Maquete Terra Sol

A relação Terra e Sol é por vezes conflitante à assimilação humana. Conceber um sistema heliocêntrico estando habituado coma aparente imobilidade terrestre e movimentação celeste é uma situação que exige estratégias diversificadas e significativas.

Neste sentido esta maquete vem a auxiliar a configuração de fenômenos celestes, tais como: movimento de rotação terrestre e solar; movimento de translação terrestre; movimento de translocação terrestre; nascimento e poente do Sol; alternância das estações do ano; pontos cardeais; solstícios e equinócios e a identificação e representação de linhas imaginárias.

Além disso, esta atividade se apresenta com montagem simples e com custo baixo, facilitando a construção pelos professores e ou alunos em diferentes ambientes formativos.

INTRODUÇÃO

Este objeto se apresenta com baixo custo e com montagem simples. Também não envolve equipamentos e materiais sofisticados. No entanto mesmo com aparente simplicidade este recurso pode ser significativo ao ensino de Astronomia, pois representa e aproxima diversos fenômenos da concepção humana.

MATERIAIS

Materiais	Onde conseguir?
Papelão	Reciclável / papelaria
8 Palitos de churrasco *	Papelaria / Mercado
16 clips *	Papelaria
8 bolas de isopor c/ 5cm de diâmetro **	Papelaria
1 lâmpada 60W	Mercado / Construção Civil
1 Soquete	Mercado / Construção Civil
2 metros de fio duplo	Construção Civil
1 tomada macho	Mercado / Construção Civil
Equipamentos
Tesoura
Fita Larga ou crepe
2 canetas de distintas cores
Régua
Cola branca
Transferidor
Chave philips ou de fenda

CONSTRUÇÃO

1ª Etapa:Neste primeiro momento, é construído o Sistema de Iluminação, o qual representa a iluminação solar. Deste modo, recorte 2 pedaços de papelão de 10x15cm (Figura 6A);

2ª Etapa: Cole ambos os pedaços, utilizando cola branca e ou fita larga (Figura 6B);

3ª Etapa: Desencape cerca de 1 cm das quatro pontas do fio duplo, com ajuda de uma tesoura e instale em uma ponta a tomada e na outra o soquete, utilizando aqui uma chave philips ou de fenda.  (Figura 7A);

 4ª Etapa: Os soquetes comercializados trazem na embalagem parafusos (geralmente com rosca sem fim) para a fixação do mesmo. Desta forma obtenha os parafusos (Figura 8A e 8B) e fixe o soquete, com auxílio de chave philips ou de fenda, sobre a região central das placas de papelão coladas na etapa 2. Instale também a lâmpada de 60W no soquete (Figura 8C);

Nas próximas etapas é desenvolvida a construção de um modelo de representação planetária, neste caso do planeta Terra.

5ª Etapa: As próximas etapas constituem o processo de construção da estrutura de sustentação. A qual é formada por uma Base e uma Coluna. Deste modo, recorte 8 pedaços de papelão de 7x10cm, os quais serão denominados Base (Figura 9A);

6ª Etapa: Recorte também 8 pedaços de papelão de 5x6cm, no qual o lado maior seja cortado longitudinalmente aos furos internos do papelão, tais pedações serão denominados de Colunas (Figura 9B); 

7ª Etapa: Em cada Base, com auxílio da régua e caneta, faça uma linha média paralela ao segmento de 10 cm (Figura 10A);

8ª Etapa: Em cada Coluna e utilizando a tesoura, caneta e transferidor, desenhe (Figura 10B) e recorte um triângulo reto com ângulos de 90º; 23,5º e 66,5º (Figura 10C).

9ª Etapa: Para cada Base e Coluna utilize agora 2 clips, os quais devem ser abertos em ângulos de 90° (Figura 11A).

10ª Etapa: Junte uma Base e uma Coluna, formando assim a estrutura de sustentação (Figura 6C). Deste modo, fixe a Coluna apoiando em cada lado os clips abertos em forma de “L” (Figura 11B). Detalhe, a Coluna deve ser posicionada sobre a Base com o segmento que foi originado com o corte do triângulo reto na etapa anterior.

