2º ano

S
UNIDADE
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U
M
Á
R
I
O
Comunicação e informação..................................9
1. Produção, processamento, propagação e
armazenamento da informação................................... 10
ARMAZENAMENTO E PROCESSAMENTO DE INFORMAÇÕES.........................................................10
O registro das informações............................................................................................................11
SOM: PROPAGANDO AS CARACTERÍSTICAS DE UMA ONDA..........................................................14
O som...........................................................................................................................................14
Características de uma onda periódica..........................................................................................17
VEJA MAIS – Organizando e classificando as ondas.............................................................. 21
ONDAS ESTACIONÁRIAS, SÉRIE HARMÔNICA E RESSONÂNCIA......................................................25
A FONAÇÃO E A AUDIÇÃO . .............................................................................................................27
A FALA...............................................................................................................................................27
A AUDIÇÃO.......................................................................................................................................28
QUALIDADES FISIOLÓGICAS DO SOM..............................................................................................28
CONEXÃO – Como nosso sistema auditivo percebe o som.................................................. 29
A MEDIDA DA INTENSIDADE SONORA . ..........................................................................................31
TUBOS SONOROS.............................................................................................................................33
FAÇA PARTE
1. Armazenamento de dados.......................................................................................... 13
2. Entendendo o sentido da ola...................................................................................... 23
3. Telefones mecânicos.................................................................................................. 30
SUA PARTE 1 ........................................................................................................................... 19
SUA PARTE 2 ........................................................................................................................... 24
SUA PARTE 3............................................................................................................................ 26
SUA PARTE 4............................................................................................................................ 31
SUA PARTE 5............................................................................................................................ 32
SUA PARTE 6............................................................................................................................ 37
2. Campos elétricos e magnéticos.................................... 39
TENSÃO ELÉTRICA............................................................................................................................39
CONEXÃO – Associações elétricas........................................................................................ 40
CORRENTE ELÉTRICA........................................................................................................................43
VEJA MAIS – Carga e corrente elétricas............................................................................... 44
A CORRENTE ALTERNADA................................................................................................................46
FORÇA E CAMPO ELÉTRICOS............................................................................................................46
VEJA MAIS – O campo elétrico............................................................................................. 47
ENERGIA E POTÊNCIA ELÉTRICAS....................................................................................................52
RESISTÊNCIA ELÉTRICA....................................................................................................................54
PRIMEIRA LEI DE OHM.....................................................................................................................54
Resistores......................................................................................................................................54
VEJA MAIS – Associação de resistores................................................................................. 56
FORÇA E CAMPO MAGNÉTICOS.......................................................................................................60
Regra da mão direita ....................................................................................................................60
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CIRCUITOS E DISPOSITIVOS.............................................................................................................62
CAPACITORES...................................................................................................................................64
VEJA MAIS – Capacitância e armazenamento de energia elétrica........................................ 65
INDUTORES.......................................................................................................................................66
TRANSFORMADORES.......................................................................................................................67
CIRCUITOS OSCILANTES...................................................................................................................68
VEJA MAIS – Ondas eletromagnéticas.................................................................................. 69
CONDUTORES, ISOLANTES E SEMICONDUTORES............................................................................72
Dispositivos semicondutores: diodos e transistores.......................................................................72
TRANSDUTORES: MICROFONES E ALTO-FALANTES ........................................................................73
Microfones....................................................................................................................................73
Alto-falantes.................................................................................................................................74
TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO ...........................................................................................................76
CONEXÃO – Código Morse................................................................................................... 76
O TELÉGRAFO...................................................................................................................................76
O TELEFONE......................................................................................................................................77
O RÁDIO E A MODULAÇÃO DE FREQUÊNCIA..................................................................................77
FAÇA PARTE
1. A rede elétrica de sua casa......................................................................................... 41
2. Aparelhos elétricos..................................................................................................... 42
3. Eletroímãs.................................................................................................................. 66
4. Explorando os transformadores residenciais.............................................................. 67
5. Frequências das ondas portadoras............................................................................. 71
6. Ressonância: tamanho é documento.......................................................................... 75
SUA PARTE 1 ........................................................................................................................... 41
SUA PARTE 2 ........................................................................................................................... 45
SUA PARTE 3............................................................................................................................ 49
SUA PARTE 4............................................................................................................................ 53
SUA PARTE 5............................................................................................................................ 58
SUA PARTE 6............................................................................................................................ 61
