Os professorem encontram muita dificuldade em mostrar como são os complicados movimentos da Terra, os da Lua e suas posições relativas durante uma lunação, as fases, os eclipses e as variações sazonais. A melhor maneira de mostrar os movimentos do sistema Terra-Lua é construindo uma maquete do conjunto e usando uma lâmpada com refletor tipo spot manual para iluminar o conjunto.
Construir uma maquete funcional do sistema Terra-Lua onde todos os movimentos possam ser mostrados e demonstrados de maneira clara e inteligível para crianças acima de 7 anos.
Para construir uma maquete, use um globo terrestre escolar padrão de 30 cm de diâmetro, um tubo de alumínio de 10 mm de diâmetro e 1,20 m de comprimento, e uma bola de isopor de 8 cm de diâmetro para manter a proporção, um pedaço de cordinha de 3 mm para pendurar e arame de aço inox de 1 mm para os ganchos. Faça dois furos paralelos nas pontas do tubo para instalação dos ganchos de arame.
Retire o globo do seu suporte e use um gancho de mola de arame para pendurá-lo no tubo de alumínio. Use dois distorcedores de pesca, um para permitir a rotação do globo terrestre e outro para a rotação do conjunto que deverá ser suspenso pelo seu centro de massa e equilibrado como uma balança. Este ponto de suspensão deve ficar um pouco para dentro da superfície do globo terrestre. Para conseguir isso use um peso extra, como uma chumbada, colocado no sistema de fixação da "Lua". Use um pedaço de arame de aço para fazer um gancho que não permita a rotação da "Lua". Use um pedaço de arame de 20 cm para atravessar a bola de isopor e mantê-la no lugar. Coloque um gancho no teto da sala e use a cordinha para pendurar o conjunto a um metro do chão.
Sempre identifique os elementos da maquete.
- mostre a Terra e seu eixo
- mostre os paralelos principais marcados sobre o globo: equador, trópicos e circulos polares
- mostre a Lua e seu eixo
- mostre onde fica o eixo do sistema
- em seguida defina qual aula será dada.
Explique que o eixo de rotação sempre passa pelo centro de massa de um corpo. Mostre o sentido de rotação da Terra de oeste para leste. Usando o spot na altura do equador ilumine o globo e mostre o dia e a noite. Mostre as regiões do crepúsculo do amanhecer e da tarde. Diga que cada rotação tem o período de um dia (não fale em horas, porque existe uma pequena diferença).
Gire o conjunto e mostre que a Terra, além do movimento de rotação, tem um movimento de revolução em torno do eixo que passa pelo centro de massa do sistema. Diga que este período é de um mês (não fale em dias, porque existem vários períodos diferentes). Mostre como este movimento causa a desigualdade mensal; ora a Terra está adiantada na órbita, ora está atrasada.
Mostre que a Lua não tem movimento de rotação em torno do seu eixo (a rotação foi travada pelas forças de marés). Mostre porque vemos sempre a mesma face da Lua (estamos próximos do eixo de revolução).
Mostre que a Lua gira em torno do mesmo eixo de revolução da Terra e tem o mesmo período de um mês. Usando a luminária mostre que não existe um "lado escuro da Lua".
Diga que não é a Terra que segue sobre a órbita em torno do Sol, e sim o centro de massa do sistema. Este período é de um ano (não fale em dias a menos que queira explicar porque existem os anos bissextos).
Atenção: Note que não usamos o termo translação, descrito na maioria dos livros, e sim revolução anual (a palavra translação é, por definição, um movimento retilíneo).
Usando a luminária mostre o movimento do Sol no sentido norte sul durante o ano. Mostre que quando o Sol está no plano do equador os dias e noites são iguais (equinócio = noites iguais). Mostre que quando o Sol está sobre os trópicos o terminador fica inclinado e os dias teem tamanhos diferentes para cada região da Terra. Mostre que um polo fica permanentemente iluminado e o outro no escuro.
Mostre o instante da passagem do Sol sobre o equador no sentido sul-norte (equinócio de outono 20/21 de março). Início do outono para o hemisfério Sul e inicio da primavera para o hemisfério norte.
Suspendendo o spot, a inclinação o Sol caminha para o trópico de Câncer chegando ao solstício de inverno (20/21 de junho) (solstício = Sol estático, parado). Início do inverno no hemisfério sul e verão no hemisfério norte.
Comece a descer o spot até encontrar de novo o plano do equador (equinócio de primavera 22/23 de setembro). Este dia marca o inicio da primavera para o hemisferio sul e inicio do outono no hemisferio norte.
Continuando a descer o spot chegamos à vertical do trópico de Capricórnio (soltício de verão 21/22 de dezembro). Esta data marca o inicio do verão para o hemisfério sul e do inverno para o hemisfério norte. A partir dai o ciclo recomeça com o Sol subindo até o equador.
Resumindo:
| nome | hemisfério norte | hemisfério sul | data |
| equinócio vernal | primavera | outono | 20/21 mar |
| solstício de verão | verão | inverno | 20/21 jun |
| equinócio descendente | outono | primavera | 22/23 set |
| solstício | inverno | verão | 21/22 dez |
Mostre que a Lua não gira em torno de seu eixo, mas faz um pequeno movimento para cada lado. Este movimento se chama libração em longitude e é causado pela excentricidade da orbita da Lua.
A orbita da Lua tem uma inclinação de cerca de 5 graus em relação ao plano da eclíptica, por isso ela pode exceder os limites dos trópicos e apresentar uma declinação maior que a do Sol nos soltícios (23,5º).
Incline a barra até ultrapassar a vertical das linhas de trópicos para enfatizar este movimento, que é chamado de libração em latitude. Estas librações nos permitem ver quase 60% da área da Lua.
Alinhe a Lua com o Sol e mostre que a face voltada para a Terra fica na sombra, indicando a Lua-nova. Mostre que o movimento de revolução é no mesmo sentido da rotação da Terra. A partir deste ponto a Lua é crescente. Mostre que existem infinitas fases mas apenas quatro são chamadas de fases notáveis. Uma semana depois da Lua-nova, ela chega à posição do quarto-crescente. Mais uma semana e ela estará alinhada com a Terra e chegará à Lua-cheia. Continuando o giro ela será minguante. Em uma semana passará à fase quarto-minguante e ao completar um mês chegará de novo à Lua-nova. Mostre que a fase da Lua só depende da sua posição sobre a órbita e todos na Terra verão a mesma fase.
Explique a inclinação da órbita da Lua e porque não ocorrem eclipses do Sol todos os meses. Fale do ciclo de Saros de 18,6 anos, usado para prever os eclipses. Diga que podemos ter no máximo 5 eclipses solares em um ano, e no mínimo 1. Usando o spot na distancia adequada mostre a diferença entre umbra e penumbra. Mostre que somente os observadores dentro da umbra poderão ver um eclipse total. Os da penumbra veem um eclipse parcial. Aproxime o spot e mostre que a umbra desaparece e ocorre um eclipse anular (o Sol fica relativamente maior que a Lua).
Explique a inclinação da órbita da Lua e porque não ocorrem eclipses lunares todos os meses. Mostre como a Lua pode atravessar a sombra da Terra e que isso só pode acontecer na Lua-cheia. Diga que podemos ter no máximo 3 eclipses lunares por ano e podemos não ter nenhum. Mostre que todos os observadores do lado da Terra voltado para a Lua verão o eclipse. Mostre que a Lua pode não estar centrada na sombra, alterando o tempo de duração do eclipse e até gerando eclipses parciais (de penumbra, que às vezes nem são notados).
15-dez-2015