11ª Etapa: Perfure cada bola de Isopor com um palito de churrasco. Caso a esfera possua uma linha média, resultante de sua produção, cuide para que a perfuração aconteça perpendicularmente a esta marcação (Figura 12A e 12B). Uma dica é inserir o palito primeiramente em uma ponta, avançar até o meio e retirar o palito para recomeçar na outra extremidade, mas agora terminando o serviço. 

Entretanto, caso a esfera não possua uma linha mediana, basta configurar uma marcação perpendicular ao palito de churrasco, com uma das canetas (Figura 12B). Desta forma, o palito de churrasco representa o eixo de rotação e a bola de isopor o planeta Terra.

12ª Etapa: É necessário também que as esferas sejam posicionadas a mesma distância das pontas dos palitos de churrasco. Ou seja, o polo da esfera que fica voltado para a região pontiaguda do palito de churrasco deve ser posicionado a mesma distância em ambos os casos. Esta distância é chamada aqui de “Y”, a qual é precisada levando em consideração a altura em que se encontra a região equatorial da lâmpada posicionada no soquete (sistema de iluminação) e obtida da seguinte forma:

Y = H - r

Sendo:

H – Altura da região equatorial da lâmpada presa ao soquete (Figura 13);

r – Raio da bola de isopor. 

13ª Etapa: Em cada bola de isopor faça também as seguintes marcações:

a.    Hemisfério norte e sul: na região de intersecção do eixo de rotação escreva informações para lembrar tais hemisférios. Lembrando que a região escolhida deve ser lembrada em todas as bolas.

b.    Na sequência faça também marcações representando os Trópicos de Câncer e Capricórnio. Deste modo realize uma marcação (círculo) a norte (Trópico de Câncer) e outra a sul (Trópico de Capricórnio) da linha equatorial. Ambas as linhas devem ficar a uma distância “x” do equador (Figura 12B). Esta distância pode ser calculada da seguinte forma:

X =  (Dx3,14 / 4) 90x23,5

Sendo:

D – Diâmetro da bola de isopor.

14ª Etapa: Posicione cada eixo de rotação em um dos furos centrais da coluna, fazendo com que o palito de churrasco fique inserido em toda a extensão do mesmo (Figura 12C). Utilize a ponta mais estreita do palito para realizar a perfuração. Cuide para os hemisférios estejam voltados para o mesmo sentido, ou seja, caso tenhas escolhido por colocar o hemisfério sul voltado para a estrutura de sustentação, faça isto com todas as bolinhas – as “Terras”. Aqui, é indicado para que o hemisfério norte seja voltado para a estrutura de sustentação, pois tal situação pode colocar o aluno em situação conflitante, pois não há nenhuma necessidade de este ou aquele hemisfério esteja voltado “para cima” ou “para baixo”.  Embora, devido a uma concepção norte americana, ou mesmo europeizada, observar o hemisfério norte voltado “para baixo” é para muitos um conceito errôneo, acreditam que este deve sim estar voltado para cima.

Como se pode observar mesmo o texto objetivar a instrução, em vários momentos há o incentivo às ações próprias, procurando assim valorizar a autonomia do professor e fomentar novas discussões.

Desta forma, é valido ressaltar que esta montagem é dedicada a explicar fenômenos terrestres. No entanto, montagens semelhantes podem ser consideradas para os demais planetas, para a abordagem de outros conteúdos. Deste modo, na figura 9 é demonstrada a inclinação dos planetas solares, objetivando desta forma fomentar futuras iniciativas. Todavia este novo desafio é apenas lançado aqui e não inteiramente abordado, ressaltando assim a necessidade de demais trabalhos que enfoquem esta temática. 

