SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO GOVERNO DO ESPÍRITO SANTO GOVERNADOR José Renato Casagrande VICE-GOVERNADOR Givaldo Vieira da Silva SECRETÁRIO DE EDUCAÇÃO Klinger Marcos Barbosa Alves ORGANIZADORES Gerente de Estado de Educação Básica e Profissional Wanessa Zavarese Sechim Gerente de Educação Infantil e Ensino Fundamental Janine Mattar Pereira de Castro Subgerente de Desenvolvimento Curricular Valdelina Solomão Lima ASSESSORIA ESPECIAL Marluza de Moura Balarini EQUIPE TÉCNICA DO ENSINO FUNDAMENTAL Eunice Negris Lima Malba Lúcia Gomes Delboni Rogério Carvalho de Holanda Sandra Baptista Fernandes Selma Lúcia de Assis Pereira Ensinar e Aprender Volume 1 Ciências 2013 Espírito Santo Iniciativa Autoria FUNDAÇÃO VOLKSWAGEN Via Anchieta, Km 23,5 CPI 1394 Bairro Demarchi 09823-901 São Bernardo do Campo SP http://www.vw.com.br/fundacaovw Presidente do Conselho de Curadores Josef Fidelis Senn Diretora de Administração e Relações Institucionais Conceição Mirandola E-mail: fundaçã[email protected] CENPEC – Centro de Estudos e Pesquisas em Educação, Cultura e Ação Comunitária Rua Minas Gerais, 228 – Consolação 01.244-010 São Paulo Presidente do Conselho de Administração Maria Alice Setubal Superintendência Geral Anna Helena Altenfelder Coordenadora Técnica Maria Amabile Mansutti Gerente de Projetos Locais Claudia Mª Micheluci Petri Ensinar e Aprender Edição Revista e Ampliada para o Estado do Espírito Santo, 2012 Autores Adriano Picarelli (Geografia) Adriano Vieira (Educação Física) América dos Anjos Costa Marinho (Língua Portuguesa) Laércio de Moura Jorge (Educação Física) Luiza Esmeralda Faustinoni (Língua Inglesa) Maria Alice M. O. Armelin (Língua Portuguesa) Maria Ignez de Souza Vieira Diniz (Matemática) Maria Izabel Iorio Soncini (Ciências) Maria Terezinha Teles Guerra (Arte) Ronilde Rocha Machado (História) Rosangela Doin de Almeida (Geografia) Leitura crítica Denise Cenci Ivone do Canto Almeida Marilda Ferraz Ribeiro de Moraes Diagramação: Esdras Soares da Silva Direitos autorais: Pâmela Pires Nóbrega Apoio: Sueli Cerino Maria José Reginato Meyri Venci Chieffi Zoraide Faustinoni da Silva APRESENTAÇÃO Caros estudantes, O Projeto de Aceleração da Aprendizagem do Estado do Espírito Santo que ora apresentamos, foi desenvolvido para jovens como você, com idade entre os 13 e 17 anos, que ainda não concluíram o ensino fundamental. O objetivo deste Projeto é oferecer a você a oportunidade de retomar com sucesso o seu percurso regular de escolarização. Participando dele você terá a possibilidade de concluir o ensino fundamental em dois anos. Para que os resultados do Projeto de Aceleração da Aprendizagem sejam efetivos é importante que todos, secretaria de educação, escolas, professores e estudantes formem uma equipe que trabalhe unida, pois, da participação e empenho dos envolvidos dependerá o sucesso do Projeto. Por isso, caros estudantes, a participação de vocês será tão fundamental quanto a dos professores e das escolas. Esperamos que todos possam aproveitar o máximo possível os próximos dois anos para se formar no ensino fundamental e dar prosseguimento aos estudos. Bom trabalho! Volume 1 Ciências / Ficha individual 1 UNIDADE TEMÁTICA RITMOS DA N ATUREZA OBSERVANDO O CÉU E FAZENDO REGISTROS Nessa atividade você irá observar alguns astros e suas posições no céu, durante alguns momentos do dia e da noite. De dia, você acompanhará o sol e para as observações noturnas, escolherá uma estrela, um planeta, um conjunto de estrelas (como as “Três Marias”), ou ainda, a Lua. Você vai observar e registrar a posição do astro Você vai anotar as posições do astro escolhido em diferentes momentos do dia e da observando-o sempre do mesmo lugar e noite. O registro dessas observações é muito sempre em relação à referência escolhida. Por importante: será usado nas discussões a exemplo: Se você escolher observar da janela respeito dos movimentos dos astros. de seu quarto tomando um poste como referência, deverá anotar, em cada horário, se Antes de iniciar suas observações, é preciso o sol aparece à direita, à esquerda, acima ou escolher uma referência: uma árvore, um abaixo do topo do poste. poste, uma montanha ou outro elemento do ambiente. Anote no quadro abaixo suas observações feitas durante o dia. O Céu diurno Dia Horário Posição do Sol em relação à referência Faça agora um desenho representando o “trajeto” do Sol no céu, a partir do que você observou; não se esqueça de incluir o local de referência escolhido. Volume 1 Ciências / Ficha individual 1 (verso) Anote aqui suas observações feitas durante a noite O Céu noturno Dia Horário Posição d______________ em relação à referência (astro escolhido) Faça a representação do “trajeto” do astro noturno, tal qual você observou e não deixe de registrar o local de referência. • A partir de suas observações, registradas nos quadros e nos desenhos, o que você pode concluir a respeito do movimento dos astros observados? • Em que sentido se dá o movimento dos astros, quando observados da Terra? Responda utilizando suas observações e seu conhecimento sobre pontos cardeais. Volume 1 Ciências / Ficha individual 2 UNIDADE TEMÁTICA RITMOS NA NATUREZA A TERRA EM MOVIMENTO Desde a Antigüidade, os seres humanos observaram a existência de fenômenos celestes que se repetiam regularmente, como o nascer e o pôr do Sol, o movimento da Lua e o deslocamento das estrelas em cada noite. Essas observações do céu, tal como é visto daqui da Terra, contribuíram para a conclusão de que todos os astros giram à volta da Terra, de leste para oeste, em cerca de 24 horas; pareceu uma conclusão muito lógica supor que a Terra estivesse parada e os astros girassem à sua volta. Tendo observado o Sol, a Lua e as estrelas, você também deve ter percebido o movimento dos astros no céu e deve achar que esta conclusão é perfeitamente possível e nada tem de absurda. Além disso, também não "sentimos", nem percebemos que a Terra esteja se movimentando. Essa maneira de entender os movimentos dos astros ficou valendo por cerca de 2.000 anos e permitiu