Qual a posição relativa dos astros durante a ocorrência dos eclipses do Sol e da Lua?

Questão 1

(UNIRG - TO) O esquema a seguir representa um eclipse solar, no qual a Lua, ao passar entre a Terra e o Sol, produz regiões de umbra (cone de sombra), penumbra e antumbra. Na região da umbra, o eclipse é total (A), na região de penumbra, o eclipse é parcial (C) e na antumbra é anular (B).

Disponível em: Eclipses_solares.en.png >. Acesso em 28 out. 2016. [Adaptado]

Essas regiões acontecem porque os raios que partem do Sol

a) são independentes.

b) interferem-se ao passar pela Lua.

c) são reversíveis.

d) propagam-se retilineamente.

Questão 2

(UFF - RJ) Para determinar a que altura H uma fonte de luz pontual está do chão, plano e horizontal, foi realizada a seguinte experiência. Colocou-se um lápis de 0,10 m, perpendicularmente sobre o chão, em duas posições distintas: primeiro em P e depois em Q. A posição P está, exatamente, na vertical que passa pela fonte e, nesta posição, não há formação de sombra do lápis, conforme ilustra esquematicamente a figura.

Na posição Q, a sombra do lápis tem comprimento 49 (quarenta e nove) vezes menor que a distância entre P e Q. A altura H é, aproximadamente, igual a:

a) 0,49 m

b) 1,0 m

c) 1,5 m

d) 3,0 m

e) 5,0 m

Questão 3

Um professor de Física perguntou a seus alunos como era possível a ocorrência de eclipses. Ele obteve as seguintes respostas:

João: O eclipse solar ocorre quando a lua posiciona-se na região de sombra da Terra. Para que o eclipse ocorra, os três astros devem estar alinhados.

Lucas: Os fenômenos da sombra e da penumbra explicam a ocorrência dos eclipses.

Aline: O princípio da propagação retilínea da luz possibilita a ocorrência dos eclipses.

Marque a alternativa correta quanto às respostas dadas pelos alunos.

a) Os três alunos estão corretos.

b) Aline a João estão errados.

c) Somente João está errado.

d) Lucas é o único correto.

e) Os três alunos estão errados.

Questão 4

Para as proposições abaixo, marque V para verdadeiro e F para falso.

( ) O princípio da reversibilidade da luz explica a ocorrência dos eclipses.

( ) O eclipse solar parcial ocorre na região de penumbra.

( ) Quando um objeto opaco é posto diante de uma fonte de luz pontual, pode-se perceber a formação de sombra e penumbra.

( ) Só ocorre penumbra caso a fonte de luz seja extensa, tipo de fonte cujas dimensões não podem ser desprezadas.

a) VVVV

b) VFFV

c) FVFF

d) FVFV

e) FFVV

Respostas

Resposta Questão 1

Letra D

A sombra, a penumbra, a umbra e a antumbra são fenômenos que só ocorrem por causa do princípio da propagação retilínea da luz.

Resposta Questão 2

Letra E

Ao incidir luz sobre o lápis na posição Q, pode-se perceber a formação de um triângulo retângulo com a sombra que vai de Q até R.

Se a distância QR vale x, a distância PQ é quarenta e nove vezes maior, portanto, vale 49x. Aplicando a ideia de semelhança de triângulos, teremos:

Resposta Questão 3

Letra C

Quando a lua posiciona-se na região de sombra da Terra, ocorre o eclipse lunar, e não solar.

Resposta Questão 4

Letra D

Falso – O princípio da propagação retilínea da luz explica a ocorrência dos eclipses.

Verdadeiro.

Falso – Quando um objeto opaco é posto diante de uma fonte de luz extensa, pode-se perceber a formação de sombra e penumbra.

Verdadeiro.

O Eclipse, define-se como o fenômeno em que um astro deixa de ser visível, totalmente ou em parte, ou pela interposição de outro astro entre ele e o observador, ou porque, não tendo luz própria, deixa de ser iluminado ao colocar-se no cone de sombra de outro astro [1]. Estes fenômenos são um pouco mais raros de acontecer do que as fases lunares e isto ocorre porque o plano da órbita lunar está inclinado de 5° (cinco graus) em relação ao plano da Eclíptica, que é o plano onde nós encontramos a Terra orbitando ao redor do Sol, como nos mostra a figura abaixo:

Figura 1: O Plano da Eclíptica com o Plano da Órbita Lunar.

Como podemos observar pela figura 1 , a sombra da Lua raramente encontrará com a Terra e a sombra da Terra, do mesmo modo, raramente se encontrará com a Lua. Com isso, vemos que não é em todo mês que ocorrem eclipses.

Se prestarmos atenção na figura 2, nós veremos que existem condições geométricas em que a Lua, a Terra e o Sol poderão estar numa mesma linha, ou seja alinhados.

Figura 2: Linha dos Nodos - posição relativa entre o plano da órbita lunar e o plano da eclíptica que permite a ocorrência dos eclipses.

Os pontos em que o plano da órbita lunar se encontra com o plano da eclíptica chamam-se nodos e a linha imaginária que contém esses dois pontos, os nodos, é a linha nodal. Quando a linha dos nodos encontra-se alinhada com o Sol, e a Lua ocupa um dos dois nodos, tem-se a ocorrência dos eclipses.

