08: Gravidade

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https://www.youtube.com/watch?v=FkJFWzwN8CE

概要

TLDRO módulo de astrofísica introduz o conceito de gravidade, destacando sua relevância como a força predominante no universo que permite a existência de estrelas, planetas e galáxias. A primeira aula aborda a definição de gravidade, a experiência histórica de Galileu sobre a queda de objetos e a teoria da gravitação universal proposta por Isaac Newton, que conecta a gravidade da Terra aos movimentos dos corpos celestes. Além disso, o conceito de imponderabilidade é explicado, detalhando como astronautas na Estação Espacial Internacional ainda estão sob a influência da gravidade, mas não a percebem da mesma maneira que na superfície da Terra. Este conteúdo serve como uma base fundamental para o estudo posterior da astrofísica.

収穫

  • 🌌 A gravidade é a força mais importante no universo.
  • 📏 Objetos de diferentes pesos caem juntos na ausência de ar.
  • 🧑‍🔬 Galileu Galilei é considerado um dos primeiros astrofísicos.
  • 📚 Isaac Newton desenvolveu a teoria da gravitação universal.
  • 🌍 A gravidade influencia a órbita da Lua e da Terra.
  • 🏋️‍♂️ O peso é a força sentida devido à gravidade.
  • 🚀 Astronautas sentem imponderabilidade na Estação Espacial Internacional.
  • 🎯 Movimentos em parábola são comuns em objetos lançados.
  • 🌑 As órbitas dos planetas são elipses, não círculos.
  • 💫 A gravidade é fundamental para a formação de estruturas cósmicas.

タイムライン

  • 00:00:00 - 00:05:00

    O professor inicia o módulo de astrofísica, destacando sua empolgação e comparando com o módulo de astronomia. Ele explica a importância da astronomia, mas acredita que a astrofísica é mais interessante devido ao seus conceitos curiosos e intrigantes. O módulo contará com 11 aulas sobre os conceitos elementares da astrofísica, com uma abordagem introdutória, e mencionado a relação com a prova da OBA.

  • 00:05:00 - 00:10:00

    A primeira aula discute a gravidade, considerada a força que atua no universo em larga escala. O professor menciona outras forças, mas destaca que a gravidade é a responsável pela formação de corpos celestes. A aula ensina que a gravidade é uma força comum, mas frequentemente ignorada no cotidiano, ilustrando como ela é fundamental para a existência de planetas e estrelas.

  • 00:10:00 - 00:15:00

    O professor introduz o conceito de peso, como a força que sentimos sendo puxados para o centro da Terra. Utilizando exemplos de movimento e velocidade, como a queda de objetos, ele explica que a aceleração é a mudança na velocidade e que a velocidade aumenta à medida que os objetos caem para o chão.

  • 00:15:00 - 00:20:00

    Galileu Galilei é apresentado como um dos primeiros astrofísicos, com experimentos importantes que estudaram a gravidade. A famosa "Torre de Pisa" é mencionada como um experimento onde Galileu lançou objetos de pesos diferentes para demonstrar que, na ausência de resistência do ar, caem simultaneamente. Essa descoberta subverte a teoria antiga de Aristóteles sobre a queda dos corpos.

  • 00:20:00 - 00:25:00

    O professor exibe um vídeo de um experimento moderno replicando a ideia de Galileu, mostrando que a gravidade atua da mesma forma em diferentes objetos independentemente de seu peso. Ele destaca a importância dessas observações na compreensão de que a gravidade não é apenas uma força atrativa, mas que todos os corpos caem na mesma taxa em um vácuo.

  • 00:25:00 - 00:30:00

    Newton é introduzido como um importante físico que aprofundou os estudos da gravidade, formulando a teoria da gravitação universal. O professor explica o conceito de órbita, utilizando a analogia de um canhão sendo disparado, ilustrando como a velocidade inicial de um projétil pode resultar em órbita ao redor da Terra. Ele discorre sobre as leis de Newton e as implicações para o movimento dos astros.