 Seguindo com a construção deste objeto, tem-se agora a tarefa de posicionar as representações do planeta Terra ao redor da lâmpada, que representa a iluminação solar. Mas como fazer isso? As terras devem ficar posicionadas com o eixo de rotação em que direção? Neste objeto como devem estar dispostos a estrutura de sustentação (Figura 11C) em relação ao Sol? Estas perguntas podem ser instigadas aos participantes, aos alunos, para promover discussão e construção de conhecimentos. Após esta abordagem é iniciado a construção da elipse que orienta o posicionamento das representações terrestres ao redor do Sol.

 15ª Etapa: Como já comprovado por Johannes Kepler: “Todo o Planeta descreve uma órbita elíptica ao redor do Sol, estando este num dos focos da elipse”. Mas como realizar a confecção da Elipse? Aliás, o que é uma elipse?

“Define-se elipse como um conjunto de pontos cuja coma das distâncias (d1 e d2) destes pontos a dois pontos fixos (f1 e f2), chamados focos, é uma constante (k)” (CANALLE e MATSUURA, 2007, p. 102). Deste modo, quanto mais excentricidade tiver a elipse, mais distante será a distancia dos focos e maior será seu achatamento (Figura 10). Já o círculo é uma forma especial de elipse, o qual apresenta excentricidade nula. Ou seja, os focos se encontram em um mesmo ponto. 

Na construção de uma elipse a distância entre os focos define sua excentricidade. Mas esta distância varia em relação ao tamanho da elipse. Ou seja, a distância dos focos de uma elipse inscrita ocupando todo o espaço de uma cartolina difere de uma elipse desenhada em uma folha A4. Deste modo a elaboração de uma elipse pode seguir os seguintes passos:

a.    Inicialmente descobre-se a distância entre os focos. Em uma região em que se desenharia um círculo com diâmetro de 20cm (como na folha A4), utiliza-se este valor como eixo maior da elipse “A” (Figura 10):

F = exA

Sendo:

F – A distância entre os focos da elipse;

e – a excentricidade das órbitas dos planetas (Tabela 2);

A – O eixo maior da elipse.

Tabela 2. Excentricidade das órbitas dos planetas

Planeta	Excentricidade
Mercúrio	0,2
Vênus	0,007
Terra	0,02
Marte	0,09
Júpiter	0,05
Saturno	0,06
Urano	0,05
Netuno	0,009

Fonte: Canalle e Matsuura (2007).

b.  Deste modo, para uma elipse terrestre desenhada em uma folha de A4, temos a seguinte distância entre os focos: F= 0,02 x 20cm, resultando em F = 0,4cm ou 4mm. Ou seja, neste caso a distância entre as canetas 1 e 2 (Figura 10) deve ser de 4 milímetros.

c.    Para o desenho propriamente dito, é utilizado aqui o método do jardineiro, no qual se utiliza barbante e a ancoragem de duas canetas (Figura 10). Mas qual o comprimento do barbante? Para isso, basta considerar a seguinte equação:

Sendo:

L – o comprimento do barbante.

Deste modo, seguindo a construção de uma elipse em uma A4, tem-se L = 4mm + 20cm, resultando em um pedaço de barbante de 20,4cm. Desta forma amarre as pontas do barbante deixando um espaço de barbante de 20,4cm, ou seja, será necessário cortar um pedaço um pouco maior que L. 

a.    Em seguida, posicione as canetas 1 e 2 na região central da folha A4 e com 4 milímetros de espaçamento. O laço com 20,4 cm de barbante deve laçar estas canetas. Uma terceira caneta em seguida estica o barbante e começa a demarcar a elipse (Figura 15).

No entanto, a representação da órbita terrestre deve ser realizada em um espaço maior que uma folha A4, pois as estruturas de sustentação, ora desenvolvidas (Figura 12C) são grandes em relação a tal espaço.  Desta forma, um espaço sugerido é o piso da sala de aula ou mesmo uma mesa (Figura 16). Assim, para um espaço em que A = 1 metro, tem-se F = 2cm.

