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Tipo do documento: Monografia
Título: A precessão do periélio de Mercúrio: da dinâmica Kepleriana às correções relativísticas
Autor: Feitosa, José Aurilan de Oliveira
Primeiro orientador: Cavalcante, Neymar José Nepomuceno
Primeiro membro da banca: Silva, Giovane de Souza
Segundo membro da banca: Rocha, Éric Carvalho
Resumo: O questionamento constante sobre os fenômenos da natureza levaram ao surgimento da ciência, em especial a física. As leis de Newton e a lei da Gravitação retratam com exatidão as órbitas dos astros celestes ao considerar a gravidade como uma força que depende das massas envolvidas. Contudo, o planeta Mercúrio fugia das explicações dadas pela dinâmica newtoniana, onde esta não explicava a discrepância entre os valores observacionais e teóricos. Este trabalho tem como objetivo analisar o movimento orbital de Mercúrio sob duas abordagens da física: a Mecânica Clássica e a Teoria da Relatividade Geral (TRG). A primeira parte apresenta os fundamentos da Mecânica Clássica, abordando as Leis de Newton e a Lei da Gravitação Universal, o princípio da conservação da energia e do momento angular, as equações do movimento em potenciais centrais. Em seguida, as leis de Kepler foram revisadas. A partir desse arcabouço, examinam-se as perturbações no movimento planetário, utilizando a equação de Binet para modelar a órbita do planeta. A discrepância entre o valor previsto pela mecânica newtoniana e os dados observacionais quanto à precessão do periélio de Mercúrio revela a limitação da teoria. A segunda parte do trabalho trata dos fundamentos da TRG, apresentando os postulados que regem essa teoria e a curvatura do espaço-tempo causada pela presença de massa e energia. As equações de Einstein foram resolvidas analiticamente para um corpo esfericamente simétrico, estático e sem carga. A partir dessa solução das equações de campo, conhecida como métrica de Schwarzschild, deduziu-se a equação do movimento que descreve a órbita de Mercúrio em um espaço-tempo curvo. São comparados os resultados obtidos com os dados observacionais, destacando-se a precisão da teoria relativística na explicação da precessão observada. Por fim, discute-se a relevância histórica deste problema para a validação da TRG.
Abstract: The constant questioning about the phenomena of nature led to the emergence of science, especially physics. Newton's laws and the Law of Gravitation accurately portray the orbits of celestial bodies by considering gravity as a force that depends on the masses involved. However, the planet Mercury eluded the explanations provided by Newtonian dynamics, which failed to account for the discrepancy between observational and theoretical values. This work aims to analyze Mercury's orbital motion under two approaches in physics: Classical Mechanics and the Theory of General Relativity (GR). The first part presents the fundamentals of Classical Mechanics, addressing Newton's Laws and the Law of Universal Gravitation, the principle of conservation of energy and angular momentum, and the equations of motion in central potentials. Next, Kepler's laws are reviewed. From this framework, perturbations in planetary motion are examined using Binet's equation to model the planet's orbit. The discrepancy between the value predicted by Newtonian mechanics and observational data regarding Mercury’s perihelion precession reveals the theory’s limitations. The second part of the work deals with the fundamentals of GR, presenting the postulates that govern this theory and the curvature of spacetime caused by the presence of mass and energy. Einstein's equations were analytically solved for a spherically symmetric, static, and uncharged body. From this solution of the field equations, known as the Schwarzschild metric, the equation of motion that describes Mercury's orbit in curved spacetime was derived. The results obtained are compared with observational data, highlighting the precision of relativistic theory in explaining the observed precession. Finally, the historical relevance of this problem for the validation of GR is discussed.
Palavras-chave: Órbita de Mercúrio
Mecânica Clássica
Relatividade Geral
Precessão do Periélio de Mercúrio
Métrica de Schwarzschild
Área(s) do CNPq: FISICA GERAL::RELATIVIDADE E GRAVITACAO
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual do Piauí
Sigla da instituição: UESPI
Departamento: Centro de Ciencias da Natureza
Programa: Licenciatura em Física
Citação: FEITOSA, José Aurilan de Oliveira. A precessão do periélio de Mercúrio: da dinâmica Kepleriana às correções relativísticas. 2025. 60 f. Monografia (Licenciatura em Física) - Universidade Estadual do Piauí, Piripiri, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://sistemas2.uespi.br/handle/tede/2670
Data de defesa: 2025
Aparece nas coleções:CIES - Licenciatura em Física (Prof. Antônio Giovanni Alves de Sousa – PIRIPIRI)

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