SSiisstteemmaa TTeerrrraa--LLuuaa--SSoolllogin.educandus.com.br/files/simuladores3d/GuiaPratico.pdf · A câmera 3 possui sempre uma visualização da Lua de uma observador na Terra

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Índice

1. Introdução ........................................................................................................ 3

2. Simulador........................................................................................................... 3

2.1 Painel Principal ........................................................................................... 3

O que ocorreu com dimensões e distâncias dos corpos estudados? .... 5

2.2 Visualização - Wireframe/Texturizada .................................................... 7

2.3 Visualização – Órbitas/Cone de Sombra/Plano das Órbitas.............. 7

2.4 Câmeras Especiais 1, 2 e 3 ..................................................................... 12

2.5 Controle do Tempo ................................................................................. 18

2.5.1 Eclipses ................................................................................................ 18

2.5.2 Velocidade dos Movimentos .......................................................... 19

2.5.3 Executar e Pausar ............................................................................. 20


1. Introdução

O objetivo desta simulação é explorar o ambiente tridimensional

hipermídia para facilitar a compreensão de algumas relações astronômicas

entre os seguintes corpos: Terra, Lua e Sol.

As relações destacadas são:

eclipses solares e lunares;

fases da lua.

Avalia-se que estes fenômenos adequem-se bastante à representação

em 3 Dimensões (3D) e, portanto, a expectativa é que a simulação ou

exploração destes fenômenos em ambientes tridimensionais devam prover, de

forma mais eficaz, a compreensão do assunto se comparado com ambientes

em 2 Dimensões (2D).

2. Simulador

Para representar o sistema TLS (Terra-Lua-Sol) foi preciso alterar a

proporção em relação às suas dimensões reais, vamos ver o porquê mais a

frente. Agora, iniciaremos os estudos com esse simulador.

2.1 Painel Principal

É onde estão todas as ferramentas que o simulador disponibiliza. Para

exibir ou fechar o painel basta clicar no botão em destaque vermelho

mostrado nas imagens abaixo. O Painel pode ser arrastado facilmente

clicando-se na sua borda superior. Outra opção para fechá-lo é clicando no

botão “X” localizado no canto superior direito do painel. Veremos em breve

como funciona e para que serve cada botão existente nesse painel.


Figura 01 – Terra, Sol e Lua

Figura 02 – Painel Principal


O que ocorreu com dimensões e distâncias dos corpos estudados?

Para representar o sistema TLS foi preciso alterar a proporção em

relação às suas dimensões reais, pois se a Terra fosse uma bola de 20 cm de

diâmetro (tamanho de uma bola de futebol), a Lua seria uma bola de 5 cm de

diâmetro (tamanho de uma bola de tênis) colocada a 6m da Terra. O Sol seria

outra bola de 22 m de diâmetro (tamanho de um caminhão grande)

colocado a 2,35 km da Terra.

Observe a Figura 03 abaixo as proporções entre os tamanhos da Terra,

da Lua e do Sol. Diâmetros dos corpos: Terra, 12.800 km; Lua, 3.480 km; Sol,

1.390.000 km. A Terra é 3,7 vezes maior do que a Lua. O sol é 108,6 vezes maior

do que a Terra e 399,4 vezes maior do que a Lua. Na representação que se

segue a Terra tem 3,7 mm, a Lua 1,0 mm, e o Sol 40 cm.

Figura 03 – Proporções de Tamanho


Na Figura 04, há uma tentativa de indicar as distâncias. As distâncias

reais mínimas Terra-Sol e Terra-Lua, são respectivamente 150.000.000 km e

380.000 km. A distância Terra-Lua é 30 vezes o diâmetro da Terra, e a distância

Terra-Sol é 400 vezes a distância Terra-Lua. Observe que os diâmetros dos

corpos permanecem iguais aos da figura anterior, mas temos ainda a

representação das distâncias onde a Terra está 11 cm distante da Lua.

Considerando essa proporção o Sol deveria estar 40,1 m distante da Terra e 40

m distante da Lua. Foi por esta razão que tivemos que alterar a distância do

Sol na simulação e, consequentemente, dos ângulos de órbitas dos corpos.

Figura 04 – Proporções de Distâncias


2.2 Visualização - Wireframe/Texturizada

Existem dois tipos de visualização dos corpos estudados: wireframe e

texturizada. Para escolher a forma de visualização basta exibir o Painel e clicar

nos botões que estão em destaque vermelho na Figura 05. A visualização

wireframe exibe apenas as linhas que modelam os objetos e deixa os corpos

livre de qualquer iluminação permitindo a fácil visualização dos mesmos. Já a

visualização texturizada permite que o usuário observe uma representação

mais próxima da realidade.

Figura 05 - Visualização Wireframe

2.3 Visualização – Órbitas/Cone de Sombra/Plano das Órbitas

Ainda na seção de visualização, temos a possibilidade de observar as

órbitas que regem os movimentos da Terra e da Lua, bem como o plano das

órbitas e o cone de sombra gerado pela Terra. Para habilitá-los basta clicar no

botão que está em destaque vermelho na Figura 06, Figura 07 e Figura 08. Os

mesmos botões devem ser clicados quando se quiser desmarcar a opção.


