Estudo das marés

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Os efeitos gravitacionais da Lua na Terra são verificáveis nos mais variados sistemas naturais. Alguns têm efeitos pronunciados, como as marés, e outros são de natureza mais subtil, como as marés atmosféricas ou marés terrestres (variação da ordem dos decimetros no raio da terra!). Com um pêndulo podemos determinar o período orbital da Lua através do estudo de um dos efeitos mais subtis da interação gravitacional Terra-Lua, a variação local da gravidade à superfície da Terra em função da posição da Lua na sua órbita. Isto é conseguido fazendo uso do pêndulo remoto de São Tomé e Príncipe com aquisições diárias à meia-noite solar (23h32 hora local).

Embora a precisão da experiência esteja abaixo da variação prevista (ruído > medição), poderemos com a sobre-amostragem dos dados durante vários períodos da fase da Lua ultrapassar essa limitação e obter a determinação do período da órbita da Lua em torno da Terra (sinal).

Com dados recolhidos no período entre 12/03/2018 – 14/05/2018, com uma aquisição por dia, e calculando o espectro de potência através de uma Transformada de Fourier Discreta de tamanho 64, foi obtida a figura 1. Nesta é possível observar as componentes espectrais do sinal. A vermelho está a componente com período de 29 dias, o que corresponde ao período sinódico da órbita da Lua, e a amarelo as componentes subharmónicas da componente principal. Verifica-se assim que a variação da gravidade local tem componentes cujo período é o mesmo que o período da órbita lunar, como esperado. Verifica-se também a existência de uma componente de frequência mais baixa (barras à esquerda da barra vermelha) e que tem uma contribuição também significativa. É possível que esta contribuição tenha origem na variação da distância média da Lua à Terra, que não é constante ao longo do tempo, embora não tinha sido feito nenhum estudo para confirmar esta possibilidade.

Em breve será disponibilizado nesta página um ficheiro de dados com os dados originais obtidos da montagem experimental.

Figura 1 - Espectro de potência obtido com dados recolhidos de 12 de Março de 2018 a 14 de Maio de 2018. Está assinalada a vermelho a componente espectral correspondente ao período lunar, de 29 dias, e a amarelo as subharmónicas correspondentes.


Este conceito foi abordado num poster com título "Variação da gravidade local em função do período sinódico da Lua". Este foi apresentado na FÍSICA2018 – 21ª Conferência Nacional de Física e 28º Encontro Ibérico para o Ensino da Física onde recebeu o prémio de melhor poster da divisão de educação.