ao ser humano explicar muitas coisas, como por exemplo, a repetição dos dias e das noites. Contudo, se todos os astros girassem em volta da Terra regularmente e com a mesma velocidade, todos retornariam ao mesmo tempo às mesmas posições, e a aparência do céu seria constante todos os dias. Mas isso não ocorre. Observações acumuladas durante séculos, mostraram que alguns astros, à época considerados estrelas (e que mais tarde se revelaram planetas) não tinham comportamento que era esperado. Desse modo a ideia da Terra parada com os astros girando à sua volta, começou a apresentar problemas, pois não era capaz de explicar outros fenômenos também observados no céu. Durante muito tempo tentou-se conciliar aquilo que era observado no céu com aquilo que se acreditava que deveria ocorrer; muitas tentativas foram feitas com esta intenção, mas quase nenhuma abandonava a ideia da Terra parada. Somente em meados do século XVI (por volta do ano de 1543) é que a ideia de uma Terra em movimento, e não parada, começou a ser mais aceita. Na verdade, essa ideia não era tão nova assim, pois trazia de volta uma hipótese muito antiga, do século III antes de Cristo, que admitia a Terra em movimento, mas que fora sempre considerada absurda, já que parecia evidente aos sentidos que a Terra não se movia. Segundo esse novo modelo, o movimento dos astros é explicado de uma forma diferente. Se admitirmos que a Terra gira de oeste para leste, completando uma volta em torno de si mesma em um dia, isto é, a cada 24 horas, o efeito será o mesmo. Em outras palavras, podemos pensar que a Terra gira em torno de um eixo imaginário, levando um dia para dar uma volta completa. A este movimento denominamos "movimento de rotação". Observe na figura a seguir a representação da Terra e de seu eixo imaginário. Volume 1 Ciências / Ficha individual 2 (verso) Se a Terra tem um movimento de rotação de oeste para leste em torno de si mesma, como um pião, poderemos observar todos os astros (Sol, Lua e estrelas) girando em sentido contrário a este, isto é, de leste para oeste, que é como vemos daqui da Terra. O movimento de rotação da Terra também explica a repetição dos dias e das noites como ilustra a figura a seguir. De acordo com a figura, podemos perceber que o movimento de rotação da Terra em torno de si mesma faz com que ela receba a luz solar em uma de suas metades, enquanto na outra não. Assim, numa das faces da Terra será dia e na outra, noite. A ideia de uma Terra em movimento conseguiu explicar não só as observações que já eram explicadas pelo antigo modelo, como por exemplo o movimento aparente dos astros, mas também aquelas que este modelo não era capaz de resolver na época. Mais tarde, com a invenção das lunetas e dos telescópios - aparelhos que permitem ver os astros e estudar melhor seus movimentos - a ideia da Terra girando em torno de si mesma foi comprovada. Depois de ler e discutir com os colegas e o professor, você irá registrar no caderno as principais conclusões a que chegaram. Volume 1 Ciências / Ficha individual 3 UNIDADE TEMÁTICA RITMOS NA NATUREZA OS SERES VIVOS E SEUS RITMOS DIÁRIOS • Você vai coletar e organizar informações sobre alguns hábitos de determinados seres vivos: Observe, ao entardecer e ao amanhecer, os pássaros. Em que período são mais ativos, isto é, fazem mais barulho, cantam e se movimentam mais? • Procure se informar sobre a planta chamada onze-horas. Por que ela tem esse nome? • Observe as folhas daquela planta conhecida como trevo ou peça informações a quem a conheça. Quando as folhas dessa planta se fecham e quando ficam abertas? • Você já viu mariposas? • Em que período do dia é mais comum observarmos morcegos em atividade? • Em que período é mais comum vermos corujas em atividade? • Em que período você é mais ativo? Durante o dia ou durante a noite? borboletas à noite? Organize seus dados na tabela abaixo Seres vivos Período de maior atividade (ou de abertura de flores e folhas) Pássaros Onze-horas Trevos Borboletas Mariposas Morcegos Corujas Seres Humanos • Olhando o quadro, que conclusões você pode tirar a respeito dos hábitos dos seres vivos? • Com que freqüência e regularidade esses hábitos se repetem? • Você vê alguma relação entre a repetição dos dias e das noites e esses hábitos? Qual? E Volume 1 Ciências / Ficha individual 3 (verso) Leia o texto a seguir para obter novas informações. Depois, discuta com seus colegas de grupo RITMOS DIÁRIOS NOS SERES VIVOS Desde os tempos mais antigos, observa-se que plantas e animais, incluindo os próprios seres humanos, apresentam atividades que se repetem com certa regularidade no tempo. aproximado de 24 horas (como em toda a espécie humana), embora as fases de sono e vigília estejam alteradas, não coincidindo, respectivamente, com a noite e o dia. Um exemplo claro dessas manifestações é o ciclo atividade-repouso (ou vigília-sono) observado nos animais, inclusive nós, e nas plantas. Mas há inúmeros outros exemplos, como a floração das plantas, a abertura e o fechamento de flores, comportamentos relacionados com o comer, o beber, a reprodução, entre outros. Que relação podemos, então, estabelecer entre os ritmos biológicos diários e a alternância dos dias e das noites? À primeira vista, somos levados a concluir que os ritmos biológicos diários são “causados” pelo ritmo geofísico dianoite. Mas o exemplo do guarda noturno faz duvidar dessa conclusão. Podemos dizer, então, que os seres vivos possuem atividades que apresentam um ritmo, ou seja, que se repetem em determinado intervalo de tempo (período). As atividades que apresentam períodos coincidentes com o do ciclo geofísico dia e noite caracterizam os ritmos diários. Vamos tomar como exemplo a atividade sonovigília na espécie humana. Todos os seres humanos apresentam um ciclo sono-vigília ao longo de 24 horas, e isso se repete todos os dias. No entanto, existem variações individuais dessas fases (sono e vigília) dentro das 24 horas; alguns indivíduos requerem mais, outros menos horas de sono; alguns são mais diurnos, outros mais noturnos. Por razões