Em relação às estrelas fixas (referencial), a Terra tem um movimento que pode ser decomposto em quatro principais:
Revolução
(ou Translação)
Movimento da Terra em torno do Sol. 
Obs.: A animação está completamente fora de escala.
Em relação às estrelas fixas (referencial), o período para a Terra dar uma volta completa em torno do Sol é de 365 dias, 6 horas, 9 minutos e 10 segundos. Esse período é chamado de ano sideral.
O intervalo de tempo entre o início de uma estação do ano anterior, por exemplo, o início da primavera de 2020, ao o início da primavera do ano posterior, no nosso exemplo, o início da primavera de 2021, é chamado de ano trópico.
O ano trópico (ou ano solar) também está relacionado ao movimento de revolução (translação) da Terra, mas tem um período ligeiramente menor que o ano sideral, de 365 dias, 5 horas, 48 minutos, e 46 segundos. Essa diferença acontece devido a outra componente do movimento da Terra chamado de precessão, que veremos em outro momento. O data e a hora para o início de cada estação entre os anos de 1992 e 2025 (horário de Brasília) pode ser encontrado em <http://astro.if.ufrgs.br/estacoes.html>.
O nosso calendário tem como base o ano solar. Ele sincroniza os ciclos de tempo que chamamos de meses às estações do ano; ou seja, o início de cada estação deve começar sempre no mesmo mês. Mas para isso, o calendário precisa receber alguns ajustes em certos anos (anos bissextos) para manter essa sincronia. Vamos estudar os calendários em outro momento também.
O ano civil tem 365 dias (usado no nosso calendário), mas o ano solar tem 5 horas, 48 minutos, e 46 segundos a mais. Essa defasagem faz com que o equinócio de primavera (início da primavera) vá ficando fora de sincronia com o calendário. A cada 4 anos acumula-se 1 dia de defasagem (4 x 5h 48min 46s @ 24h = 1dia). Para corrigir esse descompasso, foi criado o ano bissexto, em que a cada 4 anos o ano civil ganha mais 1 dia, e passa a ter 366 dias (fevereiro tem 1 dia mais, ao invés de 28, tem 29 dias), assim o equinócio de primavera entra em sincronia novamente com o calendário.
A órbita da Terra em torno do Sol em seu movimento de revolução não é exatamente uma circunferência, mas um elipse.
A elipse é um tipo de circunferência "achatada". Formalmente é um figura fechada em que todos os pontos estão sobre um mesmo plano, e a soma das distâncias que liga cada ponto aos focos tem soma constante.
A distância entre os focos nos dá a excentricidade da elipse. Quanto mais afastados os focos da elipse, mais achatada ela é, e maior a sua excentricidade. Quanto mais próximos os focos, menos achatada ela é, e menor a sua excentricidade. Uma circunferência é considerada uma elipse com excentricidade zero, ou seja, os dois focos estão sobrepostos.
A elipse tem um eixo menor, um eixo maior M, e a distância D que separa os focos (F1 e F2). A excentricidade (e) é a razão entre a distância entre os focos (D) e o eixo maior (M), e varia entre 0 a 1.
A órbita da Terra é uma elipse com excentricidade muito pequena (e=0,1671022), então ela é quase uma circunferência. Um dos focos da órbita elíptica está no centro do Sol, e o outro, ainda dentro dele.
Em virtude de sua órbita elíptica, a Terra no seu movimento de revolução (translação), em certo momento do ano está um pouco mais próximo do Sol (perigeu, ou periélio), e 6 meses depois, um pouco mais afastada (apogeu, ou afélio).
No periélio, a distância entre a Terra e o Sol no é de aproximadamente 147,1 milhões de quilômetros, no afélio, 152,1 milhões de quilômetros. Uma diferença de aproximadamente 5 milhões de quilômetros. Em relação à orbita da Terra, é uma diferença muito pequena.
Em média, o raio da órbita da Terra é de 150 milhões de quilômetros (1,5 .108 km).
Questão
Se a Terra leva um ano para dar uma volta em torno do Sol, qual a sua velocidade média (vm) de translação?
Se a Terra leva um ano para dar uma volta em torno do Sol, qual a sua velocidade média (vm) de translação?
Considerando que a órbita é quase uma circunferência, o perímetro P da órbita é:
P=2.π. R
P=2 . 3,14 . 1,5 .108 km
P=9,42 .108 km
P=9,42 .108 km
Mas 1 ano = 365 . 24h = 8760h= 8,76 . 103h.
Assim:
vm= 9,42 .108 / 8,76 . 103h.
vm= 1,075 . 105km/h
vm= 107500 km/h
É uma velocidade INCRÍVEL.
Rotação
Movimento da Terra em torno de seu eixo norte-sul.
O tempo para a Terra dar uma volta completa em torno de seu próprio eixo é de aproximadamente 23 horas, 56 minutos e 4 segundos. Esse período é chamado de dia sideral (em relação às estrelas fixas).
Em relação ao Sol, a Terra leva aproximadamente 24h para dar uma volta completa em torno de seu eixo. Esse tempo corresponde ao Sol atingir o ponto mais alto no céu (meio-dia local) entre dois dias consecutivos . Esse período é chamado de dia solar.
Essa defasagem acontece devido à combinação dos movimentos de revolução e rotação da Terra:
Vamos ver um outro movimento da Terra, a precessão. Mas para isso, precisamos conhecer alguns conceitos antes.
O plano imaginário que corta a Linha do Equador da Terra é chamado de Plano Equatorial. O plano da órbita da Terra é chamado de Eclíptica.
O Plano Equatorial é inclinado 25,5o em relação à Eclíptica, consequentemente, o eixo de rotação da Terra também é inclinado 25,5o em relação à direção perpendicular à Eclíptica.
Precessão do Eixo da Terra
É um movimento muito lento do eixo de rotação da Terra em torno da direção perpendicular à Eclíptica.
O eixo de rotação da Terra leva aproximadamente 26 mil anos para dar uma volta completa.
O Plano Equatorial da Terra é inclinado tanto em relação à Eclíptica quanto ao plano orbital da Lua, isso faz com que o puxão gravitacional da Lua produza um efeito de inclinação do eixo de rotação da Terra em relação ao eixo da Eclíptica, enquanto o puxão gravitacional do Sol produza um efeito contrário, de "endireitar" o eixo de rotação da Terra, tentando alinhá-lo ao eixo da Eclíptica. A combinação desses dois efeitos tem como resultado a precessão do eixo de rotação da Terra.
É um movimento muito lento do eixo de rotação da Terra em torno da direção perpendicular à Eclíptica.
O eixo de rotação da Terra leva aproximadamente 26 mil anos para dar uma volta completa.
O Plano Equatorial da Terra é inclinado tanto em relação à Eclíptica quanto ao plano orbital da Lua, isso faz com que o puxão gravitacional da Lua produza um efeito de inclinação do eixo de rotação da Terra em relação ao eixo da Eclíptica, enquanto o puxão gravitacional do Sol produza um efeito contrário, de "endireitar" o eixo de rotação da Terra, tentando alinhá-lo ao eixo da Eclíptica. A combinação desses dois efeitos tem como resultado a precessão do eixo de rotação da Terra.
Nutação do Eixo da Terra
É uma pequena oscilação periódica do eixo de rotação da Terra (bamboleio) enquanto realiza o movimento de precessão. Cada oscilação (ciclo) dura de 18,6 anos. A nutação é causada pelas variações do plano orbital da Lua em relação à Eclíptica.
Esses movimentos combinados produzem fenômenos cíclicos anuais que chamamos de estações do ano. Vamos conhecê-las melhor?!
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