Marés

Guia de estudo · Revisado em 16/09/2026

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Se a Lua puxa os oceanos, a maré alta com a Lua no céu se explica; mas por que há outra maré alta doze horas depois, com a Lua do outro lado da Terra? Por que o Sol, que atrai a Terra 180 vezes mais forte que a Lua, manda menos nas marés? E por que a preamar de hoje chega cinquenta minutos mais tarde do que a de ontem?

O que você vai aprender

  • Descrever o fenômeno: duas preamares e duas baixa-mares por dia lunar de cerca de 24 h 50 min, com preamares separadas por cerca de 12 h 25 min, e explicar o atraso diário de ~50 min pelo avanço de ~12° por dia da Lua na órbita.
  • Explicar a força de maré como a diferença entre a atração gravitacional em pontos distintos da Terra e a atração no centro, deduzir a aproximação a_maré ≈ 2GMR/d³ e justificar a existência de dois bojos, inclusive o do lado oposto ao astro, sem recorrer a repulsão.
  • Comparar os efeitos de maré de dois astros pela razão M/d³ (e não M/d²), mostrando que o Sol atrai a Terra ~180 vezes mais que a Lua mas produz ~46% do efeito de maré lunar.
  • Relacionar as fases da Lua à amplitude das marés: sizígia (lua nova e cheia, efeitos somados, marés vivas) e quadratura (quartos, efeitos subtraídos, marés mortas), incluindo o reforço do perigeu (sizígia perigeana).
  • Reconhecer que a resposta dos oceanos depende da geografia local: ressonância em baías afuniladas (Fundy, São Luís), marés quase nulas em mares fechados e atraso da preamar em relação à passagem da Lua (estabelecimento do porto).
  • Ler uma tábua de marés e um gráfico altura × tempo: identificar preamar, baixa-mar, amplitude e nível de redução, e modelar a altura por uma função senoidal h(t) = h₀ + A sen(2πt/T).
  • Explicar a frenagem de maré e suas consequências medidas (alongamento do dia, afastamento da Lua em 3,8 cm/ano) e a rotação sincronizada da Lua como estado final desse processo.
  • Citar marés na Terra sólida e na atmosfera, o aquecimento de maré em Io, o limite de Roche e a energia maremotriz como aplicações do mesmo mecanismo, e julgar itens conceituais no estilo do PAS/UnB.

Quem passa um dia inteiro numa praia de São Luís vê o mar fazer uma coisa estranha. De manhã a água chega quase à faixa de coqueiros; seis horas depois recuou centenas de metros e deixou à mostra um deserto de areia molhada; à noite, voltou. A tábua de marés pregada no quiosque conta a história em números: preamar às 9h20 e às 21h45, baixa-mar às 3h16 e às 15h30, e amanhã tudo acontece uns cinquenta minutos mais tarde. Se a Lua puxa os oceanos, a maré alta da manhã, com a Lua no céu, tem explicação. Mas a da noite, com a Lua do outro lado do planeta? E por que o relógio das marés atrasa todo dia?

A resposta está numa única palavra da lei da gravitação: distância. A Terra tem 12 800 km de espessura, e a Lua puxa o lado de cá com mais força do que puxa o centro, e o centro com mais força do que o lado de lá. A maré não é a Lua erguendo a água: é a diferença entre o quanto ela puxa cada pedaço da Terra. Essa diferença cria dois bojos, um de cada lado; a Terra gira por baixo deles e cada praia passa por dois em cada dia lunar. Esta página é sobre essa diferença e tudo o que ela explica: por que a Lua vence o Sol apesar de o Sol atrair a Terra 180 vezes mais forte, por que as maiores marés vêm na lua nova e na cheia, por que a baía de Fundy sobe 16 m e o Mediterrâneo quase não se mexe, por que a Lua nos mostra sempre a mesma face e por que o dia terrestre está ficando mais longo. A lei F=GMm/r2F = GMm/r^2 e a aceleração g=GM/r2g = GM/r^2 são pré-requisito e têm página própria, gravitação universal; as órbitas elípticas e a terceira lei ficam em leis de Kepler e órbitas. Aqui elas entram só como remissão.

Duas marés altas por dia, e cada dia cinquenta minutos mais tarde

Comece pelo que se vê. Na maior parte do litoral brasileiro, o mar sobe e desce duas vezes em pouco menos de 25 horas: duas preamares (maré alta) e duas baixa-mares (maré baixa), separadas por cerca de 6 h 12 min cada uma. Entre uma preamar e a seguinte passam 12 h 25 min, e não 12 h. A diferença acumula: a preamar que hoje foi às 9h20 amanhã será perto das 10h10, depois de amanhã perto das 11h00. Em duas semanas o horário deu a volta completa no relógio.

Os dois números vêm da Lua. Se a maré fosse produzida pelo Sol, o ciclo seguiria o dia solar de 24 h e a maré alta cairia sempre na mesma hora. Como ela segue a Lua, o ciclo segue o dia lunar: o tempo que a Terra leva para trazer o mesmo lugar de volta para debaixo da Lua. E a Lua não fica parada esperando: enquanto a Terra dá uma volta, a Lua avança na própria órbita, e a Terra precisa girar um pouco mais para alcançá-la.

