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9o ANO4o TERMO

Educação de Jovens e Adultos (EJA) – Mundo do Trabalho: Ciências e Matemática: 9o ano/4o termo do Ensino Fundamental. São Paulo: Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia (SDECT), 2013.il. (EJA – Mundo do Trabalho)

Conteúdo: Caderno do Estudante. ISBN: 978-85-65278-94-2 (Impresso) 978-85-65278-88-1 (Digital)

1. Educação de Jovens e Adultos (EJA) – Ensino Fundamental 2. Ciências – Estudo e ensino 3. Matemática – Estudo e ensino I. Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia II. Título III. Série.

CDD: 372

FICHA CATALOGRÁFICA

Sandra Aparecida Miquelin – CRB-8 / 6090Tatiane Silva Massucato Arias – CRB-8 / 7262

A Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia autoriza a reprodução do conteúdo do material de sua titularidade pelas demais secretarias do país, desde que mantida a integridade da obra e dos créditos, ressaltando que direitos autorais protegidos* deverão ser diretamente negociados com seus próprios titulares, sob pena de infração aos artigos da Lei no 9.610/98.

*Constituem “direitos autorais protegidos” todas e quaisquer obras de terceiros reproduzidas neste material que não estejam em domínio público nos termos do artigo 41 da Lei de Direitos Autorais.

Nos Cadernos do Programa de Educação de Jovens e Adultos (EJA) – Mundo do Trabalho são indicados sites para o aprofundamento de conhecimentos, como fonte de consulta dos conteúdos apresentados e como referências bibliográficas. Todos esses endereços eletrônicos foram verificados. No entanto, como a internet é um meio dinâmico e sujeito a mudanças, a Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia não garante que os sites indicados permaneçam acessíveis ou inalterados, após a data de consulta impressa neste material.

Geraldo AlckminGovernador

Rodrigo Garcia Secretário

Nelson Baeta Neves Filho Secretário-Adjunto

Maria Cristina Lopes Victorino Chefe de Gabinete

Ernesto Masselani NetoCoordenador de Ensino Técnico, Tecnológico e Profissionalizante

SECRETARIA DA EDUCAÇÃO

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Maria Elizabete da CostaCoordenadora de Gestão da Educação Básica

Fundação do Desenvolvimento Administrativo – Fundap

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Diretor Executivo

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Coordenação Executiva do Projeto

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Coordenação Técnica

Impressos: Selma Venco

Vídeos: Cristiane Ballerini

Equipe Técnica e PedagógicaAna Paula Alves de Lavos, Clélia La Laina, Dilma Fabri Marão Pichoneri, Emily Hozokawa Dias, Fernando Manzieri Heder, Laís Schalch, Liliana Rolfsen Petrilli Segnini, Maria Helena de Castro Lima, Odair Stephano Sant’Ana, Paula Marcia Ciacco da Silva Dias e Walkiria Rigolon

AutoresArte: Carolina Martin, Eloise Guazzelli, Emily Hozokawa Dias e Laís Schalch. Ciências: Gustavo Isaac Killner. Geografia: Mait Bertollo. História: Fábio Luis Barbosa dos Santos. Inglês: Eduardo Portela. Língua Portuguesa: Claudio Bazzoni e Giulia Mendonça. Matemática: Antonio José Lopes. Trabalho: Selma Venco.

Fundação Carlos Alberto Vanzolini

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Presidente da Diretoria Executiva

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Vice-presidente da Diretoria Executiva

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Gestão EditorialDenise Blanes

Equipe de Produção Assessoria pedagógica: Ghisleine Trigo Silveira

Editorial: Adriana Ayami Takimoto, Airton Dantas de Araújo, Amanda Bonuccelli Voivodic, Beatriz Chaves, Beatriz Ramos Bevilacqua, Bruno de Pontes Barrio, Camila De Pieri Fernandes, Carolina Pedro Soares, Cláudia Letícia Vendrame Santos, Lívia Andersen França, Lucas Puntel Carrasco, Mainã Greeb Vicente, Patrícia Pinheiro de Sant’Ana, Paulo Mendes e Tatiana Pavanelli Valsi

Direitos autorais e iconografia: Aparecido Francisco, Beatriz Blay, Fernanda Catalão, Juliana Prado, Olívia Vieira da Silva Villa de Lima, Priscila Garofalo, Rita De Luca e Roberto PolacovApoio à produção: Luiz Roberto Vital Pinto, Maria Regina Xavier de Brito, Valéria Aranha e Vanessa Leite Rios

Projeto gráfico-editorial: R2 Editorial e Michelangelo Russo (Capa)

CTP, Impressão e Acabamento

Imprensa Oficial do Estado de São Paulo

Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia

Coordenação Geral do ProjetoJuan Carlos Dans Sanchez

Equipe TécnicaCibele Rodrigues Silva, João Mota Jr. e Raphael Lebsa do Prado

Concepção do programa e elaboração de conteúdos

Gestão do processo de produção editorial

Caro(a) estudante,

É com grande satisfação que a Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia, em parceria com a Secretaria da Educação do Estado de São Paulo, apresenta os Cadernos do Estudante do Programa Educação de Jovens e Adultos (EJA) – Mundo do Trabalho, em atendimento a uma justa rei-vindicação dos educadores e da sociedade. A proposta é oferecer um material pedagógico de fácil compreensão, para complementar suas atuais necessidades de conhecimento.

Sabemos quanto é difícil para quem trabalha ou procura um emprego se dedi-car aos estudos, principalmente quando se retorna à escola após algum tempo.

O Programa nasceu da constatação de que os estudantes jovens e adultos têm experiências pessoais que devem ser consideradas no processo de aprendi-zagem em sala de aula. Trata-se de um conjunto de experiências, conhecimen-tos e convicções que se formou ao longo da vida. Dessa forma, procuramos respeitar a trajetória daqueles que apostaram na educação como o caminho para a conquista de um futuro melhor.

Nos Cadernos e vídeos que fazem parte do seu material de estudo, você perceberá a nossa preocupação em estabelecer um diálogo com o universo do trabalho. Além disso, foi acrescentada ao currículo a disciplina Trabalho para tratar de questões relacionadas a esse tema.

Nessa disciplina, você terá acesso a conteúdos que poderão auxiliá-lo na procura do primeiro ou de um novo emprego. Vai aprender a elaborar o seu currículo observando as diversas formas de seleção utilizadas pelas empresas. Compreenderá também os aspectos mais gerais do mundo do trabalho, como as causas do desemprego, os direitos trabalhistas e os dados relativos ao mercado de trabalho na região em que vive. Além disso, você conhecerá algumas estra-tégias que poderão ajudá-lo a abrir um negócio próprio, entre outros assuntos.

Esperamos que neste Programa você conclua o Ensino Fundamental e, pos-teriormente, continue estudando e buscando conhecimentos importantes para seu desenvolvimento e para sua participação na sociedade. Afinal, o conheci-mento é o bem mais valioso que adquirimos na vida e o único que se acumula por toda a nossa existência.

Bons estudos!

Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia

Secretaria da Educação

Sumário

Ciências ..............................................................................................................................7

Unidade 1 Animais: artrópodes, equinodermos e cordados 9

Unidade 2 A estrutura da matéria 27

Unidade 3 O movimento e suas causas 55

Unidade 4 Energia 77

Matemática.............................................................................................................109

Unidade 1 Equações e resolução de problemas 111

Unidade 2 Calculando com variáveis 129

Unidade 3 Sistemas de equações 149

Unidade 4 Equações e gráficos na Matemática e no cotidiano 171

Unidade 5 Geometria no cotidiano e no mundo do trabalho 191

CiênCias

Caro(a) estudante,

Neste Caderno de Ciências, você vai concluir o estudo sobre os animais iniciado no 8o ano/3o termo e começar a aprender sobre a matéria inanimada.

Na Unidade 1, você estudará: os artrópodes, que reúnem mais de três quar-tos das espécies animais conhecidas; os equinodermos, grupo do qual fazem parte, por exemplo, a estrela-do-mar e o ouriço-do-mar; e os cordados, que incluem, entre outros, alguns animais com os quais você está mais familiarizado, como os peixes, os répteis, os anfíbios, as aves e os mamíferos, incluindo você.

O objetivo da Unidade 2 é explorar a estrutura da matéria e ver como suas propriedades podem ser explicadas com base no modelo atômico.

Depois, na Unidade 3, você vai analisar quais são as causas do movimento dos corpos e como a ação de uma força pode modificá-lo. Também verá que, para que o movimento ocorra, é necessário o consumo de alguma forma de energia. Esse, aliás, é o tema da Unidade 4, que finaliza os estudos do 9o ano/ 4o termo. Nela, você aprenderá que a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada de um tipo já existente em outro.

Bons estudos!

9o ANO 4o TERMO

1 AnimAis: Artrópodes, equinodermos e cordAdos

Nesta Unidade, você vai continuar a estudar os filos do reino Ani-malia. Verá que os diversos animais podem ser agrupados de acordo com certas características, como tipo de respiração, número de patas, divisões do corpo, existência de antenas, ambiente em que vivem etc.

Para iniciar...

Observe a figura a seguir.

• Compare os diferentes animais representados e identifique pelo menos três semelhanças e três diferenças entre eles.

• Qual(is) deles vive(m) em ambiente terrestre?

• Qual(is) deles vive(m) em ambiente aquático?

• Qual(is) deles vive(m) tanto em ambiente aquático como terrestre?

• Esses animais possuem esqueleto?

Representações fora de escala.

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Artrópodes

Os artrópodes são animais invertebrados que possuem patas arti-culadas; o termo é de origem grega e significa “articulação” (athros) e “patas” (podos). Com mais de 1 milhão de espécies catalogadas, eles representam mais de três quartos das espécies animais conhecidas do planeta, constituindo, portanto, o maior grupo. Podem ser divididos em cinco classes principais: diplópodes (piolho-de-cobra), quilópo-des (lacraias, também conhecidas como centopeias), aracnídeos (ara-nhas, escorpiões, carrapatos, ácaros etc.), crustáceos (siris, camarões, caranguejos, lagostas etc.) e insetos (formigas, moscas, baratas etc.). Entre os insetos, por exemplo, há mais de 900 mil espécies, das quais 250 mil só de besouros. Além disso, existem mais de 50 mil espécies de aracnídeos e mais de 30 mil de crustáceos.

Assim como os anelídeos, que você estudou no 8o ano/3o termo, os artrópodes apresentam o corpo segmentado, com exceção dos áca-ros e dos caranguejos. Antigamente, acreditava-se que eles teriam sur-gido dos anelídeos, mas estudos recentes de genética e embriologia indicam que o mais provável é que esses filos tenham um ancestral comum, e não que um derivou do outro.

Pesquisas indicam também que os artrópodes se originaram nas profundezas do oceano há cerca de 540 milhões de anos, na forma de pequenos animais chamados trilobitas, que viveram até aproxi-madamente 260 milhões de anos atrás. A maioria deles media entre 3 e 10 centímetros de comprimento, mas havia espécies com apenas 0,5 milímetro, e a maior delas, chamada Isotelus, tinha 70 centí-metros. Os trilobitas possuíam uma proteção externa composta de quitina e calcário, parecida com a carapaça da tartaruga; órgãos respiratórios conhecidos como brânquias ou guelras, localizados nas pernas; duas antenas na cabeça; e olhos compostos, que eram como mosaicos, que captavam luz com mais eficiência do que a visão de muitos animais de hoje.Quitina

Substância resistente e maleável, semelhante à celulose das plantas.

Fóssil de inseto (Coxoplectoptera) encontrado no Brasil em uma rocha, com cerca de 120 milhões de anos.

Fóssil de trilobita.

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Ciências – Unidade 1

Outras espécies de artrópodes, descendentes dos trilobitas, teriam surgido há cerca de 400 milhões de anos. Algumas delas tinham qua-tro antenas, e outras, nenhuma, sendo semelhantes aos escorpiões atuais. Seu tamanho variava de poucos milímetros a até 3 metros de comprimento. Dentre essas novas espécies, algumas passaram a sobre-viver fora do ambiente aquático, dando origem aos insetos.

Os artrópodes se caracterizam por possuir exoesqueleto (esqueleto externo), uma carapaça rígida composta, como nos trilobitas, de qui-tina, que os protege e, ao mesmo tempo, favorece sua mobilidade. Eles apresentam vários tamanhos, formas e hábitos de vida. Alguns são microscópicos e vivem em ambientes mais secos, como certas espécies de ácaros, com menos de 0,5 milímetro e menos de 1 grama. Outros chegam a medir 4 metros e pesar 20 quilogramas, como o caranguejo-aranha-gigante, encontrado em grandes quantidades nas profundezas do oceano em torno do Japão.

Caranguejo-aranha-gigante. Ácaro na ponta de uma agulha (Cores-fantasia).

Toda essa diversidade está ligada à capacidade de reprodução rápida e numerosa dos artrópodes e à sua boa resistência a varia-ções ambientais, o que lhes dá vantagem na luta pela sobrevivência e amplia suas possibilidades de adaptação a qualquer bioma, desde as profundezas do oceano até o topo das montanhas mais altas.

Atividade 1 Coletivo animal

Uma das características que favorecem a sobrevivência dos artró-podes é a vida em população, que – como você estudou no 8o ano/ 3o termo – é o nome dado ao grupo de indivíduos da mesma espécie que habitam a mesma região. Assim como as formigas se reúnem em correição, formigueiro ou cordão, e as abelhas, em enxame, vários outros animais se agrupam, por exemplo, em: alcateia, cardume, rebanho, matilha, nuvem, vara ou revoada.

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1. Pesquise qual espécie de animal compõe cada um dos coletivos citados. Algum deles é artrópode?

2. Com base na pesquisa efetuada para o Exercício 1, discuta com seus colegas e o professor se seria possível existir uma nuvem verde e qual é o significado da frase: “A vara se movia incansável pelo sítio”.

Características dos artrópodes

De acordo com a espécie, os artrópodes podem ter olhos sim-ples ou compostos. Os olhos simples não formam imagens, apenas distinguem claridade e escuridão. Já os olhos compostos são consti-tuídos por um conjunto de pequenos olhos, cada um deles com cris-talino, córnea e retina. A visão dos artrópodes que possuem olhos compostos, como as moscas e as abelhas, depende do número desses pequenos órgãos: quanto maior a quantidade deles, melhor a visão do animal.

Exemplo da visão dos artrópodes que possuem olhos compostos (Representações fora de escala).

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Além dessas características, os artrópodes podem ser classificados segundo outros critérios, como: o hábitat onde vivem, as divisões do corpo, o número de patas e antenas, o tipo de desenvolvimento e respiração etc.