  • 00:30:00 - 00:39:20

    O conceito de imponderabilidade é apresentado, explicando como os astronautas na Estação Espacial Internacional (ISS) estão, na verdade, sob a influência da gravidade, mas não a sentem devido ao seu movimento orbital. O professor usa a analogia do elevador para ilustrar como a sensação de peso pode ser alterada em condições de quedas livres, ressaltando a importância da gravidade na astrofísica e conclusões para as próximas aulas.

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ビデオQ&A

  • O que aprenderemos no módulo de astrofísica?

    O módulo de astrofísica inclui 11 aulas sobre conceitos básicos como gravidade, planetas do sistema solar, o Sol, estrelas, galáxias e cosmologia.

  • Por que a gravidade é importante na astrofísica?

    A gravidade é a força fundamental que molda o universo, permitindo a formação de estrelas, planetas e galáxias.

  • Quem foi Galileu Galilei?

    Galileu foi um físico e astrônomo que revolucionou o estudo da gravidade e é considerado um dos primeiros astrofísicos.

  • Como a gravidade afeta o movimento dos objetos?

    A gravidade faz com que objetos de diferentes pesos caiam juntos na ausência de resistência do ar.

  • O que é a teoria da gravitação universal de Newton?

    É a teoria que descreve que a gravidade que atua na Terra é a mesma que atua em corpos celestes como a Lua e os planetas.

  • O que é imponderabilidade?

    Imponderabilidade é a sensação de flutuação que astronautas sentem na Estação Espacial Internacional devido à queda livre em órbita.

  • O que Galileu experimentou na Torre de Pisa?

    Galileu supostamente jogou dois objetos de pesos diferentes para demonstrar que caem juntos se a resistência do ar for desprezada.

  • Qual a relação entre gravidade e órbitas?

    A gravidade é responsável por manter corpos em órbita, como a Lua em torno da Terra e a Terra em torno do Sol.

  • O que é uma trajetória parabólica?

    É o caminho que um objeto em movimento faz quando é lançado em um ângulo em relação ao solo sob a influência da gravidade.

  • Como a gravidade influencia a sensação de peso?

    A gravidade puxa os objetos em direção ao centro da Terra, criando a sensação de peso que sentimos no dia a dia.