Exemplo resolvido (o dia lunar). De uma lua nova à seguinte passam 29,5 dias, e nesse tempo a Lua completa, vista do Sol, uma volta de 360° em torno da Terra: 360°/29,5≈12,2°360°/29{,}5 \approx 12{,}2° por dia. A Terra gira 360° em 24 h, isto é, 15°15° por hora. Para cobrir os 12,2° que a Lua andou, ela gasta 12,2/15=0,8112{,}2/15 = 0{,}81 h, uns 49 minutos. Dia lunar: 24 h+49 min≈24 h 50 min24\ \text{h} + 49\ \text{min} \approx 24\ \text{h}\ 50\ \text{min}. Duas marés altas por dia lunar: uma a cada 24h50/2=12 h 25 min24\text{h}50/2 = 12\ \text{h}\ 25\ \text{min}. Conferência: em 29,5 dias o atraso diário de 49 min soma 29,5×49≈1 45029{,}5 \times 49 \approx 1\,450 min, quase exatamente 24 h; é por isso que, a cada lunação, a tábua de marés “dá a volta” e a preamar volta ao horário de partida.

Duas posições da Terra e da Lua vistas de cima do polo norte. À esquerda, no instante zero, um observador na superfície está exatamente sob a Lua. À direita, 24 horas depois, a Terra completou uma volta e o observador voltou à mesma direção, mas a Lua avançou cerca de 12 graus na órbita; um arco destacado mostra os 12 graus que a Terra ainda precisa girar, equivalentes a 49 minutos. Legendas indicam dia solar 24 h, dia lunar 24 h 50 min e intervalo entre preamares 12 h 25 min.
O dia lunar. Em 24 h a Terra dá a volta, mas a Lua avançou cerca de 12° na órbita; alcançá-la custa mais 49 minutos. Duas marés altas por dia lunar de 24 h 50 min: uma a cada 12 h 25 min, e a tábua atrasa cinquenta minutos por dia. Diagrama autoral.
A maré não tem hora marcada

“Maré alta é sempre de manhã” e “a maré alta acontece ao meio-dia lunar, quando a Lua está mais alta no céu” são duas frases falsas. A primeira porque o ciclo é de 24 h 50 min, não de 24 h: em uma semana a preamar migrou da manhã para a tarde. A segunda porque a água responde com atraso, como você verá adiante; em muitos portos a preamar vem horas depois da passagem da Lua pelo meridiano, e esse atraso, próprio de cada lugar, tem até nome: estabelecimento do porto.

A Lua não puxa a água: a maré é uma diferença

Pense em três pontos da Terra alinhados com a Lua: o ponto A, na superfície voltada para ela; o centro C; e o ponto B, na superfície oposta. A Lua atrai os três, e atrai todos na sua direção. Mas A está 6 400 km mais perto que C, e B está 6 400 km mais longe. Como a atração cai com o quadrado da distância, A é puxado um pouco mais que o centro, e B um pouco menos.

Agora o passo que decide tudo: a Terra inteira está caindo em direção à Lua com a aceleração do centro (é essa queda contínua que constitui a órbita: Terra e Lua giram ao redor do baricentro comum). O que deforma os oceanos não é a atração total, e sim o que sobra quando se desconta a aceleração comum do centro. Em A sobra um puxão extra na direção da Lua: a água sobe. Em B a atração é menor que a do centro; em relação ao centro, a água de B “fica para trás”, e o saldo aponta para longe da Lua: a água também sobe. Nos pontos a 90°, o saldo aponta para dentro, e a água baixa. Resultado: dois bojos, um de frente para a Lua e outro do lado oposto.

Painel superior: a Terra com três pontos marcados, A no lado voltado para a Lua, C no centro e B no lado oposto; de cada um sai uma seta de atração lunar apontando para a Lua, a maior em A, intermediária em C e a menor em B. Painel inferior: a mesma Terra depois de subtrair de cada seta a do centro; em A sobra uma seta curta para a Lua, em C não sobra nada, em B sobra uma seta curta para longe da Lua, e nos pontos a 90 graus sobram setas apontando para o centro. Um envelope de água em forma de elipse desenha os dois bojos, um de cada lado.
A maré é uma diferença. Em cima, a atração lunar em três pontos: todas para a Lua, mas desiguais. Embaixo, o que sobra depois de descontar a aceleração do centro: para fora nos dois lados alinhados com a Lua, para dentro nos lados a 90°. Dois bojos, duas marés altas por dia lunar. Diagrama autoral.
Força de maré

A força de maré que um astro de massa MM, a uma distância dd, exerce sobre um corpo de raio RR é a diferença entre a atração no ponto mais próximo (ou mais distante) e a atração no centro. Por unidade de massa, no lado próximo:

amareˊ=GM(d−R)2−GMd2≈2 G M Rd3(R≪d).a_{\text{maré}} = \frac{GM}{(d-R)^2} - \frac{GM}{d^2} \approx \frac{2\,G\,M\,R}{d^{3}} \qquad (R \ll d).

A aproximação vem de escrever 1(d−R)2=1d21(1−R/d)2≈1d2(1+2Rd)\dfrac{1}{(d-R)^2} = \dfrac{1}{d^2}\dfrac{1}{(1-R/d)^2} \approx \dfrac{1}{d^2}\left(1 + \dfrac{2R}{d}\right): a diferença fica GMd2⋅2Rd\dfrac{GM}{d^2}\cdot\dfrac{2R}{d}. No lado oposto o cálculo dá o mesmo módulo com sinal trocado. Duas leituras: a força de maré cresce com o tamanho do corpo deformado (RR) e decresce com o cubo da distância (d3d^3), enquanto a atração em si decresce apenas com o quadrado; afastar o astro enfraquece a maré muito mais do que enfraquece a atração. Para comparar dois astros agindo sobre a mesma Terra, RR é comum e o que importa é a razão M/d3M/d^{3}.

