INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE BRASÍLIA - IFB PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E INOVAÇÃO PRPI

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1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE BRASÍLIA - IFB PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E INOVAÇÃO PRPI CONSTRUÇÃO DE UM INSTRUMENTO DIDÁTICO PARA LOCALIZAR O POLO SUL CELESTE IFB - Campus Taguatinga Área e subárea do conhecimento de acordo com tabela do CNPq: Ciências Eatas e da Terra - Astronomia, Astronomia de posição. Número de estudantes envolvidos: 1 (um) Brasília, agosto de 2018

2 Título do projeto Construção de um instrumento de medida para localizar o Polo Sul Celeste. Introdução e Justificativa A Astronomia é uma ciência que atrai a atenção de estudantes de todos os níveis escolares despertando sua curiosidade, talvez por se relacionar diretamente com o cotidiano dos alunos levando-os a compreender vários dos fenômenos que os cercam. Um dos tópicos abordados é sobre as constelações, que reproduzem no céu lendas e histórias de diversas culturas. Uma constelação é, tecnicamente uma região delimitada do céu que contém todas as estrelas, aglomerados, galáias e demais objetos do espaço profundo. Além disso ela é caracterizada por um conjunto de estrelas principais (asterismos) que representa uma figura relacionada a cultura e lendas de uma determinada civilização. Uma das constelações mais conhecidas, para a qual será dado enfoque aqui, é a Constelação do Cruzeiro do Sul. O Cruzeiro do Sul é a menor das constelações e por ter seu formato bastante aproimado ao de uma cruz, é relativamente fácil de ser encontrada no céu. Indica-se que ela foi criada por volta de 1673 pelo navegador francês Augustin Royer. Tal constelação é constituída por cinco estrelas aparentemente, mas eistem outros astros em sua delimitação. Para fins desta atividade serão tomadas estas cinco estrelas mais significativas: a mais reluzente encontrada ao pé da cruz é Estrela de Magalhães (Alfa do Cruzeiro). No topo da cruz está Rubídea (Gama do Cruzeiro); na etremidade esquerda a Mimosa (Beta do Cruzeiro); e à direita, a Pálida (Delta do Cruzeiro). A quinta estrela, fora dos braços da cruz, é a Intrometida ou Intrusa (Épsilon do Cruzeiro). Esta constelação é usada para localizar o Polo Sul Celeste (PSC), basta seguir a reta formada pela Estrela de Magalhães e a Rubídea, cerca de quatro vezes e meia a distância do segmento de reta formado por estas duas estrelas. Este princípio será utilizado, eperimentalmente, para o desenvolvimento de um instrumento capaz de facilitar a localização do PSC. Mas por que a criação de tal instrumento se com uma bússola em mãos, por eemplo, podemos nos guiar geograficamente? Esta agulha magnética não obedece, na verdade, fielmente à orientação geográfica, pois orienta-se pelo campo magnético terrestre. E sendo a Terra um grande ímã, possui

3 então dois polos magnéticos não coincidem com os geográficos. Poderíamos nos orientar então pela observação do local do nascer e pôr do Sol no horizonte, como sendo, respectivamente, a posição dos pontos leste e oeste. Dados estes pontos, teríamos perpendicular a eles a reta que liga o norte ao sul. No entanto, o Sol não nasce e se põe no mesmo local todos os dias, apenas em ocasiões específicas ele surge no ponto cardeal leste e se põe no ponto cardeal oeste. Novamente, não podemos contar com este recurso para a real localização geográfica. Apontaremos neste teto a possibilidade da construção de um instrumento de baio custo, fácil utilização e relativa precisão empregado na localização do PSC. Também serão abordados temas relacionados a astrometria, coordenadas celestes, trigonometria esférica, pontos cardeais, esfera celeste, instrumentos de geolocalização, planisférios e alinhamento de telescópios o que evidencia forte potencial interdisciplinar. Alguns trabalhos associados ao tema já foram desenvolvidos e em todos eles é preciso saber localizar o PSC como uma das condições iniciais. Dentre eles tem-se a construção de um relógio estelar (OBA, 2009), e a construção e utilização de um planisfério celeste (GRUPO DE FÍSICA. UERJ do DEQ, 2018). A proposta principal deste trabalho é a utilização da montagem e da aplicação de um instrumento simples que possam auiliar outros, como lunetas e telescópios, para motivar a prática observacional e o reconhecimento de objetos de fácil visualização no céu noturno. Além disso, colocar em evidência ações que promovam o ensino de forma eficiente e pouco dispendiosa, sob a perspectiva de eplorar a relação do aluno com o mundo a seu redor, ultrapassando o aprendizado por bases apenas teóricas e transmitindo a ideia de aprender como uma tarefa mais atraente. Objetivo geral Desenvolver um instrumento de baio custo, preciso e de fácil utilização para identificar e localizar o Polo Celeste Sul.