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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
  • 00:01:39
    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
  • 00:01:55
    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
  • 00:02:12
    matar um pouco a curiosidade destes assuntos, que são
  • 00:02:15
    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
  • 00:02:34
    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
  • 00:03:11
    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.
  • 00:03:22
    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.
  • 00:10:38
    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.
  • 00:11:01
    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
  • 00:11:12
    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
  • 00:11:35
    o primeiro astrofísico, digo talvez porque nessas questões históricas
  • 00:11:39
    sempre tem outras opiniões e as coisas não são tão tão claras assim, bom. Mas de qualquer maneira é um cara muito importante
  • 00:11:47
    disso ninguém vai discordar jamais, a gente já via a importância dele, ele foi o inventor da luneta né.
  • 00:11:53
    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
  • 00:12:22
    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
  • 00:14:16
    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
  • 00:15:10
    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,
  • 00:15:18
    não estou dizendo que ele fez com pedra e água, ele fez algum objeto que tinha peso diferente e é isso que importa,
  • 00:15:23
    jogou esses objetos. A minha pergunta para você, o que você acha que acontece? Quando eu jogar os dois objetos,
  • 00:15:30
    eles vão cair juntos e chegar juntos lá embaixo,
  • 00:15:37
    então elas caem juntas, ou elas caem separadas?
  • 00:15:43
    Elas ficarem separadas.
  • 00:15:46
    Caso você pensa que elas caem separadas, quem cai primeiro a bolinha com água, que
  • 00:15:51
    tem um peso menor, ou
  • 00:15:53
    a bolinha com pedra tem um peso maior?
  • 00:15:55
    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,
  • 00:16:00
    porque nesse caso o peso vai ser bem grande né, a densidade no caso bem grande, o ar não influencia praticamente nada. Então
  • 00:16:08
    esquece o ar, nesse caso. Se eu pegasse uma bolinha e enchesse de pena, ou deixasse só com ar, ela teria a densidade,
  • 00:16:15
    o peso, a massa
  • 00:16:19
    da bolinha em função do volume dela né, seria muito parecido com o do ar e aí o ar influenciaria.
  • 00:16:25
    Então vamos fazer nessa experiência conforme disse e esquece a influência do ar. Pensa que o ar não tem efeito nenhum.
  • 00:16:32
    Quem você acha que chega primeiro?
  • 00:16:34
    A bola pesada ou a bola leve? Ou você acha que chegam às duas juntas.
  • 00:16:39
    Galileu fez essa experiência para estudar a gravidade e queria entender o que acontecia com a gravidade.
  • 00:16:50
    Eu vou mostrar agora pra você um vídeo dessa experiência, não o Galileu ele fez lá em
  • 00:16:57
    1590, ninguém firmou esse negócio, mal registraram como eu falei. Mas essa experiência pode ser refeita.
  • 00:17:04
    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
  • 00:17:12
    para português se você quiser entender um pouco mais de ciência.
  • 00:17:16
    Brian, como você vai ver, ele foi num equipamento de testes da NASA,
  • 00:17:22
    que é um imenso laboratório
  • 00:17:28
    que pode retirar o ar, é uma câmara fechada
  • 00:17:32
    enorme, você vai ver o tamanho dela ali, eles podem puxar e tirar todo ar. E o Brian foi repetir o experimento do Galileu.
  • 00:17:41
    Mas ele repetiu o experimento Galileu com um conjunto de penas e uma bola de boliche.
  • 00:17:46
    Pesos muito diferentes, vamos ver o que aconteceu, vou botar o vídeo pra você.
  • 00:18:27
    Deste modo o futuro em seguida a idéia de um ano pra isso é fora por criança vou ficar
  • 00:18:44
    o
  • 00:19:22
    Então como você viu no vídeo do Brian
  • 00:19:26
    quando a gente solta a bola de boliche e as penas e tem ar dentro da câmara,
  • 00:19:31