Exemplo resolvido (o tamanho do efeito). Massa da Lua 7,35×10227{,}35 \times 10^{22} kg, distância 3,84×1083{,}84 \times 10^{8} m, raio da Terra 6,37×1066{,}37 \times 10^{6} m. amareˊ=2GMR/d3=2×6,67×10−11×7,35×1022×6,37×106/(3,84×108)3=6,2×1019/5,7×1025≈1,1×10−6a_{\text{maré}} = 2GMR/d^3 = 2 \times 6{,}67 \times 10^{-11} \times 7{,}35 \times 10^{22} \times 6{,}37 \times 10^{6}/(3{,}84 \times 10^{8})^3 = 6{,}2 \times 10^{19}/5{,}7 \times 10^{25} \approx 1{,}1 \times 10^{-6} m/s². Um décimo de milionésimo de gg. Conferência pela ordem de grandeza: a atração lunar no centro da Terra vale GM/d2=3,3×10−5GM/d^2 = 3{,}3 \times 10^{-5} m/s², e a força de maré é essa atração vezes 2R/d=2×6 370/384 000=0,0332R/d = 2 \times 6\,370/384\,000 = 0{,}033, o que dá 1,1×10−61{,}1 \times 10^{-6} m/s². Parece nada; mas age sobre oceanos inteiros, sem parar, e num oceano ideal cobrindo toda a Terra ergueria os dois bojos em cerca de 54 cm acima do nível dos lados a 90°. O que se mede na costa costuma ser maior, por razões que virão na seção sobre geografia.

O lado de lá não é repulsão

A Lua nunca empurra nada. No lado oposto a atração lunar continua apontando para a Lua; só é mais fraca que no centro. A seta “para longe” do diagrama é o saldo em relação ao centro da Terra, o mesmo motivo pelo qual, num carro que freia, você é “jogado para a frente” sem que nada o empurre. Item que fale em “força repulsiva da Lua sobre o lado oposto” está errado.

Por que o cubo: a força cai com o quadrado, a maré com o cubo

Aqui mora a pergunta que a banca gosta. A massa do Sol supera a da Lua por um fator de 27 milhões, e é a atração solar, não a lunar, que segura a Terra na sua órbita anual. Com tamanha vantagem, por que a tábua de marés acompanha as fases da Lua, e não o relógio do Sol?

Exemplo resolvido (Sol contra Lua). Os dados: M⊙/ML≈2,7×107M_{\odot}/M_{L} \approx 2{,}7 \times 10^{7} e d⊙/dL=1,50×108/3,84×105≈390d_{\odot}/d_{L} = 1{,}50 \times 10^{8}/3{,}84 \times 10^{5} \approx 390. Comece pela maré, que é o que interessa. A razão entre o efeito lunar e o solar vale (ML/M⊙) (d⊙/dL)3=3903/(2,7×107)=5,9×107/2,7×107≈2,2(M_L/M_{\odot})\,(d_{\odot}/d_L)^3 = 390^3/(2{,}7 \times 10^{7}) = 5{,}9 \times 10^{7}/2{,}7 \times 10^{7} \approx 2{,}2: a Lua produz uma maré 2,2 vezes maior, ou, lendo ao contrário, o Sol fica com 1/2,2≈0,461/2{,}2 \approx 0{,}46 do efeito lunar, menos da metade. Agora a atração, com um fator de distância a menos: (M⊙/ML)/(d⊙/dL)2=2,7×107/1,5×105≈180(M_{\odot}/M_L)/(d_{\odot}/d_L)^2 = 2{,}7 \times 10^{7}/1{,}5 \times 10^{5} \approx 180, e nessa disputa o Sol vence com folga. Conferência: as duas razões diferem exatamente por um fator 390, o dd extra que aparece no denominador da maré, e 180/390=0,46180/390 = 0{,}46. O Sol tem 180 a favor na força, paga 390 na maré, e termina abaixo de 1.

Dois pares de barras horizontais comparando Sol e Lua. No par de cima, atração gravitacional sobre a Terra: a barra do Sol é 180 vezes mais longa que a da Lua, que aparece como um traço. No par de baixo, efeito de maré: a barra da Lua é a maior e a do Sol tem 46 por cento do comprimento dela. Ao lado, as fórmulas M sobre d ao quadrado e M sobre d ao cubo e os dados: massa 27 milhões de vezes maior, distância 390 vezes maior.
Mesmos dois astros, duas perguntas. Atração (M/d2M/d^2): o Sol vence por 180 a 1 e é ele que segura a Terra em órbita. Maré (M/d3M/d^3): a Lua vence, e o Sol fica com 46% do efeito lunar. Um fator de distância a mais no denominador, 390, é o que decide. Diagrama autoral.

A regra vale para qualquer par de astros e é o teste mais rápido de um item sobre marés: massa maior não decide sozinha. O que decide é M/d3M/d^3. Um astro 8 vezes mais massivo, mas 2 vezes mais distante, produz a mesma maré (8/23=18/2^3 = 1), embora atraia 2 vezes mais forte (8/22=28/2^2 = 2). Júpiter, com 318 massas terrestres a 600 milhões de quilômetros, produz na Terra uma maré mais de cem mil vezes menor que a da Lua.

Sizígia e quadratura: por que o calendário das marés segue as fases da Lua

Sol e Lua fazem cada um o seu par de bojos, e os dois pares se somam. O resultado depende do ângulo entre as direções Terra–Lua e Terra–Sol, ou seja, da fase da Lua.

Marés de sizígia e de quadratura

Na lua nova e na lua cheia, Sol, Terra e Lua estão aproximadamente alinhados (sizígia). Os dois pares de bojos ficam sobre o mesmo eixo e se somam: preamares mais altas e baixa-mares mais baixas, a maior amplitude do mês. São as marés de sizígia (ou marés vivas). Nos quartos crescente e minguante, as direções Terra–Lua e Terra–Sol formam 90° (quadratura): o bojo solar cai onde o lunar tem baixa-mar e o resultado é a menor amplitude do mês, as marés de quadratura (ou marés mortas). Entre uma sizígia e a seguinte passam cerca de 14,8 dias, metade da lunação. Em qualquer fase há duas preamares por dia lunar; o que muda com a fase é a amplitude, não o número de marés.