No 8o ano/3o termo, você viu que uma caracte-rística dos seres vivos é que todos passam por diversas fases, realizando o ciclo vital: nascem, crescem, reproduzem-se, envelhecem e morrem. Durante esse ciclo, alguns artrópodes apresentam desenvolvimento direto, e os adultos são muito semelhantes aos indiví-duos jovens, como bara-tas, aranhas, centopeias e gafanhotos, entre outros. A diferença fundamental entre o jovem e o adulto, nesse caso, está na capa-cidade de se reproduzir ou não. Outros artrópo-des têm desenvolvimento indireto, passando por um processo de metamorfose no qual as formas jovens (larvas) sofrem uma transformação não apenas no tamanho, mas também na aparência, como ocorre com borboletas, mos qui tos, moscas etc. Nesse caso, em cada fase do ciclo vital, os indivíduos da mesma espécie se alimentam de recursos distintos, chegando até a viver em ambientes diferentes, o que diminui a competição entre eles e favorece sua sobrevivência.

Por causa de sua diversidade, os artrópodes apresentam maneiras diferentes de obter oxigênio para realizar os processos de metabo-lismo. A respiração pode ser: cutânea (pela pele), branquial (por brân-quias – estruturas que retiram oxigênio dissolvido na água), traqueal (por traqueias – sistema de tubos muito finos por onde o ar entra, sai e mantém contato direto com os tecidos) ou pulmotraqueal (por pulmões laminares).

Desenvolvimento indireto: ao longo da vida, a borboleta vai se modificando em tamanho e aparência. Imagens de borboleta-monarca.

Ovo e lagarta recém-nascida

Lagarta

Pupa Representações fora de escala.

Borboleta adulta

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Atividade 2 Artrópodes e sua interação com o ser humano

1. Leia o texto a seguir, que descreve alguns benefícios e malefícios causados pelos artrópodes.

Principais características dos artrópodes

CaracterísticasClasse

Diplópodes Quilópodes Aracnídeos Crustáceos Insetos

Hábitat (principal) Terrestre Terrestre Terrestre Aquático (doce

ou salgado) Terrestre

Desenvolvimento Direto Direto Direto Direto ou indireto

Direto ou indireto

Divisões do corpo Cabeça, tórax e abdome

Cabeça, tórax e abdome

Cefalotórax[*] e abdome

Cefalotórax e abdome

Cabeça, tórax e abdome

Patas Várias (dois pares por segmento)

Várias (um par por segmento)

Quatro pares(octópodes)

Cinco pares ou mais

Três pares(hexápodes)

Antenas Um par Um par Não têm Dois pares Um par

Respiração Traqueal Traqueal Pulmotraqueal Branquial Traqueal

Piolho-de-cobra Centopeia Escorpião Caranguejo Barata

Fonte: FELIX, Márcio et al. Insetos: uma aventura pela biodiversidade. Rio de Janeiro: Otten Composições Gráficas/Fundação Oswaldo Cruz, 2010. Disponível em: <http://www.ioc.fiocruz.br/livroinsetos>. Acesso em: 10 jun. 2013.

[*] Cabeça unida ao tórax [nota do editor].

Aliados e inimigos[*]

A metade de todos os seres vivos de nosso planeta pertence ao filo Arthro-poda, o que lhes confere uma forte importância ecológica em todos os grandes ecossistemas atuais. Se, por algum motivo, essas criaturas deixassem de existir, a vida multicelular da Terra entraria em colapso. Os artrópodes são fonte de ali-mento direto para muitos anfíbios, peixes, mamíferos, aves e répteis.

Vários desses invertebrados têm papel relevante para a vida de diversas espé-cies vegetais, especialmente as da ordem Hymenoptera – abelhas, vespas e formi-gas. Enquanto abelhas e borboletas são polinizadoras, certas formigas estabele-cem uma relação mutualística com determinadas plantas.

A formiga Pseudomyrmex ferruginea, por exemplo, vive na acácia-de-chifre-de--búfalo (Acacia cornigera) e sua presença é imprescindível para a sobrevivência dessa árvore. Em troca de abrigo e alimento, a P. ferruginea defende toda a planta de pragas animais e ervas parasitas. Os invasores de uma acácia habitada por essas formigas são vorazmente atacados.

Representações fora de escala

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O ser humano também se beneficia de algumas espécies de artrópodes em diversas situações. Em lavouras, são utilizados no controle ecológico de pragas. Na entomologia forense, ajudam os cientistas a descobrir informações úteis para uma investigação criminal. Mais ainda, os crustáceos são uma importante fonte de alimento para as pessoas e movimentam parte da economia mundial.

Se por um lado existem artrópodes benéficos a diversos seres vivos, também há, no filo Arthropoda, criaturas que os prejudicam. Muitas delas, inclusive, cau-sam a morte de vegetais, seres humanos e outros animais. Por exemplo, os maio-res inimigos da humanidade são membros da família Culicidae, os mosquitos. Algumas espécies desses insetos dípteros (que possuem duas asas) são vetores de doenças como a malária e a dengue.

Apesar de a maior parte das espécies de culicídeos não ser considerada peri-gosa para o ser humano, qualquer mosquito pode transmitir o berne: a Dermato-bia hominis, ou mosca-varejeira, desenvolveu uma técnica para inserir seus ovos em vertebrados, de modo que ela agarra, em pleno voo, uma fêmea de mosquito (pois são hematófagas) e literalmente cola seus ovos no abdome do culicídeo. Ao picar um humano, por exemplo, o calor da pele faz os ovos desgrudarem do mosquito e penetrarem na ferida.

Os aracnídeos carrapatos e ácaros são tão nocivos à saúde humana que ganham importância médica. E, claro, existem os artrópodes letais, como algu-mas espécies de escorpiões, aranhas e lacraias. Por essas razões, os artrópodes são nossos maiores aliados – e, também, inimigos.

[*] Os termos “aliados” e “inimigos” não podem ser entendidos de maneira literal, pois, cientificamente, essa analogia é muito imprecisa. Apesar de esse tipo de relação estar presente no nosso imaginário, a interação entre homens e mosquitos é mais complexa do que parece, e dependerá totalmente de como o homem se relaciona com a natureza [nota do editor].

Com base na leitura do texto, responda:

a) O que aconteceria se os artrópodes desaparecessem do planeta?

b) Que tipo de relação ecológica se estabelece entre a formiga e a acácia? Justifique.

HematófagoQue se alimenta de sangue.

APRILE, Mariana. Artrópodes: filo representa 80% do reino animal. UOL Educação, 7 jan. 2011. Disponível em: <http://educacao.uol.com.br/disciplinas/biologia/artropodes-filo-representa-

80-do-reino-animal.htm>. Acesso em: 10 jun. 2013.


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c) Destaque duas situações apresentadas no texto em que os se-res humanos são prejudicados pelos artrópodes e duas em que são beneficiados por eles.

d) Forme um grupo com alguns colegas. Descrevam pelo menos mais uma situação em que os seres humanos são beneficiados pelos artrópodes e uma em que são prejudicados por eles.

e) É bastante comum eliminar insetos com inseticidas. Estes, em geral, matam insetos indiscriminadamente, e não ape-nas aqueles que se deseja exterminar. Por exemplo, quando alguém utiliza um inseticida para matar uma barata, pode, sem querer, dar fim também a moscas, mosquitos, borbole-tas, abelhas etc.

Além disso, sabe-se que os inseticidas costumam poluir o am-biente e mesmo intoxicar pessoas, sobretudo crianças.

Discuta com seus colegas e o professor sobre os benefícios e os malefícios do uso de inseticidas em casa e anote suas principais conclusões. Quais são as alternativas ao uso de inseticidas?

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2. Classifique os artrópodes a seguir quanto à classe. Se necessário, consulte o quadro “Principais características dos artrópodes”.

Carrapato

Miriápode

Besouro

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24/01/2011 – 00:00 Câmara NotíCias – reportagem espeCial

A história da Cigarra e da Formiga [...] consagrou a imagem das formigas como animais extremamente organizados e trabalhadores. E que contam até com a simpatia das pessoas.

Quem nunca ouviu falar que formiga faz bem para a vista? Tudo isso, segundo o vice-presidente da Asso-ciação dos Controladores de Pragas Urbanas, Sérgio Bocalini, mascara os perigos que a presença desses insetos representa.

Elas podem estar tanto quanto ou até mais impregnadas com organismos nocivos do que as próprias baratas. E com um diferen-cial: elas circulam pelos ambientes de uma forma muito mais tranquila do que a barata. Uma pessoa, quando vê uma barata, de ime-diato vai tentar matar, nem que seja com uma chinelada. No caso da formiga, não. Além disso, tem a questão do tamanho. Como as formigas são menores que as baratas, elas acabam transitando muitas vezes por onde a barata não consegue em função do tamanho. Então, nesse processo elas têm um poder de disseminação de microrganismos muito maior do que as próprias baratas.

Isso quer dizer que, nas cidades, as formigas podem causar de diarreias a doenças graves, como hepatite, tuberculose e salmonelose.

O biólogo Randy Baldresca, especialista em con-trole de pragas urbanas, chama a atenção para a neces-sidade de controle desses insetos, especialmente no ambiente hospitalar.

“Porque as formigas transitam livremente, tanto na UTI quanto no berçário. Então, o risco de infecção hospi-talar é muito grande.”

Assim como toda praga urbana, a receita para pre-venir a presença das formigas é uma só. Não oferecer os quatro “A”s: água, alimento, abrigo e acesso. Por isso, o cuidado com a limpeza do ambiente é fundamen-tal. Como são animais pequenos, deve-se remover até migalhas e farelos.

Pragas urbanas: os riscos das formigas e dos cupins

Vedar frestas na parede ou no piso também é importante. Um bolsão de ar atrás de um azulejo que foi mal rejuntado já é espaço suficiente para servir de abrigo e formação de um formigueiro.

E, por falar em formigueiro, a organização desses animais dificulta e muito o combate a essa praga. Uma colônia de formigas é dividida em castas. As operárias saem para trazer alimentos para os reprodutores na colônia, que são os machos e as rainhas.

Segundo o biólogo Sérgio Bocalini, essa complexidade faz que o combate ao inseto exija conhecimento técnico.

Algumas pessoas acabam usando inseticidas aerossóis quando se deparam com as formi-gas, e esse produto mata somente as que estão circulando no ambiente, o que, na verdade, é um número pequeno se comparado com as que estão dentro do formigueiro. As que estão do lado de fora não representam 15%, 20% do número total de formigas. Mas existem pro-dutos que são utilizados hoje em dia, como os géis, [...] as operárias que estão do lado de fora carregam esse produto para dentro dos formi-gueiros e acabam fornecendo inclusive para as rainhas e aí acaba havendo o controle efetivo.

Sérgio Bocalini recomenda que as pessoas busquem ajuda especializada, até porque é preciso saber exata-mente a espécie de formiga a ser combatida. Foi o que fez o médico Gilberto Cabral, de Belo Horizonte.

Estava uma verdadeira invasão de formigas na minha casa, formigas de vários tipos. Nós ten-tamos pulverizar tudo com inseticidas normais e não resolvia nada. Aí um ecologista que tem métodos de combate a insetos com elementos biológicos que ele mesmo prepara, com raízes e folhas, tratou minha casa. Eu até não tinha muita fé nisso, não. O resultado foi ótimo.

A assistência especializada também é fundamental para combater outra praga urbana que tem o mesmo tipo de organização das formigas: os cupins.

[...]De Brasília, Alexandre Pôrto

Formigas e cupins não são tão inofensivos como parecem. [...]

PÔRTO, Alexandre. Pragas urbanas: os riscos das formigas e dos cupins – Bloco 3. Câmara Notícias, Rádio Câmara, Reportagem Especial, Brasília, Câmara dos Deputados, 24 jan. 2011. Disponível em:

<http://www2.camara.leg.br/camaranoticias/radio/materias/REPORTAGEM-ESPECIAL/392070-PRAGAS-URBANAS:-OS- RISCOS-DAS-FORMIGAS-E-DOS-CUPINS-%289%2725%22%29.html>. Acesso em: 20 jun. 2013.

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Equinodermos

Equinodermos são animais marinhos que não nadam nem flutuam. Possuem esqueleto interno e pele calcária cheia de espi-nhos, que podem ajudá-los a se defender e também a se locomo-ver – o termo é de origem grega e significa “espinhos” (echinos) e “pele” (derma). Fazem parte desse filo as estrelas-do-mar, os ouriços-do-mar, as bolachas-do-mar e os pepinos-do-mar, fáceis de encontrar em praias pouco poluídas.

Os ouriços-do-mar são bastante conhecidos e, na natu-reza, integram cadeias alimentares nas quais são presas de outros animais, entre eles os polvos. Em algumas cul-turas, como a japonesa, por exemplo, esses animais são apreciados pelo seu sabor, principalmente o de suas ovas, que são saboreadas com arroz. Os ouriços, em geral, apre-sentam vários espinhos longos, que os tornam facilmente reconhecíveis. Alimentam-se sobretudo de algas e detritos orgânicos, mas também podem comer plantas e minúsculos animais, vivos ou mortos. Deslocam-se pelo fundo do mar ou vivem fixos em rochas, nas quais cavam buracos que servem de moradia.

As estrelas-do-mar se alimentam de pequenos mexilhões e ostras. Não têm olhos, mas contam com um sensor na extremidade de cada braço capaz de detectar diferenças na intensidade da luz. Possuem, também, um apêndice sem função locomotora, com o qual tateiam o ambiente para se localizarem e encontrarem alimentos. As estrelas-do-mar têm uma característica muito importante para sua sobre-vivência: elas podem regenerar partes do corpo. Assim, se uma parte do seu corpo for atacada e arrancada por algum predador, elas podem reproduzi-la e recuperá-la.

Fósseis indicam que, há 600 milhões de anos, o mar já estava povoado de vários tipos de invertebrados. Nessa época, apareceram os moluscos, os artrópodes e os equino-dermos. Acredita-se que os equinodermos tenham surgido de uma linhagem antiga de animais, divergindo daquela que originou os moluscos, os anelídeos e os artrópodes. Com base no desenvolvimento embrionário, contudo, há evidên-cias de que os cordados também tenham se originado dessa mesma linhagem ancestral. Fóssil de equinodermo.

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Atividade 3 Simetria

Como você viu no 8o ano/3o termo, uma das características dos animais é a simetria. Com os equinodermos, claro, não é diferente!

1. Observe a imagem da estrela-do-mar e a do ouriço-do-mar e res-ponda: Que tipo de simetria cada um deles apresenta? Justifique.

2. Discuta com alguns colegas por que a simetria é considerada uma característica dos equinodermos. Registrem as conclusões do grupo.

Cordados

O filo dos cordados é bastante diversificado: agrupa animais de diferentes formas e tamanhos, adaptados aos mais variados ambientes.