    a bola de boliche caia antes, bem antes que as penas, porque o ar
  • 00:19:36
    atrapalha o movimento das penas. Mas se eu tiro ar, ou seja, se eu desconto qualquer influência que o ar possa ter no movimento,
  • 00:19:43
    os dois caem
  • 00:19:45
    exatamente juntos, mas é exatamente
  • 00:19:49
    mesmo. Então os dois, a bola de boliche e o fecho de penas caiu juntinho na caixa, juntinhos,
  • 00:19:57
    se a gente retira o ar.
  • 00:19:59
    Então tirando a influência do ar, que era o caso da experiência do Galileu, Galileu estava lá em
  • 00:20:05
    1590, ele não conseguia fazer vácuo dessa maneira que agora a gente consegue, que Brian Cox conseguiu fazer la nesse laboratório da NASA.
  • 00:20:12
    Mas o Galileu conseguiu
  • 00:20:14
    excluir um pouco a influência do ar, fazendo o que eu disse pra você: pega dois
  • 00:20:18
    objetos que não sejam muito leves mas que têm um peso das diferentes,
  • 00:20:22
    então quando ele Soltou esses objetos eles caíram
  • 00:20:25
    juntinhos. E você mesmo pode fazer isso aí na sua casa você pode pegar dois objetos como eu falei pra você, de peso diferentes
  • 00:20:32
    mas que um não seja leve demais, porque senão guarda influencia nesse movimento,
  • 00:20:36
    e solte eles. Também não podem quebrar né,
  • 00:20:40
    se quebrar, não vai ser legal. Solte eles,
  • 00:20:44
    ao soltar você vai perceber que eles vão cair juntos. Solta de alturas grandes e observa que acontece. Eles caem
  • 00:20:51
    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.
  • 00:20:59
    Essa foi talvez uma das primeiras grandes observações sobre a gravidade, ou seja, a gente sai de uma informação meramente
  • 00:21:08
    qualitativa, a gravidade é uma força atrativa que a gente sente puxando a gente
  • 00:21:12
    para o centro do nosso planeta Terra, para uma informação muito mais importante. A gravidade
  • 00:21:19
    ela faz com que os corpos sejam atraídos,
  • 00:21:23
    puxados, movimentados à mesma taxa,
  • 00:21:26
    independente do peso dos corpos.
  • 00:21:29
    Significa que a força de gravidade
  • 00:21:32
    é uma força que depende
  • 00:21:35
    da massa dos corpos, da massa dos corpos, da mesma maneira
  • 00:21:41
    que a massa deles influencia o movimento deles, ainda teria que discutir as leis de Newton, leis de inércia,
  • 00:21:47
    não vai chegar tão, tão a fundo nesse nível do curso. No curso mais avançado sim, nós vamos aprofundar. Mas neste momento
  • 00:21:55
    importa você saber isso, dois objetos de pesos diferentes caem não separados, caem juntos, desde que o ar não
  • 00:22:03
    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
  • 00:22:11
    aprofundou, foi o seguinte: tá bom os corpos cai com peso diferente, caem a mesma taxa.
  • 00:22:18
    Mas como é um movimento de um corpo se eu
  • 00:22:21
    lanço ele, quem pensou bastante, o Galileu observou isso, mas quem pensou muito a respeito disso foi o Newton, Isaac Newton.
  • 00:22:29
    Veio depois do Galileu.
  • 00:22:31
    Então a pergunta é, se eu jogo um objeto, qualquer trajetória que esse objeto vai fazer? Aqui eu tenho uma imagem,
  • 00:22:37
    que é um jogador de basquete né,
  • 00:22:40
    o jogador de basquete ele vai arremessar a bola para a cesta. Se você observar em câmera lenta
  • 00:22:46
    esse movimento a bola que o jogador de basquete arremessa, vai fazer essa trajetória
  • 00:22:53
    essa trajetória
  • 00:22:55
    ela tem um nome, chama-se
  • 00:22:58
    parábola, parábola, trajetória parabólica.
  • 00:23:02
    Não é um círculo tá, não é circular, é diferente de um círculo e não é uma curva qualquer, uma curva especial chamada
  • 00:23:09
    parábola que é muito estudada pelos matemáticos.
  • 00:23:13
    Essa parábola,
  • 00:23:15
    é uma trajetória que qualquer corpo que a gente jogar vai fazer,
  • 00:23:20
    ela pode ser uma parábola mais fechada ou pode ser uma parábola mais aberta, depende da velocidade
  • 00:23:26
    com que o jogo o corpo, o ângulo que jogo o corpo, tá, ela vai mudar, mas é uma uma trajetória curva.
  • 00:23:33
    Então o Galileu estudou isso aí, o Newton também se aprofundou, vou mostrar daqui a pouco,
