DO AZIMUTE E DA LINHA NORTE SUL (ASTRONOMIA)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ
Instituto de Física e Química
AST-927 2o/2018
DETERMINAÇÃO DA LINHA NORTE-SUL E DAS COORDENADAS DO SOL 
NO SISTEMA HORIZONTAL
OBJETIVOS
Determinar a linha Norte-Sul usando a sombra feita pela luz do Sol. 
Verificar como variam o azimute e a elevação do Sol ao longo do dia.
MATERIAL UTILIZADO
Relógio;
Gnômon;
Barbante;
Papel-manilha;
Régua;
Transferidor;
Caneta hidrográfica;
Lápis
Protetor solar;
Boné;
Água potável.
PROCEDIMENTO
Nesta atividade você vai medir a sombra de um gnômon das 9 h às 15 h. Um gnômon é uma haste vertical apoiada em uma superfície horizontal, como mostra a Figura 1. A superfície pode ser o chão, desde que não seja inclinado. É necessário que você consiga medir a altura do gnômon e que a sombra projetada por ele no período de observação caia sempre sobre a superfície horizontal. 
Para evitar sujar a superfície, estique a folha de papel manilha no chão em volta do gnômon. Em seguida, corte um pedaço do barbante cujo comprimento seja o dobro da altura do gnômon. Amarre o barbante no pé do gnômon, estique-o ao longo da superfície horizontal e prenda a outra extremidade para que ele fique bem esticado. O barbante será o eixo em relação ao qual você vai medir o ângulo da sombra do gnômon. Meça a altura l do gnômon e anote-a na Tabela 2.
Fig. 1 – Gnômon no Jardim Botânico de Łódź, na Polônia.
Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File: Sundial with analemma, Botanical Garden Łódź.jpg
3.1. Parte da Manhã:
..
Acerte o relógio com a hora oficial de Brasília. Marque no papel a imagem da sombra do gnômon, desde a base até a extremidade, anotando a hora. Em seguida desenhe um círculo centrado na base do gnômon, com raio igual a essa sombra, como mostra a Figura 2. Repita o procedimento aproximadamente de hora em hora. Anote na segunda coluna da Tabela 1 o horário em que você desenhou o círculo.
Você não precisa desenhar toda a sombra do gnômon. Basta que você marque no papel manilha uma linha que faça com o barbante o mesmo ângulo que a sombra faz e cujo compri-mento seja igual ao comprimento da sombra.
Fig. 2 – Desenhando o círculo
A cada intervalo de aproximadamente 15 min você deve medir o comprimento R da sombra, o ângulo entre ela e o barbante (Figura 3) e a hora local. Preencha as três primeiras colunas da Tabela 2.
Fig. 3 – Comprimento da sombra e o ângulo que ela faz com o barbante.
3.2. Parte da Tarde:
Anote a hora em que a sombra do gnômon coincide com o raio de cada círculo marcado na parte da manhã na Tabela 1 e desenhe novamente a sombra naquele instante (Figura 4).
Fig. 4 - Obtenção da linha Norte-Sul
Observe que, para cada círculo, você obtém o traçado de dois raios, que fazem um ângulo entre si. Trace a bissetriz desse ângulo para cada círculo. Anote o ângulo  que cada bissetriz faz com o barbante e complete a Tabela 1.
4. REDUÇÃO DOS DADOS
Calculando a média aritmética dos ângulos da Tabela 1, obtém-se o ângulo  que dá a posição da linha Norte-Sul com relação ao barbante. Anote este ângulo na Tabela 2.
Uma vez conhecido o ângulo  que a linha norte-sul faz com o barbante, é possível determinar o azimute A do Sol a partir dos dados coletados. Discuta com sua equipe como deve ser feito esse cálculo e complete a quarta coluna da Tabela 2.
O ângulo h que o Sol faz com o plano do horizonte, denominado elevação, pode ser calculado a partir das medidas da altura L do gnômon e do comprimento da sombra R, como mostra a Figura 5. A partir das medidas feitas, complete a quinta coluna da Tabela 2.
Fig. 5 - Cálculo da elevação do Sol