4 Objetivos específicos Identificar se e quantos instrumentos de localização do PCS eistem. Compreender a localização das estrelas na esfera celeste. Medir a posição aparente de estrelas, tendo como referencial a superfície da Terra. Definir o melhor tipo de coordenada celeste para este trabalho. Escolher materiais adequados e de fácil aquisição para a construção do instrumento de medida. Descrever a construção do instrumento de medida. Descrever a utilização do instrumento de medida. Identificar a importância da localização do PCS para o desenvolvimento de outras atividades (como: medir a latitude local, medindo a altura do PCS de acordo com o Sistema Horizontal Local de Referência; Utilização do relógio estelar; utilização do planisfério; determinação dos pontos cardeais; comparação da posição do Polo Sul geográfico com o Polo Sul magnético; determinação da coordenadas horizontal Azimute) Comparar o tempo gasto para a localização do Polo Celeste Sul utilizando o método tradicional com o método sugerido por este trabalho. Participar de eventos científicos relativos ao ensino de Física/Astronomia. Publicar artigo científico com os resultados alcançados na pesquisa. Incentivar a pesquisa científica no curso de Licenciatura em Física do IFB Divulgar a astronomia como ciência eata. Contribuir para a melhoria da qualidade dos trabalhos de conclusão de curso (TCC) do curso de Licenciatura em Física; Metodologia Fazer levantamentos, em livros e artigos que são referências para o ensino de Astronomia, de algum instrumento semelhante que tenha sido desenvolvido.

5 Nas mesmas referencias, ampliar os conhecimentos sobre astronomia de posição das estrelas. Definir a melhor forma de localizar as estrelas do Cruzeiro do Sul na esfera celeste. Definir as posições das cinco principais estrelas da constelação do Cruzeiro do Sul para desenhála em uma escala adequada ao instrumento de medida, de forma que o seu uso seja acessível para o maior numero de pessoas possível. Pesquisar o melhor material para construir o instrumento levando em consideração o baio custo, a durabilidade e a qualidade. Testar o instrumento por meio de observações do céu noturno, verificando se a posição por ele fornecida coincide com o PCS. Elaborar um manual descrevendo detalhadamente os passos para a construção e utilização do instrumento. Escrever um artigo e submetê-lo a uma revista científica voltada para o ensino de Física ou Astronomia. Cronograma Atividades Meses Revisão bibliográfica Pesquisar referências bibliográficas sobre a eistência de algum instrumento similar ao pretendido. Registrar quais revistas foram pesquisadas e os anos de pesquisa. Navegação. Identificar artigos que mencionam a utilização do Pólo Sul Celeste como parte do desenvolvimento de outro trabalho.

6 Estudar coordenadas celestes. Definir o tipo de coordenada a ser utilizado no trabalho. Medir de forma precisa as coordenadas das estrelas do Cruzeiro do Sul. Verificar se a diferença entre o alinhamento das estrelas da constelação e o PSC pelo método tradicional e o pretendido é significativa. Caso seja, fazer correções necessárias, eplicando. Elaboração do projeto de construção do instrumento. Escolha de material e montagem do instrumento. Testar a precisão e a praticidade do equipamento. Elaborar o artigo para submissão. Revisar o trabalho e finalizar o projeto Referências BOCZKO, Roberto. Conceitos de Astronomia. São Paulo: Edgard Blücher, GRUPO DE FÍSICA. UERJ do DEQ. Planisfério celeste. Disponível em: < Acesso: agosto de 2018.

7 KAUFMANN III, William J.; COMINS, Neil F. Descobrindo o Universo. Tradução técnica de Eduardo Neto Ferreira. 8 ed. Porto Alegre: Bookman, OBA Olimpíada Brasileira de Astronomia. Atividades práticas da XII Olimpíada Brasileira de Astronomia (OBA), OLIVEIRA FILHO, Kepler S. O.; SARAIVA, Maria de Fátima O. Astronomia & Astrofísica. 3 ed. São Paulo: Livraria da Física, 2013.