Quatro configurações Sol, Terra e Lua vistas de cima. Lua nova: Lua entre Terra e Sol, bojo lunar e bojo solar sobre a mesma linha, envelope de água muito alongado. Lua cheia: Lua do lado oposto ao Sol, bojos de novo alinhados, envelope igualmente alongado. Quarto crescente e quarto minguante: Lua a 90 graus do Sol, o bojo solar cai sobre a baixa-mar lunar e o envelope fica quase redondo. Sob cada configuração, a amplitude relativa: 1,46 nas sizígias e 0,54 nas quadraturas, tomando o efeito lunar como 1.
Sizígia e quadratura. Na lua nova e na cheia os bojos do Sol e da Lua se alinham e a amplitude é máxima; nos quartos o bojo solar preenche a baixa-mar lunar e a amplitude é mínima. Com o efeito solar em 46% do lunar, a amplitude teórica vai de 1+0,46=1,461 + 0{,}46 = 1{,}46 a 1−0,46=0,541 - 0{,}46 = 0{,}54: quase três vezes maior na sizígia. Diagrama autoral.

Repare na lua cheia. Sol e Lua estão em lados opostos da Terra, e mesmo assim os efeitos se somam, não se cancelam. Se você pensou em cancelamento, pensou em força; maré é diferença, e o par de bojos de cada astro é simétrico: o bojo “de trás” do Sol cai exatamente sobre o bojo “da frente” da Lua. É por isso que a lua nova e a lua cheia dão marés igualmente grandes.

Exemplo resolvido (sizígia perigeana). A órbita da Lua é elíptica: a distância vai de 356 500 km (perigeu) a 406 700 km (apogeu), com média de 384 400 km. Como a maré vai com 1/d31/d^3, no perigeu o efeito lunar vale (384,4/356,5)3=1,0783≈1,25(384{,}4/356{,}5)^3 = 1{,}078^3 \approx 1{,}25 do valor médio, 25% a mais; no apogeu, (384,4/406,7)3≈0,84(384{,}4/406{,}7)^3 \approx 0{,}84, 16% a menos. Entre perigeu e apogeu a diferença chega a 48%. Quando o perigeu coincide com uma lua nova ou cheia (a chamada sizígia perigeana, a “superlua” das manchetes), somam-se os dois reforços e vêm as maiores marés do ano, as que alagam avenidas à beira-mar em Recife ou Fortaleza mesmo sem chuva.

Pescador, surfista e tábua de marés

Quem vive do mar sabe a fase da Lua de cor. Na sizígia a corrente de enchente é mais forte e a baixa-mar expõe bancos de areia e recifes que na quadratura ficam submersos: é quando se cata marisco no Nordeste e quando os barcos de pesca artesanal do Maranhão precisam calcular a saída para não encalhar no canal. A física não substitui a tábua; explica por que ela segue o calendário lunar.

O mapa manda tanto quanto a Lua: Fundy, São Luís e o Mediterrâneo

Se a Terra fosse coberta por um oceano uniforme, os dois bojos teriam 54 cm de altura e passariam pontualmente por cada lugar. A Terra real tem continentes, plataformas rasas, baías em forma de funil e bacias quase fechadas, e a água tem inércia e atrito. O resultado é que a amplitude da maré (diferença de nível entre a preamar e a baixa-mar seguinte) varia de quase zero a mais de dez metros conforme o lugar, e a hora da preamar não coincide com a passagem da Lua.

Três situações resumem o mapa:

lugar amplitude típica por quê
Baía de Fundy (Canadá) até cerca de 16 m nas sizígias baía longa e afunilada cujo período natural de oscilação (cerca de 12 a 13 h) está em ressonância com a maré semidiurna; cada nova onda de maré chega quando a água da anterior está voltando e a empurra
São Luís e a baía de São Marcos (MA) preamares até 7 m nas tábuas plataforma continental rasa e larga e estuários em funil, que concentram a onda de maré; é o litoral de maior amplitude do Brasil
Mediterrâneo, Báltico poucas dezenas de centímetros mares quase fechados, ligados ao oceano por estreitos: a onda de maré do Atlântico mal entra, e a bacia interna é pequena demais para que a força de maré, que precisa de extensão para agir, erga muita água

O que a tabela ensina: a força de maré é a mesma em todo o planeta; o que muda de lugar para lugar é a resposta da água a essa força. Uma baía com período natural próximo de 12 h 25 min funciona como uma criança num balanço empurrada no ritmo certo: a amplitude cresce a cada empurrão. Um mar fechado é um balanço travado.

A hora também depende do lugar. A água tem massa e sofre atrito com o fundo; não consegue acompanhar a Lua em tempo real. Em cada porto a preamar chega com um atraso próprio em relação à passagem da Lua pelo meridiano local, o estabelecimento do porto, que pode ir de poucos minutos a muitas horas. É por isso que a tábua é feita porto a porto, a partir de anos de medição com marégrafos, e não de uma fórmula astronômica única. Em alguns lugares do mundo (partes do golfo do México, do Sudeste Asiático e da Antártida) a geometria da bacia favorece um ciclo de uma preamar por dia, e em outros as duas preamares têm alturas bem diferentes; o padrão de duas marés semelhantes por dia, dominante no Brasil, é o caso mais comum, não o único.