  • 00:23:39
    antes eu gostaria que se você tiver oportunidade, você desenha uma parábola facilmente
  • 00:23:45
    com uma mangueira, por exemplo se você tiver uma mangueira em casa é você pode jogar a água né,
  • 00:23:50
    como está mostrando aqui né, pessoal, tá segurando a mangueira aqui. A água vai fazer uma trajetória parabólica,
  • 00:23:56
    então teste em casa,
  • 00:23:58
    mudar essa parábola, mudando a inclinação com que você joga água e mudando a
  • 00:24:03
    velocidade da água também, se você tampa a água da saída da mangueira com a ponta do dedo, aumenta a velocidade da água,
  • 00:24:09
    a parábola aumenta de altura, muda tá, então dá uma
  • 00:24:13
    observada se você tiver oportunidade no movimento
  • 00:24:16
    parabólico da água ao sair de uma mangueira. É o mesmo movimento de arremessar um objeto. Aqui está arremessando
  • 00:24:22
    água na verdade, água sai com uma velocidade, está sendo
  • 00:24:25
    arremessada e faz o movimento de parábola.
  • 00:24:29
    Agora, esse estudo da gravidade aqui na Terra,
  • 00:24:34
    num primeiro momento para os cientistas não tinha nada haver com o que acontecia lá fora, nas estrelas e tal, lá eram outras leis.
  • 00:24:42
    Então como eu falei pra vocês, um cientista
  • 00:24:45
    muito importante que veio depois o Galileu que é o Isaac Newton,
  • 00:24:49
    começou a estudar, teve acesso aos as experiências do Galileu, as conclusões do Galileu, e começou a estudar mais a fundo
  • 00:24:57
    isso. O Newton queria poder montar um conjunto de leis que
  • 00:25:03
    descrevesse o comportamento do universo.
  • 00:25:05
    Então ele gostaria de representar o movimento aqui na Terra, mas também
  • 00:25:11
    entender o movimento dos astros, ou seja, a Terra orbitando o Sol, a Lua orbitando a Terra,
  • 00:25:17
    os dois aqui em torno do Sol, os outros planetas, o Newton queria poder entender
  • 00:25:22
    tudo isso daí. Então ele pegou os experimentos do Galileu,
  • 00:25:27
    e pensando no movimento dos astros começou a bolar uma teoria, uma teoria, o Isaac Newton.
  • 00:25:36
    Ele depois de pensar bastante sobre isso, bastante, ele mesmo
  • 00:25:41
    conta a história dessas descobertas dele, ele disse que quando ele tinha um problema que ele queria resolver,
  • 00:25:46
    a técnica que ele usava para resolver o problema é não parar de pensar no problema.
  • 00:25:51
    Ele ficava fixado naquele problema, estudava até conseguir resolver, então pensando sobre
  • 00:25:58
    a queda dos corpos na Terra,
  • 00:26:00
    a gravidade na Terra, e a Terra estar girando em torno do Sol e a Lua em torno da Terra,
  • 00:26:07
    o Newton teve uma grande idéia.
  • 00:26:10
    Uma grande idéia. Diz a lenda que também é uma lenda, então por volta de 1660,
  • 00:26:16
    por volta dessa época, diz a lenda, que ele estava pensando nesses problemas
  • 00:26:21
    debaixo de uma árvore, uma macieira, e caiu uma maçã na cabeça dele.
  • 00:26:25
    Essa daqui,
  • 00:26:27
    provavelmente é mentira. A gente acha que não é não tem fundamento histórico tá.
  • 00:26:33
    Provavelmente não aconteceu dessa forma.
  • 00:26:35
    Mas tudo bem, que importa é fato de que o Newton realmente estava muito preocupado com esse problema e pensando nele.
  • 00:26:41
    A idéia que o Newton teve,
  • 00:26:44
    foi, ele representou um livro dele, talvez seja o livro mais importante da história da ciência,
  • 00:26:52
    Os Princípios da Filosofia natural, esse livro que ele escreveu por volta de
  • 00:26:58
    1666, mas foi publicar bem depois,
  • 00:27:00
    pois um amigo dele pressionava, "Publica ai Galileu" ééé, "Publica ai Newton" e tal, bem depois,
  • 00:27:06
    nesse livro o Newton criou o que a gente chama de mecânica,
  • 00:27:11
    mecânica newtoniana,
  • 00:27:12
    mecânica estuda o movimento dos corpos ea causa desses movimentos.
  • 00:27:16
    E nesse livro ele também propôs, nessa época ele propôs, o que ficou conhecido como teoria da gravitação universal.
  • 00:27:23
    O que é a teoria da gravitação universal?
  • 00:27:26
