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Experiência - A Constante de Hubble

Laboratório
A Constante de Hubble

 

O Efeito da Distância sobre a Velocidade

Na década de 20, Edwin Hubble descobriu que todas as galáxias do universo estão se afastando de nós. Ele também descobriu uma coisa ainda mais surpreendente: quanto mais longe a galáxia estiver de nós, mais rápido ela se afasta. Um elástico de borracha pode ser usado como modelo unidimensional de nosso universo e nos ajudar a entender por que a descoberta de Hubble faz sentido.

 

Ferramentas e Materiais

  • elástico de borracha grande com diâmetro de pelo menos 4 cm
  • régua de centímetros
  • caneta ou marcador de ponta fina
  • a tabela de dados abaixo ou outro papel para anotar os resultados
  • tesoura
  • fita adesiva (necessária apenas se você não estiver trabalhando em dupla)
Materiais

 

A Experiência

Se possível, trabalhe em dupla. O que fazer:

 

1.

Use a tesoura para cortar uma vez o elástico, de modo a formar apenas duas extremidades.

2.

Coloque o elástico cortado ao lado da régua de modo que uma extremidade esteja alinhada com a linha de 0 cm.

3.

Com a caneta, faça uma marca fina no elástico próximo a cada linha de centímetro.

OBS.: Não estique o elástico ao fazer as marcas!

Régua

4.

Imagine que a marca de um centímetro é a Via Láctea. No elástico, chame essa marca de "MW" (do inglês Milky Way). Essa será nossa referência. As outras marcas no elástico representam outras galáxias no universo que estão mais afastadas da Via Láctea. Marque-as com as letras do alfabeto.

Marque as galáxias

5.

Agora alinhe a referência da Via Láctea (MW) com o final da régua. As outras marcas de galáxia no elástico devem estar alinhadas com as outras linhas de centímetro. Isso mostra qual a distância que as outras galáxias estão inicialmente da Via Láctea. Anote esses valores na primeira coluna da tabela de dados.

Alinhe...

6.

Segure o elástico em cada extremidade. Estique o elástico de modo que a marca da Galáxia A se mova da linha de um centímetro para a linha de dois centímetros. Verifique se a referência com a Via Láctea continua alinhada com o final da régua. Leia a distância esticada da Via Láctea para cada galáxia. Peça para seu colega anotar essas medições na coluna seguinte da tabela de dados.

Estique

 

OBS.: Se você estiver trabalhando sozinho, use fita adesiva para prender uma extremidade. Pressione bem a fita em contato com o elástico para evitar que ela escorregue. Quando você estiver pronto para anotar os dados, use uma mão para puxar o elástico e, com a outra mão, ajuste a régua e escreva as medições. Anote rapidamente os dados, pois o elástico começará a se soltar da fita adesiva em algum ponto. Dá pra ver isso começando a acontecer nesta fotografia. A marca MW já saiu um pouquinho da linha de zero centímetro.

Estique

7.

Subtraia a distância esticada da distância inicial de cada galáxia para descobrir a distância total que ela se moveu. Anote esses resultados na terceira coluna da folha de dados.

8.

Assuma que para esticar o elástico você precisou de meio segundo (0,5 s). Esse foi o tempo que levou para cada galáxia se mover para sua nova posição. Calcule a velocidade de cada galáxia e anote os resultados na última coluna da folha de dados. Para calcular a velocidade de uma galáxia, divida a distância percorrida total por 0,5 s, o tempo necessário para o movimento.

Folha de Dados

Galáxia Distância inicial a partir da Via Láctea (cm) Distância de afastamento a partir da Via Láctea (cm) Total da distância movida (cm) Galáxia
Velocidade
(cm/s)
A        
B        
C        
D        
E        
F        
G        

 

O que você percebe que acontece com as velocidades de galáxias diferentes no elástico à medida que elas se afastam da Via Láctea? Seus dados estão de acordo com o que Edwin Hubble descobriu? Por que ou por que não? As outras galáxias do elástico estão se aproximando ou se afastando da Via Láctea?

Para ver claramente a tendência em seus dados, você pode fazer um gráfico com "Distância inicial da Via Láctea" no eixo horizontal e "Velocidade" no eixo vertical.

Tente você mesmo e depois clique aqui para ver nossos resultados.


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