Medir o Tempo

7/25/2019 Medir o Tempo

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O Q U E U M RE L G I O DE S O L?

Relgio de Sol um instrumento que determina as divises

do dia atravs do movimento da sombra de um objecto, o

gnmon, sobre o qual incidem os raios solares e que se

projecta sobre uma base graduada, omostradorou quadrante.

De simples obeliscos at instrumentos

tecnicamente sofisticados, os relgios de Sol

acompanharam o homem ao longo dos tempos

e evoluiram com o progresso do conhecimento.

Tanto os exemplares de pequeno formato, com funes de

relgio de bolso, como os inseridos na estrutura dos edifcios

ou presentes em praas e jardins so, na sua maioria, obras

de arte carregadas de histria, cuja concepo resulta

essencialmente da conjugao de dois ramos fundamentais

do saber: a astronomia e a matemtica.

M E D I R O T E M P O


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Ao observar o Sol ao longo do dia, cedo o homem ter

notado que este parece mover-se e ter aprendido a julgar,pela sua luminosidade e posio, a aproximao da noite.

Ter tambm notado que

> os dias no eram iguais e que o frio vinha associado a dias

mais curtos e ao Sol mais baixo, enquanto o calor chegava

com dias mais longos e o Sol mais alto acima do horizonte.

> a posio e comprimento das sombras dos objectos variavam

durante o dia, acompanhando o movimento aparente do Sol.

AS O R I G E N S

E

SN

W

Solstcio de Vero

Equincios de Maro e Setembro

Solstcio de Inverno

Estesfactosestiveram

certamentepresentesna

invenodoRelgiodeSol.

Os relgios de sol com gnmon e escalas tinham, de incio, funes decalendarizao. A observao nestes instrumentos do trajecto executado

pela extremidade da sombra fornecia informaes relativas aos meses ou

aos dias equinociais. A diviso do dia s mais tarde apareceu neste tipo

de instrumentos, mas as indicaes horrias dependiam das estaes, o

que limitava significativamente a sua utilidade.

Relgio romano de tipo

cnico e gnmon

horizontal encontrado

em Freiria

Modelo anlogo ao que o fara Thutmosis III (1501 a 1448 a.C) terlevado nas suas viagens. o mais antigo relgio de Sol conhecido.

Com cerca de 30 centmetros de comprimento, era constitudo por

duas pedras A e B, sendo B em forma de L deitado. As marcaes

horrias gravadas em B correspondiam a diferentes alturas do sol. O

modelo era orientado de forma que B ficasse em oposio ao sol.

Os primeiros relgios de Sol tero entrado no territrio que hoje Portugal

atravs da conquista romana, mas grande a raridade e escassez de

referncias a esse tipo de artefactos.

A

B



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O S FU N D AM E N T O SApesar de uma estaca espetada no cho bastar para

observar a variao de comprimento da sombra e daruma ideia do andar do tempo, quando os primeiros

registos sistemticos comearam a ser feitos,

ter-se- imediatamente verificado que a sombra seguia

trajectos diferentes ao longo do ano.

Mas se a estaca fr colocada paralelamente aoeixo da Terra, o comprimento da sua sombra mesma hora varia ao longo do ano, mas a direco a mesma para cada hora solar.

Como tirar partido desta invarincia para

a construo de relgiosde Sol?

PLO N ORTECELESTE

EQUADORCELESTE

HORIZO NTE

PLO N ORTECELESTE

EQUADORCELESTE

HORIZO NTE

L

N

S

L

O

Imaginemos que a Terra uma superfcie esfrica, cujo eixo de rotao passa pelocentro, e que se encontra parada enquanto o Sol se move de Este para Oeste.

medida que o Sol efectua o seu movimento aparente a sombra do eixo da Terracai no plano equatoriale move-se 15!por hora (15!= 360!/24).