    É basicamente uma teoria que diz o seguinte: o que acontece com a gravidade aqui na Terra,
  • 00:27:31
    o gato lá segurando para não cair na boca do cachorro, é a mesma coisa que acontece no espaço.
  • 00:27:37
    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
  • 00:27:44
    pela gravidade da Terra e cai.
  • 00:27:45
    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.
  • 00:27:51
    É tudo a mesma coisa, não são forças diferentes e tal.
  • 00:27:55
    Então por volta, nesse livro, Newton fez um desenho, isso aqui não é um desenho dele, não desenhava assim,
  • 00:28:01
    é bem mais simples mas é uma ilustração baseada na idéia dele, a idéia do Newton foi o seguinte: imagina
  • 00:28:08
    um canhão,
  • 00:28:10
    e a gente vai disparar esse canhão.
  • 00:28:12
    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
  • 00:28:18
    disparar o canhão.
  • 00:28:19
    Se você diz para o canhão e a bala sai com velocidade baixa, o que ela vai fazer? Um movimento
  • 00:28:27
    parabólico e vai cair na Terra.
  • 00:28:28
    O que é o que a gente viu ali com a mangueira de água, parábola, bolinha do jogador de basquete,
  • 00:28:33
    movimento parabólico, a bola cai na Terra de novo. Se você aumenta a velocidade,
  • 00:28:38
    ela vai fazer o que? Vai cair mais longe, mas vai cair na Terra ainda. E se aumentar mais a velocidade?
  • 00:28:44
    Se aumentar mais a velocidade, vai mais longe. E mais a velocidade? E mais? Vai chegar o momento,
  • 00:28:50
    que ele vai dar praticamente dando a volta na Terra, vai chegar um momento que ele
  • 00:28:56
    vai não cair mais.
  • 00:28:58
    Não cair mais, isso é impressionante esse raciocínio do Newton. Então eu vou dar um tiro uma velocidade tal,
  • 00:29:05
    que a bola vai ficar girando em torno da Terra, claro, supondo que a bola não perde
  • 00:29:10
    movimento por causa do ar, da resistência do ar, por nada. Que ela possa andar livremente,
  • 00:29:15
    supondo isso. Essa bola, essa bala de canhão vai ficar girando
  • 00:29:20
    em torno da Terra, ora...
  • 00:29:23
    isso é uma órbita. Uma órbita baixa, depois a gente vai estudar as órbitas no módulo de astronáutica,
  • 00:29:29
    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.
  • 00:29:36
    A gente pode dar um tiro com velocidade mais alta e a órbita vai ser bem maior.
  • 00:29:40
    Então conforme eu dou o impulso inicial, eu coloco objetos em órbita ou não.
  • 00:29:46
    Deixo ele na Terra.
  • 00:29:48
    Então Newton explicou a órbita como uma queda, mas como assim? Queda, um objeto que cai,
  • 00:29:56
    bate na Terra.
  • 00:29:57
    NÃO. NÃO. Depende da velocidade dele. Então Newton pessoal o seguinte, à Lua, a Lua,
  • 00:30:05
    ela está caindo em relação à Terra,
  • 00:30:07
    como quando a gente joga uma bola de basquete, ela sobe e cai.
  • 00:30:11
    Então a Lua está caindo em relação à Terra, ela cai, atrai atraída pela Terra está em queda. Mas a Lua não está parada,
  • 00:30:19
    a Lua tem uma certa velocidade para o lado, então acontece o seguinte, como a Terra está puxando a Lua,
  • 00:30:26
    a Lua vai cair.
  • 00:30:27
    Só que enquanto ela está caindo, como ela tem uma velocidade pra cá, ela faz dois movimentos, ela cai um pouquinho e vem para
  • 00:30:34
    o lado, na órbita,
  • 00:30:35
    cai um pouquinho e vem para o lado cai um pouquinho, vem pro lado, cai um pouquinho, vem pro lado, e assim por diante.
  • 00:30:42
    De maneira que a Lua nunca chega a tocar a Terra, a Lua fica girando nessa órbita em torno da Terra.
  • 00:30:49
    Por que? Repito, ela cai porque é atraída.
  • 00:30:53
    Ela cai atraída, mas no tempo que ela cai um pouquinho, ela vem pro lado por causa da velocidade.
  • 00:30:59
    Então você pode imaginar aqui já, perceber que,
  • 00:31:04
    dependendo da velocidade ela vai cair,
  • 00:31:07
    vai cair na Terra, ou vai fugir, vai pra fora, você pode imaginar o limite né. Tem uma velocidade
  • 00:31:13
    certa pra Lua ficar aqui, você pode imaginar agora essa velocidade muito maior,
  • 00:31:19
    grandona, então a Lua caiu um pouquinho, mais andou a monte.
  • 00:31:23
