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Oi pessoal, tudo bem?
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Então agora a gente começa o nosso módulo de astrofísica. Nós já vimos as sete aulas de astronomia né,
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módulo de astronomia, e agora vamos começar o nosso módulo de astrofísica que na minha opinião é um dos mais empolgantes do curso né,
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depois do módulo de astronáutica. E de astronomia eu acho um pouquinho chato pra falar a verdade, mas é importante né,
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a passagem do tempo, medição, como os princípios básicos de astronomia, como olhar para o céu e etc, e entender o que tem lá né.
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É importante, mas eu acho que a parte que realmente a gente
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gosta que chama a atenção, onde tem as suas coisas mais curiosas
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é a parte astrofísica, astronáutica também que é super empolgante. Então tá bom, hoje a gente começa a parte de
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astrofísica. O módulo de astrofísica são previstas aí né
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onze aulas, para o módulo de astrofísica. Então estamos todos esses conteúdos, a gente vai passar pelos conteúdos
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básicos da astrofísica, bem elementares.
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São aulas curtas não vai dar pra gente aprofundar muito,
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tem outro curso no nosso programa Física Para Todos, que é só física geral, esse sim é bastante aprofundado.
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Esse aqui não, é uma introdução dos conceitos elementares de
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astrofísica,
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a maior parte deles você pode ver aqui cai na prova da OBA, são os que estão em vermelho e azul, depende do nível
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da prova da obra.
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Então a maior parte, uma boa parte deles caem na prova da OBA, mas tem uma parte os que estão em pretos que não fazem
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parte da prova da OBA, mas que eu penso que é
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importante a gente colocar tudo para ter um e contexto geral e entender bem dos conceitos de
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astrofísica tá. Então aqui nós temos, olha a gente vai começar vendo desde alguns conceitos básicos de física e astrofísica como
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gravidade, que essa aula de hoje depois alguns efeitos de gravidade vão ver sobre os planetas do sistema Solar,
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também vamos ver sobre o nosso Sol que é bastante importante né,
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depois do nosso Sol as outras estrelas, um pouquinho uma pitadinha assim de galáxias e cosmologia só pra
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matar um pouco a curiosidade destes assuntos, que são
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super empolgantes e que merecem um curso à parte e que de fato nós queremos fazer né.
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Mas que nesse módulo de astronomia e astronáutica, nesse curso de astronomia e astronáutica desculpa, vai ficar como um
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Introdutório, está bom? Pra gente também não tomar o tempo de mais e quem quer só tem uma introdução e se preparar para a prova
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OBA, ou se preparar com conceitos elementares de astronomia e astronáutica.
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Então esse aqui é o módulo de astrofísica, aula de hoje
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vai ser sobre a gravidade, a primeira aula néon módulo de astrofísica sobre a gravidade.
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Então que é um tema super importante, a gravidade é a força no universo que mais atua em larga escala.
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A gente tem várias forças por exemplo força elétrica, força magnética,
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dentro do núcleo dos átomos a gente tem força forte, força fraca.
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Mas essas forças quando a gente pega um universo que é muito grande elas não têm importância
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em larga escala., a gente diz, seja dimensões do tamanho de sistemas planetários,
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galáxias do universo como um todo. Essas forças elas atuam em escalas menores.
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em larga escala quem é importante a gravidade, a gravidade é uma força que a gente pode
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ver os efeitos dela acontecendo em todo o universo.
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Então do ponto de vista da astrofísica,
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claro que as outras forças são importantes porque são elas que vão dar os fenômenos, né vão
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delinear quem são os fenômenos físicos importantes nos astros, por isso quem chama de astrofísica.
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Agora é a gravidade em última instância quem dá a cara do universo, é a gravidade quem faz existir estrelas, que faz existir
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planetas, que faz este galáxias e tudo que a gente vai ver.
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Não estou dizendo que os outros não são importantes, de novo, são super importantes.
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Mas a gravidade, sem a gravidade a gente não conseguiria formar nada no universo.
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Então a gente começa por alguns conceitos elementares de gravidade, de gravitação.
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A gravidade
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é uma força tão comum no nosso dia a dia que muitas vezes nós nem nos damos conta de que ela está agindo,
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diferente de uma força elétrica por exemplo, não tem como não se dar conta de alguns fenômenos elétricos, um relâmpago
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por exemplo né, ou fenômenos magnéticos. Você pega dois imãs e aproxima eles e eles se atraem, se repelem,
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não tem como você não perceber, é um fenômeno que não é tão corriqueira em nosso dia a dia.
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Até na verdade é, mas em efeitos que a gente
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normalmente não identifica, como elétricos ou magnéticos.
