10) Por que sentimos fric no inverno?

(…) Quando pressionadas por uma resposta para “Por que sentimos frio no inverno,” muitas vezes as pessoas respondem que é pelo fato de a Terra estar mais distante do Sol no “inverno”, recebendo assim menos luz e tornando-se mais fria. Isso está errado. (…) Se considerarmos que a variação da distância orbital entre a
Terra e o Sol, durante o ano, é de cerca de 5.000.000 quilômetros, o que é cerca de 800 vezes maior que o raio da Terra, podemos ver que todas as regiões da Terra são afetadas praticamente da mesma forma por esta variação. Portanto, não é a causa de mudanças sazonais. No entanto, o fato de as estações serem diferentes entre os hemisférios sul e norte sugere que a inclinação do eixo de rotação Terra é a razão para as estações do ano. E isso é verdade. Uma vez que a inclinação da Terra permanece constante, durante o inverno do hemisfério norte, o hemisfério norte aponta para longe do Sol. Este ângulo faz com que o Sol seja mais baixo no céu, aqueça o solo de forma menos eficiente e reduza os dias, causando o fric. Mas a resposta “inclinação da Terra” sempre me pareceu um pouco superficial, já que ela não responde à pergunta mais interessante: por que sentimos frio?
A resposta mais direta é que nós não sentimos o frio. De fato, os seres humanos e outros animais não sentem a temperatura das coisas. O que nós realmente sentimos é o fluxo de calor causada por diferenças de temperatura. Sentimos “a transferência de calor.” Isso não é uma distinção trivial. Tudo num forno aquecido está à mesma temperatura, mas tocar uma forma de bolo metálica causará mais dor que tocar o ar circundante, porque a transferência de calor a partir da forma é rápida e intensa, enquanto que a troca de calor com o ar é lenta e pouco intensa. (…)
Durante o inverno, o Sol fica mais baixo no céu. Ao meio dia de um dia ensolarado de inverno, a sombra de uma pessoa
a) aponta para o Sul no hemisfério Sul e para o Norte no hemisfério Norte.
b) aponta para o Norte no hemisfério Sul e para o Sul no hemisfério Norte.
c) aponta para o Sul em ambos hemisférios.
d) aponta para o Norte em ambos hemisférios.
e) é projetada exatamente sobre a pessoa em ambos hemisférios.

Passo 1

O enunciado pergunta em que direção a sombra de uma pessoa aponta ao meio-dia de um dia ensolarado de inverno, considerando que no inverno o Sol fica mais baixo no céu por causa da inclinação axial da Terra ( \epsilon\approx23{,}5^\circ). Para responder, vamos usar a geometria dos raios solares ao meio-dia (quando o Sol cruza o meridiano local) e o fato de que, em cada hemisfério, o Sol estará sempre do lado para o qual o polo respectivo está inclinado para longe do Sol.

Passo 2

Ao meio-dia solar, o Sol está no plano meridiano do observador, isto é, num plano Norte–Sul que passa pelo ponto mais alto do céu (o zênite). Os raios solares incidem portanto no eixo Norte–Sul, de modo que a sombra projetada por um objeto ficará alinhada também Norte–Sul.
No hemisfério Norte, durante o inverno, o polo Norte está inclinado para longe do Sol, fazendo com que o Sol se situe sempre ao Sul do zênite. Assim, os raios vêm de uma direção meridional e a sombra aponta para o Norte.

Passo 3

No hemisfério Sul, durante o inverno local, o polo Sul está inclinado para longe do Sol, de modo que o Sol aparece sempre ao Norte do zênite. Consequentemente, os raios vêm do Norte e a sombra aponta para o Sul.

Passo 4

Portanto, ao meio-dia de um dia ensolarado de inverno, a sombra aponta para o Sul no hemisfério Sul e para o Norte no hemisfério Norte, o que corresponde à alternativa (a).

Resposta

(a) aponta para o Sul no hemisfério Sul e para o Norte no hemisfério Norte.

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