As evidências fósseis indicam que os cordados evoluíram em um ambiente marinho, há 500 milhões de anos, originando dois grupos distintos: os protocordados, que não possuem crânio, cartilagem ou ossos (por exemplo: as ascídias e os anfioxos), e os eucordados, que têm ossos e coluna vertebral (por exemplo: peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos).


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Répteis primitivos (extintos): membrana que protege o embrião

Glândula mamária

Penas

Anfíbios primitivos (extintos): patas e pulmões

Acantodianos (extintos): peixes com mandíbulas móveis e funcionais

Placodermos (extintos): peixes com mandíbula e escamas ósseas ou carapaças

Ancestral doscordados

Ostracodermos (extintos): peixes sem mandíbula, com escamas ósseas ou carapaças

Peixes sem mandíbulas

Peixescartilaginosos

Peixes ósseos Anfíbios Répteis Aves MamíferosCefalocordados

LampreiaAn�oxoAscídia Tubarão martelo Tucunaré Sapo Jacaré Arara Lobo-guará

Protocordados EucordadosUrocordados

Evolução dos cordados

Os cordados têm como principal característica a presença de notocorda, uma estrutura que dá sustentação ao corpo e que, no caso dos vertebrados, é substituída pela coluna vertebral. Possuem simetria bilateral e sistema nervoso bem desenvolvido, o que possibilita a rea-lização de atividades mais complexas. Além disso, apresentam, pelo menos em uma fase de sua existência, aberturas laterais paralelas na faringe, chamadas fendas branquiais, que dão origem às brânquias nos animais aquáticos, que é por onde eles respiram, e à mandíbula nos animais terrestres. Também têm cauda, que pode se manter ou permanecer invisível durante o desenvolvimento dos indivíduos, como no caso do ser humano.

Para se ter uma ideia, hoje há cerca de 50 mil espécies de verte-brados, que pesam de menos de 1 grama a mais de 100 toneladas (100 mil quilogramas).

FaringeParte dos sistemas digestório e respiratório que une o nariz e a boca à laringe e ao esôfago, por onde passam os alimentos e o ar.


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Atividade 4 Conhecendo melhor os animais vertebrados e invertebrados

1. O número de animais vertebrados (aproximadamente 50 mil es-pécies) é bem menor que o de invertebrados. Como você explica isso? Converse com alguns colegas e anote suas conclusões.

2. Os animais vertebrados dividem-se em cinco categorias, cujas principais características estão registradas no quadro a seguir.

Principais características dos vertebrados

Peixes Anfíbios Répteis Aves Mamíferos

Fecundação Externa Externa Interna Interna Interna

Respiração BranquialBranquial,

cutânea ou pulmonar

Pulmonar Pulmonar Pulmonar

Extremidades Nadadeiras Patas Patas (ausentes nas cobras) Asas e patas Nadadeiras,

patas e/ou asas

Pele Escamas separadas Pele fina e úmida Escamas unidas Penas Pelos

Hábitat Aquático (salgado e doce)

Terrestre e aquático (doce)

Terrestre e aquático Terrestre Predominantemente

terrestre

Analisando o quadro e tendo em vista o que você já sabe sobre o assunto, responda às questões a seguir. Se necessário, consulte um dicionário.


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a) Os cordados podem ser ovíparos ou vivíparos. Qual é o signi-ficado dos termos “ovíparo” e “vivíparo”? Você é um ser oví-paro ou vivíparo? Justifique.

b) Qual é a diferença entre as respirações branquial e pulmonar? Sua respiração é branquial ou pulmonar? Justifique.

c) A alimentação dos cordados é bastante variada: eles podem ser carnívoros, herbívoros ou onívoros. Qual é o significa-do dos termos “carnívoro”, “herbívoro” e “onívoro”? Como você se considera em relação a seus hábitos alimentares?

d) Em que categoria de cordado você classificaria o pinguim, a baleia e a lagartixa? Justifique.


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e) Relacione pelo menos cinco animais de cada uma das catego-rias do quadro. Qual dessas categorias você acredita possuir mais representantes no planeta?

Atividade 5 A extinção de animais

1. Leia o texto a seguir. Depois, em grupo, respondam às questões propostas.

Espécies brasileiras ameaçadas de extinção, sobre-explotadas ou ameaçadas de sobre-explotação

O processo de extinção está relacionado ao desaparecimento de espécies ou grupos de espécies em um determinado ambiente ou ecossistema. Semelhante ao surgimento de novas espécies, a extinção é um evento natural: espécies sur-gem por meio de eventos de especiação (longo isolamento geográfico, seguido de diferenciação genética) e desaparecem devido a eventos de extinção (catástrofes naturais, surgimento de competidores mais eficientes).

Normalmente, porém, o surgimento e a extinção de espécies são eventos extre-mamente lentos, demandando milhares ou mesmo milhões de anos para ocor-rer. Um exemplo disso foi a extinção dos dinossauros, ocorrida naturalmente há milhões de anos, muito antes do surgimento da espécie humana, ao que tudo indica devido a alterações climáticas decorrentes da queda de um grande meteorito.

Ao longo do tempo, porém, o homem vem acelerando muito a taxa de extin-ção de espécies, a ponto de ter-se tornado, atualmente, o principal agente do processo de extinção. Em parte, essa situação deve-se ao mau uso dos recursos naturais, o que tem provocado um novo ciclo de extinção de espécies, agora sem precedentes na história geológica da Terra.

Atualmente, as principais causas de extinção são a degradação e a fragmenta-ção de ambientes naturais, resultado da abertura de grandes áreas para implan-tação de pastagens ou agricultura convencional, extrativismo desordenado, expansão urbana, ampliação da malha viária, poluição, incêndios florestais, for-mação de lagos para hidrelétricas e mineração de superfície. Estes fatores redu-zem o total de hábitats disponíveis às espécies e aumentam o grau de isolamento entre suas populações, diminuindo o fluxo gênico entre estas, o que pode acar-retar perdas de variabilidade genética e, eventualmente, a extinção de espécies.

Outra causa importante que leva espécies à extinção é a introdução de espé-cies exóticas, ou seja, aquelas que são levadas para além dos limites de sua área de ocorrência original. Essas espécies, por suas vantagens competitivas e favo-recidas pela ausência de predadores e pela degradação dos ambientes naturais,

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dominam os nichos ocupados pelas espécies nativas. Com o aumento do comér-cio internacional, muitas vezes indivíduos são translocados para áreas onde não encontram predadores naturais, ou ainda são mais eficientes que as espécies nativas no uso dos recursos. Dessa forma, multiplicam-se rapidamente, ocasio-nando o empobrecimento dos ambientes, a simplificação dos ecossistemas e a extinção de espécies nativas.

Espécies ameaçadas são aquelas cujas populações e hábitats estão desapare-cendo rapidamente, de forma a colocá-las em risco de tornarem-se extintas. A con-servação dos ecossistemas naturais, sua flora, fauna e os microrganismos, garante a sustentabilidade dos recursos naturais e permite a manutenção de vários servi-ços essenciais à manutenção da biodiversidade, como, por exemplo: a polinização; reciclagem de nutrientes; fixação de nitrogênio no solo; dispersão de propágulos e sementes; purificação da água e o controle biológico de populações de plantas, ani-mais, insetos e microrganismos, entre outros. Esses serviços garantem o bem-estar das populações humanas e raramente são valorados economicamente.

A conservação da biodiversidade brasileira para as gerações presentes e futuras e a administração do conflito entre a conservação e o desenvolvimento não susten-tável são, na atualidade, os maiores desafios do Ministério do Meio Ambiente.

O MMA tem, portanto, enormes responsabilidades em relação às espécies ameaçadas de extinção. Em primeiro lugar, destaca-se a elaboração das listas das espécies ameaçadas, com a finalidade de quantificar o problema e permitir o direcionamento de ações para solucioná-lo; em segundo, a proteção e a recupe-ração dessas espécies; e em terceiro, e talvez o mais complexo, o desenho de um modelo de desenvolvimento que assegure a utilização sustentável dos componen-tes da biodiversidade. [...]

BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Espécies ameaçadas de extinção, sobre-explotadas ou ameaçadas de sobre-explotação. Biodiversidade. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/

biodiversidade/espécies-ameaçadas-de-extinção>. Acesso em: 10 jun. 2013.

a) Quais fatores podem causar a extinção de uma espécie? Listem pelo menos três desses fatores e discutam por que eles ocorrem.

b) A redução da variedade de espécies animais pode afetar a vida humana e o planeta como um todo? Como?

PropáguloQualquer estrutura que se desprende de uma planta para originar outra da mesma espécie – por exemplo, partes do ramo.


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c) Na opinião do grupo, o que poderia ser feito para evitar a extinção de animais no Brasil?

2. Faça uma pesquisa sobre os animais em perigo de extinção no Brasil. Você já viu algum deles?

Você estudou

Pense sobre

Nesta Unidade, você estudou as principais características dos animais artrópodes, equinodermos e cordados, que sur-giram há milhões de anos. Aprendeu que os artrópodes cons-tituem o maior grupo animal do planeta e que vivem tanto em ambientes terrestres como aquáticos; que os equinodermos são animais marinhos; e que os cordados são encontrados em qualquer região da Terra. Finalmente, viu também que muitos animais estão em extinção, sendo isso prejudicial ao ambiente, uma vez que pode desequilibrar ecossistemas inteiros.

Os mamíferos são os animais que mamam quando filhotes. Den-tre eles, o ser humano é o único que continua ingerindo leite, mesmo quando se torna adulto. A quais fatores você associa esse fato? Você diria que o hábito de tomar leite quando adulto é uma característica biológica ou social?

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Nesta Unidade, você vai estudar a estrutura da matéria. Verá que vários filósofos e cientistas tentaram descobrir de que ela é feita, até que se chegou à teoria mais aceita atualmente, a qual afirma que a matéria é constituída por pequenas unidades, que chamamos de átomos. Aprenderá, também, as diferenças entre ele-mento, substância e mistura e como é possível separar uma mistura em seus componentes. Enfim, conhecerá algumas propriedades da matéria.

Para iniciar...

Observe a imagem ao lado.

• Essa parede é feita de quê?

• Todas as paredes são feitas desse mesmo material?

• É possível separar as partes que compõem essa parede e, com elas, construir outras paredes?

• O mesmo material que constitui essa parede pode ser utilizado para cons-truir outras estruturas?

Os átomos e os quatro elementos

Muitas casas são feitas de tijolos. Mas os tijolos são feitos de quê? Pode-se dizer que são feitos de matéria. Em lin-guagem científica, matéria é tudo o que possui massa e ocupa lugar no espaço, ou seja, tem volume. Isso, porém, ainda não explica uma importante questão: De que é feita a matéria?

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Do que é feita a matéria?

O filósofo Anaximandro dizia que o nosso mundo é um entre muitos outros que aparecem

de “alguma coisa” e se dissolvem nela. Ele utilizava a palavra “infinito”

para denominar essa coisa.

Há mais de 2000 anos, na Grécia antiga...

E Anaxímenes, que foi seu aprendiz, disse que o que foi e o que será,

inclusive as coisas divinas e os deuses, surgem do ar.

Posteriormente, Heráclito disse que os homens são

deuses e vice-versa, já que existe apenas

uma razão.

Mas, pouco tempo depois,Empédocles disse que é impossível que algo surja do nada.

Essa pergunta tem preocupado filósofos e cientistas desde os tem-pos mais remotos:

Como você pôde perceber na história em quadrinhos, entre os gre-gos, por exemplo, havia duas grandes linhas de pensamento. Alguns filósofos, chamados monistas, acreditavam que tudo era feito de uma única essência. Como, nessa época, há cerca de 2 600 anos, a água era conhecida nos estados sólido (gelo), líquido e gasoso (vapor-d’água), Tales de Mileto (624 a.C.-543 a.C.) dizia que ela era a origem de todas as coisas, que tudo era feito de água. Mas como explicar que a terra, o fogo e a poeira eram constituídos por água? Para responder a tal questionamento, Anaximandro (610 a.C.-547 a.C.), discípulo de Tales, substituiu a água por um princípio, uma substância desconhecida que ele chamou de ápeiron. Já Anaxímenes (588 a.C.-524 a.C.), seu segui-dor, imaginou que o ar era a origem de tudo.

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Outros filósofos gregos, conhecidos como pluralistas, afirmavam que a matéria era feita de algumas poucas substâncias ou partículas. Aristóteles (384 a.C.-322 a.C.), por exemplo, acreditava, assim como Empédocles (cerca de 490 a.C.-cerca de 430 a.C.), que toda matéria era composta de uma mistura de quatro elementos: terra, água, fogo e ar. Segundo ele, esses elementos possuíam as seguintes qualidades (proprie-dades): o fogo era quente e seco; a água, fria e molhada; o ar, quente e molhado; e a terra, fria e seca. O tijolo, por exemplo, sendo frio e seco, seria feito principalmente do elemento terra; em contato com o ar, poderia ficar quente e úmido. Era a quantidade de cada elemento na matéria que lhe daria suas características, como dureza, densidade, transparência etc. A lama seria feita de uma mistura de terra e água; a madeira, mais leve, teria terra, água e ar em sua composição.

Todavia, Leucipo (século V a.C.) e Demócrito (460 a.C.-370 a.C.) já haviam postulado que a divisão da matéria em partes cada vez menores resultaria em uma unidade indivisível, a qual denominaram átomo. Para eles, os átomos teriam as seguintes propriedades:

• Sãoeternos,indivisíveis,homogêneoseinvisíveis.

• Diferenciam-seemformaetamanho.

• Seuagrupamentodeterminaaspropriedadesdamatéria.

Quatrocentos anos depois, o poeta romano Lucrécio (99 a.C.-55 a.C.) tentou sintetizar as ideias de Demócrito e Epicuro (341 a.C.-270 a.C.) sobre o atomismo (ou teoria atômica), escrevendo que a matéria seria feita de partículas extremamente pequenas, imutáveis e indivisíveis que não poderiam ser criadas nem destruídas. Eles acreditavam que, embora constituíssem algumas substâncias comuns, essas partículas teriam forma, tamanho e peso diferentes, e que o espaço entre elas seria vazio. Elas fica-riam juntas nos corpos por ligações mecânicas e, assim, produziriam a variedade infinita de coisas que são observadas no mundo material. A den-sidade de um corpo estaria relacionada à quantidade de espaço vazio entre as partículas, as quais estariam em movimento perpétuo que persistiria por ele mesmo. A natureza do Universo consistiria, então, fundamentalmente, em duas coisas: existiriam as partículas e, também, o vazio.

Atividade 1 Quatro elementos versus atomismo

1. Discuta com alguns colegas sobre as duas teorias propostas – a dos quatro elementos e a atômica – e responda:

a) De qual delas vocês já ouviram falar?