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Mas no dia a dia o que realmente
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a gente pode observar a qualquer instante, é a gravidade, essa força fundamental da natureza.
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Mas é uma força muito familiar, nessa imagem eu botei algumas crianças
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brincando na piscina, ou seja, sem a gravidade esses caras não conseguiram cair dentro da piscina para tomar banho.
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Sem a gravidade não teria a água da piscina ali parada para eles poderem tomar banho, sem gravidade tudo estaria
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flutuando, a gente não teria essa questão de cair, a queda, o peso, força peso,
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essas coisas. Uma força que está no nosso dia a dia e a gente nem pensa nela.
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Uma das características mais importantes
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quando nós falamos de gravidade, uma das coisas mais
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corriqueiras que a gente sempre vai acabar falando, é o peso.
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Peso é a força que a gente sente, é a força que a gente sente,
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de atração. A gente sente atraído para o centro da Terra.
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Essa é a primeira percepção, a primeira noção que a gente tem de gravidade, o que seria essa força de gravidade né.
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Então a força de gravidade, uma primeira abordagem eu diria, é a nossa força peso. Nosso peso,
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o peso, é a força que a gente sente sendo puxado para baixo.
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Então aqui né, esse gato para salvar a vida dele, ele precisa se agarrar com muita força ali no
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grau porta pra não cair, porque se ele cair o cachorro ta espetá procurando ele né vai
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vai ter uma boa janta. Então o que acontece é que, para o gato não cair
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ele tem que se agarrar com uma força igual à força peso dele, a força com que ele está sendo puxado para baixo,
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pela Terra, pelo planeta Terra,
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depois a gente vai discutir a origem dessa força, com um pouquinho mais de detalhe,
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ele está sendo puxado para baixo com uma certa força do planeta Terra
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e se ele não quiser cair ele tem que segurar. Se ele
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por um acaso cansar e não conseguir segurar e cair, além de ser comido pelo cachorro,
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ele vai cair num movimento que a gente diz que é acelerado, a velocidade dele vai aumentando à medida que lhe cai.
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Então você mesmo pode ter essa experiência em casa, não com gato e um cachorro,
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pode fazer também deve ser divertido, mas
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você pega um objeto, uma bolinha qualquer coisa que você tem e você possa jogar no chão e não quebre, você pega um objeto e solta.
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Se você fizer isso com atenção,
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você vai perceber que o objeto no começo tem
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velocidade baixa, ou seja, se desloca pouquinho à medida que o tempo passa e ele sai deslocando com velocidade baixo,
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mas quando ele vai chegar mais perto do chão ele está com velocidade bem alta.
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Então a velocidade dele muda ao longo da queda, portanto ele sofre o que os físicos chamam de
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aceleração.
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Aceleração é a mudança na velocidade.
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A forma mais perceptível de aceleração é o aumento da velocidade
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à medida que o dia o corpo cai. Então o corpo está aqui ele vai caindo vai aumentando de velocidade.
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Sabe que quanto mais alto jogar, maior a velocidade com que chega no chão. Todo mundo quando jogam quando solta algum objetos, solta ele com velocidade
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inicial zero, ou seja, está parado na minha mão. Aí eu abra mão e ele cai.
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Quanto mais alto jogar um objeto, mais alta vai ser a velocidade com que ele vai chegar no chão.
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Portanto a velocidade muda ao longo deste trajeto, na verdade ela aumenta continuamente
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à uma taxa contínua ao longo do trajeto. Essa taxa com que ele aumenta a gente chama de aceleração.
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Aumento, taxa de mudança da velocidade no caso o aumento. Então ele só vai
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evitar a queda se ele se
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sustentar, se agarrar lá em cima com a força
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igual a força com que a Terra o atrai para baixo, a Terra atrai para baixo.
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O cachorro está fazendo a mesma coisa,
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como disse antes, o efeito tão comum que a gente nem percebe.
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Mas na realidade no cachorro está acontecendo a mesma, coisa o cachorro também tem uma força peso que puxa ele,
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a Terra puxa ele para baixo uma certa
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força, que nós chamamos de força peso, o peso do cachorro, peso do gato não é igual a essa força.
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E o cachorro ao invés de se agarrar lá em cima, o cachorro está
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parado porque as patinhas dele estão empurrando o chão, assim como provavelmente,
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você está fazendo neste momento deve estar sentado, imagino, ou esteja em pé, mas você está
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separado provavelmente, não está caindo e aos seus pés, ou se você está sentado à sua bunda,
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empurra o chão ou sofá pra baixo e você fica parado né. Então há um equilíbrio de forças.
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A força peso sempre está acontecendo.
