Verificando Horário Solar e a Velocidade angular da Sombra utilizando o Gnomon

VERIFICANDO HORÁRIO SOLAR E A VELOCIDADE ANGULAR DA SOMBRA UTILIZANDO O GNOMON

O Gnomon é a parte do relógio solar que possibilita a projeção da sombra.

Objetivo

           Nosso objetivo é verificar e comparar a hora solar com a hora legal, fazendo relações com a ajuda do estudo do m.c.u (movimento circular uniforme) calcular a velocidade angular , deslocamento angular e do período da sombra do gnomo, em um local diferente ao horário de Brasília (horário padrão).

O gnômon deve ter sido o mais antigo instrumento astronômico construÍdo pelo homem. Em sua forma mais simples, consistia apenas de uma vara fincada, geralmente na vertical, no chão. A observação da sombra dessa vara, provocada pelos raios solares, permitia materializar a posição do Sol no céu ao longo do tempo.

Observando a sombra da gnômon ao longo de um dia, os antigos astrônomos puderam perceber que ela era muito longa ao amanhecer e que ia mudando tanto de direção como de comprimento ao longo do dia. Verificaram que o instante em que a sombra era a mais curta do dia, correspondia ao instante que dividia a parte clara do dia em duas metades. A esse instante deram o nome de Meio-dia e a direção em que a sombra se encontrava nesse instante recebeu o nome de Linha do Meio-dia ou seja, linha meridiana.

Materiais utilizados

1 régua milimetrada

1 lápis

1 transferidor de papel 360° (resistente)

1 bússola

1 palito (pequeno e fino)

1 relógio

1 fita adesiva

Introdução Teórica

A hora solar está relacionada com o movimento diurno aparente do Sol, e terá o seu meio dia, num determinado lugar, quando o astro (Sol) estiver na sua posição mais afastada em relação ao plano do horizonte no local que foi realizado o experimento.

A hora legal é uma convenção humana e que é ajustada duas vezes por ano para se aproximar da hora solar, no caso do horário de verão.

O Brasil está localizado pelas coordenadas 5°N até -33°S Latitude, e 35°W até -75W Longitude.

Procedimento Experimental

O experimento foi realizado em Maceió – AL, Tabuleiro dos Martins, que está numa localização de: S 9° 36' 36. 807” e W 35° 45' 18. 616”.

Colocamos o transferidor no chão, de forma que ele ficasse bem preso com uma fita para não interferir na coleta de dados;

Colocamos o palito entre o transferidor (no meio);

Marcamos a sombra exatamente às 12:00 horas de acordo com o relógio, e verificamos no transferidor o ângulo exatamente 90°;

A partir daí, iniciamos a contagem do período de 1 hora de acordo com o relógio.

Após 1 hora marcamos a posição final da sombra no transferidor (gnomon).

Cálculos:

Utilizando os dados que conhecemos temos que

24 horas => 360°

1 hora => x

x = 15°

De acordo com nossos dados, 1 hora equivale a aproximadamente 15° no transferidor. Levamos em consideração os dados geográficos de rotação da Terra e translação.

Resultados:

Foram realizados 2 experimentos, pois as condições climáticas interferiram na marcação precisa do período e deslocamento da sombra no gnomon.

O primeiro experimento foi realizado às 10:48 horas, quando a sombra no transferidor marcava 68°, após um pouco mais de 1 hora, 11:58 horas , o deslocamento angular tinha sido de 33° o que significava que a sombra no gnomon teria passado de 2 horas, e isso é um absurdo. O atraso na verificação da sombra, ocorreu devido a grande quantidade de núvens no local.

O segundo experimento ocorreu de forma precisa e mais correta em relação aos nossos cálculos, iniciamos 12:00 horas quando a sombra do gnonom estava em 90° no transferidor. Ás 13:00 horas a sombra do gnomon estava no ângulo de 74°, ou seja, houve uma variação de 16°.

15° => 1 hr

16° => x

x= 1,066hr Esta foi a hora solar exata que encontramos usando o gnomon

Ou seja:

x = 60 min . 1,066 hr / 1 hr

x = 63,96 min

O que vale dizer: 1 hora, 4 minutos, 36 segundos.

Conclusão

Com os conhecimentos básicos de geografia, sabemos que a Terra gira de Oeste para Leste, então os dados do nosso experimento foram satisfatórios pois os raios solares chegam primeiro na região de estudo (Maceió) do que em Brasília, que é a hora padrão no Brasil.

Dificuldades:

Muitas nuvens no local do experimento.

Anexos:

A sombra indica a posição angular final do nosso experimento.

Materiais utilizados.

Maceió 14 de junho de 2016

O Observatório Astronômico Genival Leite Lima é um dos grupos componentes do Centro de Ciências e Tecnologia da Educação, que está vinculado à Superintendência de Políticas Educacionais da Secretaria da Educação do Estado de Alagoas. Para realizar suas atividades conta com os apoios dos:

Usina Ciência da UFAL.

Fundação de  Amparo à Pesquisa do Estado de Alagoas.

Clube de Astronomia de Maceió