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b) Qual delas parece mais aceitável? Por quê?

2. Elaborem pelo menos um argumento a favor e um contra cada uma das teorias.

Você sabia que os alquimistas acreditavam ser possível transformar qualquer coisa em ouro com o auxílio de uma substância chamada pedra filosofal?

Segundo eles, também poderia ser produzido um remédio universal, um elixir da longa vida capaz de prevenir e curar todas as doenças, permitindo que as pessoas vivessem para sempre. Na busca dessas substâncias, os alquimistas descobriram diversas outras e vários novos elementos químicos, o que contribuiu para o desenvolvimento científico. Durante a Idade Média, muitos deles foram perseguidos pela Santa Inquisição, acusados de bruxaria. Eles acabaram sendo presos, excomungados e queimados vivos, como tantos outros precursores da ciência moderna.

Teoria dos quatro elementos

A favor

Contra

Teoria atômica

A favor

Contra

Da alquimia à química moderna

Com o desenvolvimento humano, novos materiais foram sendo descobertos por alquimistas e pesquisadores. Percebeu-se, por exem-plo, que, para produzir o fogo, era necessário utilizar determinados gases e que o ar era uma mistura de vários gases. Assim, o fogo e o ar não mais poderiam ser considerados elementos fundamentais, pois eles mesmos seriam compostos por outros elementos mais simples. Sendo assim, de que seria feita a matéria? Quais seriam os elementos básicos, constituintes de toda a matéria existente no Universo?

Durante a 1a Revolução Industrial, na segunda metade do século XVIII, com o desenvolvimento das máquinas a vapor, o estudo dos gases passou a ser muito importante. No início do século XIX, o físico e químico inglês John Dalton (1766-1844) realizou experi-mentos com gases e descobriu algumas de suas propriedades. Para explicá-las, retomou o modelo atômico dos gregos e com ele conse-guiu explicar vários fenômenos, como as proporções entre os diver-sos elementos de uma mistura gasosa. Ele imaginava que os átomos eram bolinhas muito pequenas. Cada elemento químico era composto por um tipo de bolinha indivisível e indestrutível, com determinada massa, que não se alterava em uma reação química.

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Elementos Ouro Mercúrio Cobre Prata Ferro Chumbo Estanho

Símbolos utilizados

pelos alquimistas

Símbolos utilizados por John Dalton

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pelos alquimistas

Símbolos propostos

por John Dalton

Nessa época, os cientistas passaram a utilizar novos métodos para analisar suas descobertas, realizando experimentos e utilizando a lin-guagem matemática para representar as proporções e outras relações entre as grandezas observadas. Surgiu daí a química moderna, cujo objetivo é o estudo da composição e das propriedades da matéria, além da energia envolvida em suas transformações. O conhecimento químico ajuda a explicar diversos fenômenos da natureza e tem inúmeras aplicações positivas, sendo responsável por profundos impactos tecnológicos, econômicos e sociais, como a produção de remédios e de novos materiais.

Com o desenvolvimento tecnológico observado no final do século XIX, foi possível produzir um tipo de lâm-pada ornamental em que se podia observar um raio lumi-noso chamado raio catódico. Estudando esse fenômeno, o físico inglês J. J. Thomson (1856-1940) demonstrou que ele era produzido por partículas de carga negativa menores e mais leves do que os átomos de Dalton, às quais deu o nome de elétrons. O modelo atômico, então, foi modificado. Imaginou-se que o átomo seria, na ver-dade, composto por duas partes: uma massa de carga positiva com cargas negativas (elétrons) incrustadas.

Novas pesquisas foram alterando esse modelo, até que se chegou ao modelo mais aceito atualmente. De maneira simplificada, pode-se dizer que a matéria é constituída por átomos. Estes são formados essencial-mente por um núcleo e por elétrons, que circundam o núcleo, em órbitas, como os planetas em torno do Sol. Os elétrons são partículas de carga negativa, enquanto o núcleo é composto por dois outros tipos de partí-cula: os prótons (carga positiva) e os nêutrons (sem carga elétrica). Um átomo tem o mesmo número de prótons e elétrons.

Elétrons

Massa de carga positiva

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Representação de um átomo e suas partes.


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Elemento químico

Elemento químico é um conjunto de átomos que têm a mesma quantidade de prótons no núcleo.

Em linguagem científica, os elementos químicos costumam ser representados por uma letra maiúscula ou por duas letras, a primeira delas maiúscula. Veja alguns exemplos:

Elemento Ferro Oxigênio Carbono Cloro Urânio Flúor Hidrogênio Ouro Prata Cobre

Símbolo Fe O C Cl U F H Au Ag Cu

Atualmente, são conhecidos 118 elementos químicos, 98 deles naturais e 20 artificiais ou sintéticos.

Atividade 2 Elementos químicos

1. Forme um grupo com três ou quatro colegas e indiquem algumas aplicações dos elementos químicos apresentados no quadro.

2. Pesquisem em livros ou na internet cinco elementos químicos diferentes dos da tabela, indicando seu símbolo, onde são encon-trados e as respectivas aplicações.

Transformações químicas e físicasO mundo em que você vive é bastante dinâmico e sofre várias

transformações em que a matéria está envolvida. Há transforma-ções que ocorrem na natureza, e outras que são realizadas pelo ser humano. O aquecimento global, por exemplo, aumenta as tempera-turas do planeta, provocando o derretimento de geleiras e a queima de florestas. As indústrias transformam matéria bruta em produtos para o consumo das pessoas. Essas transformações podem ser quími-cas ou físicas. As transformações químicas são aquelas nas quais os materiais reagem entre si, gerando um novo material, e, por isso, são,

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em geral, irreversíveis. É o caso de uma árvore queimada, que não pode mais ser reconstituída com suas cinzas. Já o gelo, por exemplo, quando derrete, pode ser fundido, gerando mais gelo. Esse tipo de transformação, no qual a matéria permanece constante, é chamado de transformação física, sendo, em geral, reversível.

Substância e mistura

Uma combinação de átomos forma uma molécula. Determinado tipo de moléculas ou de átomos, por sua vez, compõe uma substância. Cada substância possui uma composição química e um conjunto definido de propriedades. Portanto, não é possível encontrar duas substâncias com todas as propriedades iguais. A água, por exemplo, é uma substância formada por moléculas constituídas por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio (fórmula molecular: H2O), e tem como propriedades, entre outras, ser incolor (sem cor), inodora (sem cheiro) e insípida (sem sabor). As substâncias podem ser inorgânicas, como a água, ou orgânicas, como a madeira, e ainda simples ou compostas. As substâncias simples são formadas por um único elemento químico, como o ferro (Fe), o alumí-nio (Al) e o gás hidrogênio (H2), e as substâncias compostas, por mais de um elemento, como a água (H2O), o gás carbônico (CO2) e o cloreto de sódio (NaCl), nome químico do sal de cozinha.

Quando duas ou mais substâncias se associam, formam uma mis-tura. Nesse caso, as propriedades de cada substância não se alteram. As misturas podem ser heterogêneas ou homogêneas. Mistura heterogênea é aquela cujas substâncias podem ser identificadas visualmente, como água e óleo; mistura homogênea é aquela em que não é possível distinguir as substâncias visualmente, como água com açúcar ou sal. Na natureza, é mais comum encontrar misturas do que substâncias puras.

A água no estado sólido (gelo) ou líquido é uma

substância pura.

A água com suco de uva em pó constitui uma mistura homogênea.

Água e óleo formam uma

mistura heterogênea.

Fórmula molecularFórmula que representa a quantidade de átomos de uma molécula. Quando há mais de um átomo do mesmo elemento, o número aparece subscrito ao lado do símbolo do elemento; esse número é chamado índice. Veja o exemplo da molécula de água:

H2O à Um átomo de oxigênio

Dois átomos de hidrogênio

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Bicarbonato........................................44,26Sulfato.....................................................3,60Fluoreto..................................................0,21Sódio.......................................................2,24Potássio..................................................2,80Magnésio...............................................4,09Cálcio......................................................7,19Cloreto....................................................0,81Nitrato.....................................................1,40

COMPOSIÇÃO QUÍMICA (mg/L):

Água mineral natural

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Atividade 3 Substância e mistura

1. Classifique os produtos a seguir como substância ou mistura.

a) Petróleo ________________ f) Alumínio _____________________

b) Leite ___________________ g) Bronze ______________________

c) Cerveja _________________ h) Couro ______________________

d) Sangue _________________ i) Álcool hidratado ______________

e) Ar ______________________ j) Gordura _____________________

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2. Observe o rótulo de água mineral ao lado.

Você diria que a água mineral ou mesmo a água da torneira é uma substância ou uma mistura? Justifique.

3. O tijolo é fabricado com argila, lama ou barro, materiais que podem ser encontrados principalmente nas margens de rios, lagos ou vár-zeas. Eles são compostos por partículas muito pequenas de vários minerais. A argila é um material natural formado por sílica (tecnica-mente, dióxido de silício, cuja fórmula é SiO2), alumina (tecnicamen-te, óxido de alumínio, cuja fórmula é Al2O3) e água.

a) Quais são as substâncias que compõem o tijolo? Elas são sim-ples ou compostas?

b) Quais elementos químicos constituem o tijolo?

34


Separação de misturas

Existem vários métodos de separar misturas. Os mais utilizados são:

• Catação: consiste na separação manual de sólidos diferentes, como acontece na limpeza do feijão antes de cozinhá-lo ou na reciclagem do lixo (resíduos sólidos).

• Decantação: separa substâncias de densidades diferentes. Uma delas fica no fundo ou na superfície do recipiente e pode ser retirada.

• Filtração: separa o líquido de uma mistura sólido-líquido. Utiliza--se um filtro de papel, que funciona como uma peneira microscó-pica, permitindo a passagem do líquido e retendo o sólido.

• Flotação: separa sólidos de densidades diferentes. Os sólidos são jogados na água (ou em outro líquido) e, enquanto alguns deles afundam, outros permanecem na superfície e podem ser retirados. Esse método é usado, por exemplo, para separar plásticos de ou-tros materiais.

• Peneiração: separa dois ou mais sólidos de tamanhos diferen-tes, como pedra e areia, ou sólidos em suspensão em um líquido, como as sementes de um suco.

Atividade 4 Separação de misturas

1. Você viu que o método de catação é utilizado para eliminar im-purezas do feijão antes de cozinhá-lo e para separar os diferentes tipos de lixo que serão reciclados. Em quais outras situações esse método pode ser usado?

2. Relacione pelo menos um exemplo de aplicação de cada um dos métodos de separação de misturas apresentados. Depois, converse com seus colegas e adicionem pelo menos mais um exemplo de cada método.


35

3. Existem outros métodos de separação de misturas além dos que você estudou. Na extração de sal de cozinha, por exemplo, é utili-

zado o método de evaporação, que consiste em deixar evaporar o líquido que está misturado com um sólido. Pesquise com seus colegas ou-tros exemplos de misturas que podem ser sepa-radas por evaporação.

4. O petróleo é uma mistura homogênea de diversas substâncias. Gaso-lina, parafina, GLP (gás liquefeito de petróleo), querosene, solventes, óleos combustíveis e óleos lubrificantes são produtos obtidos do pe-tróleo por processos de separação. Pesquise como essa separação é feita e anote suas conclusões.

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Gasolina

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Resíduos (para�na, asfalto)

Gás

Petróleo

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ns Destilação fracionada do petróleo

36


Propriedades da matéria

Toda matéria possui uma série de propriedades. Algumas delas, como massa, volume, compressibilidade, elasticidade, impenetra-bilidade, divisibilidade e indestrutibilidade, são comuns a todos os tipos de materiais, independentemente das substâncias que os compõem. Outras propriedades, como densidade e cor, dependem das substâncias que compõem a matéria.

Massa

A massa está relacionada com a quantidade de matéria do corpo. É ela que determina a facilidade ou dificuldade com que o corpo muda de velocidade (propriedade chamada de inércia), assim como seu peso.

Essa grandeza pode ser medida com balanças. Sua unidade padrão, adotada em todas as transações no mundo, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), é o quilograma (kg), que equivale a mil gramas (1 000 g).

Volume

O volume corresponde ao espaço que a matéria ocupa. Ele pode ser medido diretamente, em um recipiente graduado, como um copo medidor, uma proveta etc., ou indiretamente, por meio das medidas dos lados do objeto, como uma caixa. A unidade padrão do SI é o metro cúbico (m3), embora seja muito comum o uso de outras uni-dades, como o litro (L), o mililitro (mL) e o centímetro cúbico (cm3).

1 m3 = 1 000 L

1 L = 1 000 mL

1 mL = 1 cm3

Atividade 5 Medidas de volumeRetomando os conhecimentos estudados em Matemática no

8o ano/3o termo, responda:

1. Uma garrafa de refrigerante tem 1,5 L. Quantos mililitros (mL) ela tem? E quantos centímetros cúbicos (cm3)?

2. Uma lata de cerveja tem 350 mL. Quantos litros (L) ela tem? E quantos centímetros cúbicos (cm3)?

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37

3. Uma caixa-d’água tem capacidade para 500 L. Quantos metros cúbicos (m3) ela tem de capacidade?

4. De acordo com a Fundação de Proteção e Defesa do Consumidor (Procon), o gasto médio de água tratada e encanada é em torno de 5,4 m³ por pessoa/mês. Uma família de quatro pessoas vai consu-mir quantos litros de água em um mês?

Atividade 6 Você é o cientista – Experimento: impenetrabilidade

1. Antes de realizar o experimento, reflita: Se um corpo é uma por-ção limitada de matéria, seria possível, então, dois corpos ocupa-rem o mesmo lugar no espaço? Por quê?

2. Realize o experimento e registre suas observações.

Materiais necessários

• 1folhadepapel.• 1copodevidrotransparente.• 1baciacomágua.• 1borrachaouqualquerobjetoqueafundenaágua.Procedimentos

1. Amasse a folha de papel e coloque-a no interior do copo, de modo que ela fique bem presa no fundo. Quando você virar o copo, o papel não pode cair. Vire o copo com a boca para baixo e mergulhe-o na bacia com água. Afunde bem o copo e observe o papel. O que aconteceu? Por quê?

2. Encha o copo com água e coloque-o sobre a mesa. Ponha a borracha (ou outro objeto que afunde) dentro do copo e observe o nível da água. O que aconteceu? Por quê?

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38


3. Retome sua resposta à questão inicial e discuta os resultados do experimento com seus colegas. Sua resposta estava correta? É possível dois ou mais corpos ocuparem o mesmo lugar no espaço? Por quê?

4. O que há em comum entre o resultado do experimento e a situação apresentada na tirinha a seguir?

5. Quando se mistura açúcar na água, o açúcar parece desaparecer. Isso não viola a propriedade de impenetrabilidade da matéria? Água e açúcar não estão ocupando o mesmo lugar no espaço? Por quê?