Galileu contra a Lua

Kepler escreveu, em 1609, que as marés vinham da atração da Lua sobre as águas. Galileu achou a ideia superstição de astrólogo e, no Diálogo de 1632, explicou as marés pelo movimento da Terra: a combinação da rotação com a translação faria a água “chacoalhar” nas bacias, e as marés seriam a prova de que a Terra se move. Estava errado no mecanismo (esse efeito daria uma maré por dia, não duas) e certo no espírito: as marés são de fato um efeito do movimento, só que da Terra caindo em torno do centro de massa Terra–Lua. Foi Newton, em 1687, quem fechou a conta com a gravitação, e Laplace, um século depois, quem explicou por que a resposta dos oceanos depende da forma das bacias.

Como ler uma tábua de marés

A tábua de marés é uma tabela de horários e alturas, e o gráfico de altura × tempo é a forma mais rápida de entendê-la. A altura é medida a partir de um nível de redução, um zero convencional próximo da maior baixa-mar do lugar; por isso alturas negativas aparecem de vez em quando (a tábua de São Luís chega a −0,7 m). Preamar é o máximo local da curva; baixa-mar, o mínimo; amplitude, a diferença de altura entre uma preamar e a baixa-mar vizinha.

Gráfico de altura da maré em metros em função do tempo, ao longo de 48 horas, de meia-noite a meia-noite. Duas curvas suaves: uma de maior amplitude, marcada como sizígia, oscilando entre cerca de 0,3 e 6,5 metros, e outra de menor amplitude, marcada como quadratura, oscilando entre 1,8 e 5,0 metros. As preamares e baixa-mares da curva de sizígia estão marcadas com horários: preamares às 9h20 e 21h45 no primeiro dia e às 10h10 e 22h35 no segundo; baixa-mares às 3h16 e 15h30 no primeiro dia e às 4h05 e 16h20 no segundo. Uma linha horizontal tracejada em 4 metros indica o nível de referência de um canal navegável.
Dois dias de maré num porto do tipo de São Luís. A curva alta é uma sizígia (amplitude perto de 6 m); a baixa, uma quadratura. Preamares separadas por 12 h 25 min, e cada dia cerca de 50 min mais tarde. A linha tracejada marca a profundidade mínima de um canal: o barco só passa enquanto a curva está acima dela. Diagrama autoral.

Exemplo resolvido (janela de navegação). Um canal só é seguro com maré acima de 4,0 m. Na tábua, a preamar é às 9h20 com 6,5 m e a baixa-mar seguinte às 15h30 com 0,3 m. Aproximando a descida por uma senoide, a altura cai de 6,5 para 0,3 em 6 h 10 min; a altura média é (6,5+0,3)/2=3,4(6{,}5 + 0{,}3)/2 = 3{,}4 m e a metade da amplitude é 3,13{,}1 m. O nível 4,0 m está 0,60{,}6 m acima da média, ou seja, 0,6/3,1=0,190{,}6/3{,}1 = 0{,}19 da metade da amplitude. A curva h=3,4+3,1cos⁡(πt/6,17)h = 3{,}4 + 3{,}1\cos(\pi t/6{,}17) (com tt em horas a partir das 9h20) vale 4,0 quando cos⁡(πt/6,17)=0,19\cos(\pi t/6{,}17) = 0{,}19, isto é, πt/6,17=1,38\pi t/6{,}17 = 1{,}38 rad e t=2,7t = 2{,}7 h. O barco tem até cerca de 12h00 para passar. Conferência: a meio caminho (t=3,1t = 3{,}1 h) a altura é a média, 3,4 m, já abaixo de 4,0; então o limite tem de vir antes das 12h30. Bate.

A regra dos doze avos que os navegadores usam faz a mesma conta sem cosseno: nas seis horas entre preamar e baixa-mar, a maré desce 112\tfrac{1}{12}, 212\tfrac{2}{12}, 312\tfrac{3}{12}, 312\tfrac{3}{12}, 212\tfrac{2}{12} e 112\tfrac{1}{12} da amplitude em cada hora. Com amplitude 6,2 m, na primeira hora cai 0,5 m, na segunda 1,0 m, na terceira 1,5 m: às 12h20 a água está em 6,5−3,1=3,46{,}5 - 3{,}1 = 3{,}4 m. É a mesma senoide, discretizada.

A 2.ª etapa do PAS cobra funções trigonométricas “vestidas de fenômeno”, e a maré é o fenômeno periódico mais natural para isso: h(t)=h0+A sen(2πt/T)h(t) = h_0 + A\,\text{sen}(2\pi t/T), com h0h_0 o nível médio, AA a metade da amplitude (a “amplitude” dos matemáticos é metade da “amplitude” dos marinheiros: fique atento ao enunciado) e T≈12,4T \approx 12{,}4 h. Nesses itens, máximo é h0+Ah_0 + A, mínimo é h0−Ah_0 - A, e “duas marés altas por dia” é o período de 12 h.

A Terra sólida e o ar também têm maré

A água é a parte visível. A Terra sólida também é deformada pela força de maré: a crosta sob os seus pés sobe e desce algumas dezenas de centímetros (uns 30 cm) duas vezes por dia lunar. Ninguém sente, porque tudo em volta sobe junto; mas o GPS de precisão, os aceleradores de partículas e os detectores de ondas gravitacionais precisam corrigir esse movimento. A atmosfera também tem maré, mas com um detalhe que vale item: a maré atmosférica dominante é solar, com período de 12 h e amplitude de pressão de cerca de 1 hPa nos trópicos, e não vem principalmente da gravitação, e sim do aquecimento do ar pelo Sol, que se repete a cada dia. A gravitação lunar produz uma maré atmosférica muito menor. Item que atribua a maré atmosférica à Lua está errado.