diversas, nem todos dormem durante a noite; é ocaso, por exemplo, de um guarda noturno e de outros profissionais que trabalham à noite. Seu ciclo sono-vigília continua ocorrendo ritmicamente, com período Vamos, então, a um outro exemplo: uma pessoa permanece por alguns dias numa caverna, numa profundidade onde não chega luz. Muitos estudiosos das cavernas já passaram por isso. Nessa circunstância o ciclo ambiental dia-noite não pode ser percebido pelo sujeito, como se deixasse de existir para ele: na caverna é sempre escuro. No entanto, o ciclo biológico sono-vigília continua a ocorrer, só que com um período de aproximadamente 30 horas em média, ao invés das 24 e não necessariamente coincidente com o ciclo dianoite. Este fato indica que os ritmos biológicos são constituídos e organizados internamente aos organismos; são uma característica hereditária, isto é, passada de pais para filhos ao longo de gerações. E indica, também, que os ritmos biológicos, de alguma forma, se ajustam às alterações e ciclos ambientais. Em outras palavras, há uma sincronia entre os ritmos biológicos e geofísicos: os ciclos biológicos se ajustam aos geofísicos mas não são causados por esses últimos. Após a leitura do texto, retome suas respostas anteriores e reelabore-as, se necessário Volume 1 Ciências / Ficha individual 4 UNIDADE TEMÁTICA RITMOS NA NATUREZA OS SERES VIVOS E SEUS RITMOS ANUAIS Você vai fazer um levantamento de algumas frutas, verduras, legumes, cereais e flores que aparecem em apenas algumas épocas do ano: primavera, verão, outono e inverno. Para conseguir essas informações, consulte feirantes, donos de quitanda, gerentes de supermercado, floristas, outras pessoas que trabalham ou trabalharam na agricultura ou, ainda, sites da internet. Você também pode ler os envelopes de sementes encontrados em supermercados ou lojas especializadas. Organize essas informações, completando o quadro a seguir. Vegetais e as estações do ano Primavera Verão Outono Inverno Frutas Verduras Legumes Flores Cereais Uma vez completado o quadro, organize-se em grupo para discutir as informações coletadas. Vocês diriam que a floração de algumas plantas possui um ritmo? Com que freqüência a floração se repete? É possível considerar a frutificação das plantas como tendo uma periodicidade? Justifiquem sua resposta. Vocês identificam essa mesma característica nas verduras, legumes e cereais? Explique. Que relação vocês estabelecem entre as características acima mencionadas e a alternância entre as estações do ano? Volume 1 Ciências / Ficha individual 4 (verso) Leia o texto a seguir para obter novas informações. RITMOS VIVOS ANUAIS DOS SERES A azálea é uma planta que floresce no inverno. Podemos dizer que a floração da azálea apresenta um ritmo, cujo período é de aproximadamente 365 dias, coincidindo com aquele de translação da Terra em torno do Sol, com a alternância das estações do ano. Será que a alternância das estações do ano é causa do ritmo anual de floração da azálea? Vamos examinar outro caso. Em muitas espécies animais, há um período do ano que se repete todo ano, em que a atração sexual ocorre e o acasalamento é viável, o que garante a perpetuação da espécie. A função sexual nessas espécies também apresenta um ritmo coincidente com um ciclo geofísico: o período de translação da Terra em torno do Sol, isto é, aproximadamente 365 dias. O ritmo da função sexual nesses animais é determinado pelo ambiente? Será o movimento da Terra em torno do Sol causa dessa característica? Assim como tantas outras características, os ritmos biológicos anuais são hereditários, os seres vivos já nascem com eles. Tanto é que se isolarmos a azálea das variáveis ambientais, ela continuará a apresentar floração com período anual. As fases de floração e não floração poderão variar, mas ela sempre apresentará flores uma vez a cada ano. Assim como acontece com os ritmos diários, os anuais se ajustam às alterações ambientais, aos ciclos ambientais. Em 1997 ocorreu mais uma vez o fenômeno climático chamado El Niño, que provocou muitas alterações: ocorrência de chuvas intensas em algumas regiões, grande aquecimento em outras, alteração da umidade do ar em outras ainda. Talvez você tenha ouvido falar, ou mesmo tenha reparado, que muitas plantas tiveram sua época de floração alterada, florindo antes do esperado. Isso mostra que essa atividade das plantas (a floração) sofre influência das mudanças ambientais. Mas tais plantas só deram flores uma vez no ano. Isso mostra que a floração tem ritmo anual, sendo uma característica dessas plantas. Atualmente é muito comum vermos verduras, frutas, legumes e cereais à disposição do consumidor durante o ano todo. Isso se deve a intervenções do ser humano que, por meio do desenvolvimento de algumas técnicas pode induzir artificialmente o nascimento e desenvolvimento dessas plantas em diferentes períodos do ano. Um exemplo muito corriqueiro da interferência do ser humano sobre os ritmos naturais de seres vivos, está na criação de galinhas poedeiras em granjas. Pôr ovos é uma função que tem um ritmo diário. As galinhas botam um ovo a cada 24 horas e sempre durante o dia. Esse evento coincide com o ritmo geofísico dia-noite. Os criadores de galinhas poedeiras mantêm esses animais em salas com iluminação constante. Dessa forma eles alteram os ciclos de liberação dos ovos, aumentando o período que seria considerado dia. Assim, conseguem obter dois ovos num só dia, aumentando sua produção. Essa interferência causa stress nas galinhas, porque seu ritmo natural foi alterado, forçado a acontecer de modo diferente daquele que lhe era característico. O resultado é a morte antecipada desses animais. Agora que você leu o texto, organize-se em grupo com mais dois colegas e discutam o entendimento que cada um teve, assim como as dúvidas. A seguir, releia as respostas dadas às perguntas da frente da ficha e refaça o que for necessário. Volume 1 Ciências / Ficha individual 5 TEIA ALIMENTAR DA FLORESTA Nessa teia alimentar, o fruto serve de alimento para o pássaro, que serve de