Compressibilidade

É a propriedade que a matéria tem de reduzir seu volume quando submetida à ação de forças compressoras, como ocorre com o ar e os gases em geral.

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39

Atividade 7 Você é o cientista – Experimento: compressibilidade

1. Para entender melhor como funciona o conceito de compressibili-dade, realize o experimento a seguir.


• 2seringasde20mL.

• 1mangueiradeborrachaouplásticoparaunirasduasseringas.

• 50mLdeáguacomcorante.

Procedimentos

1. Monte o arranjo mostrado na figura superior, inicialmente utilizando apenas o ar para preencher o espaço interno das seringas e da mangueira. Aperte o êmbolo de uma das seringas e observe o que acontece com o da outra. Anote sua observação.

2. Agora, substitua o ar pela água com corante e repita o procedimento anterior. Anote o que observou.

2. Comparando os dois resultados, responda: Qual das duas subs-tâncias é mais compressível, o ar ou a água? Justifique.

Elasticidade

Alguns materiais, como um elástico ou uma mola, têm a capacidade de modificar sua forma sob a ação de uma força e voltar a ela quando essa força para de agir. Por exemplo, se você aperta uma bola de bor-racha, ela deforma, mas, quando para de apertar, ela volta à forma ori-ginal. Essa propriedade de poder voltar à forma original é denominada elasticidade. Seu oposto é a plasticidade: um material que muda de forma sob a ação de uma força e, depois que ela para de agir, não retoma a forma inicial é chamado de plástico.

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40


Divisibilidade

É a propriedade que a matéria tem de poder ser reduzida em partículas extremamente pequenas sem perder suas características. O cimento, por exemplo, é resultado da divisão da rocha até ela virar pó. Depois, com esse pó, podem ser reconstruídas estruturas sólidas como uma rocha.

Indestrutibilidade

Embora a matéria possa ser dividida em pedaços muito pequenos, como pó, não é possível destruí-la. Quando se queima uma folha de papel, por exemplo, produz-se uma fumaça e formam-se as cinzas, ou seja, a matéria não desapareceu, apenas foi transformada em outra. Isso mostra que a matéria não pode ser criada nem destruída, apenas transformada.

Atividade 8 A queima de uma vela

Uma vela acesa, à medida que queima, parece ir desaparecendo aos poucos. Isso não viola a propriedade da indestrutibilidade? Por quê?

Outras propriedades da matéria

Além das propriedades gerais, a matéria também tem proprie-dades específicas, que permitem distinguir uma da outra. Tais pro-priedades podem ser químicas, como aroma, solubilidade, acidez, alcalinidade etc., ou físicas, como cor, dureza, transparência, den-sidade, ponto de fusão e ebulição etc.

Atividade 9 Você é o cientista – Experimento: densidade

Densidade é a relação entre a massa e o volume de um corpo. Ela é uma propriedade específica, que permite distinguir uma substância de outras.

1. Realize o experimento a seguir para determinar a densidade de alguns líquidos.


• 1copodescartávelde250mLoumais.

• 1balança.

• 1seringade20mL.

• 100mLdeágua.

• 100mLdeálcool.

• 100mLdeóleo.


41

Procedimentos

1. Coloque o copo vazio na balança e determine sua massa. Anote o resultado.Massa do copo = ___________ g

2. Comaseringa,coloque20mLdeáguanocoposobreabalançaedetermineamassa de água correspondente. Anote a medida na tabela adiante.

3. Dividaamassadeáguapelovolumecorrespondente(20mL),determinandoa densidade da água. Anote o resultado na tabela.

4. Adicionemais20mLdeáguaaocopoedetermine,então,amassacorres-pondenteaos40mLdeáguaqueestãonocopo.Dividaamassapelovolumecorrespondente(agora40mL),determinandoadensidadedaágua.Anoteoresultado na tabela.

5. Repitaesseprocedimento,acrescentando20mLdeáguaacadavez,atécom-pletar100mL,determinandoamassadeáguaeadensidadecorrespondentes.Anote todos os resultados.

6. Refaça a experiência, substituindo a água pelo álcool.

7. Repita novamente a experiência, agora substituindo o álcool pelo óleo.

Volume (mL) 20 40 60 80 100

ÁguaMassa (g)

Densidade (g/mL)

ÁlcoolMassa (g)

Densidade (g/mL)

ÓleoMassa (g)

Densidade (g/mL)

8. Agora, misture um pouco de água com óleo no copo. O que aconteceu? Por quê?

• Oqueaconteceriasevocêmisturasseálcooleóleonocopo?Re-flita, escreva sua hipótese e, depois, faça a mistura. Sua hipótese estava correta?

42


2. Agora, realize o experimento para determinar a densidade de al-guns sólidos.


• 1copodescartávelde250mLoumais. •1pedraquecaibanocopodescartável.

• 1balança. •1borracha.

• 1seringade20mL. •1caneta.

• 100mLdeágua.

Procedimentos

1. Com a balança, determine a massa da pedra e da borracha. Anote os resultados:

Massa da pedra = _____________ g

Massa da borracha = _____________ g

2. Coloque100mLdeáguanocopodescartávelemarque,comacaneta,aaltura que a água atingiu.

3. Com cuidado, coloque a pedra no copo e observe quanto o nível da água subiu.

4. Com a seringa, retire a água que “subiu”, até a altura que você marcou antes de introduzir a pedra no copo. Anote o volume de água que precisou retirar. Esse volume de água retirado corresponde ao volume da pedra. Explique por que isso é verdadeiro.

a) Qual dos objetos utilizados é mais pesado? Qual é mais denso?

b) Se você tivesse uma mistura de pedras e borrachas, qual mé-todo utilizaria para separá-las?

5. Divida a massa da pedra pelo volume dela, determinando sua densidade. Anote o resultado.

6. Repita esse procedimento com a borracha e determine a densidade dela.


43

Estados físicos da matéria

O estado físico de uma substância é determinado pela maneira como as moléculas que a constituem estão ligadas. Dependendo da maior ou menor interação entre elas, é possível encontrar a matéria em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso.

No estado sólido, as moléculas estão mais próximas e mais

presas entre si do que no estado líquido. No estado gasoso, as

moléculas estão praticamente soltas no espaço.

Cada um dos três estados físicos apresenta propriedades distintas que podem ser alteradas pela variação de temperatura ou pressão.

Quando uma substância muda de estado, ela tem várias proprie-dades macroscópicas, como forma, volume e densidade, alteradas. O mesmo ocorre com suas propriedades microscópicas, como a distân-cia entre os átomos e as moléculas que constituem as substâncias, a força com que os átomos estão agrupados etc.

Propriedades dos estados físicos da matéria

PropriedadeEstado da matéria

Sólido Líquido Gasoso

Forma Definida Indefinida Indefinida

Volume Definido (incompressível)

Definido(compressível) Indefinido

Interação molecular

Muito forte(pouco movimento) Forte Fraca

Exemplos(em temperatura

ambiente)

NaCI (cloreto de sódio – sal de cozinha)

C6H12O6 (açúcar)

H2O (água)Hg (mercúrio)

H2 (hidrogênio)CO2 (gás

carbônico)

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44


Sublimação

Solidi�cação Vaporização

CondensaçãoFusão

Mudanças de estado

A variação da temperatura pode fazer certa substância mudar de estado físico. A pressão também influi na mudança de estado. Ela não interfere muito na fusão ou na solidificação, mas é determinante na sublimação, na vaporização e na condensação. Quanto menor a pres-são, mais fácil para as moléculas do líquido se desprenderem de sua superfície e virarem vapor.

As temperaturas de mudança de estado de uma substância são pro-priedades específicas dela e dependem da pressão local. Seus pontos de ebulição (quando a vaporização acontece) e fusão ocorrem a uma temperatura bem definida, como pode ser observado na tabela a seguir. No entanto, se a pressão muda, esses pontos também variam.

Dados de temperatura e pressão de alcoóis

Alcoóis Ponto de ebulição (ºC) Ponto de fusão (ºC)

Propanol (C3H7:OH) 97,8 − 127

Butanol (C4H9:OH) 99,5 − 114,7

Pentanol (C5H11:OH) 119 − 73,15

Hexanol (C6H13:OH) 157 − 52

Octanol (C8H17:OH) 176,3 − 40,7

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Fonte: POVH, Fabrício et al. Determinação da pressão de vapor de compostos orgânicos por cromatografia gasosa. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 26, n. 2, abr./jun. 2006. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0101-20612006000200034&script=sci_arttext>. Acesso em: 24 jun. 2013.


45

Atividade 10 Pressão e evaporação

Quanto maior é a altitude, menor é a pressão e, consequentemente, menor é o ponto de ebulição da água.

Pressão e evaporação


• 1medidordevolume.• 600mLdeágua.• 1panela.• 1termômetro.Procedimentos

1. Construa em seu caderno uma tabela para anotar as medidas da temperatura da água a cada 20 segundos. Converse com seus colegas sobre como será essa tabela. Quantas linhas e quantas colunas ela deverá ter?

• 1fontetérmica(fogão, lamparina,fogareiro, espiriteira etc.).

• 1cronômetro.• Sal.

250 500 750 1 000 1 250 1 500 1 750 2 000

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50

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(ºC)

Altitude (m)

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Esse gráfico mostra como varia o ponto de evaporação da água em fun-ção da altitude.

1. Se você estivesse esquentando água e reparasse que ela começou a fer-ver a uma temperatura de 94 °C, a que altitude você poderia estar? Justifique.

2. A cidade de São Paulo fica a aproximadamente 740 m de altitude. Qual é a temperatura de ebulição da água em São Paulo?

Atividade 11 Você é o cientista – Experimento: curva de aquecimento

1. Realize o experimento a seguir para analisar o que ocorre com a temperatura de uma substância quando ela evapora.

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Fonte: HyperPhysics. Disponível em: <http://hyperp hysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/kinetic/vappre.html>. Acesso em: 24 jun. 2013.

46


2. Comomedidordevolume,separe300mLdeáguaedespejenapanela.Comotermômetro, meça a temperatura inicial.

3. Coloque a panela no fogo e meça a temperatura da água de 20 em 20 segun-dos, até a água ferver por pelo menos dois minutos. Use o cronômetro para medir o tempo.

4. O que aconteceu com a temperatura da água durante a fervura?

2. Com base em suas observações, responda: O que aconteceria com as medidas se a experiência fosse realizada na cidade de Quito, Equador, a 2 800 m de altura?

3. Construa um gráfico da temperatura em função do tempo para suas medidas. Esse gráfico é chamado de curva de aquecimento. Pesquise o gráfico da curva de aquecimento da água e compare com o que você construiu. Eles são parecidos? Quais são as seme-lhanças e diferenças obtidas?


47

4. Agora, esvazie a panela e coloque os 300 mL de água restantes. Acrescente bastante sal e misture bem, até o excesso de sal precipitar no fundo da panela. Repita o experimento. O que aconteceu com o ponto de ebulição da água? Tente explicar esse resultado com base no modelo atômico.

Solução e concentração

As misturas homogêneas, ou seja, aquelas cujas substâncias que as compõem não são passíveis de distinção, são chamadas de soluções. O ar que você respira, os refrigerantes e mesmo a água que bebe e o bronze dos sinos das igrejas são exemplos comuns de soluções. Logo, as soluções podem ser gasosas, líquidas ou sólidas – estas também são conhecidas por ligas.

Toda solução é constituída por uma base, chamada solvente, à qual se adiciona outra substância, chamada soluto. Portanto, o soluto é a substância dissolvida no solvente e que, geralmente, está em menor quantidade na solução. Por exemplo, a água do mar é uma solução formada por sal e água. O sal é o soluto, pois está dissolvido na água, e a água é o solvente, já que dissolve o sal.

A maneira mais comum de indicar a quantidade de soluto pre-sente em uma solução é a concentração, que se calcula utilizando a seguinte equação:

em que: C é a concentração; msoluto é a massa do soluto, expressa em gramas (g) ou miligramas (mg); e Vsolução é o volume da solução, expresso em litros (L) ou mililitros (mL).

C =msoluto

Vsolução

48


De acordo com a quantidade de soluto em relação à de solvente, a solução pode ser:

• Diluída: com pequena quantidade de soluto.

• Concentrada: com grande quantidade de soluto.

• Saturada: com soluto em quantidade máxima.

• Supersaturada: com soluto em quantidade acima da capacidade que o solvente pode dissolver.

Atividade 12 Comparação de concentrações

1. Retome o rótulo de água mineral da Atividade 3 e localize quais informações estão dadas na forma de concentração.

a) Qual substância apresenta a maior concentração e qual apre-senta a menor?

b) Em sua opinião, é importante que produtos como a água mi-neral apresentem esses valores de concentração? Justifique.

2. Além de colocar sua vida e a de outros em risco, dirigir alcoo-lizado é crime, segundo o Código de Trânsito Brasileiro (CTB). Assim, os artigos 165 e 306, apresentados nos quadros a seguir, mostram as penalidades e medidas administrativas aplicadas de acordo com a Lei no 12.760, de 20 de dezembro de 2012, e a Lei no 11.705, de 19 de junho de 2008, respectivamente.


49

Ação Infrator Legislação Penalidades e medidas

Dirigir sob a influência de álcool ou de qualquer

outra substância psicoativa que determine

dependência

CondutorArt. 165

do CTB (Lei no 12.760/2012)

Infração – gravíssima (7 pontos).Penalidade – multa (dez vezes: 10 x R$ 191,54 = R$ 1 915,40) e suspensão do direito de dirigir por 12 meses. O valor ainda é dobrado se o motorista for reincidente em um ano.Medida administrativa – recolhimento do documento de habilitação e retenção do veículo, observado o disposto no § 4o do art. 270 da Lei no 9.503, de 23 de setembro de 1997, do CTB.

Conduzir veículo automotor com

capacidade psicomotora alterada em razão da

influência de álcool ou de outra substância

psicoativa que determine dependência

CondutorArt. 306

do CTB (Lei no 12.760/2012)

Além das penalidades do artigo 165:Penas – detenção, de 6 meses a 3 anos, multa e suspensão ou proibição de se obter a permissão ou a habilitação para dirigir veículo automotor.Passam também a valer outros indícios para provar que o motorista estava embriagado, como olhos vermelhos, dificuldade psicomotora ou de fala.

Ação Infrator Legislação Penalidades e medidas

Dirigir sob a influência de álcool ou de qualquer

outra substância psicoativa que determine

dependência

CondutorArt. 165

do CTB (Lei no 11.705/2008)

Infração – gravíssima (7 pontos).Penalidade – multa (cinco vezes: 5 x R$ 191,54 = R$ 957,70) e suspensão do direito de dirigir por 12 meses.Medida administrativa – retenção do veículo até a apresentação de condutor habilitado e recolhimento do documento de habilitação.