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Se você não tiver uma reação à um objeto ao qual se segurar, fazer uma força, contrabalancear força peso, então você cai,
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caiu num movimento
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que nós dizemos
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ser movimento acelerado.
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Os físicos, os filósofos, estudaram essa questão da gravidade por muito tempo.
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Então houve muitas propostas, muitas idéias, a gente não vai entrar aqui na história
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da gravidade porque seria um curso praticamente à parte, acho que não vale a pena
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nesse momento a gente se aprofundar nessas questões históricas, o que eles achavam, o que deixaram de achar que era gravidade.
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Eu vou partir direto para uma das primeiras pessoas que fez uma descrição,
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uma observação mais
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importante pra gente, ou seja, que obteve resultados
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que são válidos até hoje que a gente pode usar. Essa pessoa foi o Galileu Galilei,
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que aliás é o patrono desse nível do curso de astronomia e astronáutica.
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Você sabe que a gente vai ter um curso mais avançado de astronomia e astronáutica depois desse, que vai ser o curso Goddard, Robert Goddard,
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então vai ser um curso mais avançado, a gente vai ter dois cursos de astronomia astronáutica.
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O curso do Galileu Galilei que é esse está fazendo, que é um nível mais básico dessas 30 aulas e depois a gente vai
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aprofundar em alguns conceitos que vai ser um curso avançado.
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Cada curso desse, cada eu chamo de nível, cada nível qual eu coloco um patrono. O curso é o mesmo,
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astronomia e astronáutica, mais um nível diferente. Então cada nível tem um patrono. O patrono deste nível é Galileu Galilei.
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O Galileu ele é um cara que
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revolucionou a astronomia e astrofísica.
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Talvez tenha sido de fato um dos primeiros, senão o primeiro
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astrofísico.
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Astrofísico no seguinte sentido, uma pessoa que não só estudava os astros, mas estudava a
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causa das mudanças nos astros. Descrobia mesmo as mudanças nos astros e relacionou
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as mudanças que aconteceram na Terra com as mudanças que a aconteciam nos astros. Então isso é física, tá, talvez o Galileu tenha sido
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o primeiro astrofísico, digo talvez porque nessas questões históricas
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sempre tem outras opiniões e as coisas não são tão tão claras assim, bom. Mas de qualquer maneira é um cara muito importante
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disso ninguém vai discordar jamais, a gente já via a importância dele, ele foi o inventor da luneta né.
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Descobriu as Luas de Júpiter, as fases de Vênus,
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descobriu as crateras da Lua que era realmente crateras, então a Lua tinha uma
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geologia de certa maneira semelhante à da Terra e etc. Então já viu a importância dele na astronomia e da astrofísica.
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Agora ele também foi um físico muito importante, algumas pessoas, historiadores da ciência coloca inclusive como o pai da física, porque?
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Ele foi uma das primeiras pessoas
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que fez experimentos científicos de maneira consistente
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e tentou enquadrar isso num
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modelo, uma teoria que explicasse a esses experimentos, um modelo de mundo né. Então um
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sujeito por todos os ângulos
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extraordinário. Bom pelo que importa pra gente aqui é que o Galileu estudou a gravidade também, não só
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inventou a luneta, não só é tentou entender outros conceitos de física, mas eles usou a gravidade e obteve resultados muito importantes.
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Reza uma lenda,
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parece que isso de fato não aconteceu assim, mas é uma história
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instrutiva tá, então é uma lenda a gente não sabe se realmente
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aconteceu assim, está narrado por alguns assessores de Galileu que ele fez esse experimento que se chama experimento da Torre de Pisa,
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mas não tem provas de que realmente fez um experimento desse jeito, ele com certeza fez experimentos, mas
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algumas pessoas dizem que ele talvez tenha feito em outras circunstâncias, que experimento que é esse? Bom,
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você não sabe, na Itália tem uma torre, chamada Torre de Pisa na cidade de Pisa, que é uma torre inclinada.
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Construiram uma torre e o terreno cedeu, ela inclinou mas não caiu. Então diz a lenda que o Galileu subiu nesta torre
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e lá do alto
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ele jogou duas bolinhas
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com pesos diferentes,
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presta atenção, pesos diferentes,
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então pega, vamos lá, pega uma bolinha bem pesada, uma bolinha onde eu coloco dentro dela um monte de pedra,
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deste tamanho.
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Imagina você pega uma bola de plástico, uma coisa que o valha, encha ela de pedra. Ai você pega uma bola do mesmo tamanho,
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mesmo tamanho,
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pode ser uma mesma estrutura plástica, em vez de encher de pedras,
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seja de outra coisa.