16ª Etapa: Após a construção de uma elipse maior, posicione o sistema de iluminação, com a região do soquete sobre um dos focos;

17ª Etapa: Já as estruturas de sustentação e logo os eixos de rotação terrestres devem ser posicionados mantendo a mesma inclinação (Figura 18). Ou seja, a linha mediana de cada Base (Figura 10A) necessita serem posicionadas paralelamente umas das outras e mantendo a inclinação do eixo terrestre para uma mesma direção. Entretanto, se esta atividade for desenvolvida pela turma, pelos alunos, é interessante incentiva-los à posicionarem suas Terras em relação ao Sol, segundo suas concepções. Por exemplo, na figura 12A, os participantes posicionaram a Terra erroneamente, observem que os eixos de rotação apontam para pontos conflitantes. Já em 17B, observe que as correções estão sendo realizadas a fim de que os eixos de rotação mantenham uma constante inclinação em torno de sua órbita.

Neste sentido, espera-se que os envolvidos neste projeto tenham conseguido construir este objeto de aprendizagem e possam agora partir para o desenvolvimento de conceitos, muito embora a própria construção já tenha abordado alguns. 

ESFERA CELESTE DIDÁTICA (ECD)

Este objeto é produzido com materiais de fácil aquisição e com baixo custo. Mesmo com aparente simplicidade ele vem com o objetivo de representar fielmente os fenômenos celestes. Deste modo, a utilização deste recurso permite, entre outras coisas, simular e prever o movimento aparente do Sol em qualquer data do ano e em qualquer latitude terrestre. Além disso, representa diversas constelações astronômicas.

Introdução 

A esfera celeste e os fenômenos intricados nela sempre despertaram curiosidade e fascinação da humanidade. Neste sentido o homem procurou registrar tais fenômenos procurando finalidade para a vida cotidiana. Neste sentido objetos foram construídos ao longo dos tempos com o objetivo de prever os eventos celestes e possibilitar ações sociais programadas.

Um dos instrumentos construído foi a Esfera Armilar a qual durante séculos contribui para o desenvolvimento das sociedades. Com este instrumento é possível, dentre outras coisas, simular o movimento do Sol em diferentes datas e em diferentes latitudes.

Neste sentido e por se tratar de um objeto simulador é plausível sua utilização no ensino de Astronomia, pois permite a realização de investigações e demonstrações que podem contribuir para a aprendizagem. Sobretudo facilita a assimilação dos conceitos de forma diferenciada, se afastando de metodologias tradicionais. 

Materiais

Material	Quantidade	Onde procurar?
Arruela - com aprox. 2 cm de diâmetro	02 un.	Autopeças / Mecânica em geral
Auto falantes pequenos de computador / Imã de geladeira (estilo adesivo) / fita de imã.	02 un.	Reciclável / loja de manutenção de computadores / refrigeração / brindes
Barbante	1 metro	Papelaria / Reciclável
Bola de isopor – 20 cm diâmetro	01 un.	Papelaria
Caixa de papelão (30 cm/30 cm/30 cm)	02 un.	Reciclável
Caneta Esferográfica - Azul	01 un.	Papelaria
Caneta esferográfica - Preta	01 un.	Papelaria
Capa de encadernação A4	1 un.	Papelaria
Cartolina Branca	01 un.	Papelaria
Cola branca de papel	01 un.	Papelaria
Cola de isopor	01 un.	Papelaria
Cola de madeira	01 un.	Papelaria
Fita adesiva transparente larga	01 un.	Papelaria
Folha de isopor 1 cm de largura	01 un.	Papelaria
Lápis	01 un.	Papelaria
Marcador permanente - Preto	01 un.	Papelaria
Palito de churrasco grande	02 un.	Papelaria / mercado
Palito de churrasco pequeno	06 un.	Papelaria / Mercado
Palito de dente	02 un.	Mercado
Papel Contact	1 metro	Papelaria
Tinta acrílica para tecido - Azul	01 un.	Papelaria
Tinta acrílica para tecido - Vermelho	01 un.	Papelaria
Tinta Dimensional 3D – Amarela	01 un.	Papelaria

