Astronomia de Posição (Gastão Bierrenbach Lima Neto)
129 pág.

Astronomia de Posição (Gastão Bierrenbach Lima Neto)


DisciplinaAstrofísica167 materiais797 seguidores
Pré-visualização38 páginas
Astronomia de Posic¸a\u2dco
Notas de Aula \u2013 Versa\u2dco 03/06/2013
Gasta\u2dco Bierrenbach Lima Neto
Instituto de Astronomia, Geof´\u131sica e Cie\u2c6ncias Atmosfe´ricas (IAG)
Universidade de Sa\u2dco Paulo (USP)
A u´ltima versa\u2dco destas notas se encontra aqui:
http://www.astro.iag.usp.br/~gastao/astroposicao.html
Conteu´do
1 Esfera Celeste 1
1.1 Introduc¸a\u2dco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Horizonte e Constelac¸o\u2dces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 Movimento Aparente dos Astros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3.1 Estac¸o\u2dces do ano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4 Sistema de Refere\u2c6ncia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.5 Sistema de Coordenadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.5.1 Coordenadas Horizontais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.5.2 Coordenadas Equatoriais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.5.3 Coordenadas Ecl´\u131pticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.5.4 Coordenadas Gala´cticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.5.5 Movimento dia´rio dos astros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.6 Relac¸a\u2dco entre sistemas de coordenadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.6.1 Noc¸o\u2dces de trigonometria esfe´rica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2 Tempo 25
2.1 Escalas de Medida de Tempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.1.1 Introduc¸a\u2dco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.1.2 Movimento e tempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.1.3 Tempo sideral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.1.4 Tempo solar, tempo universal e tempo civil . . . . . . . . . . . . 27
2.1.5 Translac¸a\u2dco da Terra: ano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.1.6 Translac¸a\u2dco da Lua: me\u2c6s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.1.7 Tempo dina\u2c6mico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.1.8 Tempo ato\u2c6mico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.1.9 Rotac¸a\u2dco da Terra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.1.10 Tempo universal coordenado e Tempo Legal (ou Civil) . . . . . . 38
2.2 Calenda´rios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.2.1 Introduc¸a\u2dco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.2.2 Base astrono\u2c6mica dos calenda´rios . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.2.3 Calenda´rio Eg´\u131pcio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
i
ii Conteu´do
2.2.4 Calenda´rio Romano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.2.5 Calenda´rio Juliano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.2.6 Calenda´rio Gregoriano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.2.7 Calenda´rio Judaico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.2.8 Calenda´rio Muc¸ulmano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.2.9 Calenda´rio da Revoluc¸a\u2dco Francesa . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.3 Dia Juliano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.4 Relac¸a\u2dco entre tempo sideral e tempo universal . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.5 Radiac¸a\u2dco solar e Insolac¸a\u2dco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3 Movimento, forma e perspectiva: Variac¸a\u2dco de coordenadas 51
3.1 Forma da Terra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.1.1 Sistema astrono\u2c6mico de coordenadas geogra´\ufb01cas . . . . . . . . . 52
3.1.2 Sistema geode´tico de coordenadas geogra´\ufb01cas . . . . . . . . . . . 52
3.1.3 Sistema geoce\u2c6ntrico de coordenadas geogra´\ufb01cas . . . . . . . . . . 53
3.1.4 GPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.2 Precessa\u2dco e Nutac¸a\u2dco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.2.1 F´\u131sica da precessa\u2dco e nutac¸a\u2dco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.2.2 Efeitos da precessa\u2dco e nutac¸a\u2dco nas coordenadas . . . . . . . . . . 57
3.3 Movimento do po´lo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.4 Refrac¸a\u2dco atmosfe´rica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.4.1 Aproximac¸a\u2dco de planos paralelos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.4.2 Fo´rmula geral da refrac¸a\u2dco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
3.5 Nascer, po\u2c6r e crepu´sculos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.5.1 Crepu´sculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.6 Movimento pro´prio de estrelas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.6.1 Efeito do movimento pro´prio nas coordenadas . . . . . . . . . . . 70
3.7 Relac¸a\u2dco entre coordenadas geoce\u2c6ntricas e helioce\u2c6ntricas . . . . . . . . . 70
3.8 Paralaxe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.8.1 Paralaxe anual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.8.2 Paralaxe dia´ria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
3.9 Aberrac¸a\u2dco da Luz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.9.1 Aberrac¸a\u2dco anual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.9.2 Aberrac¸a\u2dco planeta´ria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.9.3 Aberrac¸a\u2dco secular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.9.4 Aberrac¸a\u2dco dia´ria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.10 Desvio gravitacional da luz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.11 Reduc¸a\u2dco das coordenadas celestes: Reduc¸a\u2dco ao dia . . . . . . . . . . . . 82
4 Astronomia Cla´ssica 84
4.1 Introduc¸a\u2dco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.2 Gre´cia cla´ssica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.2.1 Escola jo\u2c6nica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.2.2 Escola elea´tica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.2.3 Escola pitago´rica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4.2.4 Sistema de Eudoxo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4.2.5 Sistema de Aristo´teles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Conteu´do iii
4.3 Sistema h´\u131brido de Hera´clides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
4.3.1 Aristarco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.3.2 Erato´stenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.4 Hiparco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.4.1 Ge\u2c6mino de Rodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.5 Sistema de epiciclos: Ptolomeu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.6 Sistema geoce\u2c6ntrico de Ptolomeu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.7 Entre Ptolomeu e Cope´rnico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
4.7.1 Astronomia fora da Europa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
4.7.2 Precursores da revoluc¸a\u2dco copernicana . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.8 Sistema helioce\u2c6ntrico de Cope´rnico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4.8.1 Cope´rnico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4.8.2 Galileu Galilei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.8.3 Brahe e Kepler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.9 Con\ufb01gurac¸o\u2dces planeta´rias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
4.10 Eclipses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4.10.1 Eclipse do Sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4.10.2 Eclipse do Lua . . . . . . . . . . . . . . . .