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Construa um Orrery

Dúvidas e Perguntas?

Histórico
No início do século XVIII, Charles Boyd, o conde de Orrery, concebeu e encomendou um dispositivo para simular os movimentos dos planetas que até hoje é conhecido como 'aparelho de Orrery', ou simplesmente Orrery. Este planetário simples permite várias simulações:

l rotação da Terra: dia e noite
      -os fusos horários -variações do tamanho do dia -as noites polares

l a órbita da Terra
      -o tamanho do ano -o ano sideral

l as estações do ano
      -os trópicos -os círculos árticos -equinócios e solstícios

l as fases da Lua
      -excentricidade da órbita

l eclipses do Sol e da Lua
      -a inclinação da órbita da Lua -a recessão dos nodos

l as coordenadas celestes
      -os pólos celestes -o equador celeste 
      -as   latitudes celestes -a Ascensão Reta 
      -os equinócios

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Aparelho
Um Orrery consiste em um dispositivo que suporta um modelo do globo terrestre e permite seu movimento em torno de uma lâmpada que faz as vezes do Sol. Duas polias, uma fixa no bloco móvel e outra presa ao eixo do globo fazem o sincronismo do movimento anual. Um mancal, montado sobre o eixo do globo permite o giro de uma haste com uma pequena esfera que representa a Lua. Um disco graduado é usado para indicar o sentido de rotação da Terra, a separação do dia e da noite e a marcação dos fusos horários. Ele é pintado nas duas faces, uma para ser usada no pólo sul, a outra para o pólo norte, quando o globo for invertido. Um parafuso de fixação do bloco móvel permite o posicionamento do conjunto de modo que a inclinação do eixo da Terra seja ajustada para a latitude local no estudo das coordenadas celestes. Uma bússola pode auxiliar na orientação do conjunto.

Material

Para fazer um você vai precisar de:

01- uma bola de isopor de 90 ou 100 mm
02- duas bolas de isopor de 20 ou 25 mm
03- um pedaço de madeira de 20 x 20 x 300 mm
04- um pedaço de madeira de 20 x 20 x 40 mm
05- dois blocos de madeira de 80 x 40 x 30 mm
06- um bloco de madeira de 30 x 30 x 40 mm
07- duas polias de madeira de 50 mm de diâmetro
08- um soquete para lâmpada de abajur (tem um furo rosqueado atrás)
09- 12,5 cm de tubo de 3/8" para abajur (tem rosca para fixar o soquete)
10- Uma lâmpada de 40 watts
11- um pino para tomada com 3 metros de fio duplo
12- um disco de fibra ou chapa de 60 mm de diâmetro
13- um pedaço de arame duro de 3 mm de diâmetro
14- um pedaço de arame de 1,5 mm de diâmetro
15- uma haste de 5/16" para fixação de telhas
16- um parafuso francês de 5/16" x 3"
17- duas porcas borboleta de 5/16"
18- tubo plástico fino "espaguete"
19- duas arruelas 5/16"
20- um disco de metal ou plástico de Ø50 x 5 mm
21- um pedaço de metal ou plástico de Ø10 mm

Montagem

A- Use a bola de isopor (01) para fazer o globo terrestre. Marque os pólos e faça um furo de 3 mm unindo os dois. Trace com caneta esferográfica os paralelos principais: o equador, os trópicos (23,5º sul e 23,5º norte) e os círculos polares (66,5º norte e 66,5º sul). Marque os meridianos de Greenwich (0º) e a linha internacional de mudança de datas (180º). Desenhe os contornos dos continentes nas coordenadas aproximadas e pinte com tinta látex. Não use tinta esmalte porque ela dissolve o isopor. Pinte uma bolinha (02) de cinza para representar a Lua e faça um modelo simplificado da Terra com a outra. Faça um furo de 3 mm unindo os pólos da "Terra".

B- Cole com cola branca as peças (03) e (04). Depois de seca a cola faça um furo de 10 mm de diâmetro no meio do bloco (04), atravessando as duas peças. A 15 mm da outra extremidade, faça um furo de 3 mm para passar o eixo do globo.

C- Usando o disco de metal ou plástico (20) e o tarugo (21) faça um mancal para o suporte da "Lua". Fure o disco com uma broca de 10 mm e cole ou solde o tarugo no furo. Usando um pedaço de tábua e uma peça de Ø10 mm como gabarito, fure o tarugo com um ângulo de 5º, com uma broca de Ø3 mm como ilustrado.

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D- Usando o arame mais grosso (13), faça uma peça conforme o desenho:

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Dobre cuidadosamente os ângulos, usando um transferidor ou o próprio desenho como base. Estes ângulos nos darão a inclinação do eixo da Terra e o mancal tem o ângulo de inclinação da órbita da Lua. Lembre-se de montar o mancal antes de dobrar o trecho superior. Coloque os espaçadores de tubo plástico e em seguida enrole o arame fino (14) sobre o mancal formando uma segunda articulação que permita o movimento das peças. Corte o arame deixando uma haste de 15 cm. Dobre 2 cm da ponta para fixar a "Lua" (02). Entorte o arame fino de modo que o meio da "Lua" fique na direção do plano do equador da "Terra" quando quando o mancal estiver na posição perpendicular ao desenho. Coloque mais um pedaço de tubo plástico sobre este mancal para fazer um batente para a "Terra". Enfie um pedaço de espaguete plástico de 45 mm na parte inferior e monte na barra (04). Faça um furo de 3 mm no centro de uma das polias (07 ) e cole com cola forte (araldite) na ponta do eixo (13) depois de instalar um espaçador de 3 mm.

E- Fure os blocos (05) e arredonde um dos lados conforme o desenho. Fure o bloco (06) para fazer o mordente. Depois de lixar cole o tubo de 3/8" com cola forte em um dos blocos. Faça um furo de 10 mm no centro da segunda polia (07) e monte sobre o bloco com cola.

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As hastes para fixação de telhas são facilmente encontradas nos depósitos de material de construção e são fornecidas retas e com tamanhos variados. Meça 11,5 cm a partir do final da rosca da haste (15) e corte. Dobre 4 cm na ponta em angulo reto. Cole um pedacinho de borracha sobre o mordente (bloco 06) e monte o conjunto usando uma arruela entre a porca (17) e o bloco. Fixe um bloco (05) numa mesa e monte o segundo bloco usando o parafuso (16), uma arruela (19) e uma porca borboleta (17).

F- Encaixe a barra (04) no tubo (a barra deve girar livremente) e rosqueie o soquete na ponta. Passe o fio por dentro do tubo e faça as ligações necessárias. Cuidado na hora de montar o soquete para não torcer os fios que podem provocar um curto-circuito! Monte os pinos de tomada com o mesmo cuidado. Instale a lâmpada e teste.

G- Faça um furo de 3 mm no centro do disco (12). Sobre o disco, faça a divisão das 24 horas e pinte a metade de cor escura, para representar a noite. Num dos lados desenhe a letra S ou Sul, numere as horas e desenhe uma seta para indicar o sentido de rotação, conforme o desenho. Do outro lado use a letra N ou Norte, e faça a identificação das horas no sentido inverso. A seta também será para o outro lado.

H- Use uma cinta de borracha para ligar as duas polias. Quando girar a barra (04), o eixo do globo vai manter sempre a mesma direção imitando o eixo terrestre. Verifique se os mancais estão girando sem problemas. Monte a "Terra" e a "Lua" nos seus lugares. Este aparelho vai permitir a demonstração de muitas experiências que serão descritas nesta seção.

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