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Poderia ser algodão, mas eu não vou dizer algodão porque é muito leve, daqui a pouco você vai entender
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porque o algodão não seria muito legal. Vamos fazer assim, em vez de pedra, vamos encher
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de água, a água não pesa tanto quanto pedra né.
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É óbvio que a pedra pesa muito mais do que a água, a gente diz na física que é muito mais densa do que água.
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Então vamos fazer o seguinte, vamos encher uma bola dessa de pedra,
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vamos pega pedronas bem grande, pesadas e botar ali dentro. E outra é colocar água,
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então o peso vai ser muito diferente, muito diferente, a bola com água vai ser pesada, mas nem perto do que vai pesar
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a bola com pedra. A bola com pedra vai pesar é coisa de cinco, seis, sete vezes mais dependendo do tipo de pedra.
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Quatro vezes mais do que a água, depende do tipo de pedra. Mas vai pesar muitas vezes mais que
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a bola de água, a bola de água vai pesar digamos ali né,
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um quilograma-força, a bola com pedras entre pode pesar uns
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4 ou 5 quilogramas-força, depende do tipo de pedra.
00:15:14
Bom, ele subiu no alto da torre e jogou esses dois objetos,
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não estou dizendo que ele fez com pedra e água, ele fez algum objeto que tinha peso diferente e é isso que importa,
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jogou esses objetos. A minha pergunta para você, o que você acha que acontece? Quando eu jogar os dois objetos,
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eles vão cair juntos e chegar juntos lá embaixo,
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então elas caem juntas, ou elas caem separadas?
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Elas ficarem separadas.
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Caso você pensa que elas caem separadas, quem cai primeiro a bolinha com água, que
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tem um peso menor, ou
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a bolinha com pedra tem um peso maior?
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Você deve estar pensando, ah mas tem o ar, por isso que eu estou falando para pegar uma bola e colocar a pedra e água,
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porque nesse caso o peso vai ser bem grande né, a densidade no caso bem grande, o ar não influencia praticamente nada. Então
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esquece o ar, nesse caso. Se eu pegasse uma bolinha e enchesse de pena, ou deixasse só com ar, ela teria a densidade,
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o peso, a massa
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da bolinha em função do volume dela né, seria muito parecido com o do ar e aí o ar influenciaria.
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Então vamos fazer nessa experiência conforme disse e esquece a influência do ar. Pensa que o ar não tem efeito nenhum.
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Quem você acha que chega primeiro?
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A bola pesada ou a bola leve? Ou você acha que chegam às duas juntas.
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Galileu fez essa experiência para estudar a gravidade e queria entender o que acontecia com a gravidade.
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Eu vou mostrar agora pra você um vídeo dessa experiência, não o Galileu ele fez lá em
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1590, ninguém firmou esse negócio, mal registraram como eu falei. Mas essa experiência pode ser refeita.
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Então a gente eu vou mostrar um vídeo de um físico, que aliás tem ótimos vídeos de divulgação científica, Brian Cox, inclusive tem livros traduzidos
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para português se você quiser entender um pouco mais de ciência.
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Brian, como você vai ver, ele foi num equipamento de testes da NASA,
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que é um imenso laboratório
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que pode retirar o ar, é uma câmara fechada
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enorme, você vai ver o tamanho dela ali, eles podem puxar e tirar todo ar. E o Brian foi repetir o experimento do Galileu.
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Mas ele repetiu o experimento Galileu com um conjunto de penas e uma bola de boliche.
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Pesos muito diferentes, vamos ver o que aconteceu, vou botar o vídeo pra você.
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Deste modo o futuro em seguida a idéia de um ano pra isso é fora por criança vou ficar
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o
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Então como você viu no vídeo do Brian
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quando a gente solta a bola de boliche e as penas e tem ar dentro da câmara,
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a bola de boliche caia antes, bem antes que as penas, porque o ar
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atrapalha o movimento das penas. Mas se eu tiro ar, ou seja, se eu desconto qualquer influência que o ar possa ter no movimento,
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os dois caem
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exatamente juntos, mas é exatamente
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mesmo. Então os dois, a bola de boliche e o fecho de penas caiu juntinho na caixa, juntinhos,
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se a gente retira o ar.
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Então tirando a influência do ar, que era o caso da experiência do Galileu, Galileu estava lá em
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1590, ele não conseguia fazer vácuo dessa maneira que agora a gente consegue, que Brian Cox conseguiu fazer la nesse laboratório da NASA.