alimento para o quati, que serve de alimento para a onça. Quem mais se alimenta diretamente do fruto nessa teia? Volume 1 Ciências / Ficha individual 6 MICRORGANISMOS, QUEM SÃO ELES? Entre os diversos seres vivos aumentam muito a imagem que habitam nosso planeta do objeto observado. encontramos Essas lentes nos revelam os microrganismos. São seres um muito composto por uma infinidade pequenos, tão mundo pequenos que não podemos de vê-los a olho nu. Precisamos diversas, da ajuda de um aparelho convivemos chamado microscópio. Esse sem percebê-los. Trata-se aparelho é formado por um de uma variedade de fungos conjunto e de lentes que seres interessante, com com formas os quais diariamente, bactérias. As bactérias são todas microscópicas; já os fungos podem ser microscópicos ou macroscópicos (que podemos enxergar a olho nu); ambos estão presente no ar, na água, no solo, ou ainda no corpo de outros seres vivos. Como exemplo de fungos macroscópicos, podemos destacar os fungos orelha-de-pau e os cogumelos. Alguns fungos e bactérias produzem doença quando se alojam no nosso corpo. É o caso das bactérias que causam a tuberculose, a cólera e a meningite, e dos fungos que produzem a micose e o sapinho. Volume 1 Ciências / Ficha individual 6 (verso) Fungos e bactérias, ao se instalarem nos alimentos, provocam a deterioração destes: o azedamento do leite e do vinho e a putrefação da carne são alguns exemplos. Podemos identificar a presença esses seres nos alimentos por meio de uma série de sinais, como mudança na coloração, no cheiro, na textura. Quando o ser humano descobriu a existência desses microrganismos no alimento e compreendeu as condições para seu desenvolvimento, pôde criar técnicas para impedir a proliferação dos mesmos, isto é, técnicas de conservação dos alimentos. Mas o ser humano também pode se beneficiar da atividade desses seres em alguns alimentos: já se desenvolveram meios para fazer o pão, para obter coalhada a partir do leite, vinagre do vinho, vinho do suco de uvas, cerveja da cevada etc. Do conjunto dos microrganismos existentes, destacam-se alguns muito importantes para o ciclo dos materiais. São fungos e bactérias que vivem no solo e se alimentam de substâncias dos corpos de seres mortos. Ao se alimentarem, decompõem os corpos, utilizam algumas substâncias para viver e permitem que outras retornem à atmosfera e ao solo, podendo ser novamente aproveitadas pelos vegetais e animais. É esse processo de decomposição que comumente chamamos de apodrecimento. Por permitir o retorno dos materiais ao ambiente físico depois de atravessar toda a teia alimentar, esses microrganismos desempenham papel essencial no ciclo dos materiais. Por atuarem decompondo corpos mortos, esses fungos e bactérias são chamados de decompositores. Volume 1 Ciências / Ficha individual 7 O CICLO DA ÁGUA Observando um globo terrestre ou um planisfério, podemos notar que a maior parte da superfície terrestre (cerca de 70%) é coberta pela água. Essa grande quantidade de água encontra-se nos mares, rios, lagos, geleiras e no subsolo. Ela está presente também no ar e no corpo dos seres vivos. A água dos subsolos pode aflorar à superfície nas nascentes de lagos e rios. No ar, a água está misturada com os gases que compõem a atmosfera terrestre. A água está em contínuo movimento. Em geral, os rios nascem nas partes altas dos continentes e descem em direção ao mar. Esse movimento é provocado pela força gravitacional, que é a força de atração da Terra sobre todas as coisas que estão nela e ao seu redor. Ciências / Ficha individual 7 (verso) Volume 1 A água dos rios, lagos e mares é constantemente aquecida pelos raios solares. retornando à atmosfera. Assim, esses movimentos formam um ciclo. Juntamente com a ação dos ventos, esse aquecimento provoca a evaporação de grande O ciclo da água é provocado pelo Sol, mas quantidade de água. A água no estado de depende também dos ventos, já que estes vapor é menos densa que o ar e, por isso, realizam parte do trabalho de evaporar a água. tende a subir. O vapor d' água não é visível e, São também os ventos que transportam as portanto, não conseguimos percebê-lo com nuvens de um lugar para outro, influindo na facilidade no ar. periodicidade e quantidade de chuvas que caem sobre cada região. O ciclo da água se Ao afastar-se do solo e resfriar-se, a água volta deve ainda à força de atração que a Terra ao estado líquido, condensando-se na forma de exerce sobre os corpos; essa força faz com gotas muito pequenas. Individualmente, essas que a água acumulada nas nuvens, em gotículas não são visíveis devido ao seu determinadas condições, caia sob a forma de tamanho e por estarem distanciadas umas das chuvas. outras. Entretanto, elas se agrupam e, quando sua concentração é suficientemente grande, O movimento cíclico da água representa formam as nuvens, neblinas e névoas úmidas. também um trabalho da natureza que pode ser incorporado ao trabalho humano. As nuvens podem ser levadas pelos ventos para longe da região em que começaram a se O uso da roda d’água é um exemplo simples e formar. Quando chove, a água das nuvens antigo de aproveitamento do movimento da volta novamente à superfície da Terra. Parte água. Esse movimento, transferido à roda dessa água cai sobre o solo podendo, então, d'água, foi inicialmente aproveitado para moer ser absorvida pelo terreno e posteriormente trigo, milho e cana. Mais tarde, foi usado pelas plantas; outra parte cai diretamente nos também para acionar serras e equipamentos mares, rios e lagos, sendo também consumida de indústrias. Modernamente, passou a ser por seres vivos (animais e vegetais). Uma vez aproveitado para a geração de eletricidade, nas no solo, nos mares, lagos e rios e no corpo dos usinas hidrelétricas. seres vivos, a água irá evaporar de novo, Volume 1 SOL: FÁBRICA DE ENERGIA Ciências / Ficha individual 8 Volume 1 Ciências / Ficha individual 8 (verso) Muitas vezes, quando olhamos para o céu numa noite sem nuvens, temos a impressão de que as estrelas sempre estiveram ali. No entanto, todos esses astros