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Por que não sentimos a Terra girar?

Física

Apesar de estar em movimento em altíssimas velocidades em torno de si mesma e do Sol, não sentimos o movimento da Terra.
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Você já se perguntou o motivo de não sentirmos a Terra girar? A Terra realiza diversos movimentos complexos: ela translada em torno do Sol a mais de 100.000 km/h, em uma trajetória elíptica, ela também rotaciona em torno do seu próprio eixo, com velocidades acima de 1600 km/h na região do Equador, além disso, realiza um lento movimento de precessão, causado pelo torque da força gravitacional exercida pelo Sol e pela Lua.

Veja também: E se a Terra parasse de girar?

Por que não sentimos a Terra girar?

Para responder à pergunta devemos nos atentar primeiramente ao seguinte fato: não sentirmos a velocidade, mas sim a aceleração. Por exemplo: se você estiver no interior de um trem de levitação magnética, com as janelas fechadas e com um bom isolamento acústico, você não seria capaz de dizer a qual velocidade você se move, nem ao menos perceberia o movimento do trem.

Isso acontece porque você e o trem movem-se com a mesma velocidade. Entretanto, se o trem passasse a acelerar ou a frear, você perceberia seu corpo sendo “lançado” para frente ou para trás. Esse comportamento da matéria é chamado de inércia e é explicado para 1ª lei de Newton.

Como não sentimos a velocidade, mas sim a aceleração, a capacidade de sentirmos o movimento da Terra refere-se à capacidade de percebermos uma aceleração relacionada ao seu movimento. Essa aceleração que existe aqui na Terra em razão da força de atração do Sol e de outros astros, mas que não somos capazes de sentir é um tipo de aceleração centrípeta.

A aceleração centrípeta pode ser produzida por qualquer força que leve algum corpo a descrever uma trajetória circular, como no caso da órbita da Terra em torno do Sol, nesse caso, a força que mantém a Terra em órbita é a força gravitacional exercida pelo Sol e a aceleração centrípeta por ele produzida é de natureza gravitacional.

A aceleração centrípeta resultante do movimento da Terra em relação ao Sol pode ser calculada pela seguinte equação:


a
cp – aceleração centrípeta (m/s²)

v – velocidade (m/s)

R – raio da curva (m)

Movimento de translação da Terra

Vamos analisar o movimento de translação da Terra, para isso, faremos algumas aproximações razoáveis a fim de estimarmos o módulo da aceleração centrípeta a qual Terra está sujeita:

  • Primeiramente, consideraremos que o raio da órbita terrestre é constante e por último diremos que a sua velocidade de translação não muda ao longo da órbita.

  • Consideraremos que a distância média entre a Terra e o Sol é de 149.600.000 km (1,496.1011 m)

  • Adotaremos que a velocidade de translação da Terra é de aproximadamente 30.200 m/s (30,2.104 m/s ou 108.000 km/h)

Utilizaremos os valores mencionados acima para calcular a aceleração centrípeta com a fórmula mostrada anteriormente:

Em comparação com a gravidade terrestre, que é de aproximadamente 9,8 m/s², a aceleração centrípeta produzida pelo movimento de translação é muito pequena: 0,006 m/s², cerca de 1600 vezes menor. Com base na 2ª lei de Newton, um corpo de 100 kg sujeito a esse módulo de aceleração estaria sujeito a uma força de 0,6 N.

Veja também: A água não desce em sentidos diferentes nos hemisférios da Terra!

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Movimento de rotação da Terra

Além de transladar em volta do Sol, a Terra também realiza uma revolução em torno do seu próprio eixo a cada período de aproximadamente 24 h. Isso faz com que estejamos sujeitos a uma aceleração centrípeta produzida pelo movimento de rotação.

Além disso, de acordo com as equações do movimento circular, quanto mais distantes estivermos do eixo de rotação da Terra, maior será a nossa velocidade tangencial: por exemplo, no Equador a velocidade tangencial ultrapassa 1600 km/h, enquanto nos polos essa velocidade é praticamente nula.

Esse movimento foi comprovado por meio de um belíssimo experimento: o pêndulo de Foucault. O arranjo experimental consistia em um globo metálico ligado a um cabo de 67 m de comprimento, que encontrava-se preso ao teto. Se a Terra não estivesse girando em torno de si mesma, o pêndulo deveria manter um plano de oscilação fixo, o que não acontecia em razão da força centrípeta produzida pelo movimento de rotação.

O pêndulo de Foucault é usado para demonstrar o movimento de rotação da Terra.
O pêndulo de Foucault é usado para demonstrar o movimento de rotação da Terra.

Se levarmos em conta que o raio médio da Terra é de 6371 km (6,371.106 m) e que a velocidade tangencial em um ponto localizado no Equador da Terra é de 1675 km/h (465,3 m/s), a aceleração de 0,03 m/s²:

O que faz a Terra girar?

O que faz a Terra manter os seus movimentos de rotação em torno de si mesma e em torno do Sol é a conservação do momento angular. O momento angular é uma grandeza física que mede a quantidade de movimento relacionado à rotação e há um princípio da Física que afirma que na ausência de forças externas, a quantidade de momento angular de um sistema deve manter-se constante.

Graças às enormes distâncias a outras estrelas, é possível aproximar o sistema solar de um sistema fechado (apesar de ele não ser), uma vez que as forças exercidas por outros corpos celestes sobre nós serem muito menores que a força exercida pelos planetas próximos e pelo próprio Sol.

Dessa forma, acredita-se que os planetas e os asteroides que formaram o sistema solar foram capturados pela gravidade do Sol enquanto transladavam o espaço em grande velocidade, passando a orbitá-lo. Uma vez que não há quaisquer forças dissipativas no espaço, como o atrito, a velocidade da Terra em relação ao Sol permanece constante a alguns milhões de anos e só muda caso o raio da órbita terrestre mude.

A possível causa do movimento de rotação da Terra em torno de si mesma tem a ver com o torque gravitacional. Acredita-se que a força exercida pelo Sol e por outros planetas fez com que a Terra experimentasse a ação de torques (momentos de uma força) e adquirisse um movimento rotacional.

Além dessa hipótese, existem indícios de que há alguns bilhões de anos a Terra colidiu-se com um asteroide muito grande, dando origem à Lua e dotando-lhe de uma grande quantidade de movimento rotacional.

Apesar de não haver forças dissipativas no espaço, quando a Terra gira em torno de si mesma, as grandes massas de água que acompanham a sua rotação encontram barreiras, plataformas continentais e grande resistência ao seu movimento, fazendo com que o movimento de rotação da Terra diminua à uma taxa de 2 milésimos de segundo por século (0,002 s). Em outras palavras: nossos dias ficarão mais curtos.

Por Me. Rafael Helerbrock

Fotografias de longa exposição mostram o movimento relativo entre a Terra e as estrelas.
Fotografias de longa exposição mostram o movimento relativo entre a Terra e as estrelas.

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

HELERBROCK, Rafael. "Por que não sentimos a Terra girar?"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/por-que-nao-sentimos-terra-girar.htm. Acesso em 21 de setembro de 2019.

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