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Mas o Galileu conseguiu
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excluir um pouco a influência do ar, fazendo o que eu disse pra você: pega dois
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objetos que não sejam muito leves mas que têm um peso das diferentes,
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então quando ele Soltou esses objetos eles caíram
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juntinhos. E você mesmo pode fazer isso aí na sua casa você pode pegar dois objetos como eu falei pra você, de peso diferentes
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mas que um não seja leve demais, porque senão guarda influencia nesse movimento,
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e solte eles. Também não podem quebrar né,
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se quebrar, não vai ser legal. Solte eles,
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ao soltar você vai perceber que eles vão cair juntos. Solta de alturas grandes e observa que acontece. Eles caem
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na mesma taxa, os dois saem vão sair com velocidade muito baixa, velocidade de 0 m/s no começo, a velocidade vai aumentando na mesma taxa.
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Essa foi talvez uma das primeiras grandes observações sobre a gravidade, ou seja, a gente sai de uma informação meramente
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qualitativa, a gravidade é uma força atrativa que a gente sente puxando a gente
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para o centro do nosso planeta Terra, para uma informação muito mais importante. A gravidade
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ela faz com que os corpos sejam atraídos,
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puxados, movimentados à mesma taxa,
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independente do peso dos corpos.
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Significa que a força de gravidade
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é uma força que depende
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da massa dos corpos, da massa dos corpos, da mesma maneira
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que a massa deles influencia o movimento deles, ainda teria que discutir as leis de Newton, leis de inércia,
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não vai chegar tão, tão a fundo nesse nível do curso. No curso mais avançado sim, nós vamos aprofundar. Mas neste momento
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importa você saber isso, dois objetos de pesos diferentes caem não separados, caem juntos, desde que o ar não
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influencie muito no movimento. Outra observação muito importante que o Galileu fez, que depois outro cientista tão importante quanto Galileu que é o Isaac Newton
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aprofundou, foi o seguinte: tá bom os corpos cai com peso diferente, caem a mesma taxa.
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Mas como é um movimento de um corpo se eu
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lanço ele, quem pensou bastante, o Galileu observou isso, mas quem pensou muito a respeito disso foi o Newton, Isaac Newton.
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Veio depois do Galileu.
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Então a pergunta é, se eu jogo um objeto, qualquer trajetória que esse objeto vai fazer? Aqui eu tenho uma imagem,
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que é um jogador de basquete né,
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o jogador de basquete ele vai arremessar a bola para a cesta. Se você observar em câmera lenta
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esse movimento a bola que o jogador de basquete arremessa, vai fazer essa trajetória
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essa trajetória
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ela tem um nome, chama-se
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parábola, parábola, trajetória parabólica.
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Não é um círculo tá, não é circular, é diferente de um círculo e não é uma curva qualquer, uma curva especial chamada
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parábola que é muito estudada pelos matemáticos.
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Essa parábola,
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é uma trajetória que qualquer corpo que a gente jogar vai fazer,
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ela pode ser uma parábola mais fechada ou pode ser uma parábola mais aberta, depende da velocidade
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com que o jogo o corpo, o ângulo que jogo o corpo, tá, ela vai mudar, mas é uma uma trajetória curva.
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Então o Galileu estudou isso aí, o Newton também se aprofundou, vou mostrar daqui a pouco,
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antes eu gostaria que se você tiver oportunidade, você desenha uma parábola facilmente
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com uma mangueira, por exemplo se você tiver uma mangueira em casa é você pode jogar a água né,
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como está mostrando aqui né, pessoal, tá segurando a mangueira aqui. A água vai fazer uma trajetória parabólica,
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então teste em casa,
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mudar essa parábola, mudando a inclinação com que você joga água e mudando a
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velocidade da água também, se você tampa a água da saída da mangueira com a ponta do dedo, aumenta a velocidade da água,
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a parábola aumenta de altura, muda tá, então dá uma
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observada se você tiver oportunidade no movimento
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parabólico da água ao sair de uma mangueira. É o mesmo movimento de arremessar um objeto. Aqui está arremessando
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água na verdade, água sai com uma velocidade, está sendo
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arremessada e faz o movimento de parábola.
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Agora, esse estudo da gravidade aqui na Terra,
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num primeiro momento para os cientistas não tinha nada haver com o que acontecia lá fora, nas estrelas e tal, lá eram outras leis.
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Então como eu falei pra vocês, um cientista
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muito importante que veio depois o Galileu que é o Isaac Newton,
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começou a estudar, teve acesso aos as experiências do Galileu, as conclusões do Galileu, e começou a estudar mais a fundo
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isso. O Newton queria poder montar um conjunto de leis que
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descrevesse o comportamento do universo.