Construção 

A construção da ECD é orientada aqui em duas frentes. Uma orienta a montagem da base (estrutura de sustentação da esfera) e outra a da esfera (a qual abriga informações celestes). Desta forma, é apresentada na sequência a confecção da base, a qual esta organizada nas seguintes etapas:

1ª etapa: Meça o diâmetro da bola de isopor, com auxílio de uma régua (Figura 2A). Ou ainda, meça a circunferência da bola de isopor utilizando um barbante, o resultado compile no lugar da incógnita “x” na Equação (1):

Para fins didáticos é recomendável uma bola de isopor com no mínimo 20 cm de diâmetro, para não exprimir as informações que devem ser impressas na esfera ao longo deste roteiro.

Figura 2: Aferição do diâmetro da bola de isopor. A: medindo com auxilio de régua. B: Medindo com barbante e levando em consideração a relação entre diâmetro e circunferência.

2ª etapa: Nesta etapa ocorre a orientação da construção da argola horizontal (Figura 3) a qual tem importante papel de dimensionar o horizonte de observação da esfera celeste.

Figura 3: Construção da Argola Horizontal. A) Argolas de papelão. B) Argola de isopor; C) Perfil da colagem da argola de isopor em meio das de papelão. D) Visão frontal das argolas, em detalhe a argola de cartolina com as marcações dos pontos cardeais (Norte, Sul, Leste e Oeste). (Fonte: Autoria Própria).

Para isso, é necessária a construção de quatro argolas, sendo duas de papelão (caixa de papelão), uma de isopor (folha de isopor de um centímetro de largura) e uma de cartolina branca. Cada uma com quatro centímetros de largura e orifício dois centímetros maior que o diâmetro de sua bola de isopor (Figura 3).

Na argola de cartolina, demarque os pontos cardeais e na parte interna, junto aos pontos Sul e Norte, faça uma cava de dois centímetros quadrados, utilizando tesoura ou mesmo estilete (Figura 3D). Este corte também deve ser realizado nas outras argolas (Figuras 3A e 3B). Depois utilizando a cola de isopor cole a argola de isopor em meio as de papelão. Em seguida cole a de cartolina sobre um dos lados de papelão. Cuide para que os cortes realizados na parte interna de cada argola fiquem justapostos (Figura 3D).

Para manter a qualidade deste produto é recomendável que se encape com papel contact a superfície em que esta gravada os pontos cardeais.

3ª etapa: Agora é construída a estrutura de sustentação. Para ela produza seis placas, quatro de papelão e duas de isopor (Figura 4A). Tais placas são então coladas sobrepostas e com auxilio da cola de isopor para formar duas placas compostas, cada uma com duas de papelão e uma de isopor (Figura 4C).

Figura 4: Estrutura de sustentação. A) Orientação de construção de cada placa (X= comprimento da argola horizontal; Y= diâmetro bola de isopor + seis centímetros; Z= raio de Y + H; W= X + 4 centímetros; H= ou > que quatro centímetros); B) Imagem de duas placas de isopor e quatro de papelão; C) Detalhe da colagem das placas compostas; D) Em detalhe as placas compostas com as cavidades; E) Estrutura de sustentação, formada pelas duas placas compostas e encaixadas perpendicularmente; Flechas pretas - Indicam a direção de encaixe das placas compostas.

Agora estas devem ser unidas perpendicularmente (Figura 4E). Para isso, em cada uma das duas estruturas faça uma cavidade de metade do comprimento do trecho H (Figura 4A), entretanto cada cavidade é orientada em sentidos opostos (Figura 4D). Para fixar as placas cole-as com cola de isopor e também com cola branca.

4ª etapa: Completando a montagem da base é necessário que se cole a argola horizontal com estrutura de sustentação. Para isso a argola deve ser colada sobre as pontas da estrutura, além disso, oriente a colagem a fim de que as indicações dos pontos cardeais fiquem voltadas para cima. Também oriente a colagem para que as cavidades da argola próximas dos pontos cardeais Norte e Sul fiquem posicionadas sobre as pontas da placa composta que foi encaixada de cima para baixo (Figura 15).