Conduzir veículo automotor, na via pública,

estando com concentração de álcool por litro de

sangue igual ou superior a 6 (seis) decigramas, ou sob a influência de

qualquer outra substância psicoativa que determine

dependência

CondutorArt. 306

do CTB (Lei no 11.705/2008)

Além das penalidades do artigo 165:Penas – detenção, de 6 meses a 3 anos, multa e suspensão ou proibição de se obter a permissão ou a habilitação para dirigir veículo automotor.

A tabela a seguir apresenta a taxa de álcool no sangue de homens e mulheres, de acordo com o peso e a quantidade de bebida ingerida.

50


Peso Bebida (100 mL)

Taxa de Álcool no Sangue

(TAS)

Reações no organismo

Tempo para a TAS voltar ao normal

65 quilos

Cerveja 0,030Sem perda de coordenação dos movimentos,

ligeira euforia e perda de inibição. Não apresenta sintomas depressivos

1h45

Vinho 0,040 Bem-estar, pouca inibição, calor, relaxamento. Ligeiros deslizes de racionalidade e memória, descuido 2h20

Uísque 0,090 Leve descontrole de equilíbrio, fala, visão, tempo de reação e audição. O autocontrole diminui 5h20

70 quilos

Cerveja 0,027 Sem perda de coordenação dos movimentos, ligeira euforia e perda de inibição. Não apresenta

sintomas depressivos

1h40

Vinho 0,037 2h13


80 quilos

Cerveja 0,024 Sem perda de coordenação dos movimentos, ligeira euforia e perda de inibição. Não apresenta

sintomas depressivos

1h25

Vinho 0,032 1h55


50 quilos

Cerveja 0,046 Bem-estar, pouca inibição, calor, relaxamento. Ligeiros deslizes de racionalidade e memória, descuido

2h45

Vinho 0,062 3h40

Uísque 0,13Grave prejuízo na coordenação motora

e perda de controle de movimento. Visão embaçada e descontrole de equilíbrio

8h15

60 quilos



2h15

Vinho 0,051 Bem-estar, pouca inibição, calor, relaxamento. Ligeiros deslizes de racionalidade e memória, descuido 3h

Uísque 0,11Prejuízo significativo da coordenação motora e

perda de raciocínio lógico. Equilíbrio, visão e tempo de reação comprometidos

6h50

70 quilos



1h50

Vinho 0,044 Bem-estar, pouca inibição, calor, relaxamento. Ligeiros deslizes de racionalidade e memória, descuido 2h35


Hom

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Fonte: Sociedade Beneficente Israelita Brasileira Albert Einstein. Lei seca faz bem à saúde. Disponível em: <http://www.einstein.br/ einstein-saude/bem-estar-e-qualidade-de-vida/Paginas/lei-seca-faz-bem-a-saude.aspx>. Acesso em: 10 jun. 2013.


51

a) Segundo a Lei no 11.705/2008, você diria que, se tomasse 100 mL de cerveja antes de dirigir, poderia ser preso se fosse parado em uma ação policial?

b) Você acha que uma pessoa que dirige bêbada deve ser presa? Discuta com seus colegas sobre os perigos de dirigir alcooliza-do e anotem suas conclusões.

c) Você acha que as mudanças na lei foram válidas? Justifique.

Atividade 13 Você é o cientista – Experimento: coeficiente de solubilidade

O coeficiente de solubilidade de uma substância indica a quantidade máxima de um soluto que pode ser dissolvida em determinado volume de solvente.

Neste experimento, você vai determinar o coeficiente de solubilidade do sal e do açúcar na água e a influência da temperatura nesse valor.

Materiais necessários• 1balança.• 2coposdevidrode300mLoumais.• 1medidordevolume.• 400mLdeágua.• 1colherpequena(café).Procedimentos 1. Determine, na balança, a massa de um copo de vidro vazio. Anote o resultado.

2. Comaajudadomedidordevolume,coloque100mLdeáguanocopoedeter-mine a massa do copo com água. Subtraindo a massa do copo, determine a massa de água correspondente. Anote os resultados.

• Sal.• 1panela.• 1fontetérmica(fogão,lampa-

rina, fogareiro, espiriteira etc.). • Açúcar.

52


3. Adicione uma colher de sal e misture bem, até ele estar completamente dis-solvido na água. Vá acrescentando sal, uma colher de cada vez, sempre mistu-rando bem, até que a solução fique supersaturada, ou seja, até que comece a acumular sal no fundo do copo. Se estiver em dúvida, acrescente mais sal até ter certeza de que não é mais possível dissolver o sal na água.

4. Agora, meça na balança a massa do outro copo de vidro. Anote o resultado.

5. Coloque, nesse copo, a solução supersaturada de água e sal, com cuidado para não derramar o sal que sobrou no fundo do copo onde estava a mistura. Determine a massa de sal que foi misturada à água. Anote o resultado.

6. Dividaamassadosalpelovolumedasolução(100mL),determinandoacon-centração máxima de sal que a água pode dissolver à temperatura ambiente. Esse valor é o coeficiente de solubilidade.

7. Coloque100mLdeáguanapanelaeesquenteatéferver.Repitaosprocedi-mentos anteriores, com cuidado para não se queimar. Compare o coeficiente de solubilidade obtido agora, com a água quente, com aquele obtido anterior-mente, à temperatura ambiente. Você diria que a solubilidade depende da temperatura do solvente? Justifique.

8. Repita os procedimentos com o açúcar. Qual substância é mais solúvel na água: o sal ou o açúcar?

Nesta Unidade, você estudou a estrutura da matéria e suas propriedades. Viu que a tentativa de entender a matéria é bastante antiga, como também o são as teorias de-senvolvidas por vários filósofos e cientistas para explicar de que ela é feita. Observou, ainda, a proposta atual dos cientistas de que a matéria é composta por átomos, e estes, por prótons e nêutrons, agrupados em um núcleo, em torno do qual orbitam os elétrons. Os átomos, que constituem os elementos químicos, associam-se formando moléculas e assim dão origem às substâncias. A combinação destas constitui as misturas.

Você aprendeu também que as misturas podem ser separadas por métodos diversos, dependendo do tipo de material que se pretende separar. Por fim, conheceu as proprie-dades gerais e algumas propriedades específicas da matéria.

Você estudou


53

Nos últimos tempos, o conhecimento químico tem sido alvo de alguns preconceitos. Muitas vezes, utiliza-se a palavra “química” como algo pejorativo. Costuma-se dizer que a química é usada para criar produtos perigosos, como agrotóxicos, pesticidas, inseticidas, venenos e outras substâncias que contaminam o ambiente. Se isso é verdade, também é correto afirmar que são eles que contribuem para ampliar a produtividade do solo e a produção de alimentos. Além disso, sem a química, não seria possível fabricar vacinas, remédios, novos produtos e materiais. Afinal, em sua opinião, a química é boa ou ruim? Por quê?

Pense sobre

54


Nesta Unidade, você vai estudar o movimento dos corpos. Verá que esse conceito é relativo, já que um mesmo objeto pode estar em repouso e em movimento, dependendo da referência adotada. Vai aprender também o que são velocidade, aceleração e força, além de analisar os efeitos da aplicação de uma força sobre um corpo e os diferentes tipos de movimento que ela pode gerar.

Para iniciar...

Observe a imagem a seguir.

3 o movimento e suAs cAusAs

Agora, converse com seus colegas sobre as seguintes questões:

• A figura mostra uma família no automó-vel. Eles estão em movimento? Por quê?

• E o avião? Ele está em movimento?

• Uma pessoa que está dormindo sentada em uma poltrona do avião está parada ou em movimento?

• As janelas da sala de aula estão paradas ou em movimento?

• Vocês estão longe ou perto?

• A trajetória de um objeto no espaço depende do observador, ou seja, de quem está olhando?

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Movimento e repouso

O estudo dos movimentos é um dos ramos mais antigos do conhe-cimento humano. O movimento de astros, rios, barcos, objetos lan-çados ao ar etc. vem inspirando filósofos e cientistas desde os tempos mais remotos. Algumas questões fundamentais motivaram as especu-lações dos naturalistas:

1. O movimento é absoluto ou relativo?

2. O que é necessário para produzir e manter um movimento?

3. Por que em determinadas condições a velocidade de um corpo mantém-se constante no decorrer do tempo, enquanto em outras sua velocidade é variável?

4. Por que os corpos lançados ao espaço adquirem, em determinadas condições, uma trajetória curva?

Atividade 1 Causas do movimento

Que resposta você daria a cada uma dessas questões fundamen-tais? Converse com seus colegas e anotem suas hipóteses.

1.

2.

3.

4.

Referencial, movimento e repouso

Como você viu na Unidade 2, para explicar de que as coisas eram feitas e suas propriedades, Aristóteles afirmava que toda matéria era composta de uma mistura de quatro elementos: terra, água, fogo e ar. Ele acreditava também que a Terra era o centro do Universo e que cada elemento tinha seu lugar natural. O lugar natural do elemento terra seria o centro do planeta; as coisas feitas de terra, então, iriam natu-ralmente em busca do centro da Terra. O lugar natural da água seria a superfície do planeta; isso explicaria por que a água da chuva e das montanhas cai, e a dos poços sobe, buscando a superfície da Terra. E o lugar natural do ar e do fogo seria a atmosfera e os pontos mais altos, motivo pelo qual os gases quentes e o fogo sobem.

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Segundo essa teoria, os objetos mais leves teriam mais ar e/ou fogo, enquanto os mais pesados seriam feitos predominantemente de terra e, por isso, cairiam mais depressa. A trajetória curva adquirida pelos corpos lançados ao espaço seria decorrente de sua composição. Por serem feitos de terra, cairiam naturalmente, mesmo quando lançados para frente, o que lhes conferiria uma trajetória curva. Para Aristóteles, também seria necessária a ação de uma força para produzir e manter um movimento. Essa teoria sobre o movimento prevaleceu sobre outras por mais de 2 mil anos, até que, no século XVII, foi experimentalmente contestada pelo físico italiano Galileu Galilei (1564-1642).

Galileu introduziu o princípio da relatividade do movimento, observando que o estado de repouso ou movimento só pode ser defi-nido quando comparado com algum outro ponto de referência, ou seja, não existe um ponto de referência absoluto com base no qual todos os outros movimentos podem ser medidos.

Quando você está sentado no banco de um ônibus, por exemplo, está parado em relação ao banco, mesmo que o ônibus esteja se movi-mentando em relação à rua, aos postes ou ao ponto de ônibus. O pró-prio banco está parado em relação ao restante do ônibus (à catraca, por exemplo), mas em movimento em relação aos postes. Nesse caso, a rua, os postes e o ponto de ônibus podem ser considerados pontos de referência, ou referenciais, em relação aos quais vai se analisar se um objeto está parado ou em movimento. Portanto, o movimento é relativo, ou seja, depende do referencial adotado.

Sempre que se vai falar em movimento, é preciso definir um referen-cial, isto é, falar de movimento em relação a quem ou a quê. Diz-se que um objeto está em movimento em relação a dado referencial quando sua distância em relação a esse referencial varia no decorrer do tempo.

Se um corpo está em movimento, à medida que o tempo passa, sua posição em relação a um referencial vai mudando. O conjunto de todas as posições que o corpo ocupa no espaço durante seu deslocamento é chamado de traje-tória. Como o movimento do corpo depende do referencial adotado, sua trajetória também depende desse referencial.

Considere o lançamento de uma bola de uma asa-delta que sobrevoa uma praia. A trajetória da bola pode ser uma linha reta,

quando vista da asa-delta que a lançou, ou uma parábola, se observada do solo terrestre.

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Atividade 2 Movimento ou repouso

Retome as questões da seção “Para iniciar...” e analise suas hipó-teses na Atividade 1. Discuta com os colegas novamente e anotem suas conclusões. As respostas iniciais estavam corretas?

Atividade 3 Trajetórias

Você viu que a trajetória de um corpo em movimento depende do referencial. Em seu caderno, desenhe e descreva como seria a trajetó-ria da Lua vista por uma pessoa:

a) na superfície da Lua;

b) na superfície da Terra;

c) fora do Sistema Solar.

Você sabia que o sistema GPS (sigla em inglês de Sistema de Posicionamento Global) foi desenvolvido e operado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos?

Atualmente, ele pode ser acessado por qualquer pessoa que tenha o receptor do sinal emitido pelos vários satélites que compõem o sistema. O GPS é capaz de localizar o usuário do aparelho, informando sua posição na Terra, por meio de suas coordenadas geográficas (latitude, longitude e altitude), com precisão entre 5 e 20 metros.

Receptor móvel de GPS

Segmento espacial composto de 24 satélites

na órbita terrestre

Estação-base e transmissor

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VelocidadeAlgumas vezes, saber se um corpo está ou não em movimento

é suficiente. Em outras situações, no entanto, é necessário também conhecer o tipo de movimento, ou seja, se ele é reto ou curvo, rápido ou lento, uniforme ou variado etc. Para determinar se um movimento é rápido ou lento, os físicos criaram o conceito de velocidade.

Muitas placas de trânsito alertam para a velocidade máxima per-mitida em um local, como a da imagem a seguir, que indica 80 km/h para veículos leves. Isso quer dizer que um automóvel, por exemplo, não pode se deslocar nesse trecho a mais de 80 km por hora. Se andar mais rápido do que isso, estará se movendo com velocidade superior à permitida e não só infringirá a lei, mas também colocará em risco sua vida e a de outras pessoas.

Velocidade é uma grandeza que relaciona o deslocamento de um corpo e o tempo que ele gasta para realizar esse deslocamento. Para um deslocamento qualquer, define-se a velocidade média do corpo nesse movimento como o quociente entre o deslocamento do corpo e o inter-valo de tempo gasto nesse movimento. Matematicamente, escreve-se:

em que: V é a velocidade média do corpo.

Muitas placas de trânsito indicam a velocidade máxima permitida para os veículos.

No Brasil e em muitos países, a velocidade de automóveis é medida em quilômetros por hora (km/h), e, nos países de língua inglesa, em geral, em milhas por hora (Mph). Entretanto, a unidade padrão do Sis-tema Internacional de Unidades (SI) é o metro por segundo (m/s).

V = deslocamentotempo

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Atividade 4 Medindo velocidades

1. Nos Jogos Olímpicos de Londres, o velocista jamaicano Usain Bolt percorreu os 100 m rasos em 9,63 s e os 200 m em 19,32 s. Em qual das duas provas ele desenvolveu a maior velocidade média?