que brilham em nosso firmamento tiveram, em algum momento da história do universo, seu nascimento. Acredita-se que o Sol, por exemplo, tenha se formado, isto é, nascido há cerca de 5 bilhões de anos. Seu nascimento foi semelhante ao de todas as outras estrelas. A matéria prima a partir da qual toda estrela surge nada mais é do que um grande aglomerado de poeira e gases, principalmente hidrogênio e hélio, gases presentes também em nossa atmosfera. Como em certas regiões do universo há grandes aglomerados desse tipo - a que denominamos nuvens interestelares - ainda hoje muitas estrelas devem estar se formando. Sob certas condições, essas nuvens de gás e poeira passam a ter temperaturas muito elevadas permitindo o início de um tipo de reação muito especial denominada reação nuclear. Nessas reações, que ocorrem atualmente no Sol e em todas as estrelas, o hidrogênio transforma-se em hélio, liberando enorme quantidade de energia, que jamais poderá ser produzida aqui na Terra, nem mesmo em uma guerra nuclear. É a energia produzida nessas reações que dá às estrelas o brilho intenso que pode ser visto aqui da Terra, mesmo quando elas se encontram a enormes distâncias de nós. Para se ter uma ideia do que representa a energia produzida pelo Sol a cada segundo, basta dizer que, para produzir um milionésimo dessa energia, seriam necessárias todas as reservas de carvão, petróleo e gás natural armazenadas na Terra. Sem dúvida ninguém foi ao Sol para saber o que acontece lá. Porém, os cálculos e as experiências realizadas aqui em nosso planeta indicam que a energia que chega até nós tem origem nas reações nucleares. Volume 1 Ciências / Ficha individual 9 UMA RELAÇÃO TÃO DELICADA Nos ambientes em equilíbrio, as diferentes populações de seres vivos controlam umas às outras, de modo que o crescimento de cada uma dessas populações se mantém constante. Encontramos um exemplo de tal controle nas relações alimentares. Quando diferentes animais de uma população ou de populações distintas que cohabitam determinado ambiente competem pelo mesmo alimento, alguns serão bem sucedidos, outros não. Chegar primeiro ao alimento depende da capacidade de explorar o meio, dada pelo conjunto de características de cada ser vivo. Aqueles que não conseguem se alimentar morrem; os demais permanecem vivos, podendo se reproduzir e deixar descendentes. Os seres vivos também competem por espaço, de modo que as populações exercem um controle sobre o crescimento umas das outras, o que permite a manutenção daquele meio. No entanto, quando ocorrem grandes alterações ambientais em curto intervalo de tempo - como a retirada de grandes quantidades de mata, o extermínio de uma espécie pela caça depredatória, o lançamento das águas servidas em rios e mares de uma cidade, a utilização de agrotóxicos na agricultura – muitas populações de seres vivos morrem ou migram para outras regiões. No caso das migrações, desequilibram-se tanto o ambiente nativo, de onde os seres saíram, como o ambiente que os recebe. É notável a presença de uma variedade de pássaros, atualmente, nos centros urbanos. Esse fato é um indicador de que os ambientes aos quais essas aves pertenciam estão em desequilíbrio, não há alimento suficiente para as diferentes populações. Isso vale para quaisquer ambientes cujo equilíbrio tenha sido sensivelmente alterado, seja uma floresta, um campo cerrado, um rio ou uma cidade. Assim, muitas intervenções humanas, como as que mencionamos, alteram o meio de forma depredatória e podem auxiliar na disseminação de doenças. Temos assistido o ressurgimento de uma série de doenças, como a dengue e a cólera; o aumento de tantas outras, como a malária e o sarampo; e ainda o surgimento de outras, como o ébola e a aids. Vamos nos fixar em uma das doenças acima citadas, a malária, para exemplificar a relação entre a intervenção humana depredatória e a disseminação de doenças. A malária é causada por um ser microscópico, o Plasmodium sp. Ele vive dentro do corpo de um mosquito hematófago (que se alimenta de sangue) chamado Anopheles, conhecido popularmente como mosquito-prego. Quando esse mosquito pica o homem, transmite a ele os plasmodiuns, que entram na circulação e destroem células vermelhas do sangue, causando anemia e episódios de febre muito alta. Volume 1 O Anopheles se reproduz em águas quentes, sombreadas e quase paradas. Os alagados que se formam pelo transbordamento de rios após chuvas prolongadas são excelentes criadouros de Anopheles. Frestas de casas de barro ou palha também se constituem em ótimos locais para o mosquito se instalar. Embora a malária seja uma doença que ocorre em várias partes do Brasil (regiões litorâneas e interioranas), seu crescimento é mais intenso nas regiões amazônica e centro-oeste. A partir da década de 70, essas regiões sofreram o surto desenvolvimentista: construíram-se rodovias e hidrelétricas, implantaram-se projetos de mineração e agropecuária, o que atraiu muitas pessoas para as novas frentes de trabalho. As pessoas que migraram para essas áreas passaram a viver em condições precárias de moradia, alimentação e assistência médica. Ciências / Ficha individual 9 (verso) As mudanças ambientais que essas áreas sofreram foram amplas e ocorreram em curto intervalo de tempo, desrespeitando os ritmos da natureza. Retiraram-se grandes quantidades de matas, alterou-se o curso de rios, introduziuse o uso de substâncias tóxicas ao ambiente (como o mercúrio utilizado no garimpo do ouro), eliminaram-se grandes quantidades de animais e vegetais, enfim alteraram-se os ciclos naturais a ponto de rompê-los. Além disso, as vilas que surgiram, compondo um novo ambiente, não apresentavam condições sanitárias: as casas permitiam a instalação do mosquito transmissor da malária, o saneamento básico era precário; o novo ambiente já se formou em condições de degradação. Estavam dadas as condições para a disseminação de uma série de doenças, entre elas a malária. Volume 1 Ciências / Ficha individual 10 Atividade complementar TEIA ALIMENTAR MARINHA Adaptada de Solomon, Eldra P. , et alii. Biology. Philadelphia: Saunders College Publishing. 