Figura 5: Base completa. A) Vista lateral. Flecha escura indica a placa composta na qual deve ser alojada os pontos cardeais Norte e Sul. B) Vista superior.

Agora se inicia o processo de construção da esfera.

5ª etapa: Nesta a primeira atividade é orientada a construção do eixo de rotação da esfera celeste. Assim, utilize dois palitos de churrasco grande, encostando-os com a parte sem ponta formando um palito maior e com duas pontas. Para fixá-los retilineamente, cole seis pequenos palitos de churrasco, com auxílio da cola de madeira, sobre a região de contato dos palitos grandes. É importante que a colagem produza um eixo de rotação retilíneo (Figura 6).

 Figura 6: Eixo de rotação. A) Ilustração panorâmica de dois palitos de churrasco grande envolto e fixado com seis palitos de churrasco pequeno. B) Ilustração de perfil dos palitos grandes de churrasco ao centro e os pequenos ao seu redor. (Fonte: Autoria Própria).

Em seguida coloque o eixo de rotação na bola de isopor, orientando que a região de encaixe dela fique exatamente perpendicular aos palitos de churrasco. Entretanto retire o eixo da bola deixando apenas o sinal de perfuração.

6ª etapa: Acople ao redor de cada furo (ocasionados pelo eixo de rotação), um imã (pequenos autofalantes) ou um pedaço de fita de imã (refrigeração ou de brinde de geladeira) (Figura 7). Caso necessário, utilize o estilete ou outro material pontiagudo para confeccionar pequenas valetas onde serão inseridos os imãs.

Figura 7: Fixação dos Imãs. A) Acoplamento de imã ao redor do furo demarcado pelo eixo de rotação. B) Colorindo a bola de isopor de azul, já com pedaços de imã fixados.

7ª etapa: Utilizando pincel, pinte toda a bola de isopor com a tinta acrílica para tecido azul (Figura 7B). Espere alguns minutos para que ela possa secar, para adiantar este processo exponha ela a luz solar ou a luz artificial.

8ª etapa: Instale agora, de forma definitiva, o eixo de rotação encaixando as duas partes da bola de isopor e colando-as com a cola de isopor. As pontas do palito de churrasco, que extravasam da bola de isopor, são denominadas aqui como Polo Celeste Sul e Polo Celeste Norte (PCS e PCN).

Depois utilizando a tinta dimensional 3D vermelha, pinte uma linha sobre a região de encaixe (Figura 8A). Esta marcação representará a linha do Equador Celeste. 

9ª Etapa: Agora utilizando a tinta dimensional 3D amarela, pinte uma linha inclinada 23,5º (vinte e três graus e meio) em relação a linha vermelha. Esta nova marcação representa a linha da Eclíptica (Figura 8C). Para facilitar esta marcação, use outra argola de papelão posicionada sobre a linha do Equador (linha vermelha) e fixada (pendurada) por dois palitos de dente (fincados em regiões opostas da bola de isopor). Assim, incline a argola até o desejado e realize a dita marcação (Figura 8B). 

 Figura 8: Marcação da Linha do Equador Celeste e da Eclíptica.  A) Pintando a linha do equador celeste. B) Proposta para sinalizar a região da linha eclíptica. C) Linha amarela, simbolizando a eclíptica, inclinada 23,5° (vinte e três graus e meio) em relação a linha vermelha.

10ª Etapa: Em cada polo celeste é posicionado um disco horário. Para confeccioná-lo, recorte, de uma capa plástica para encadernar, dois discos de cinco centímetros de diâmetro e um de orifício. Em um deles cole o disco referente ao Polo celeste Sul (Figura 9A) e no outro cole o referente ao Polo Celeste Norte (Figura 9B), com auxílio do papel contact ou mesmo fita adesiva larga (Figura 9C).