2. Em uma viagem a Maresias (SP), Manu, de caminhão, Maurici-nho, de carro, e Patricinha, de moto, partiram juntos da cidade de São Paulo às 9h e chegaram ao Bar do Tião, já em Maresias, que dista 172 km da capital, às 12h30. Manu foi direto ao litoral, sem parar. Mauricinho e Patricinha pararam juntos, por 20 minutos, em um posto de gasolina. Depois disso, Patricinha ainda ficou pa-rada por mais meia hora em um comando da Polícia Rodoviária.

a) Qual foi a velocidade média de cada um dos viajantes?

b) O ônibus andou o tempo todo nessa velocidade? Ele pode ter andado em algum trecho com uma velocidade maior do que 80 km/h? Justifique.

Manu:

Mauricinho:

Patricinha:

b) Qual deles desenvolveu uma velocidade maior ao longo do trajeto? Justifique.

3. Um ônibus saiu da cidade de São Paulo às 23h e chegou a Dracena às 8h do dia seguinte. A distância entre essas duas cidades é de 650 km.

a) Qual foi a velocidade média desse ônibus?

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4. A adutora de uma empresa rompeu-se, despejando milhares de tonela-das de petróleo em um rio. A correnteza que carregará o petróleo rio abaixo tem uma velocidade aproximadamente constante de 1,5 km/h. Quantos dias esse petróleo gastará para chegar à hipotética cidade de Ejaldina, localizada a 54 km do ponto em que ocorreu o vazamento, caso os órgãos competentes não consigam despoluir o rio a tempo?


• 1régua.• 1garrafaPETtransparentede1,5L.• 1canetaparamarcaragarrafa.• Óleodecozinhasuficienteparapreencher

a garrafa. • 1conta-gotas.• Águacomcorante.• 1cronômetro.Procedimentos

1. Com a régua, meçam 5 cm abaixo da boca da garrafa e façam nela uma marca com a caneta.

2. Façam outra marca 5 cm abaixo da anterior, e assim sucessiva-mente, até chegar à base da garrafa, como mostra a figura.

3. Coloquem o óleo dentro da garrafa. 4. Com o conta-gotas, soltem uma gota de água com corante dentro da garrafa com óleo. Observem o movi-

mento da gota até a base da garrafa. Ele é uniforme?

5. Soltem outras gotas (uma de cada vez) e, com o cronômetro, meçam o tempo que cada uma leva para chegar

até a base da garrafa. O tempo é sempre o mesmo? Ele depende de quê?

Atividade 5 Você é o cientista – Experimento: movimento uniforme?

Quando um corpo se move com velocidade constante, diz-se que seu movimento é uniforme.

Neste experimento, você vai analisar um movimento e verificar se ele pode ser considerado uniforme.

1. Para realizar esta atividade, junte-se a alguns colegas e formem um grupo.

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6. Para verificar, com mais precisão, se o movimento é uniforme, vocês vão determinar a velocidade média da gota em diferentes posições durante sua descida. Para isso, soltem uma gota e, quando ela passar pela pri-meira marca na garrafa, disparem o cronômetro e meçam o tempo que ela gasta, a partir do zero, para passar pelas sucessivas marcas, até percorrer uma distância total de 25 cm. Anotem os resultados na tabela.

Distância (cm) 0 5 10 15 20 25

Tempo (s) 0

Velocidade média (cm/s) 0

7. Dividam a distância que a gota percorre pelo tempo que ela levou para percorrê-la e determinem a veloci-dade média da gota nos intervalos considerados. Anotem os resultados na tabela.

2. Analisando os resultados, vocês diriam que esse movimento é uni-forme ou não? Justifiquem.

3. Construam o gráfico das distâncias em função do tempo para esse movimento. Ele pode ser aproximado por uma reta? Justifiquem.

Aceleração

Na maioria dos movimentos, a velocidade não é constante. Ela aumenta e diminui ao longo do tempo. Por exemplo, ao iniciar uma caminhada, você está parado e vai aumentando a velocidade até atingir um nível confortável, para depois diminuir até parar. A grandeza física que mede o quanto a velocidade muda no tempo chama-se aceleração.

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am = = ∆V∆t

Vf – Vo∆t

Aceleração média é a razão entre a variação da velocidade e o tempo necessário para que essa variação ocorra. Matematicamente, escreve-se:

em que: am é a aceleração média do corpo; ∆V é a variação da veloci-dade, ou seja, a diferença entre a velocidade final (Vf) e a velocidade inicial (Vo); e ∆t é a variação do tempo, ou seja, quanto tempo demo-rou para a velocidade mudar. A unidade da aceleração no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o metro por segundo por segundo (m/s/s) ou metro por segundo ao quadrado (m/s2).

Por exemplo, se um atleta está parado (portanto, sua velocidade inicial é nula) e começa a correr, atingindo a velocidade de 15 m/s em 10 segundos, sua aceleração média será de 1,5 m/s2.

A velocidade é uma grandeza vetorial

Imagine que um automóvel A está em movimento com velocidade de 20 km/h, na esquina da Rua Beta com a Rua Onze. Onde ele estará depois de andar 10 minutos?

Como você deve ter percebido, não é possível responder a essa pergunta, pois as informações dadas são insuficientes. É necessário saber, além da posição inicial do automóvel (esquina da Rua Beta com a Rua Onze) e de sua velocidade (20 km/h), em que direção e sentido ele está se movimentando (por exemplo, na direção da Rua Beta, no sentido da Rua Gama).

Portanto, saber apenas o valor numérico da velocidade não é sufi-ciente. Isso porque a velocidade é uma grandeza vetorial, ou seja, uma grandeza que só fica completamente definida quando são conhecidos sua intensidade, sua direção e seu sentido (que podem ser representados por um único segmento de reta orientado, semelhante a uma seta).

A intensidade é o valor numérico da medida de velocidade, represen-tada pelo comprimento do segmento de reta orientado.

A direção é dada pelo ângulo for-mado entre a velocidade e uma linha de referência (em azul na figura).

O sentido é da origem (A) à extre-midade (B).

Direção

Sentido: de A para B

Intensidade

B

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Assim, ao se observar a ilustra-ção ao lado, é possível dizer que:

• os carros A e B têm a mesma direção (a da Rua Beta e de sua paralela, a Rua Dez) e mesmo sentido (da Rua Gama), mas possuem intensidades de velo-cidades diferentes (20 km/h e 60 km/h, respectivamente);

• os carros A e C têm a mesma direção, mas sentidos opostos e intensidades de velocidades diferentes;

• os carros A e D apresentam a mesma intensidade de veloci-dade, mas estão em direções e sentidos diferentes.

Note que, quando um carro faz uma curva diferente de 180°, mesmo que o valor de sua velocidade não se altere, a direção do movimento muda. Então, se ele estiver se deslocando, por exemplo, pela Rua Dez a 20 km/h, virar à direita na Rua Gama e o velocíme-tro continuar a registrar 20 km/h, é porque foi necessário imprimir alguma aceleração ao carro, visto que, ao alterar sua direção, o carro perderia um pouco da sua velocidade.

Atividade 6 Mudanças de velocidade

Converse com alguns colegas e anotem suas hipóteses sobre as seguintes questões:

1. O que é necessário para que a velocidade de um corpo aumente? E para que a velocidade diminua?

2. Quando um objeto é jogado para frente, como uma caixa sobre o chão ou o apagador sobre a mesa, depois de um tempo ele para. Por quê? O que faz esse objeto parar?

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20 km/hD

20 km/h

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Mudança de velocidade e forças

O conceito de força é intuitivo e bastante utilizado no cotidiano de vários povos, com diferentes significados. É comum, por exemplo, dizer que uma pessoa tem força física ou força de vontade; que um time tem força; que acabou a força quando falta luz; desejar força a amigos ou familiares. Quando uma pessoa move ou tenta movimentar um objeto, ela está aplicando uma força sobre ele. Em cada uma des-sas situações, a palavra “força” tem um significado diferente, depen-dendo do contexto no qual é utilizada.

O conceito físico de força foi definido pelo físico e matemático inglês Isaac Newton (1642-1727), com base nas ideias de Galileu.

Galileu realizando o experimento da bola sobre o plano inclinado.

Até o início do século XVII, pensava-se que, para manter um corpo em movimento, era necessário que uma força atuasse sobre ele, empurrando-o o tempo todo. Em vez de se tentar descobrir por que as coisas mantinham seu movimento por um tempo depois de serem empurradas, como haviam feito Aristóteles e outros filósofos, Galileu perguntou-se por que um objeto em movimento parava. Ele realizou o seguinte experimento: soltou uma bola em um plano inclinado e a deixou rolar pelo chão até parar. Depois, deixou a bola e o plano mais lisos, diminuindo o atrito entre eles, e reparou que a bola foi mais longe. Ele foi diminuindo o atrito entre a bola e a superfície do plano e do chão e observou que a bola ia cada vez mais longe. Então, imaginou que, se não houvesse atrito, a bola continuaria se movendo indefinidamente, sem parar.

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Com base nesse e em outros experimentos, Galileu notou que é necessária a ação de uma força para:

• parar um corpo em movimento;

• movimentar um corpo parado;

• aumentar ou diminuir a velocidade de um corpo;

• modificar a direção do movimento de um corpo.

Assim, ele concluiu que um corpo que está parado permanece parado e um corpo que está em movimento permanece em movi-mento, a menos que uma força seja aplicada sobre eles. Ou seja, a aplicação de uma força modifica a velocidade de um corpo.

Ampliando as observações de Galileu, Newton propôs uma definição de força com base em seus efeitos. Em linguagem científica, força é todo agente físico capaz de modificar a forma e/ou a velocidade de um corpo. Sua unidade no SI é o newton (N). Um newton (1 N) é aproximada-mente a força necessária para manter suspenso um objeto de 100 g.

Quando se aplica uma força sobre um corpo, para onde ele vai? Essa pergunta é impossível de responder, pois não se sabe se a força é suficiente para movimentar o corpo, nem em que direção e em que sentido ela está sendo aplicada. Por isso, a força, assim como a velocidade, é uma grandeza vetorial. As grandezas vetoriais, como força, velocidade e aceleração, diferentemente de outras, como massa, volume e tempo, além de um valor numérico e sua respectiva unidade, precisam também definir uma direção (horizontal, vertical, radial etc.) e um sentido (para cima, para a direita, para o centro etc.).

Leis de NewtonPrimeira lei de Newton – Princípio da inércia

A primeira lei de Newton é, de certa maneira, uma confirmação das ideias de Galileu. Ela estabelece o que acontece com um corpo quando não atuam forças sobre ele ou quando a soma das forças que atuam sobre ele é nula. Assim, se não há forças atuando sobre um corpo, ele tende a permanecer em repouso. E, se a força resultante que atua sobre um corpo é nula, ele tende a manter sua velocidade constante em intensidade, direção e sentido.

Desse modo, conforme a primeira lei de Newton:

O dinamômetro é um aparelho criado para medir forças, mas pode ser utilizado também como balança para medir massas, com a vantagem de ser muito mais compacto e fácil de transportar do que uma balança. Por isso, ele é bastante usado por feirantes e carroceiros.

Você sabia que a intensidade de uma força pode ser medida com um instrumento chamado dinamômetro?

A tendência de um corpo manter a velocidade, em valor numérico, na mesma direção e sentido em que estava recebe o nome de inércia.

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O princípio da inércia ensina por que é preciso utilizar o cin-to de segurança. Em uma colisão frontal, por exemplo, assim que o carro bate, passa a agir sobre ele uma força que o faz parar. Em ra-zão da inércia, porém, o corpo do motorista e o dos passageiros con-tinuam a se movimentar para fren-te. A função do cinto de segurança é a de fixar o indivíduo ao banco, não permitindo que sua inércia o lance contra o painel do carro.

No Brasil, o uso do cinto de se-gurança é obrigatório, como deter-mina o Código de Trânsito Brasi-leiro, pela Lei Federal no 9.503, de 23 de setembro de 1997, artigo 65: “É obrigatório o uso do cinto de segurança para condutor e passageiros em todas as vias do território nacional, salvo em situações regulamentadas pelo Contran”.

O Conselho Nacional de Trânsito (Contran) também estabeleceu regras para o trans-porte de menores de 10 anos e a utilização de dispositivo de retenção para o transporte de crianças em veículos. Segundo a Resolução no 277, de 28 de maio de 2008:

Art. 1o Para transitar em veículos automotores, os menores de dez anos deverão ser transportados nos bancos traseiros usando individualmente cinto de segurança ou sistema de retenção equivalente, na forma prevista no Anexo desta Resolução.

Quando você está andando em um ônibus, carro ou moto, e o motorista freia de repente, você é jogado para frente pela inércia. A inércia é uma resistência à mudança na velocidade e está intimamente ligada à massa do corpo. Quanto maior a massa do corpo, maior a dificuldade em alterar sua velocidade e, portanto, maior a inércia desse corpo. É também por isso que, quando o carro faz uma curva, você tem a sensação de estar sendo jogado para fora, pois a inércia faz que a velocidade de seu corpo, a cada instante, tente manter a direção e o sentido do movimento, que era retilíneo e uniforme.

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§ 1o Dispositivo de retenção para crianças é o conjunto de elementos que contém uma combinação de tiras com fechos de travamento, dispositivo de ajuste, partes de fixação e, em certos casos, dispositivos como: um berço portátil porta-bebê, uma cadeirinha auxiliar ou uma proteção antichoque que devem ser fixados ao veículo, mediante a utilização dos cintos de segurança ou outro equipamento apropriado instalado pelo fabricante do veículo com tal finalidade.

§ 2o Os dispositivos mencionados no parágrafo anterior são projetados para reduzir o risco ao usuário em casos de colisão ou de desaceleração repentina do veículo, limitando o deslocamento do corpo da criança com idade até sete anos e meio. [...]

Você pode conhecer a íntegra dessa resolução acessando o site do Denatran, disponível em: <http://www.denatran.gov.br/download/Resolucoes/RESOLUCAO_CONTRAN_277.pdf> (acesso em: 10 jun. 2013).

Atividade 7 Refletindo sobre a inércia

As máquinas de lavar roupas têm um tambor todo furado onde ficam as roupas que serão lavadas. Após a lavagem, durante a centri-fugação, esse tambor gira bem rápido, a ponto de as roupas ficarem praticamente “coladas” em sua superfície e bem menos molhadas. Esse processo de secar roupas por centrifugação baseia-se no princí-pio da inércia. Converse com seus colegas e tentem explicar como esse mecanismo funciona. Anotem suas hipóteses.

Segunda lei de Newton – Princípio fundamental da dinâmica

A segunda lei de Newton prevê o que acontece quando uma força resultante da soma das forças que atuam sobre um corpo não é nula. Nesse caso, a velocidade do corpo muda de intensidade, direção ou sentido, ou seja, quando se aplica a um corpo uma força suficiente para vencer sua inércia, ele acelera.