1985. p. 207 Nessa figura está representada parte de uma teia alimentar marinha. Nessa teia alimentar, zooplâncton, sardinha e baleia se alimentam de fitoplâncton. Arenque se alimenta de zooplâncton e serve de alimento ao golfinho e ao atum. Tubarão se alimenta de atum e sardinha. ▪ Utilizando setas, una os diversos seres pelas relações alimentares que apresentam. ▪ O ser humano também pode fazer parte dessa teia? Aonde você o colocaria? Volume 1 Ciências / Ficha individual 10 (verso) Atividade complementar TEIA ALIMENTAR EM UMA PLANTAÇÃO Como você já sabe, em uma teia alimentar as setas representam as relações alimentares entre os seres componentes dessa teia. Observe atentamente o sentido das setas e descreva, em seu caderno, as relações alimentares representadas. Volume 1 Ciências / Ficha para grupos A UNIDADE TEMÁTICA RITMOS NA NATUREZA O DIA E A NOITE Nessa atividade você vai trabalhar em grupo, fazendo uma simulação que lhe permitirá compreender melhor o ritmo dia-noite. O grupo vai precisar de: • • • uma bola de isopor com cerca de 20 cm de diâmetro (de preferência pintada com manchas correspondentes aos continentes, para representar a Terra), atravessada por uma agulha de tricô ou palito de churrasco (que representará o eixo da Terra) uma lanterna, cuja luz irá simular a luz do Sol cartolina, lápis colorido, cola. Como fazer: Recorte na cartolina dois bonecos pequenos (cerca de 5 cm de altura) com os “pés” dobrados; pinte os bonecos de modo a diferenciar frente e costa e faça uma marca que identifique a mão direita. Sobre a bola de isopor, trace a linha imaginária do equador. Em seguida, cole os pés de um dos bonecos na região do equador correspondente ao Brasil, de forma que ele fique em pé de frente para a América do Norte. Cole o outro boneco também em pé, na mesma posição, mas em local diametralmente oposto ao do primeiro (ele irá ficar próximo à Austrália e voltado para a Índia aproximadamente). Pronta essa montagem, um de vocês deverá segurar a lanterna acesa a cerca de 1 metro de distância da bola de isopor. Um outro colega deverá segurar a bola de isopor pelo eixo, frente à luz da lanterna, de forma que o boneco que está no Brasil receba diretamente a luz, simulando meio dia. Nesse momento, é dia ou noite para o boneco que está no lado oposto ao primeiro? Volume 1 Ciências / Ficha para grupos A (verso) Gire a bola lentamente e observe a alternância do dia e da noite para os dois bonecos, como consequência do movimento da Terra em torno de seu eixo. Registre suas conclusões no caderno. Em atividade anterior, a classe fez uma série de observações do movimento aparente do Sol, concluindo que, visto da Terra, ele se move de leste para oeste, o que explicaria a sucessão dos dias e das noites. Vocês também aprenderam que a alternância dos dias e das noites pode ser explicada considerando-se que a Terra gira em torno de seu eixo de oeste para leste. Converse com seus colegas de grupo e responda as perguntas abaixo, anotando as respostas no caderno. • Considerando o boneco que se encontra no Brasil, tente concluir em que sentido a bola deve ser girada para que o Sol se ponha a oeste para ele (anoitecendo), conforme as observações que vocês fizeram na atividade anterior. • De acordo com o sentido de giro que vocês escolheram, de que lado nasce o Sol para esse boneco? • Quando o Sol está nascendo para o boneco que está no Brasil, o que vê o outro? O início do dia ou o início da noite? Agora, confira o sentido de rotação escolhido, observando a segunda figura da Ficha 2. Finalmente, sintetize suas conclusões escrevendo um pequeno texto em que se apresente a relação entre o movimento de rotação da Terra em torno seu eixo à sucessão dos dias e das noites. Volume 1 Ciências / Ficha para grupos B UNIDADE TEMÁTICA RITMOS NA NATUREZA O PASSEIO DA TERRA EM TORNO DO SOL Nesta atividade você e seus colegas de grupo irão utilizar a mesma montagem da atividade feita com a Ficha A, desta vez para simular o movimento que a Terra realiza em torno do Sol, no período de uma ano. Essa simulação fornecerá elementos para que compreendam a ocorrência das estações do ano. Na atividade anterior, quando vocês giraram a Terra em torno de seu eixo, provavelmente devem ter mantido esse eixo na vertical. No entanto, sabe-se que o eixo da Terra fica um pouco inclinado, sempre numa mesma direção. Assim, nesta atividade, deverão ter o cuidado de respeitar esse fato. O grupo vai precisar de: • a mesma bola de isopor da atividade anterior, representando a Terra • os dois bonecos construídos na atividade anterior • uma sala escurecida • uma lâmpada de 25 Watts, com soquete e fios de ligação, que irá simular o Sol, apoiada sobre uma mesa. Como fazer: Cole os pés de um boneco no hemisfério norte e os do outro no hemisfério sul da Terra, ambos de frente para o pólo norte. Um de vocês deve segurar a Terra na mão, de modo que seu eixo fique ligeiramente inclinado para a direita. Andando em torno da lâmpada, dê uma volta completa da direita para a esquerda, que é o sentido do movimento de translação, mantendo a inclinação do eixo sempre na mesma direção. Em caso de dúvida, peça orientação ao professor. Claro que a Terra sempre está girando em torno de si mesma, mas agora o que queremos investigar é o movimento que ela realiza em torno do Sol e sua relação com as estações do ano. Portanto, não é necessário fazê-la girar em torno do eixo, nesse momento. O movimento feito pela bola (que você estava segurando) em torno da lâmpada representa o movimento que a Terra realiza em torno do Sol, cujo período aproximado é de 365 dias (um ano). À medida que seu colega se desloca lentamente em torno da lâmpada, os demais componentes do grupo devem observar, cuidadosamente, de que forma a luz ilumina a face da Terra voltada para a lâmpada (Sol): se a luz se distribui homogeneamente por toda a superfície ou se é mais intensa em alguns lugares que em outros. Essa observação deve ser feita com particular atenção para quatro posições opostas do