Figura 9: Produção e fixação do Disco Horário. A) Disco horário de cartolina do Polo Celeste Sul. B) Disco Horário de cartolina do Polo Celeste Norte. C) Colagem do disco de cartolina sobre o disco de capa de encadernar com auxílio de papel contact ou fita adesiva larga. D) Colagem da arruela. E) Visão dos discos horários alojados no eixo de rotação e em cada extremo da bola de isopor.

11ª etapa: Construa outras quatro argolas, sendo duas de papelão, uma de isopor (Figura 20A) e uma de cartolina (Figura 10C). Ambas com dois centímetros de largura e orifício com diâmetro dois centímetros maior que o da bola de isopor. Na argola de cartolina, demarque os ângulos decenais com o auxílio de um transferidor (Figura 10B e 10C).

Figura 10: Argola Latitudinal. A- Duas argolas de papelão e uma de isopor. B- Instruções para a marcação de ângulos na argola de cartolina, para isso recomenda-se que sejam marcados de dez em dez graus e antes do corte do orifício. C- Argola de cartolina pronta. 

Tais argolas constituirão a argola latitudinal (Figura 8C) na qual será fixado o eixo de rotação e logo a Esfera Celeste. Para isso, cole a argola de cartolina em uma de papelão (deixando as informações angulares visíveis) e esta sobre uma de papelão. Agora, faça duas cavidades com auxílio de um estilete, sobre a argola de isopor (já colada), de largura igual ao do eixo (palito de churrasco) e exatamente na posição das latitudes de noventa graus. Depois, cole a última argola de papelão sobre o isopor de forma a fixar o eixo na argola latitudinal (Figura 9). Desta forma a bola de isopor, ou mesmo a esfera celeste tem seu eixo aprisionado na argola latitudinal. No entanto, perceba que a bola de isopor pode receber movimentos circulares.

Figura 11: Esfera posicionada na argola latitudinal. 1- Eixo de rotação. 2- Latitude de noventa graus. 3- Orifícios. A) Detalhe do eixo de rotação. B) Eixo de Rotação disposto longitudinalmente a latitude de 90°. C) Orifícios para visualização do disco horário.

Com estilete ou mesmo tesoura, recorte os possíveis excessos do eixo de rotação (Figura 11). Agora com a ponta mais fina da tesoura, faça dois orifícios no isopor sobre cada disco horário, de forma que as perfurações atravessem toda a espessura do isopor e coincidam com a região numérica de cada disco horário (Figura 11C).

12ª etapa: Junte as duas estruturas (Esfera e Base), encaixando a argola latitudinal em meio as cavidades da argola horizontal (Figura 11). Observe que argola latitudinal fica apoiada sobre as estruturas de sustentação. Entretanto a argola não fica rígida, permitindo que ela seja movimentada circularmente sobre a base.

13º etapa: A parte final do projeto é destinada a marcação dos meses, sobre a linha da eclíptica. Sendo assim, divida o valor da circunferência (encontrado na 1ª etapa) pelo numero de meses do ano. Na sequência, escreva os nomes ou mesmo as abreviações dos meses (Figura 12).

Desta forma, o arco da eclíptica tende para o Hemisfério Sul nos meses de outubro a março. Ou seja, pode-se inferir que nesses meses o movimento aparente do Sol acontece ao Sul do equador celeste. Sendo que o extremo deste fato ocorre em meados do mês de dezembro, no dia do solstício de verão para esta região (Figura 12). 

 Figura 12: Esquema dos meses do ano, ao longo da eclíptica. (Fonte: Autoria Própria).

Inúmeras constelações também podem ser inseridas na superfície da bola de isopor, aumentando a similaridade do objeto com os fenômenos celestes e as atividades que podem ser contextualizadas com este material.  No entanto, as orientações destas demarcações, não são abordadas neste trabalho. Cabe ao construtor desta esfera decidir se transcrever tais informações é importante para seu trabalho. É valido ressaltar que tais representações podem ser obtidas com base em diversas fontes, tais como: sítios da internet (www.skymaps.com; drifted.in/space/app/index.xhtml); softwares como o Stellarium (http://www.stellarium.org/pt/) e aplicativos como o Planetarium (play.google.com/store/apps/details?id=com.lavadip.skeye&hl=pt_BR) e o Sky Map (groups.google.com/forum/?fromgroups#!forum/google-sky-map). Na “Figura 13” é demonstrada em três imagens a ECD já pronta em com diversas constelações representadas em seu corpo.