Se a partir da posio da sombra quando o Sol passa no meridiano do lugar(meio-dia) marcarmos ngulos mltiplos de 15!, obteremos no plano equatoriala marca das horas do dia.

Suponhamos um observador colocado num local O latitude L. Se o observador colocarum discoparalelamente ao plano do equador e o atravessar por um eixo perpendicular,as marcas das horas sero determinadas da mesma forma.

O instrumento constitudopelo disco graduado(mostrador ou quadrante) epelo eixo (gnmon) umrelgio de Sol que se

denomina equatorial.

L



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O S PR I N C IPA IS T IP O S

DE RE L G I O S DE S O LPodem construir-se variantes de relgios de sol com gnmon

paralelo ao eixo da terra, habitualmente denominados

relgios de Sol clssicos, mudando a posio do plano do

mostrador ou o seu formato.

Se o plano que contm as marcaes estiver inclinado relativamente ao

plano do equador, o movimento da sombra no uniforme, sendo mais

lento em torno do meio dia, pelo que as marcaes no vo estar igualmente

intervaladas e dependem da latitude do local onde se pretende implantara variante a que se destinam.

A obteno dos valores dos ngulos entre as marcaes horrias e o consequente traado do

mostrador de um relgio clssico pode ser feito geometricamente ou atravs da utilizao da

trigonometria plana. Em qualquer dos casos est subjacente o facto de que as novas marcaes

so as projeces das marcaes de um relgio equatorial auxiliar com o mesmo gnmon.

So muito comuns em Portugal os relgios clssicos em que o plano que contm as marcaes horrias

horizontal, relgios horizontais e os relgios em que esse plano vertical, relgios verticais.

Relgio equatorial

Relgio horizontal

Relgio verticalmeridional

Conjunto de relgios, sendo

visveiso mostrador oriental

de um relgio vertical

fortemete declinan te e o

mostrador de um relgio

verticalmer idiona l



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D O TEM P O S O LARO Sol, na sua trajectria aparente na esfera celeste descreve

durante um ano uma curva, a eclptica, que tem a forma

de uma elipse e cujo plano est inclinado (de 23,5!) em

relao ao equador celeste. A forma da eclptica e a

inclinao do seu plano determinam que as horas Solares

(indicadas por um relgio de Sol) no tm a mesma

durao ao longo de todo o ano.

Para o uso dos relgios mecnicos determinante ter horas com igual durao.

Assim, definiu-se o tempo Solar mdio: trata-se do tempo que um Sol fictciolevaria a percorrer o equador celeste com uma velocidade angular constante.

O tempo Solar mdio dividido em horas minutos e segundos que so as

unidades indicadas pelos relgios mecnicos. diferena varivel entre o

tempo Solar mdio e o tempo Solar verdadeiro ou tempo verdadeiro, medido

em horas Solares pelos relgios de Sol, chama-se equao do tempo.

Nos dias 16 de Abril, 14 de Junho, 2 de Setembro e 25 de Dezembro o

tempo solar verdadeiro igual ao tempo solar mdio. S nesses quatro dias

(mais dia menos dia conforme os ajustamentos de ano bissexto) que o dia

solar, isto , o tempo que decorre entre duas passagens consecutivas do sol

no meridiano do lugar, tem 24 horas. No hemisfrio norte, o atraso do tempo

solar verdadeiro relativamente ao tempo solar mdio mximo em Fevereiro,

chegando aos 14 minutos. Em contrapartida, no fim de Outubro o tempo

solar verdadeiro excede o tempo solar mdio em 16 minutos.

23,5

ECLPTICA

EQUADORCELESTE

JAN FEV MAR ABR MAI JUN AGO SET OUT NOV DEZJUL20

10

0

-10

-20

O grfico, a branco, da equao do

tempo a soma dos grficos, a laranja

e a azul, que correspondem

respectivamente s variaes

decorrentes da obliquidade da ecliptica

e da sua forma.