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Então ele gostaria de representar o movimento aqui na Terra, mas também
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entender o movimento dos astros, ou seja, a Terra orbitando o Sol, a Lua orbitando a Terra,
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os dois aqui em torno do Sol, os outros planetas, o Newton queria poder entender
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tudo isso daí. Então ele pegou os experimentos do Galileu,
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e pensando no movimento dos astros começou a bolar uma teoria, uma teoria, o Isaac Newton.
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Ele depois de pensar bastante sobre isso, bastante, ele mesmo
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conta a história dessas descobertas dele, ele disse que quando ele tinha um problema que ele queria resolver,
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a técnica que ele usava para resolver o problema é não parar de pensar no problema.
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Ele ficava fixado naquele problema, estudava até conseguir resolver, então pensando sobre
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a queda dos corpos na Terra,
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a gravidade na Terra, e a Terra estar girando em torno do Sol e a Lua em torno da Terra,
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o Newton teve uma grande idéia.
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Uma grande idéia. Diz a lenda que também é uma lenda, então por volta de 1660,
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por volta dessa época, diz a lenda, que ele estava pensando nesses problemas
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debaixo de uma árvore, uma macieira, e caiu uma maçã na cabeça dele.
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Essa daqui,
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provavelmente é mentira. A gente acha que não é não tem fundamento histórico tá.
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Provavelmente não aconteceu dessa forma.
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Mas tudo bem, que importa é fato de que o Newton realmente estava muito preocupado com esse problema e pensando nele.
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A idéia que o Newton teve,
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foi, ele representou um livro dele, talvez seja o livro mais importante da história da ciência,
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Os Princípios da Filosofia natural, esse livro que ele escreveu por volta de
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1666, mas foi publicar bem depois,
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pois um amigo dele pressionava, "Publica ai Galileu" ééé, "Publica ai Newton" e tal, bem depois,
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nesse livro o Newton criou o que a gente chama de mecânica,
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mecânica newtoniana,
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mecânica estuda o movimento dos corpos ea causa desses movimentos.
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E nesse livro ele também propôs, nessa época ele propôs, o que ficou conhecido como teoria da gravitação universal.
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O que é a teoria da gravitação universal?
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É basicamente uma teoria que diz o seguinte: o que acontece com a gravidade aqui na Terra,
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o gato lá segurando para não cair na boca do cachorro, é a mesma coisa que acontece no espaço.
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Ou seja, a Lua está girando em torno da Terra, porque é atraída pela gravidade da Terra, do mesmo jeito que o gato é atraído
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pela gravidade da Terra e cai.
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A Terra gira em torno do Sol porque é atraída pela gravidade do Sol, da mesma maneira que o gato e nós e todo mundo.
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É tudo a mesma coisa, não são forças diferentes e tal.
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Então por volta, nesse livro, Newton fez um desenho, isso aqui não é um desenho dele, não desenhava assim,
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é bem mais simples mas é uma ilustração baseada na idéia dele, a idéia do Newton foi o seguinte: imagina
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um canhão,
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e a gente vai disparar esse canhão.
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Esse canhão está lá em cima da Terra, então nós vamos disparar. Imagina você bota ele lá em cima do morro bem alto e vai
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disparar o canhão.
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Se você diz para o canhão e a bala sai com velocidade baixa, o que ela vai fazer? Um movimento
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parabólico e vai cair na Terra.
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O que é o que a gente viu ali com a mangueira de água, parábola, bolinha do jogador de basquete,
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movimento parabólico, a bola cai na Terra de novo. Se você aumenta a velocidade,
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ela vai fazer o que? Vai cair mais longe, mas vai cair na Terra ainda. E se aumentar mais a velocidade?
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Se aumentar mais a velocidade, vai mais longe. E mais a velocidade? E mais? Vai chegar o momento,
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que ele vai dar praticamente dando a volta na Terra, vai chegar um momento que ele
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vai não cair mais.
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Não cair mais, isso é impressionante esse raciocínio do Newton. Então eu vou dar um tiro uma velocidade tal,
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que a bola vai ficar girando em torno da Terra, claro, supondo que a bola não perde
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movimento por causa do ar, da resistência do ar, por nada. Que ela possa andar livremente,
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supondo isso. Essa bola, essa bala de canhão vai ficar girando
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em torno da Terra, ora...
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isso é uma órbita. Uma órbita baixa, depois a gente vai estudar as órbitas no módulo de astronáutica,
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uma órbita baixa com certeza, mais uma órbita. O objeto está em órbita da Terra. O que é estar em órbita? Ficar girando em torno do outro corpo né.
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A gente pode dar um tiro com velocidade mais alta e a órbita vai ser bem maior.
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Então conforme eu dou o impulso inicial, eu coloco objetos em órbita ou não.
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Deixo ele na Terra.
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Então Newton explicou a órbita como uma queda, mas como assim? Queda, um objeto que cai,
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bate na Terra.