percurso, como ilustra a figura no verso. • Em que posição da Terra (em relação à lâmpada) o hemisfério sul da Terra recebe mais luz? Nesse caso, como é a iluminação do hemisfério norte? E das regiões próximas ao equador? Se achar necessário, faça um desenho para registrar essas observações. • Se a Terra tivesse os mesmos movimentos de translação e rotação, mas seu eixo não fosse inclinado, você poderia observar os mesmos efeitos de iluminação nas diversas regiões do planeta? Usando o modelo, experimente. • Se a Terra mantivesse tanto seu movimento de rotação quanto seu eixo inclinado, mas não executasse o movimento de translação em torno do Sol, os efeitos de iluminação sobre a superfície da Terra seriam diferentes do que são? Experimente, se tiver dúvidas. Com base nas observações feitas procure explicar a relação entre o movimento de translação da Terra, a inclinação de seu eixo e a maneira como a Terra é iluminada pelo Sol, ao longo do ano. • Qual a relação entre o movimento de translação da Terra e as estações do ano? Discuta suas observações com seu grupo e registre as conclusões no caderno. Elas serão utilizadas para uma discussão com a classe. Volume 1 Ciências / Ficha para grupos B (verso) Leia o texto abaixo para aprender um pouco mais. ESTAÇÕES DIFERENTES NO EQUADOR E NOS PÓLOS A inclinação do eixo terrestre e o movimento de translação determinam desigual distribuição de luz e calor na Terra conforme a época do ano, acarretando duração diferente dos dias e das noites e as diversas estações do ano. Algumas regiões não têm as quatro estações definidas. Em partes dos trópicos próximas ao equador, as temperaturas mudam pouco; no entanto, a quantidade de chuva varia muito, de modo que essas regiões têm, em geral, uma estação chuvosa e uma estação seca bem marcadas. As regiões polares, que são as menos atingidas pelos raios solares, têm uma estação clara e uma estação escura. Nessas regiões o Sol é visível quase todo o tempo no verão e quase nunca no inverno. O Sol nunca aparece bem alto; e, quando desaparece, fica pouco abaixo do horizonte, portanto o céu não fica completamente escuro; assim, nos pólos, durante seis meses permanece certa claridade. É como se tivesse um dia de seis meses e uma noite de seis meses. Quando é dia em um pólo, é noite no outro (na figura acima, posições A e C). Volume 1 Ciências / Ficha para grupos C RECEITA DE PÃO INGREDIENTES: Mistura 1 Mistura 2 1 xícara (de chá) de leite morno 3 claras em neve 2 tabletes de fermento biológico (por exemplo, 3 colheres (de sopa) de açúcar fermento Fleischman) 1 pitada de sal (a gosto) 1 colher (de sopa) de açúcar 2 gemas Trigo até formar um mingau 1 xícara (de chá) de leite morno Misture e deixe crescer por mais ou menos 2 colheres duas horas Modo de fazer Junte as duas massas. Acrescente farinha de trigo até dar ponto para enrolar. Deixe crescer. Faça uma bolinha com um pedaço da massa e coloque-a em um copo com água. Quando a bolinha subir à superfície do copo, a massa estará pronta para enrolar os pãezinhos. Enrole os pãezinhos, faça nova bolinha com a massa e coloque-a novamente em um copo com água. Quando esta última bolinha subir, leve os pãezinhos ao fomo para assar. Ficam prontos em mais ou menos meia hora. (de sopa) de margarina Volume 1 Ciências / Ficha para grupos D EXISTE ÁGUA NO AR? Por meio desta experiência você vai poder retirar água do ar. Para tanto, vai precisar de dois potes de vidro transparentes com tampa, água à temperatura ambiente, gelo e papel toalha. Encha um pote de vidro, de mais ou menos um litro de capacidade, com água e gelo. Coloque uma tampa, deixando o pote de vidro bem fechado. Enxugue bem a parede externa do pote e ponha-o sobre um pedaço de papel-toalha. Marque, de alguma forma, o nível atingido pela mistura gelo + água. Ao lado desse pote de vidro coloque um outro também tampado, com água a temperatura ambiente e sobre outro pedaço de papel-toalha. Veja a figura. Volume 1 Ciências / Ficha para grupos D (verso) Depois de montar esse arranjo, fique observando durante algum tempo o que acontece nas paredes externas dos dois potes. Faça anotações das suas observações em seu caderno e, junto com os colegas do grupo, tente explicar os resultados. Por que você precisou marcar o nível da água? Volume 1 Ciências / Ficha para grupos E O CICLO DO AR Ventos são ar em movimento. As grandes porções de ar que estão sobre as diferentes partes da superfície terrestre sofrem aquecimentos diferentes. Se uma porção de ar se aquece mais que as porções vizinhas, ela se expande, fica menos densa e tende a subir, afastando-se do solo. Esse movimento vertical da porção de ar quente é acompanhado de um movimento na horizontal das porções de ar vizinhas, para o lugar da porção que subiu. As porções de ar quente sobem, esfriam-se e misturam-se com as porções de ar situadas nas camadas mais altas da atmosfera. Podem ser arrastadas para lugares distantes e se dispersar. A mesma dispersão acontece com as porções de ar que se movimentam lateralmente. Os ventos são um exemplo simples do trabalho realizado pela natureza. Mas, o que, na natureza, fornece a energia necessária para esse trabalho? Curiosamente, é o Sol o responsável por esse trabalho. Dessa estrela provém a luz que ilumina e aquece nosso planeta. Esse aquecimento não é uniforme, isto é, a Terra não é aquecida igualmente em toda sua extensão. As quantidades de luz e calor que atingem a superfície de nosso planeta são diferentes, de acordo com a hora do dia e com a época do ano. Os ventos se formam justamente quando algumas regiões da superfície da Terra estão mais quentes do que outras. (Adaptado de Menezes, Trabalho humano e uso de energia, São Paulo. IFUSP, 1986.) Volume 1 Ciências / Ficha para grupos E (verso) APROVEITAMENTO DA ENERGIA SOLAR PELA TERRA Volume 1 Ciências / Ficha para grupos F CONSTELAÇÕES Se você olhar para o céu no começo de uma noite de verão sem nuvens, irá notar que, lentamente, aparecem as estrelas. Entre elas, você provavelmente reconhecerá três de brilho razoavelmente intenso, alinhadas