A maré freia: dias mais longos, Lua mais distante, sempre a mesma face

Se a água acompanhasse a Lua sem atraso, os bojos ficariam exatamente sobre a linha Terra–Lua e nada mais aconteceria. Mas a Terra gira mais depressa (uma volta por dia) do que a Lua orbita (uma volta por mês), e o atrito com o fundo dos oceanos arrasta os bojos junto com a rotação: o bojo mais próximo fica ligeiramente adiantado em relação à Lua. Um bojo adiantado é uma massa fora da linha dos centros, e a Lua o puxa para trás. Esse puxão é um torque que freia a rotação da Terra. Ao mesmo tempo, o bojo puxa a Lua para a frente na órbita, dando-lhe energia: a Lua sobe para uma órbita maior.

A Terra vista de cima do polo norte girando no sentido anti-horário, com o envelope de água alongado cujo eixo está adiantado alguns graus em relação à linha que une o centro da Terra à Lua, no sentido da rotação. Setas mostram a atração da Lua sobre o bojo adiantado, com uma componente que se opõe à rotação da Terra, e a reação do bojo sobre a Lua, com uma componente no sentido do movimento orbital. Legendas: o dia alonga cerca de 2 milésimos de segundo por século; a Lua se afasta 3,8 centímetros por ano; a rotação da Lua já sincronizou, 27,3 dias.
Frenagem de maré. O atrito atrasa a água e o bojo fica adiantado em relação à Lua; a Lua o puxa para trás e freia a rotação da Terra, enquanto o bojo puxa a Lua para a frente e alarga sua órbita. O momento angular perdido pela rotação vai para a órbita. Diagrama autoral.
Frenagem de maré e rotação sincronizada

O momento angular do sistema Terra–Lua se conserva: o que a rotação da Terra perde, a órbita da Lua ganha. Consequências medidas: o dia terrestre alonga cerca de 2 milésimos de segundo por século, e a Lua se afasta 3,8 cm por ano (medido desde 1969 pelo tempo de ida e volta de pulsos de laser refletidos em espelhos deixados pelas missões Apollo). Aplicado à Lua pela Terra, o mesmo processo já terminou o serviço: a Terra, 81 vezes mais massiva, produz na Lua marés muito maiores, que frearam a rotação lunar até ela igualar o período orbital. Hoje a Lua gira em torno do próprio eixo em 27,3 dias, o mesmo tempo que leva para dar a volta na Terra, e por isso mostra sempre a mesma face: rotação sincronizada (ou acoplamento de maré). Não é coincidência; é o estado final natural de qualquer satélite próximo.

Duas frases para não confundir. “A Lua não gira” está errado: se não girasse, veríamos todas as suas faces ao longo do mês; ela gira exatamente uma vez por órbita. E “a Lua sempre mostrou a mesma face” também está errado: ela girava mais depressa quando era jovem, e foi a maré terrestre que a sincronizou. Os anéis de crescimento de corais fósseis sugerem que, há cerca de 400 milhões de anos, o dia terrestre durava perto de 22 horas e o ano tinha uns 400 dias; a maré vem freando a Terra desde então, e continuará até que, num futuro de bilhões de anos, o dia e o mês se igualem.

Marés em outros mundos: Io, Roche e os anéis de Saturno

A força de maré é a mesma física em qualquer lugar. Io, a lua mais interna de Júpiter, tem quase o tamanho da nossa Lua e orbita um planeta 318 vezes mais massivo que a Terra, a uma distância pouco maior que a da Lua: a força de maré que Júpiter exerce em Io é centenas de vezes maior que a que a Terra exerce na Lua. Como a órbita de Io é ligeiramente elíptica, o bojo cresce e encolhe a cada volta de 1,8 dia, e a rocha amassada aquece por atrito: Io é o corpo mais vulcânico do Sistema Solar, com centenas de vulcões ativos, alimentados não por decaimento radioativo, e sim por aquecimento de maré. Europa, a vizinha, deve ao mesmo mecanismo o oceano de água líquida sob a crosta de gelo.

Chegue perto demais de um planeta e a força de maré, que cresce com 1/d31/d^3, supera a própria gravidade que mantém o satélite coeso: ele se despedaça. A distância em que isso acontece é o limite de Roche, e é por isso que os anéis de Saturno ficam onde ficam: dentro do limite, a matéria não consegue se juntar em uma lua. O mesmo raciocínio, levado ao extremo, descreve o que acontece com um astronauta caindo num buraco negro pequeno: a diferença de gravidade entre os pés e a cabeça o esticaria como espaguete. O que faz a maré é a diferença; onde a diferença é grande, a maré manda.

Energia das marés

Duas vezes por dia, bilhões de toneladas de água sobem e descem metros em baías como a de Fundy ou a de São Marcos. Represar essa água na preamar e soltá-la por turbinas na baixa-mar é gerar eletricidade com uma fonte previsível pela astronomia com anos de antecedência: a energia maremotriz. A usina de La Rance, na França, faz isso desde 1966 com 240 MW; a de Sihwa, na Coreia do Sul, desde 2011 com 254 MW. O Brasil tem potencial no Maranhão e no Pará, onde as amplitudes passam de 5 m, mas nenhuma usina comercial. O preço da previsibilidade é a intermitência em ciclo lunar (quatro paradas por dia, que não coincidem com o pico de consumo) e o impacto sobre estuários. A física da conversão (energia potencial da água represada, mghmgh, virando trabalho na turbina e depois eletricidade) é a mesma da hidrelétrica e está na página geração de energia elétrica.

Como a banca pergunta

As vinte provas da 1.ª etapa não trazem um único item dedicado às marés; a matriz as abriga como aplicação da gravitação universal, e os textos-base sobre litoral, pesca, Lua e navegação são a porta por onde o tema pode entrar. A 3.ª etapa de 2018 trouxe o único item explícito das três etapas, pendurado num poema de Drummond em que o homem “toca para a Lua”: “Mencionada no texto, a Lua interfere no fenômeno das marés, que consiste na flutuação do nível da água do mar, resultando nas denominadas maré alta e maré baixa” (item 73, certo). Repare no perfil: julgamento conceitual, sem conta, misturando literatura e física num mesmo bloco. É assim que a banca estreia um assunto.