SUA PARTE 7............................................................................................................................ 65
SUA PARTE 8............................................................................................................................ 68
SUA PARTE 9............................................................................................................................ 71
3. Luz, imagens e processamento..................................... 79
NATUREZA DA LUZ E DAS CORES.....................................................................................................79
CONEXÃO – Visão em cores................................................................................................. 81
O espectro eletromagnético da luz................................................................................................84
CONEXÃO – Dualidade onda-partícula................................................................................. 85
EQUIPAMENTOS ÓPTICOS E FORMAÇÃO DE IMAGENS..................................................................87
VEJA MAIS – Sombras e penumbras..................................................................................... 89
A refração da luz . .........................................................................................................................90
VEJA MAIS – Índice de refração e leis da refração................................................................ 92
Lentes e espelhos .........................................................................................................................95
Lentes divergentes e espelhos convexos .......................................................................................95
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Lentes convergentes e espelhos côncavos......................................................................................96
VEJA MAIS – Equação de Gauss e equação do aumento para lentes e espelhos.................. 98
Instrumentos ópticos................................................................................................................... 100
CONEXÃO – Câmara escura................................................................................................ 103
PROJETANDO NOSSA VIDA............................................................................................................ 105
PROCESSAMENTO DE IMAGENS E DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES......................................... 106
Copiadoras.................................................................................................................................. 107
CONEXÃO – Funcionamento das copiadoras...................................................................... 108
LASER: UMA LUZ COERENTE.......................................................................................................... 110
TELEVISÃO, MODULAÇÃO E TRANSMISSÃO ................................................................................. 112
FAÇA PARTE
1. Iluminando as cores................................................................................................... 81
2. A composição da luz................................................................................................... 82
3. Luz e pigmentos......................................................................................................... 84
4. Um ancestral da máquina fotográfica....................................................................... 105
5. Mágica óptica........................................................................................................... 106
6. Produção de cópias.................................................................................................. 107
7. O uso do laser.......................................................................................................... 112
SUA PARTE 1 ........................................................................................................................... 87
SUA PARTE 2 ........................................................................................................................... 90
SUA PARTE 3............................................................................................................................ 94
SUA PARTE 4............................................................................................................................ 98
SUA PARTE 5.......................................................................................................................... 109
SUA PARTE 6.......................................................................................................................... 112
4. Informática, sistemas e redes..................................... 114
CONEXÃO – Comboloi........................................................................................................ 114
DO ÁBACO AOS CIRCUITOS LÓGICOS SEMICONDUTORES ........................................................... 115
HARDWARE VERSUS SOFTWARE . ................................................................................................. 119
CONEXÃO – O sistema operacional e os softwares de compactação.................................. 120
Rede de computadores................................................................................................................ 121
A Internet e os servidores............................................................................................................ 121
SEU DINHEIRO EM UM CARTÃO..................................................................................................... 122
CONEXÃO – Surgimento do dinheiro.................................................................................. 123
DE ONDE FALA? QUEM FALA?........................................................................................................ 125
CONEXÃO – Poluição eletromagnética: tv, rádio, telefone celular, micro-ondas,
sinais de satélite............................................................................................ 126
MEDICINA E OUTROS SERVIÇOS.................................................................................................... 127
CONEXÃO – Wilhelm Conrad Röntgen............................................................................... 127
CONEXÃO – Interferência eletromagnética........................................................................ 128
ALGUMAS PALAVRAS SOBRE O FUTURO....................................................................................... 130
FAÇA PARTE
1. A informatização de nossa vida................................................................................ 118
2. Compactação de dados............................................................................................ 121
SUA PARTE 1.......................................................................................................................... 117
SUA PARTE 2.......................................................................................................................... 130
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UNIDADE
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Os astros e o cosmos........................................135
1. Visões do céu............................................................. 136
A ASTRONOMIA DA PRÉ-HISTÓRIA À ANTIGUIDADE.................................................................... 136
HELIOCENTRISMO E GEOCENTRISMO........................................................................................... 141
O CÉU HOJE..................................................................................................................................... 144
A ESFERA CELESTE.......................................................................................................................... 144
O MOVIMENTO DAS ESTRELAS...................................................................................................... 145
AS CONSTELAÇÕES......................................................................................................................... 147
CONEXÃO – Constelações.................................................................................................. 148
OS PLANETAS.................................................................................................................................. 150
LUA, SOL, FASES, ECLIPSES E ESTAÇÕES......................................................................................... 155
AS FASES DA LUA............................................................................................................................ 156
CONEXÃO – As estrelas e as fases da Lua........................................................................... 156
O MOVIMENTO DO SOL................................................................................................................. 158