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NÃO. NÃO. Depende da velocidade dele. Então Newton pessoal o seguinte, à Lua, a Lua,
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ela está caindo em relação à Terra,
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como quando a gente joga uma bola de basquete, ela sobe e cai.
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Então a Lua está caindo em relação à Terra, ela cai, atrai atraída pela Terra está em queda. Mas a Lua não está parada,
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a Lua tem uma certa velocidade para o lado, então acontece o seguinte, como a Terra está puxando a Lua,
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a Lua vai cair.
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Só que enquanto ela está caindo, como ela tem uma velocidade pra cá, ela faz dois movimentos, ela cai um pouquinho e vem para
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o lado, na órbita,
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cai um pouquinho e vem para o lado cai um pouquinho, vem pro lado, cai um pouquinho, vem pro lado, e assim por diante.
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De maneira que a Lua nunca chega a tocar a Terra, a Lua fica girando nessa órbita em torno da Terra.
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Por que? Repito, ela cai porque é atraída.
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Ela cai atraída, mas no tempo que ela cai um pouquinho, ela vem pro lado por causa da velocidade.
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Então você pode imaginar aqui já, perceber que,
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dependendo da velocidade ela vai cair,
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vai cair na Terra, ou vai fugir, vai pra fora, você pode imaginar o limite né. Tem uma velocidade
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certa pra Lua ficar aqui, você pode imaginar agora essa velocidade muito maior,
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grandona, então a Lua caiu um pouquinho, mais andou a monte.
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Então ela vai embora, vai embora,
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para uma órbita longe,
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ou à uma velocidade bem
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pequenininha, a Lua caiu um pouquinho mas não foi quase nada para o lado, caiu um pouquinho, foi quase nada, chega um momento que ela vai
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cair na Terra.
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Então assim Newton conseguiu explicar o movimento
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parabólico e movimento de órbita.
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E inclusive ele conseguiu explicar o movimento de corpos, que são os cometas, depois a gente vai estudar o sistema solar, que tem uma órbita bastante diferente, uma órbita
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que não parece nada com a órbita da Terra e a volta da Lua em torno da Terra e tal.
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O Newton conseguiu explicar esse movimento
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causado pela gravidade em termos de três figuras geométricas, isso foi incrível,
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então usando matemática, ele se aprofundou, a gente não vai fazer isso aqui, mas ele conseguiu explicar o movimento
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dos objetos que tem velocidade baixa como uma parábola,
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uma bola de basquete, um jato de água, é uma figura geométrica,
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parábola. O movimento dos corpos que estão girando em órbita como uma elipse,
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e aliás quando ele fez isso ele conseguiu provar
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umas observações, umas conclusões que um outro físico muito importante, na realidade um matemático, chamado Keppler,
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tinha descoberto que a órbita da dos planetas em torno do Sol não é um círculo, mas é uma elipse, que é um círculo achatado.
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Newton conseguiu mostrar fazendo matemática, que na verdade as órbitas são mesmos círculos achatados, elipses.
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Então tem a parábola e tem as elipses, quando a velocidade é certinha, ele forma uma elipse,
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mas se eu jogo um objeto com uma velocidade muito alta, que o objeto vai escapar,
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ele não faz uma elipse, ele faz uma hipérbole, que é uma outra figura geométrica. O Newton conseguiu mostrar tudo isso. E o resultado
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era tão espetacular, tão espetacular que
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revolucionou a física e astrofísica.
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Então a partir dessas descobertas do Newton, que não foi só no blá blá blá, ele tem uma matemática por trás, a física
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revolucionou, foi revolucionada.
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Agora eu quero falar com você, de uma outra coisa muito relacionada com a gravidade
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e que confunde muita gente. Que é o conceito,
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deixa eu voltar aqui, que é o conceito de
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imponderabilidade uma palavra difícil, mas muito importante no âmbito de astronomia e astronáutica.
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Imponderabilidade.
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Essa foto aqui é uma foto real tá, é uma foto da Estação Espacial Internacional (ISS),
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depois do módulo de astronomia e astronáutica a gente vai ver bastante sobre ela,
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se você nunca ouviu falar da Estação Espacial Internacional,
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é como se fosse uma,
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é como se fosse não, é uma estação, ou seja, um lugar né que está girando em torno da Terra, está em órbita da Terra. Órbita baixa.
