Por volta do dia 21 de março, para um observador na superfí- cie da Terra, o Sol descreve um movimento circular uniforme sobre a linha do Equador. Co...

Alternativa E - 60 minutos.

Introdução

Esta questão aborda conceitos fundamentais de astronomia e geografia, especificamente a rotação da Terra e sua relação com a percepção do movimento aparente do Sol e a determinação do tempo e das fusos horários. A compreensão de como a Terra gira e como isso afeta a posição do Sol em diferentes longitudes é crucial para resolver o problema.

Desenvolvimento

A Terra completa uma rotação completa de 360 graus em aproximadamente 24 horas. Essa rotação é responsável pelo ciclo dia-noite e pelo movimento aparente do Sol no céu de um observador na superfície terrestre. Quando o Sol está "verticalmente posicionado" sobre uma cidade, significa que a cidade está exatamente no ponto subsolar, ou seja, o Sol está no zênite (ponto mais alto diretamente acima da cabeça do observador). Em um determinado dia, como em 21 de março (equinócio de primavera no hemisfério norte ou de outono no hemisfério sul), o Sol se encontra sobre a linha do Equador, e sua trajetória aparente para observadores na linha do Equador é um movimento circular sobre essa própria linha.

A taxa de rotação da Terra pode ser calculada dividindo 360 graus por 24 horas: Taxa de rotação = 360° / 24 horas = 15° por hora.

Isso significa que, a cada hora, a Terra gira 15 graus em torno de seu eixo. Consequentemente, para que o Sol, em seu movimento aparente (causado pela rotação da Terra de oeste para leste), se desloque 15 graus para oeste em relação a um ponto fixo na superfície, levará exatamente 1 hora.

Análise

A questão afirma que o Sol está verticalmente posicionado sobre Macapá e pede o tempo necessário para que ele esteja verticalmente posicionado sobre São Gabriel da Cachoeira, que está 15° a oeste de Macapá, ambas na linha do Equador.

• Movimento Aparente do Sol: Devido à rotação da Terra de oeste para leste, o Sol parece se mover de leste para oeste no céu. Assim, cidades a oeste de uma referência verão o Sol atingir o zênite mais tarde do que a cidade de referência.
• Diferença de Longitude: A diferença de 15° de longitude entre Macapá e São Gabriel da Cachoeira é o fator chave.
• Cálculo do Tempo:
  • Sabemos que a Terra gira 15° por hora.
  • A distância angular entre Macapá e São Gabriel da Cachoeira é de 15°.
  • Para o Sol se deslocar 15° no seu movimento aparente (ou para a Terra girar 15° para que São Gabriel da Cachoeira alcance a mesma posição relativa ao Sol que Macapá tinha), o tempo necessário será: Tempo = Diferença de Longitude / Taxa de Rotação Tempo = 15° / (15°/hora) = 1 hora.

Convertendo 1 hora para minutos: 1 hora = 60 minutos.

Vamos analisar as alternativas:

| Alternativa | Tempo (minutos) | Relação com 15° | Análise | | :---------- | :-------------- | :-------------- | :-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | | (A) | 15 | 15 minutos = 1/4 de hora. Em 15 minutos, a Terra gira 15°/4 = 3,75°. | Incorreta. Este tempo é insuficiente para cobrir uma diferença de 15° de longitude. Corresponderia à rotação de 3,75°. | | (B) | 20 | 20 minutos = 1/3 de hora. Em 20 minutos, a Terra gira 15°/3 = 5°. | Incorreta. Este tempo é insuficiente para cobrir uma diferença de 15° de longitude. Corresponderia à rotação de 5°. | | (C) | 30 | 30 minutos = 1/2 de hora. Em 30 minutos, a Terra gira 15°/2 = 7,5°. | Incorreta. Este tempo é insuficiente para cobrir uma diferença de 15° de longitude. Corresponderia à rotação de 7,5°. | | (D) | 40 | 40 minutos = 2/3 de hora. Em 40 minutos, a Terra gira 15° × (2/3) = 10°. | Incorreta. Este tempo é insuficiente para cobrir uma diferença de 15° de longitude. Corresponderia à rotação de 10°. | | (E) | 60 | 60 minutos = 1 hora. Em 60 minutos, a Terra gira 15° × 1 = 15°. | Correta. O tempo de 60 minutos (1 hora) corresponde exatamente à rotação necessária de 15° para que o Sol esteja verticalmente sobre a cidade que está 15° a oeste. |

Conclusão

A rotação da Terra de 15 graus por hora é o conceito central para resolver esta questão. Uma diferença de 15° de longitude entre duas cidades na mesma latitude (neste caso, o Equador) significa que o evento de o Sol estar verticalmente acima delas ocorrerá com uma diferença de 1 hora. Como São Gabriel da Cachoeira está a oeste de Macapá, o Sol chegará ao zênite lá 1 hora (60 minutos) depois de Macapá.

Alternativa E.