e próximas entre si: são as conhecidas Três Marias. Procure observá-las em diferentes horas da noite e também em outras noites. Você perceberá que elas sempre aparecem juntas no céu. E não só elas. Olhando para as demais estrelas, mesmo durante meses e anos seguidos, percebemos que elas mantêm suas posições, formando agrupamentos permanentes: são as constelações. Se verificarmos bem, as Três Marias ficam dentro de um quadrilátero formado por quatro outras estrelas, que são a parte principal de uma das mais belas constelações do céu: Órion, o gigante caçador. Segundo a lenda, Órion era um gigante apaixonado pela caça e amante da Astronomia. Admirado por sua beleza e seu tamanho, ele era tão grande que, ao penetrar no oceano, sua cabeça ainda ficava à vista. Órion estava exterminando os animais existentes na Terra e, por isso, Diana, a deusa da caça, mandou que um escorpião o matasse. Este o fez, picando-o no calcanhar. Essa é uma das muitas versões da lenda do gigante Órion, que podemos encontrar na mitologia greco-romana. Volume 1 Ciências / Ficha para grupos F (verso) Por volta do século V antes de Cristo, os gregos imaginavam que as Três Marias representavam o cinturão das vestes desse gigante, cujos ombros eram representados pelas estrelas Betelgeuse e Bellatrix. O quadrilátero de estrelas formava seu corpo, com Rigel e Saiph simbolizando seus joelhos. E, assim como visualizaram Órion, os gregos (e outros povos) também "viram” muitas outras figuras no firmamento, unindo as estrelas com linhas imaginárias. O próprio escorpião que matou o gigante bem como seus dois cães (Cão Maior e Cão Menor) formam outras constelações que podem ser identificadas no céu. Nas primeiras horas das noites de verão também podem ser observadas Carneiro (Áries) e Touro (Taurus), duas constelações do Zodíaco. O Zodíaco é um conjunto de constelações que formam uma região do céu onde sempre encontraremos um planeta. Isto é, os planetas só podem ser observados passando pelas doze constelações - Áries, Touro, Gêmeos, Câncer, Leão, Virgem, Libra, Escorpião, Sagitário, Capricórnio, Aquário e Peixe - que compõem o Zodíaco. Dependendo da estação do ano, podemos ver a olho nu, no início da noite, diferentes constelações. Por exemplo, o inverno no hemisfério Sul é a melhor época para observar o céu, visto que a maioria das noites se apresenta com céu límpido. Destacam-se, nesta estação, as constelações do Escorpião, do Sagitário, do Centauro e do Cruzeiro do Sul, visíveis no início da noite. Cada povo, de acordo com sua vida e lenda, imagina diferentes constelações no céu. Da mesma maneira que os antigos gregos possuíam lendas sobre as estrelas e as constelações, também os indígenas brasileiros e de outras regiões as possuem. Dentre elas encontra-se aquela contada pelo índio Maiuluai, da tribo dos Taulipangues (etnia que vive na Venezuela e no norte do estado de Roraima-Brasil, na área fronteiriça entre Brasil, Venezuela e Guiana). Segundo ele, algumas constelações, incluindo Órion, formam a figura de um perneta chamado Jilicavai, que subiu ao céu após ter uma perna decepada por sua esposa adúltera. (Adaptado de Faria, Astronomia a olho nu, São Paulo, Brasiliense, 1986) Com o mapa celeste nas mãos, procure reconhecer o grande número de estrelas ali representado. Muitas estão ligadas por linhas imaginárias, formando constelações. Localize as constelações do Zodíaco e observe que delimitam uma região no céu. Procure Órion e identifique as estrelas que a compõem. Desenhe em seu caderno essa constelação e as que estão próximas. Localize, agora, as demais constelações citadas no texto. Represente num desenho as constelações visíveis numa noite de inverno no hemisfério Sul, para depois localizar as constelações no céu. Volume 1 Ciências / Ficha para grupos G SUPERNOVA DE SHELTON: MORRE UMA ESTRELA ISAAC ASIMOV, O ESTADO DE SÃO PAULO, SET.1987. Nem tudo no universo pode ser visto. Por isso os astrônomos dão boas-vindas a qualquer coisa que torne visível o invisível. Este ano, uma supernova, distante 150 mil anos-luz, iluminou todo o espaço existente entre ela e nossos instrumentos. (...) A luz estelar é refletida e espalhada através da poeira que circunda as estrelas. (...) Existem nuvens de poeira no espaço que não estão próximas de estrelas, sendo, portanto, frias e escuras. (...) Essas nuvens escuras de pó e gás são de grande interesse para os astrônomos, já que são a matéria-prima da qual as novas estrelas nascem. Ocasionalmente, essas nuvens se condensam e ficam mais quentes, até que se incendeiam em fogo nuclear e se tornam jovens estrelas. Há cerca de cinco bilhões de anos uma nuvem condensada desse tipo formou nosso próprio sistema solar. (...) À medida que a luz da supernova passou através de outras nuvens, parte dela foi absorvida e, a partir da natureza dessa absorção, os astrônomos puderam deduzir muitas coisas (...), entre elas, que a Via Láctea é um lugar cheio de poeira, e que as nuvens são compostas de gás e de poeira. A luz da supernova da Nuvem de Magalhães, que explodiu em fevereiro, viajou por um total de 40 nuvens, que até então eram invisíveis para nós. As informações trazidas por ela são agora um mistério a ser explicado pelos astrônomos, ajudando-nos a especular sobre a forma como a vida deve ter surgido na Terra. (Extraído de artigo publicado em O estado de São Paulo, em 6 set.1987) Volume 1 Ciências / Ficha para grupos G (verso) O texto que você acabou de ler fala sobre a morte de uma estrela. Como você pensava que as estrelas se formavam, do que eram feitas e por que brilhavam? Compare suas ideias com as de seus colegas. Faça um desenho, em cores, representando a vida de uma estrela, do nascimento até a morte, com base no que aprendeu, destacando o que mais tiver chamado sua atenção. Você tem ainda outras curiosidades sobre as estrelas? Se tiver interesse, procure numa biblioteca, em revistas, jornais, ou sites da internet mais informações sobre o assunto. Aqui vão duas sugestões: www.ceuaustral.astrodatabase.net e http://telescópios.sites.uol.com.br.