Quando o item vier, o julgamento vai girar em torno de quatro ideias: duas preamares por dia lunar (e não uma), a maré como diferença de atração (e não como atração), a Lua vencendo o Sol apesar da massa (o cubo da distância) e a ligação entre fases da Lua e amplitude (nova e cheia, sizígia; quartos, quadratura). Na 2.ª etapa, a maré chega como função periódica: nível médio, amplitude, período de cerca de 12 h e o instante da primeira preamar. Nas duas etapas, o dado que a banca planta é a massa do Sol: quem raciocinar com M/d2M/d^2 marca errado.

Os erros que a prova planta

  • “A Lua puxa a água só do lado dela.” Então haveria uma maré alta por dia. Há duas, porque o que ergue a água é o desnível de atração ao longo do diâmetro da Terra, do lado voltado para a Lua ao lado oposto, passando pelo centro: dois bojos.
  • “O Sol, por ser muito mais massivo, domina as marés.” Domina a atração (180 vezes a da Lua), não a maré, que escala com M/d3M/d^3: o efeito solar é 46% do lunar.
  • “A força de maré cai com o quadrado da distância.” É a atração que cai com 1/d21/d^2. A maré é uma diferença de atrações e cai com 1/d31/d^3.
  • “A maré alta acontece todo dia no mesmo horário.” O ciclo segue o dia lunar, de 24 h 50 min: cada dia a preamar vem cerca de 50 minutos mais tarde.
  • “Sizígia é a maré alta do dia.” Sizígia é o alinhamento Sol–Terra–Lua (lua nova e cheia) e nomeia os dias de maior amplitude do mês. Em qualquer fase há duas preamares por dia lunar.
  • “Na lua cheia os efeitos do Sol e da Lua se cancelam, porque estão em lados opostos.” Cancelariam se maré fosse força. Como cada astro faz dois bojos simétricos, na lua cheia os bojos se alinham e se somam, exatamente como na lua nova.
  • “No lado oposto à Lua, a Lua repele a água.” A atração lunar aponta para a Lua em todo ponto; no lado oposto ela só é menor que no centro, e o saldo em relação ao centro aponta para fora.
  • “A Lua não gira em torno de si mesma, por isso mostra sempre a mesma face.” Ela gira uma vez por órbita, em 27,3 dias: rotação sincronizada pela frenagem de maré da Terra.

O essencial em meia página

  • Fenômeno: duas preamares e duas baixa-mares por dia lunar (24 h 50 min); preamares separadas por 12 h 25 min; a tábua atrasa ~50 min por dia porque a Lua avança ~12° por dia na órbita (360°/29,5360°/29{,}5 d) e a Terra gasta 49 min para alcançá-la.
  • Mecanismo: maré é diferença de atração entre lado próximo, centro e lado distante. Força de maré por unidade de massa: amareˊ≈2GMR/d3a_{\text{maré}} \approx 2GMR/d^3; comparar astros pela razão M/d3M/d^3. Dois bojos, um voltado para o astro e outro oposto; nos lados a 90°, baixa-mar. Lunar: 1,1×10−61{,}1 \times 10^{-6} m/s², bojo de equilíbrio ~54 cm.
  • Sol × Lua: massa 2,7×1072{,}7 \times 10^7 vezes maior, distância 390 vezes maior. Atração: Sol vence por 180. Maré: Lua vence; Sol = 0,46 do lunar (180/390180/390).
  • Fases: sizígia (nova e cheia, alinhamento) soma os bojos, amplitude máxima ∝1,46\propto 1{,}46; quadratura (quartos, 90°) subtrai, amplitude mínima ∝0,54\propto 0{,}54. Lua cheia soma tanto quanto lua nova. Perigeu reforça 25% (1/d31/d^3); sizígia perigeana = maiores marés do ano.
  • Geografia: a força é a mesma no planeta todo; a resposta depende da bacia. Ressonância em baías afuniladas (Fundy até ~16 m; São Luís até 7 m); mares fechados quase sem maré (Mediterrâneo, dezenas de cm). Atraso local da preamar em relação à Lua = estabelecimento do porto.
  • Tábua: altura a partir do nível de redução; preamar = máximo, baixa-mar = mínimo, amplitude = diferença; h(t)=h0+A sen(2πt/T)h(t) = h_0 + A\,\text{sen}(2\pi t/T), T≈12,4T \approx 12{,}4 h; regra dos doze avos (1-2-3-3-2-1).
  • Terra sólida e ar: crosta sobe ~30 cm; maré atmosférica dominante é solar e térmica (12 h), não lunar.
  • Frenagem: bojo adiantado pelo atrito → torque freia a Terra (dia +2 ms/século) e afasta a Lua (3,8 cm/ano, laser Apollo); momento angular conservado. Lua já sincronizada: gira em 27,3 dias = período orbital, mesma face sempre.
  • Outros mundos: Io aquecido por maré de Júpiter (vulcanismo); limite de Roche e anéis de Saturno; espaguetificação.
  • Aplicação: energia maremotriz (La Rance 240 MW, Sihwa 254 MW), previsível e intermitente; ver geração de energia elétrica.
  • Itens: PAS 3 2018/73 ©. Julgamento gira em “duas por dia”, “diferença, não atração”, “Lua vence o Sol (M/d3M/d^3)”, “nova e cheia = sizígia”.
  • Vizinhos: F=GMm/r2F = GMm/r^2 e g=GM/r2g = GM/r^2 em gravitação universal; órbita elíptica, perigeu e apogeu em leis de Kepler e órbitas; Kepler, Galileu e Newton em história da astronomia; movimento circular e velocidade angular em movimento circular uniforme; a onda de maré como onda longa e ressonância em ondas.