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Não está muito alta,
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para os padrões de órbitas. Órbita em torno da Terra dá uma volta a cada uma hora e meia mais ou menos, em torno da Terra, e nessa estação ficam
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astronautas. É lá que o Marcos Pontes né,
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o astronauta, nosso, até o momento o único astronauta Brasileiro né, ele ficou. Então os astronautas
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sobem com foguete, acoplam na Estação Espacial Internacional
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e ficam lá. Depois que terminam a missão eles voltam para a Terra em outro foguete. Essa foto aqui, uma foto verdadeira
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de dois astronautas,
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dois astronautas fazendo a manutenção da estação, pelo lado de fora da estação,
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pelo lado de fora. Você pode ver aqui embaixo,
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a parte aqui de continentes, o mar, as nuvens, eles estão mais ou menos
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algumas centenas de quilômetros, acima aqui né, mais ou menos 500 quilômetros, em torno disso. Então esses astronautas,
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eles estão flutuando.
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Eles não estão caindo na Terra direto.
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Não vão se esborrachar na Terra, flutuando lá, assim como a Estação Espacial Internacional (ISS).
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Mas na realidade não é um flutuar qualquer,
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eles não estão parados lá no espaço, a Terra aqui embaixo e eles parado flutuando,
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eles estão em órbita da Terra, estão girando em torno da Terra, como falei, dão uma volta na Terra a cada uma hora e meia.
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Já vimos vídeos deles nas outras aulas. Uma volta em torno da Terra a cada uma hora e meia. Então as pessoas
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normalmente
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acham que os astronautas ali na Estação Espacial Internacional
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não sentem a força da gravidade.
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Não tem gravidade atuando neles, é mentira. Tem gravidade atuando ali, tem força peso atuando ali,
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e aliás é quase o mesmo valor da força peso que atua aqui na Terra, aqui embaixo no solo, é em números redondos
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se não me engano chega a quase 90%, ali em cima, é quase 90% do valor aqui de baixo. Então não é nada desprezível,
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nada desprezível a força peso.
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Acontece que como eu falei, eles não estão parados, mas estão girando.
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Com eles está acontecendo exatamente
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isso que estava escrevendo aqui.
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Tira a Lua e coloca um astronauta do lado da Estação Espacial Internacional aqui.
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Este astronauta,
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sente a força peso, ele cai, a força peso puxa ele, mas ele tem uma velocidade
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que é a mesma velocidade da estação, para o lado e aí ele fica se
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movimentando. Se este astronauta tivesse simplesmente
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parado em relação à Terra, a Terra está aqui e ele está parado lá.
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Paradão lá, não ia dar certo, ele a cair.
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Depois a gente vai estudar várias órbitas, vários tipos de órbitas, a gente vai ver como como fazer algo parecido com isso, que chama órbita geoestacionária.
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Mas é parecido, não é isso que acontece na realidade. Então de novo, se tivesse parado, ele cairia.
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Cairia porque ele sente a força peso dele puxando ele para baixo, mas ele não está parado, eles estão girando.
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Junto com a Estação Espacial Internacional.
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Então ele tem essa sensação que nós chamamos de
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imponderabilidade.
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Ou seja,
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ele está sob a ação do peso, da força peso, que tá puxando para baixo, mas ele não está sentindo esse efeito.
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Para ele é como se ele estivesse flutuando, por que ele está caindo, tá girando, está em órbita. É um pouco
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parecido essa situação de Imponderabilidade, se você já entrou no elevador né, a gente falou,
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se você já entrou no elevador,
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quando entra no elevador,
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quando o elevador começa a descer, imagina eu lá ensina, o elevador começa a descer, eu sinto um friozinho né.
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Então o elevador desce, eu sinto um friozinho, porquê? Quando o elevador começa a descer e eles começam um movimento acelerado,
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então ele começa a descer mais
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mais rápido e eu sinto como se eu tivesse um peso menor,
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porque eu estou caindo, pode se imaginar o elevador caindo com a mesma aceleração com que a Terra puxa os corpos,
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então se o elevador caísse livremente, não tivesse nenhum cabo segurando, você e até por um tempo a situação de imponderabilidade.
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O elevador ia começar a cair e você ia ficar como se flutuando,
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ficar flutuando dentro do elevador.
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Não iria sentir força nenhuma. Você ia voltar a sentir a força peso quando ele parasse no chão e vocês se esborrachasse.
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Você iria cair junto com ele. Aqui é o caso do astronauta, só que ele nunca fez borracha porque ele não cai
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em direção à Terra, no centro da Terra, ele tem uma velocidade por um lado ele fica girando, então,
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felizmente não se esborracha. Tá bom? Então o que a gente precisava saber sobre a gravidade, os conceitos elementares são esses.
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Depois nas outras aulas de astrofísica a gente vai
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aprofundar algumas conseqüências da gravidade e ver como é importante para toda a astrofísica. Está bom? Um abraço pessoal.
