Medindo a velocidade de rotação da Terra

Publicado em: 13 Ago 2010
Atualizado em: 13 Ago 2010

O planeta Terra. Fonte: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Earth.jpg

Em aulas de Física no Ensino Médio, quando se trata do movimento circular, é comum que se use como exemplo a situação de uma pessoa que se encontra na superfície da Terra, em movimento circular devido à rotação do planeta. Nesse momento, muitas vezes os alunos lançam a pergunta: “E qual é a velocidade de rotação da Terra?”. A questão gera a oportunidade de se discutir a diferença entre as velocidades escalar e angular, particularmente no que se refere à dependência (ou independência) de seus módulos com o raio da trajetória — no caso, com a posição da pessoa na superfície da Terra.

Após as devidas considerações, o professor pode sugerir a realização de um experimento que permite relacionar essas grandezas e calcular a velocidade angular de rotação da Terra! Essa é a proposta do professor Marcelo Girardi Schappo, que, no artigo Medindo a velocidade de rotação da Terra sem sair de casa, publicado na revista Física na Escola, v. 10, n. 2, 2009, explica como realizar a tarefa usando materiais simples e de muito fácil acesso: papel branco, lápis, cronômetro, fita adesiva, régua, barbante e um objeto furado – no experimento realizado pelo autor, foi utilizada uma mesa de PVC com furo para guarda-sol.

Para entender o procedimento experimental, é necessário imaginar que é o Sol que está girando em torno da Terra com velocidade angular , o que é equivalente a pensar na Terra girando com a mesma velocidade em sentido contrário, desprezando-se sua translação.

A idéia é usar a semelhança de triângulos, como em uma câmara escura, para calcular a distância “percorrida” pelo Sol, H, ao longo de sua “órbita” ao redor da Terra: coloca-se o objeto furado sob a luz solar e mede-se o deslocamento da projeção, h, após um intervalo de tempo, t, e a distância do furo ao anteparo, d. O esquema está representado na figura abaixo (note que, devido ao pequeno valor do ângulo no intervalo analisado, a trajetória pode ser aproximada por uma reta).

Em posse da distância H e do tempo que o Sol levou para “percorrê-la” ( t), é possível calcular sua velocidade escalar, v. Dividindo-se essa velocidade pelo raio da trajetória ( D = distância Terra-Sol) chega-se ao valor da velocidade angular ( v = •D).

O uso da distância Terra-Sol é interessante do ponto de vista didático. Há entretanto uma maneira de se chegar ao mesmo resultado sem a necessidade de se conhecer esse dado. Leia o artigo, conheça o procedimento com detalhes, acompanhe as contas e tente descobrir como!