 Figura 13: Imagens da Esfera Celeste Didática.

Possibilidade e contextualizações

A Esfera Celeste Didática (ECD) visa representar e descrever fenômenos celestes. Tornando-se um instrumento utilizável durante o ensino de Astronomia. Uma vez, que ela representa a esfericidade (aparente) do céu. Desta forma, a argola horizontal representa a intersecção do horizonte de um observador com a abóboda celeste (Figura 14). Além disso, esse instrumento representa: a abóboda celeste (bola de isopor pintada de azul); o Equador Celeste (linha vermelha); a Eclíptica (linha amarela); o Zênite e o Nadir do observador; o Horizonte do observador; Polo Sul e Norte; Eixo de Rotação; Latitude (argola latitudinal) e os Pontos Cardeais (Figura 14). Com tais representações, sugestiona-se aqui o trabalho com os seguintes conceitos astronômicos: Esfericidade do céu; Localização Geográfica; Estações do ano; Movimentação aparente dos astros celestes, principalmente o Sol; Nascente e Ocaso do Sol; Solstícios e Equinócios; Discutir a noção de modelos planetários (ptolomaico X copernicano).

A bola de isopor pintada de azul representa a aparente esfericidade do céu. A qual os observadores terrestres veem os astros celestes como se estivessem à mesma distância e dispostos em um fundo esférico.

Posicionada de acordo com os pontos cardeais, este instrumento também representa a direção do nascente e ocaso do Sol. Corroborando com os trabalhos de tais conceitos. Assim, os educadores podem contextualizar e comparar tais eventos, visualizados neste instrumento, com os que ocorrem na esfera natural. Ressaltando assim, o aparente movimentar dos astros. O qual também pode ser demonstrado, empreendendo giro na esfera celeste. Ou seja, girando a bola de isopor de leste para oeste, objetivasse demonstrar este último conceito.

Figura 14: Contextualização da Esfera Celeste Didática e o observador. A) Esfera Celeste Didática. B) Observador.

Aproveitando a linha da eclíptica e a representação dos meses os envolvidos no processo de ensino aprendizagem, podem contextualizar a posição aparente do Sol a cada dia do ano. Ou seja, cada ponto do traço amarelo, representa a posição do Sol. Tomando este ponto como referência, trazendo-o para a região Leste da argola latitudinal, representa-se ai a posição do nascente do Sol em relação ao observador naquele dia do ano. Este mesmo ponto levado a região oeste, representa agora o ocaso do Sol. Realizar esta mesma ação, mas com diferentes pontos da eclíptica (ou seja, com diferentes dias do ano), consegue-se representar e contextualizar que o Sol surge e se põe em diferentes posições do horizonte. Desta forma, é tácito inferir que o Sol passa pelo céu, em diferentes posições ao longo do ano.

Além disso, estas representações podem ser comparadas em detrimento da latitude. Ou seja, de acordo com a latitude, as representações do movimento aparente do Sol acontecem de maneira distinta. Tais eventos podem corroborar para a compreensão da alternância das estações e dos eventos de solstícios e equinócios. Pois se o Sol esta “passando” mais ao Sul, logo este hemisfério receberá mais iluminação solar e logo mais calor, enquanto que no hemisfério norte acontece o contrário. Já, quando o Sol incide diretamente sobre o equador, a iluminação solar privilegia em igualdade, ambos os hemisférios, ocasionando as estações de clima ameno (outono e primavera).

Quando as constelações também são registradas na esfera, outros conceitos também podem ser trabalhados, como: a movimentação aparente das estrelas em detrimento da latitude e da posição da esfera celeste, representação das constelações zodiacais e contextualização da imobilidade aparente das estrelas.