    Então ela vai embora, vai embora,
  • 00:31:25
    para uma órbita longe,
  • 00:31:27
    ou à uma velocidade bem
  • 00:31:28
    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
  • 00:31:34
    cair na Terra.
  • 00:31:35
    Então assim Newton conseguiu explicar o movimento
  • 00:31:39
    parabólico e movimento de órbita.
  • 00:31:41
    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
  • 00:31:51
    que não parece nada com a órbita da Terra e a volta da Lua em torno da Terra e tal.
  • 00:31:57
    O Newton conseguiu explicar esse movimento
  • 00:32:00
    causado pela gravidade em termos de três figuras geométricas, isso foi incrível,
  • 00:32:05
    então usando matemática, ele se aprofundou, a gente não vai fazer isso aqui, mas ele conseguiu explicar o movimento
  • 00:32:11
    dos objetos que tem velocidade baixa como uma parábola,
  • 00:32:15
    uma bola de basquete, um jato de água, é uma figura geométrica,
  • 00:32:19
    parábola. O movimento dos corpos que estão girando em órbita como uma elipse,
  • 00:32:26
    e aliás quando ele fez isso ele conseguiu provar
  • 00:32:30
    umas observações, umas conclusões que um outro físico muito importante, na realidade um matemático, chamado Keppler,
  • 00:32:37
    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.
  • 00:32:44
    Newton conseguiu mostrar fazendo matemática, que na verdade as órbitas são mesmos círculos achatados, elipses.
  • 00:32:53
    Então tem a parábola e tem as elipses, quando a velocidade é certinha, ele forma uma elipse,
  • 00:32:58
    mas se eu jogo um objeto com uma velocidade muito alta, que o objeto vai escapar,
  • 00:33:02
    ele não faz uma elipse, ele faz uma hipérbole, que é uma outra figura geométrica. O Newton conseguiu mostrar tudo isso. E o resultado
  • 00:33:09
    era tão espetacular, tão espetacular que
  • 00:33:14
    revolucionou a física e astrofísica.
  • 00:33:16
    Então a partir dessas descobertas do Newton, que não foi só no blá blá blá, ele tem uma matemática por trás, a física
  • 00:33:24
    revolucionou, foi revolucionada.
  • 00:33:26
    Agora eu quero falar com você, de uma outra coisa muito relacionada com a gravidade
  • 00:33:31
    e que confunde muita gente. Que é o conceito,
  • 00:33:36
    deixa eu voltar aqui, que é o conceito de
  • 00:33:38
    imponderabilidade uma palavra difícil, mas muito importante no âmbito de astronomia e astronáutica.
  • 00:33:46
    Imponderabilidade.
  • 00:33:49
    Essa foto aqui é uma foto real tá, é uma foto da Estação Espacial Internacional (ISS),
  • 00:33:55
    depois do módulo de astronomia e astronáutica a gente vai ver bastante sobre ela,
  • 00:34:01
    se você nunca ouviu falar da Estação Espacial Internacional,
  • 00:34:04
    é como se fosse uma,
  • 00:34:06
    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.
  • 00:34:15
    Não está muito alta,
  • 00:34:17
    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
  • 00:34:24
    astronautas. É lá que o Marcos Pontes né,
  • 00:34:27
    o astronauta, nosso, até o momento o único astronauta Brasileiro né, ele ficou. Então os astronautas
  • 00:34:33
    sobem com foguete, acoplam na Estação Espacial Internacional
  • 00:34:37
    e ficam lá. Depois que terminam a missão eles voltam para a Terra em outro foguete. Essa foto aqui, uma foto verdadeira
  • 00:34:44
    de dois astronautas,
  • 00:34:47
    dois astronautas fazendo a manutenção da estação, pelo lado de fora da estação,
  • 00:34:52
    pelo lado de fora. Você pode ver aqui embaixo,
  • 00:34:56
    a parte aqui de continentes, o mar, as nuvens, eles estão mais ou menos
  • 00:35:02
    algumas centenas de quilômetros, acima aqui né, mais ou menos 500 quilômetros, em torno disso. Então esses astronautas,
  • 00:35:12
    eles estão flutuando.
  • 00:35:14
    Eles não estão caindo na Terra direto.
  • 00:35:18
    Não vão se esborrachar na Terra, flutuando lá, assim como a Estação Espacial Internacional (ISS).
  • 00:35:21
    Mas na realidade não é um flutuar qualquer,
  • 00:35:24
    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.
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