A CONSTRUÇÃO DOS CALENDÁRIOS E O CALENDÁRIO GREGORIANO........................................ 163
FAÇA PARTE
1. Observação do céu................................................................................................... 140
2. O céu nas culturas indígenas brasileiras................................................................... 140
3. Visões de mundo...................................................................................................... 142
4. Modelo de esfera celeste......................................................................................... 144
5. O movimento diurno das estrelas............................................................................. 147
6. Constelações, janelas para o céu.............................................................................. 150
7. Fases da Lua e eclipses............................................................................................. 157
8. O movimento anual do Sol....................................................................................... 159
9. Construindo um calendário...................................................................................... 164
SUA PARTE 1 ......................................................................................................................... 143
SUA PARTE 2.......................................................................................................................... 152
SUA PARTE 3.......................................................................................................................... 160
SUA PARTE 4.......................................................................................................................... 165
2. A visão moderna do sistema solar.............................. 166
PTOLOMEU, COPÉRNICO, TYCHO BRAHE, KEPLER, GALILEU, NEWTON... . ................................. 166
CONEXÃO – Kepler e suas várias tentativas de desvendar os mistérios do universo.......... 166
CONEXÃO – Galileu Galilei e a revolução cultural no início da modernidade..................... 169
VEJA MAIS – Leis de Kepler e medidas de distância no Sistema Solar................................ 171
A GRAVITAÇÃO UNIVERSAL........................................................................................................... 174
As leis de Newton........................................................................................................................ 174
VEJA MAIS – Cálculo da força gravitacional........................................................................ 177
AS MARÉS....................................................................................................................................... 177
SATÉLITES GEOESTACIONÁRIOS..................................................................................................... 179
CONEXÃO – Viagens espaciais........................................................................................... 180
A AMPLITUDE DAS IDEIAS DE NEWTON........................................................................................ 180
O QUE SE SABE HOJE SOBRE O SISTEMA SOLAR........................................................................... 183
AS CARACTERÍSTICAS DE CADA PLANETA..................................................................................... 185
Planetas-anões............................................................................................................................ 188
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Satélites, cometas e meteoroides ............................................................................................... 188
CONEXÃO – Cometa Halley ............................................................................................... 190
A FORMAÇÃO DO SISTEMA SOLAR................................................................................................ 191
FAÇA PARTE
1. Regularidades na natureza....................................................................................... 170
2. Ação a distância e influências dos astros.................................................................. 175
3. Altura das marés e fases da Lua............................................................................... 178
4. Representação do Sistema Solar em escala.............................................................. 185
SUA PARTE 1 ......................................................................................................................... 172
SUA PARTE 2 ......................................................................................................................... 181
SUA PARTE 3.......................................................................................................................... 190
SUA PARTE 4.......................................................................................................................... 193
3. Via-Láctea: nascimento, vida e morte das estrelas...... 194
NOSSO LUGAR NO ESPAÇO: NEM CENTRO NEM PERIFERIA......................................................... 194
CONEXÃO – William Friedrich Herschel............................................................................. 195
CONEXÃO – O ano-luz........................................................................................................ 196
AS DESCOBERTAS DOS COLECIONADORES DE ESTRELAS.............................................................. 200
ÁTOMOS, ESPECTROS DE LUZ E COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS ESTRELAS..................................... 200
O DIAGRAMA H-R........................................................................................................................... 202
O COMBUSTÍVEL DAS ESTRELAS: A FORMAÇÃO DOS ELEMENTOS.............................................. 204
CONEXÃO – Reações nucleares e a energética das estrelas............................................... 206
VEJA MAIS – Isótopos radiativos........................................................................................ 209
CONEXÃO – Radiatividade................................................................................................ 209
FAÇA PARTE
1. Estimativa da distância média entre as estrelas na Via-Láctea . ............................... 197
2. Medida de distâncias estelares................................................................................. 197
3. A queda gravitacional nas estrelas........................................................................... 204
SUA PARTE 1.......................................................................................................................... 199
SUA PARTE 2.......................................................................................................................... 203
SUA PARTE 3.......................................................................................................................... 211
4. Evolução do Universo................................................. 212
DISTANTES NO ESPAÇO, DISTANTES NO TEMPO........................................................................... 212
CONEXÃO – Medida de distância pelas variáveis cefeidas................................................. 213
UM UNIVERSO QUE SE EXPANDE................................................................................................... 214
CONEXÃO – Edwin Hubble................................................................................................ 214
VEJA MAIS – O efeito Doppler sonoro e o astronômico..................................................... 217
A INFÂNCIA DO UNIVERSO, A "BOLA DE FOGO", A RADIAÇÃO DE FUNDO E O BIG-BANG..........220
CONEXÃO – Radioastronomia............................................................................................ 220
A origem de tudo........................................................................................................................ 221
CONEXÃO – Modelos e simuladores.................................................................................. 223
FAÇA PARTE
1. Recriando a criação.................................................................................................. 225
SUA PARTE 1.......................................................................................................................... 214
SUA PARTE 2.......................................................................................................................... 219
SUA PARTE 3.......................................................................................................................... 226
Respostas a questões de múltipla escolha...................... 227
Sugestões de leitura....................................................... 228
Bibliografia..................................................................... 229
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