Exercícios temporariamente indisponíveis

Não foi possível consultar o banco de questões. O conteúdo da aula continua disponível.

Flashcards temporariamente indisponíveis

Não foi possível consultar os cartões de revisão.

Fenômeno das Marés
HUMOR QUÂNTICO · 11:44
Introdução. Vídeo de 12 minutos que parte da observação histórica das marés (marcador de tempo para pesca e plantio) e explica o fenômeno pela interação gravitacional da Terra com a Lua e o Sol: os corpos celestes não são bolas de sinuca rígidas, a gravitação os deforma, e a força F=GMm/r2F = GMm/r^2 de Newton é a responsável pelos bojos. A descrição do autor anuncia ainda a estimativa da contribuição de cada astro. Cobre as seções “A Lua não puxa a água: a maré é uma diferença” e “Por que o cubo” desta página; assista antes de ler.
09: Forças de maré
Astrofísica para Todos · 30:50
Aprofundamento. Tema 09 do curso aberto de Astronomia e Astronáutica do Prof. Alexandre Zabot (UFSC), nível Galileu Galilei, com certificado emitido pela universidade. A descrição do curso registra o conteúdo do tema: “Forças de maré. Face da Lua.” É a construção completa da força de maré como diferença de atração e da rotação sincronizada da Lua, o assunto das seções “A Lua não puxa a água” e “A maré freia: dias mais longos, Lua mais distante, sempre a mesma face”. Meia hora de aula universitária introdutória, sem cálculo avançado.
SIZÍGIA E QUADRATURA - AS FASES DA LUA E AS MARÉS
QG - QUERIDA GEOGRAFIA Professor Luis Fernando · 8:31
Aplicação. Aula de 8 minutos sobre a composição dos efeitos lunar e solar ao longo das fases da Lua: a descrição do professor explica que a Lua não produz o efeito sozinha, que as marés também sofrem influência do Sol conforme a intensidade da atração de cada um sobre o planeta, e que assim como a Terra atrai a Lua, a Lua atrai a Terra. É a seção “Sizígia e quadratura: por que o calendário das marés segue as fases da Lua”, com o vocabulário que a banca usa (sizígia, quadratura, lua nova e cheia, quartos). Vídeo de canal de Geografia, mas o conteúdo é a física desta página.
Gravitação 10 - Forças de Maré
Edward Física · 13:37
Cálculo e consequências. Décima aula da série de gravitação do canal, 13 minutos; a descrição lista o roteiro: causas das forças de maré, como calculá-las, como produzem marés altas e baixas e por que a Lua está se afastando da Terra cerca de 3 cm por ano. Cobre a dedução de 2GMR/d32GMR/d^3 do conceito “Força de maré” e a seção “A maré freia” (o dado atual das medições a laser é 3,8 cm/ano). Resolva antes os exercícios q01 e q03 desta página e confira o raciocínio com a aula.
Rota PAS 1
Do chão ao cosmos: gravitação, astronomia e o século da física · PAS 1

Fontes desta página

Os materiais abaixo contribuíram para a explicação e os exemplos deste assunto.

  • Rota PAS 1 — Do chão ao cosmos: gravitação, astronomia e o século da física · Antes de começar: dez minutos de aquecimento (quadro O que cai daqui, linha Marés; radar do capítulo); Marés: a gravitação com dois lados (conceito de efeito de maré, figura das duas protuberâncias, exemplo Sol contra Lua, sizígia e quadratura, Na prova, checagem); Do geocentrismo a Newton (linha mestra: Newton deduz as marés no Principia); Leia como na prova: um bloco de 10 itens (itens 13 e 14 sobre marés); Síntese (parágrafo Marés); Banco de treino (T2)

    Recorte por assunto: o fenômeno, a força de maré como diferença, a razão M/d³, sizígia e quadratura. A página acrescenta a dedução de 2GMR/d³ e sua ordem de grandeza, o cálculo do dia lunar, a sizígia perigeana, a dependência da geografia local (ressonância, mares fechados, estabelecimento do porto), a leitura de tábuas e gráficos altura × tempo, as marés da Terra sólida e da atmosfera, a frenagem de maré e a rotação sincronizada, Io, o limite de Roche e a energia maremotriz, ausentes do capítulo. A lei da gravitação, g local, órbitas e satélites do mesmo capítulo ficam em gravitacao-universal; história dos modelos em historia-da-astronomia.

  • Rota PAS 2 — Funções trigonométricas (maré como fenômeno periódico) · Abertura (a maré enche e vaza duas vezes por dia); conceito de nível médio, amplitude e período com a maré de um porto; exemplo h(t) = 1,4 + 1,2 sen(πt/6); Na prova (a fórmula chega vestida de fenômeno); texto-base maré em um porto e itens tipo A e B

    Usado só para a seção Como ler uma tábua de marés: modelo senoidal h(t) = h₀ + A sen(2πt/T), distinção entre a amplitude dos matemáticos (A) e a dos marinheiros (2A), e a forma como a 2.ª etapa cobra o fenômeno.

  • Cadernos e gabaritos oficiais do PAS/UnB (Cebraspe) · PAS 3 2018 (item 73, a Lua e o fenômeno das marés, bloco do poema O Homem; as Viagens, de Drummond)

    Único item explícito sobre marés nas três etapas (classificação em utils/material/PAS/pesquisa/classificacao-pas3/2018.json, gabarito C). Item e texto-base (trecho do poema, com a referência bibliográfica como impressa no caderno) reproduzidos verbatim, como citação do item oficial para uso educacional; a instrução do caderno foi mantida. A 1.ª etapa não trouxe item direto sobre marés em vinte provas (2006–2025).