Desenvolvimento de simulação do problema dos n-corpos para ensino de gravitação com Maple

Abstract

Os computadores são ferramentas de importância fundamental para o desenvolvimento científico que têm ganhado relevância também para a educação. Uma das principais formas de utilizar os recursos computacionais no ensino de física é criar simulações de fenômenos físicos. Partindo disso, utilizou-se o software de computação algébrica e numérica Maple para simular o problema dos n-corpos da gravitação considerando massas pontuais e poucos corpos. Dado que a gravidade é descrita através de vetores, foi feita uma revisão dos conceitos básicos de geometria analítica necessários para criar um modelo de sistema gravitacional. Também foi feito um levantamento dos recursos e características do software utilizado para criar a simulação. Como resultado preliminar, foi desenvolvida uma sub-rotina de cálculo de forças gravitacionais instantâneas e gerado um gráfico de pontos e vetores. Tomando esta sub-rotina como ponto de partida, o cálculo da simulação envolveu uma aplicação direta da lei da gravitação universal de Newton a intervalos de tempo fixos para gerar uma animação. Analisou-se a eficácia da simulação aplicando os dados orbitais do sistema Terra-Lua à rotina e verificou-se que o período da órbita simulada foi muito próximo do período real.