Os pontos EL e ES significam respectivamente Eclipse Lunar e Eclipse Solar, os quais são os dois tipos de eclipses que um observador terrestre pode presenciar.

Antes de falarmos especificamente sobre os tipos de eclipses, é necessário que nós compreendamos o significado óptico de uma sombra. Qualquer corpo que é iluminado pelo Sol produz uma sombra no espaço. Esta sombra é composta de duas partes distintas: a Umbra e a Penumbra. A Umbra (também chamada de cone de sombra) é a parte da sombra na qual a escuridão é "total", enquanto que na Penumbra, a escuridão não é tão intensa e muitas vezes imperceptível ao olho humano. Um exemplo prático é a sombra de nossos corpos quando iluminados pelo Sol. Perceba que ela tem uma região central mais densa e escura e o contorno da silhueta do nosso corpo não está definida, a qual é a região de penumbra.

Figura 3: Regiões de Umbra e de Penumbra a sombra terrestre. No caso de substituírmos a Terra pela Lua, nós não teremos o desvio da radiação vermelha da luz solar pelo fato de o nosso satelite natural não possuir atmosfera.

Os Tipos de Eclipses

Como vimos, os dois tipos principais de eclipses são os Eclipses Lunares e os Eclipses Solares. Cada um desses eclipses podem ser subdivididos em outros subtipos em decorrência de quão próxima a Lua esteja do seu nodo e da distância da Lua à Terra.

Eclipses Lunares

Os eclipses lunares acontecem quando a Lua se encontra próximo do ponto EL e podem ter três subtipos.

A) Eclipse Lunar Penumbral: Este tipo de eclipse ocorrerá somente se a Lua, ao longo de sua trajetória, atravessar a região da penumbra terrestre. Este tipo de eclipse não é perceptível a olho nu. E pode ser medido apenas com instrumentos apropriados, por exemplo: um fotômetro.

Figura 4: Eclipse Lunar Penumbral.

B) Eclipse Lunar Umbral.

Este outro tipo de Eclipse Lunar tem ainda outras duas divisões:

B.1) Eclipse Lunar Umbral Parcial ou simplesmente Eclipse Lunar Parcial: nesse tipo, a trajetória da Lua será tal que uma parte dela passará pela umbra terrestre, como nos mostra a figura abaixo;

Figura 5: Eclipse Lunar Umbral Parcial.

B.2) Eclipse Lunar Umbral Total ou apenas Eclipse Lunar Total: nesse último tipo ocorrerá quando a Lua entrar no cone de sombra terrestre, como nos mostra a figura baixo;

Figura 6: Eclipse Lunar Umbral Total.

Eclipses Solares

Os eclipses solares acontecem quando a Lua se encontra próximo do ponto ES e podem ter três subtipos.

A) Eclipse Solar Total: Esse tipo de eclipse acontecerá quando o tamanho aparente da Lua for maior que o Sol. Nesse caso o cone de sombra lunar produzirá sobre a superfície da Terra uma sombra escura. O observador que se encontrar na região de alinhamento do Sol com a Lua (T) verá durante alguns minutos a Lua encobrir por completo o Sol. Para o observador nas regiões (P) e (Q) ele verá sempre o eclipse como parcial, ou seja o disco lunar encobre parcialmente o Sol.

Figura7 : Eclipse Solar Total.

B) Eclipse Solar Anular: Esse outro tipo de eclipse ocorre quando a Lua está mais distante da Terra e seu tamanho aparente é menor que o tamanho aparente do Sol, ou seja, a Lua não cobre totalmente o Sol (região A). Quando estivermos no auge do eclipse, nós veremos um anel luminoso em volta da Lua, que nada mais é do que o próprio Sol (veja a figura abaixo). Igualmente os observadores na região (P) e (Q) verão a fase parcial desse eclipse.

Figura 8: Eclipse Solar Anelar.

C) Eclipse Solar Parcial: Quando o alinhamento Sol - Lua não interceptar a superfície terrestre, um observador verá somente a fase parcial do eclipse. Somente uma parte do disco solar será obstruída pela Lua. Nesse caso somente a região de penumbra intercepta a superfície da Terra:

Figura 9: Eclipse Solar Parcial.

A Freqüência dos Eclipses

A freqüência de ocorrência dos eclipses depende da posição entre os planos orbitais lunar e terrestre, da posição da Lua ao longo de sua órbita em termos da sua proximidade ou coincidência com os pontos nodais EL e ES e da sua distância para com a Terra. A seqüência dos eclipses se repete na mesma ordem a cada 18 anos, 11 dias e 8 horas. Esse intervalo de tempo é denominado "Período de Saros", o qual contém 70 eclipses dos quais 41 são solares e 29 são lunares. Nesse período ocorrem no mínimo dois eclipses solares em um ano e no máximo cinco eclipses solares ou três eclipses lunares e quatro eclipses solares.

[1] Conforme o verbete ECLIPSE do Novo Dicionário da Língua Portuguesa de Aurélio Buarque de Holanda Ferreira

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CDA - CDCC - USP/SC 22/01/2004

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Qual e a posição dos astros em um eclipse solar e um eclipse lunar?

Qual a posição relativa da Lua durante os eclipses solar e lunar?

Qual a posição da Lua Sol e Terra durante o eclipse solar?

Quais são as posições relativas dos astros para que ocorra o eclipse lunar?