Tabela daequaodo tempo em minutosao meio dia solar dos 5. e 25. dias de cada ms

5. dia 1 5. d ia 2 5. d ia

Fevereiro

AbrilMaio

JunhoJulhoAgostoSetembroOutubroNovembroDezembro

Janeiro

Maro

+ 5, 2+ 14, 0+ 11, 7+ 2, 9- 3, 3- 1, 7+ 4, 4+ 6, 0- 1, 1- 11, 4- 16, 4- 9, 6

+ 9, 3+ 14, 2+ 9, 1- 0, 2- 3, 7+ 0, 2+ 5, 8+ 4, 5- 4, 6- 14, 1- 15, 5- 5, 1

+ 12, 3+ 13, 2+ 6, 2- 1, 9- 3, 2+ 2, 4+ 6, 4+ 2, 2- 8, 1- 15, 8- 15, 8- 0, 2



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A O TEM P O LE G A L

Com a inveno do caminho de ferro tornaram-se muitofrequentes as deslocaes entre locais com longitudes

diferentes, nomeadamente em pases como os Estados

Unidos. Como a hora Solar varia com a longitude, os

passageiros precisavam de estar constantemente a acertar

os relgios e, para a consulta dos horrios, era necessrio

saber a que cidade eles se referiam.

Assim, em 1878, o engenheiro canadiano Sandford Fleming, imaginou

a diviso do globo em 24 fusos horrios, cada um dos quais correspondente

rea da superfcie terrestre entre dois meridianos fazendo entre si umngulo de 15!. Estes fusos seriam numerados caminhando para Este, sendo

o fuso zero centrado no meridiano de referncia. Em cada fuso horrio

a hora seria a mesma, e obtida a partir da hora do fuso zero somando

o nmero do fuso.

Foi necessrio um sculo para se adoptar o mesmo meridiano de referncia: em 1884 foi adoptadocomo referncia o meridiano de Greenwich e o tempo universal (UT) como o tempo em vigor nofuso zero, isto , entre as longitudes 7,5!Este e 7,5!Oeste.Na prtica os fusos horrios so ajustados de forma a conseguir, na medida do possvel, a mesmahora num pas. O tempo adoptado nos diferentes pases denominado tempo legal ou hora local.Factores de natureza poltica e econmica condicionam a escolha da hora legal. Por exemplo, PortugalContinental e a Ilha da Madeira adoptaram a hora de Greenwich, embora Lisboa e Funchal estejamno fuso 23. J Espanha adoptou a hora da Europa Central, embora Madrid esteja no fuso zero.


Meridianode Greenwich

Norte

Sul

FUSO HORRIO

15


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O TE M P O AT LU AH 40 anos, mais precisamente s 02:56 GMT do dia 21

de Julho de 1969, o Homem conquistava a Lua, aps umaviagem de mais de 109 horas e depois de percorrer mais

de 360.000 kms.

Desde ento a perspectiva da Terra, da sua dimenso e do

seu tempo alterou-se para sempre.

Sabia que

na misso Apollo 13 o Omega Speedmaster

representou um papel decisivo no regresso seguroda tripulao Terra?

Depois de uma exploso interna, todos os sistemas estavam

ligados no modo emergncia e a corrente elctrica alimentava

apenas os dispositivos essenciais para sobrevivncia.

A trajectria da nave foi direccionada para a rbita lunar para

ganhar energia para o voo de volta a Terra, tendo os foguetes

de ser disparados de modo a adquirir a trajectria correcta

para reentrar na atmosfera terrestre.

O relgio elctrico de bordo, juntamente com outros dispositivos

tinham sido desligados, tendo a tripulao de confiar no

Speedmaster, para lhes indicar quando ligar os motores.

Um erro de 1,5 segundos teria

tido consequncias fatais: a nave

falharia a terra e seria catapultada

nas profundidades do espao sem

qualquer hiptese de regresso.

Graas precisodoSpeedmaster,

ostrsastronautasregressaram

emsegurana Terra.


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