Figura 06 - Órbitas


Figura 07 – Cones de Sombra


Figura 08 – Planos das Órbitas

Lembre-se que tivemos que alterar as proporções reais do sistema para

podermos realizar alguns fenômenos mais próximos da realidade. Nesse caso,

vemos a inclinação do plano da órbita da Lua em relação à da Terra bem

maior que a realidade. Na verdade temos que o plano da órbita da Lua em

torno da Terra é aproximadamente 5º inclinado em relação ao plano da órbita

da Terra em torno do Sol (a eclíptica). É devido a esta inclinação que

podemos observar a Lua cheia, pois, se as órbitas fossem coplanares, em toda

Lua Cheia haveria eclipse lunar, e, em toda Lua Nova eclipse solar.

Saiba ainda que o tempo de translação da Lua em torno da Terra (mês

lunar) é de aproximadamente 27 dias (27 dias, 7 horas e 43 minutos). Este

tempo é o mesmo tempo que a Lua demora para dar uma volta em torno do

seu eixo, de modo que a Lua só mostra a mesma face para a Terra. Contudo,

devido à inclinação do plano da órbita da Lua é possível perceber, ao longo

de um mês, mais do que 50% da superfície lunar. Veja mais detalhes na Figura

09.


Figura 09


2.4 Câmeras Especiais 1, 2 e 3

Todas as três câmeras possuem a mesma borda superior e o botão

fechar existentes no Painel Principal, mas, além disso, possui um botão que

mostra as guias (observe as linhas azuis na Figura 12) de posicionamento da

câmera em relação aos corpos e um botão que escalona (aumenta e

diminui) a janela de visualização. Veja Figura 10 e 11.

Figura 10 – Janela da câmera 1


Figura 11 – Redimensionar vistas

A câmera 1 possui uma visualização frontal da Terra em relação ao Sol

ficando com uma vista da Terra com uma coroa solar. Com a câmera 1

podemos saber se a Lua está na posição entre o Sol e a Terra ou, em relação

ao Sol, depois da Terra. Ative a câmera 1 clicando no botão marcado de

vermelho na Figura 12.


Figura 12 – Câmera 1

Com a câmera 2 podemos também saber se a Lua está na posição

entre o Sol e a Terra ou, em relação ao Sol, depois da Terra. Na metade

superior da tela (câmera) indica que a Lua está atrás da Terra, já com a Lua

na parte inferior da tela indica que a Lua está entre o Sol e a Terra.

Observando ao mesmo tempo as câmeras 1 e 2 podemos saber se está

ou não ocorrendo eclipse. Acompanhe abaixo:


Figura 13 – Câmeras e Eclipse

Na imagem acima podemos observar que está acontecendo um

eclipse lunar parcial, pois a câmera 1 exibe a Lua passando quase pelo centro

da Terra e na câmera 2 a Lua posicionada na parte superior da tela.



A câmera 3 possui sempre uma visualização da Lua de uma observador

na Terra. Através dela podemos observar todas as fases da Lua que estão

ocorrendo.

As fases da Lua acontecem devido ao movimento de translação da

Lua em torno da Terra e se classificam em quatro etapas: Lua Nova, Quarto

Crescente, Lua Cheia e Quarto Minguante. Observe cada uma delas clicando

no botão em destaque na Figura 15.




2.5 Controle do Tempo

Nesta parte do Painel Principal podemos controlar a velocidade dos

movimentos de rotação e translação, parar ou executar a simulação e forçar

quatro eclipses parciais solares e lunares.

2.5.1 Eclipses

Para forçar eclipses solares parciais, basta clicar nos botões indicados

pelas setas vermelhas na Figura abaixo. Observe que a Terra em azul

(destaque no retângulo vermelho) é mostrada realizando sua órbita em torno

do Sol. No momento em que passa pelos botões indicados com um sol

acontece o eclipse. Podemos ver melhor o eclipse na câmera 3.

Figura 16 – Eclipse Solar

O mesmo acontece se quisermos forçar eclipses lunares parciais. Clique

nos botões indicados pelas setas vermelhas na Figura 17.


Figura 17 – Eclipse Lunar

2.5.2 Velocidade dos Movimentos

Com a ferramenta em destaque vermelho na Figura 18, podemos

avançar no tempo acelerando a velocidade de rotação e translação dos

corpos estudados. Arrastando o botão pra cima, a velocidade aumenta e,

para baixo, ela diminui.


Figura 18 – Avançar

2.5.3 Executar e Pausar

O botão em destaque vermelho na Figura 19 pode fazer a simulação

pausar em qualquer instante. Clicando nesse botão, automaticamente ele

trocará para outro botão que permite a execução/continuação da

simulação.


Figura 19 - Pausa

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