Orrery - o mini planetário

Introdução

No início do século XVIII, Charles Boyd, o conde de Orrery, concebeu e encomendou um dispositivo para simular os movimentos dos planetas que até hoje é conhecido como aparelho de Orrery, ou simplesmente Orrery. Este planetário simples permite várias simulações:

- a órbita da Terra: o ano
- rotação da Terra: dia e noite
- fusos horários
- variação do tamanho do dia
- inclinação do eixo terrestre: as estações do ano
- as noites polares
- os trópicos
- os círculos árticos
- equinócios e solstícios
- os fusos horários
- os pólos e as coordenadas celestes
- a inclinação da órbita da Lua
- os nodos
- eclipses do Sol e da Lua

Visão geral

 Um Orrery consiste em um dispositivo que suporta um modelo do globo terrestre e permite seu movimento em torno de uma lâmpada que faz as vezes do Sol. Duas polias, uma fixa no bloco móvel e outra presa ao eixo do globo fazem o sincronismo do movimento anual.
 Um mancal, montado sobre o eixo do globo permite o giro de uma haste com uma pequena esfera que representa a Lua. Um disco graduado é usado para indicar o sentido de rotação da Terra, a separação do dia e da noite e a marcação da horas. Ele é pintado nas duas faces, uma para ser usada no pólo sul, a outra para o pólo norte, quando o globo for invertido.
 Um parafuso de fixação do bloco móvel permite o posicionamento do conjunto de modo que a inclinação do eixo da Terra seja ajustada para a latitude local no estudo das coordenadas celestes. Uma bússola pode auxiliar na orientação do conjunto em relação à Terra.

Para fazer um desses aparelhos você vai precisar de:

01- uma bola de isopor de 90 ou 100 mm
02- uma bola de isopor de 20 ou 25 mm
03- um pedaço de madeira de (20 x 20 x 300) mm
04- um pedaço de madeira de (20 x 20 x 40) mm
05- dois blocos de madeira de (80 x 40 x 30) mm
06- um bloco de madeira de (30 x 30 x 40) mm
07- duas polias de madeira de 50 mm de diâmetro
08- um soquete para lâmpada de abajur (tem um furo rosqueado atrás)
09- 12,5 cm de tubo de 3/8" para abajur (tem rosca para fixar o soquete)
10- Uma lâmpada de 40 watts
11- um plugue, com 3 metros de fio duplo (cordão de força)
12- um disco de fibra ou chapa de 60 mm de diâmetro
13- um pedaço de arame duro de 3 mm de diâmetro
14- um pedaço de arame de 1,5 mm de diâmetro
15- uma haste de 5/16" para fixação de telhas onduladas
16- um parafuso francês de 5/16" x 3"
17- duas porcas borboleta de 5/16"
18- tubo plástico fino "espaguete"
19- duas arruelas 5/16"
Nota: Para sua orientação marque esses números nas peças da figura acima. Isso ajudará na identificação e lhe dará uma visão espacial do conjunto.

Montagem

A- Use a bola de isopor (01) para fazer o globo terrestre. Marque os pólos e faça um furo de 3 mm, diametralmente, unindo os dois. Trace com caneta esferográfica os paralelos principais: o equador, os trópicos (23,5º sul e 23,5º norte) e os círculos polares (66,5º norte e 66,5º sul). Marque os meridianos: de Greenwich (0º) e a Linha Internacional de mudança de datas (180º). Desenhe os contornos dos continentes nas coordenadas aproximadas e pinte com tinta látex. Não use tinta esmalte porque ela dissolve o isopor. Pinte a bolinha (02) de cinza para representar a Lua.

B- Cole, com cola branca, a peça (04) numa das extremidades da peça  (03). Depois de seca a cola faça um furo de 10 mm de diâmetro no meio do bloco (04), atravessando as duas peças. A 15 mm da outra extremidade da peça (03), faça um furo de 3 mm para passar o eixo do globo.

C- Usando o arame mais grosso (13), faça uma peça conforme o desenho:

Dobre cuidadosamente os ângulos, usando um transferidor ou o próprio desenho como base. Estes ângulos nos darão a inclinação do eixo da Terra e a inclinação da órbita da Lua. Sobre o trecho de 26 mm, monte um pedacinho do tubo plástico e em seguida enrole o arame fino (14) formando um mancal que permita o movimento das peças. Corte o arame deixando uma haste de 15 cm. Dobre 2 cm da ponta para fixar a "Lua" (02). Conforme (ajuste) o arame fino de modo que o meio da "Lua" fique no plano do equador da "Terra" quando estiver na posição perpendicular ao desenho. Coloque mais um pedaço de tubo plástico sobre este mancal para fazer um batente para a "Terra". Enfie um pedaço de espaguete plástico de 45 mm na parte inferior do arame grosso e espete no furo feito na barra (04). Faça um furo de 3 mm no centro de uma das polias (07 ) e cole com cola forte (araldite) na ponta do eixo (13).

D- Fure os blocos (05) e arredonde um dos lados conforme o desenho. Fure o bloco (06) para fazer o mordente. Depois de lixar cole o tubo de 3/8" com cola forte em um dos blocos. Faça um furo de 10 mm no centro da segunda polia (07) e monte sobre o bloco com cola.

As hastes para fixação de telhas onduladas são facilmente encontradas nos depósitos de material de construção e são fornecidas retas e com tamanhos variados. Meça 11,5 cm a partir do final da rosca da haste (15) e corte. Dobre 4 cm na ponta em angulo reto. Cole um pedacinho de borracha sobre o mordente (bloco 06) e monte o conjunto usando uma arruela entre a porca (17) e o bloco. Fixe um bloco (05) numa mesa e monte o segundo bloco usando o parafuso (16), uma arruela (19) e uma porca borboleta (17).

E- Monte a barra (04) no tubo e rosqueie o soquete na ponta. Passe o fio por dentro do tubo e faça as ligações necessárias. Cuidado na hora de montar o soquete para não torcer os fios que podem provocar um curto-circuito! Monte o cordão de força (plugue + fio duplo) com o mesmo cuidado. Instale a lâmpada e teste.

F- Faça um furo de 3 mm no centro do disco (12). Sobre o disco, faça a divisão das 24 horas e pinte a metade de cor escura, para representar a noite. Num dos lados desenhe a letra S ou Sul, numere as horas e desenhe uma seta para indicar o sentido de rotação, conforme o desenho. Do outro lado use a letra N ou Norte, e faça a identificação das horas no sentido inverso. A seta também será para o outro lado.

G- Use uma cinta de borracha para ligar as duas polias. Quando girar a barra (04), o eixo do globo vai manter sempre a mesma direção imitando o eixo terrestre. Verifique se os mancais estão girando sem problemas. Monte a "Terra" e a "Lua" nos seus lugares. Este aparelho vai permitir a demonstração de muitas experiências que são descritas na sala 24 - Astronomia.