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Newton afirmou, pela segunda lei, que a alteração na velocidade de um corpo (aceleração) depende de dois fatores:

• da força (F) aplicada ao corpo: quanto maior for a força aplicada ao corpo, maior será a mudança em sua velocidade (aceleração);

• da massa (m) do corpo: quanto maior for a massa do corpo, menor será a variação em sua velocidade (aceleração).

Assim, a segunda lei de Newton pode ser enunciada como:

F ∆V

F∆V2

2.F ∆V

2.F 2.∆V

A mudança da velocidade no tempo (aceleração) adquirida por um corpo é diretamente proporcional à intensidade da for-ça resultante que atua sobre ele, tem a mesma direção e sentido dessa força resultante e é inversamente proporcional à sua massa.

Formalmente, escreve-se:

F = m . a

em que: F representa a força resultante (soma de todas as forças) que atua sobre o corpo; m, a massa do corpo; e a, a aceleração do corpo.

Alteração da velocidade em função da força aplicada e da massa do corpo.

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Atividade 8 Aplicação da segunda lei de Newton

Quando uma pessoa dirige um carro, muitas vezes pisa no acele-rador, mas a velocidade não aumenta, mantendo-se constante. Isso não é contraditório com a definição de aceleração? Justifique.

Terceira lei de Newton – Princípio da ação e reação

Newton também percebeu que é impossível exercer uma força no vazio, ou seja, toda força atua sobre algo. A partir daí, ele concluiu que, na natureza, as forças nunca aparecem isoladamente, mas aos pares, e afirmou que a força é o resultado da interação entre dois ou mais corpos, ou seja, um corpo sozinho não produz força.

Então, de acordo com a terceira lei de Newton:

Se o corpo A exerce uma força sobre o corpo B, o corpo B também exerce uma força sobre o corpo A, de mesma intensida-de e mesma direção, porém de sentido contrário.

Atividade 9 Aplicação da terceira lei de Newton

1. Já reparou que, para andar para frente, você força os pés para trás e que, para subir um degrau da escada, força os pés para baixo? Que, para nadar para frente, o nadador puxa a água para trás? Que, nos exercícios de barra fixa, a pessoa faz força para baixo para levantar o corpo e, nos de flexão de braços, também para le-vantar o corpo, age como se empurrasse o chão para baixo?

a) Fazer força em um sentido e ir para o outro não parece contradi-tório? Explique como isso é possível utilizando as leis de Newton.

b) Em seu caderno, faça um desenho que represente uma das si-tuações apresentadas no exercício anterior e indique onde está sendo aplicada a força e sua respectiva direção.

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2. Observe a seguinte situação:

Sol

Terra

Lua

A força de atração gravitacional entre o Sol e a Lua é pouco mais do que o dobro da força de atração gravitacional entre a Terra e a Lua. Como a Terra e a Lua são atraídas pelo Sol com praticamente a mesma aceleração, a Terra e a Lua acabam se movendo juntas, como se fossem um corpo só.

Algumas forças importantes

Força gravitacional

Força gravitacional é aquela aplicada pelas massas que compõem o Universo, exercendo atração entre os corpos. A interação gravita-cional depende do valor da massa de cada corpo envolvido e da dis-tância entre eles.

Certa vez, um asno estava sendo atrelado a uma carroça. Subitamente, ele disse ao carroceiro:

– Como já dizia Newton, não faz sentido eu puxar essa carroça. Veja bem: se eu exerço uma força na carroça, ela exerce uma força em mim de mesma intensidade e direção, mas de sentido oposto. Então, se a carroça está parada e eu a puxar, ela não sairá do lugar.

Coloque-se no lugar do carroceiro: Como você convenceria o asno de que o argumento dele é falho? Onde está o erro?

Representação fora de escala

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N (newton)

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O grá�co acima mostra o peso de um objeto de 10 kg na Lua e nos diferentes planetas do Sistema Solar.Para uma mesma massa, o peso de um corpo pode variar entre 16N (Lua) e 264N (Júpiter).


Força peso

Do ponto de vista da Física, peso é uma força que faz um planeta ou seu satélite atrair um corpo que está ao redor para seu centro, e é diferente de massa. Assim, um corpo tem sempre a mesma massa em qualquer lugar do Universo, mas seu peso depende da aceleração da

gravidade no local em que ele está. O peso é um caso particular de força gravitacional. No caso da Terra, por exemplo, trata-se da força que ela exerce sobre um corpo, puxando-o para seu centro, e que o corpo exerce sobre a Terra, puxando-a para si. Como a força é a mesma e a massa da Terra é bem maior do que a das pessoas, a aceleração da Terra é desprezível, mas a das pessoas não. É por isso que se tem a impressão de que a Terra puxa os corpos e objetos próximos a ela.Fonte: OLIVEIRA FILHO, Kepler

de Souza; SARAIVA, Maria de Fátima Oliveira. Astronomia e astrofísica. Departamento de

Astronomia do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio

Grande do Sul (UFRGS). Disponível em: <http://astro.

if.ufrgs.br/ssolar.htm>. Acesso em: 10 jun. 2013.

Força de atrito

Como você já viu ao estudar as descobertas de Galileu Galilei, quando um corpo é lançado sobre uma superfície horizontal, ele para depois de percorrer certa distância. Isso reflete a ação de uma força de resistência a seu movimento, já que reduz sua velocidade. Essa força recebe o nome de força de atrito. Portanto, a força de atrito é uma força de resistência que se opõe ao movimento quando uma superfície desliza sobre a outra. Essa força é paralela às superfícies de contato e opõe-se ao movimento relativo entre elas.

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Força motriz

Força normal

Força pesoForça de atrito

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http://astro.if.ufrgs.br/ssolar.htm

http://astro.if.ufrgs.br/ssolar.htm

A força de atrito ocorre principalmente por causa da rugosidade das superfícies, fazendo que uma delas “encaixe” na outra. Por isso, para diminuir o atrito entre duas ou mais superfícies, é preciso poli--las, reduzindo suas saliências, ou preencher suas reentrâncias com algum líquido lubrificante. A força de atrito depende:

• dos materiais que constituem as superfícies em contato;

• da força de compressão que atua entre as superfícies, representada por uma força chamada reação normal de apoio ou, simplesmen-te, força normal; quanto maior a força de compressão, maior a força de atrito.

Atividade 10 Diminuição do atrito

Provavelmente você já precisou empurrar uma mesa de um lugar para o outro de um cômodo e, para isso, levantou-a um pouco e/ou colocou-a sobre um tapete para depois empurrá-la. Com base no que estudou sobre a força de atrito, explique qual é a função dessa ação.

Força elástica

Como você viu na Unidade 2, uma das propriedades da matéria é a elasticidade. Ela pode ser observada em vários materiais no dia a dia. Alguns deles se deformam de maneira permanente, como quando você amassa uma lata de refrigerante (material plástico), e outros, apenas por um momento, como quando você aperta uma bola de borracha (material elástico).

Quando se amassa uma folha de silicone, esta retoma sua forma e tamanho originais, ou seja, trata-se de um material elástico. Já o papel não tem essa propriedade: uma vez amassado, ele permanece nesse formato; por isso, o papel é um material plástico.

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Atividade 11 Você é o cientista – Experimento: elasticidade

Quando se puxa uma mola com determinada força, percebe-se que ela estica. Será que existe alguma relação entre a força aplicada à mola e o quanto ela estica?

1. Para constatar essa afirmação, realize o experimento a seguir.

2. Qual é a relação entre o número de moedas penduradas na mola e a força que está sendo feita por elas?

3. Construa em seu caderno o gráfico do número de moedas em fun-ção da deformação da mola para suas medidas.


• 1régua.• 1moladecaderno.• 1clipe.• 5moedasiguais.

Procedimentos1. Acerte o zero da régua com uma das extremidades da mola. 2. Pendure o clipe na outra extremidade da mola. 3. Coloque uma moeda no clipe e meça a elongação correspondente da mola

(quanto ela esticou). Anote o resultado na tabela a seguir.

Número de moedas 1 2 3 4 5

Elongação (cm)

4. Repita esse procedimento até completar os dados da tabela.

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4. Compare seus resultados com os de seus colegas. Provavelmente, há diferenças entre eles. A quais fatores vocês atribuem essas diferenças?

5. Qual relação você pode estabelecer entre a força aplicada à mola e o quanto ela estica? Essas grandezas são direta ou inversamente proporcionais? Explique como chegou a essa conclusão.

Você estudou

Nesta Unidade, você estudou o movimento dos corpos. Aprendeu que o movimento é um conceito relativo: um corpo pode estar em repouso e em movimento ao mesmo tempo, dependendo do referencial adotado. Uma vez em movimento, as distâncias de um corpo em relação ao referencial variam, e a rapidez dessa variação é medida pela velocidade. Percebeu também que a velocidade, assim como a força, é uma grandeza ve-torial, ou seja, além de um valor numérico, é preciso conhecer sua direção e seu sentido. Viu ainda que, para mudar a velocidade de um corpo, gerando aceleração, é necessária a ação de uma força sobre ele, embora, para manter a velocidade constante, basta que a soma das forças atuantes sobre o corpo seja nula. Finalmente, conheceu alguns tipos de forças presentes no dia a dia e a diferença entre materiais plásticos e elásticos.


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Segundo o Mapa da Violência 2012, do Instituto Sangari, no Brasil morrem diariamente, em acidentes de trânsito, 112 pessoas em média. O trânsito mata mais do que qualquer doença e mesmo mais do que muitas guerras. O que poderia ser feito para minimizar esse problema? Utilize as leis de Newton para justificar suas hipóteses.

Fonte: WAISELFISZ, Julio Jacobo. Mapa da Violência 2012. Os novos padrões da violência homicida no Brasil. São Paulo: Instituto Sangari, 2012. Disponível em: <http://www.mapadaviolencia.org.br/pdf2012/

mapa2012_transito.pdf>. Acesso em: 10 jun. 2013.

Pense sobre

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http://www.mapadaviolencia.org.br/pdf2012/mapa2012_transito.pdf

http://www.mapadaviolencia.org.br/pdf2012/mapa2012_transito.pdf

Nesta Unidade, você vai estudar a energia. Vai ver que ela é necessária para que as máquinas funcionem e que uma forma de ener-gia pode ser convertida em outra. Também conhecerá as diversas fon-tes de energia e analisará como elas podem ser utilizadas para produ-zir correntes elétricas.

Para iniciar...

Observe a fotomontagem da Terra à noite, obtida de diversas imagens de satélite, e discuta as questões a seguir com seus colegas.

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• O que representam as áreas mais claras na superfície terrestre?

• Quais são as regiões e os países mais claros e mais escuros do pla-neta à noite?

• Existe alguma relação entre essas áreas mais claras e o nível de desenvolvimento dos países?

• Quais são as regiões mais claras do Brasil?

• Sua cidade está entre essas regiões mais claras?

• Seu bairro tem iluminação pública? Ela é suficiente?

• Por que é necessário iluminar as áreas públicas das cidades à noite?

• De onde vem a eletricidade que é utilizada para alimentar as lâmpadas?

• Quais aparelhos funcionam com energia elétrica?

• Como as cidades eram iluminadas antigamente, antes do uso da energia elétrica?

Máquinas simples

Uma das características que distinguem o ser humano dos outros animais é que ele, muitas vezes, busca adaptar o meio a seus interesses, em vez de simplesmente se adaptar ao meio. Por exemplo, enquanto um animal que vive na floresta dá a volta em uma montanha que está em seu caminho ou reduz sua jornada diante de um obstáculo, o ser humano é capaz de modificá-la para construir um túnel no meio dela ou

criar um canal, como o do Panamá, que liga o Oceano Atlântico ao Pacífico, para encurtar distâncias. Diferen-temente do que ocorre com os outros animais, a ação humana não é apenas biolo-gicamente determinada, mas se dá pela incorporação de experiências e conhecimen-tos que são produzidos e transmitidos de uma geração a outra, por meio da educa-ção e da cultura.

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No Paleolítico, o ser humano, na luta pela sobrevivência, desen-volveu uma tecnologia básica que lhe permitiu dominar e modificar o meio em que vivia. Tais avanços tecnológicos eram soluções para as necessidades específicas dos grupos humanos da época, como os instrumentos criados para se defender dos predadores, caçar, cortar carne, desenterrar raízes ou preparar comida. Nesse período, surgi-ram as primeiras máquinas simples, artefatos facilitadores de tarefas diárias, como cortar, triturar e perfurar.

Costuma-se associar a ideia de máquina a aparelhos grandes e sofisticados, como máquinas de lavar roupas, carros, aviões, compu-tadores e, principalmente, as enormes máquinas utilizadas nas diver-sas indústrias. Também se usa o termo máquina em referência a times e a atletas de excelente desempenho. Toda máquina, entretanto, por mais complexa que seja, é uma combinação de máquinas simples. Estas são constituídas de uma só peça e funcionam com o esforço humano. Combinando várias máquinas simples, constroem-se máqui-nas compostas, que realizam tarefas mais complexas.

Em Física, são chamados de máquinas os dispositivos capazes de multiplicar a força humana, transferir energia ou apenas facilitar o trabalho das pessoas, como as chaves de fenda, os interruptores de luz, os aparelhos elétricos, as rodas, as facas de cozinha, as rampas de acesso para cadeirantes etc. As máquinas não produzem força; elas só transformam uma força aplicada a um ponto para outro ponto do espaço, amplificando ou modificando uma ação, ou transformam um tipo de energia em outro.

Você sabia que os seres humanos criaram as primeiras ferramentas entre 3 milhões e 4 milhões de anos atrás?

As ferramentas de pedra, entretanto, surgiram por volta de 2 milhões de anos atrás, no Paleolítico (do grego palaiós, antigo, e lithos, pedra), período compreendido entre 2,5 milhões e 10 mil anos atrás. As ferramentas de pedra encontradas estão bem preservadas, revelando dados interessantes sobre esse período da história da espécie humana. Dentre elas, destacam-se os pedaços de pedra afiados, atualmente conhecidos por cunhas. Embora bastante simples, essas ferramentas permitem perfurar e cortar.

Com as máquinas simples fundamentais (alavanca, roldana, plano inclinado, cunha, roda e parafuso) são construídas as mais complexas.

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Atividade 1 Identificação de máquinas simples

1. Identifique que tipo de máquina simples (alavanca, roda, roldana, plano inclinado, cunha ou parafuso) é utilizado nas situações re-presentadas nas imagens a seguir.

2. Faça uma relação das máquinas simples que você pode observar na sala de aula.

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Atividade 2 Você é o cientista – Experimento: alavancas

Alavanca é uma peça rígida, como uma barra, um cano ou um sarrafo, que pode girar em torno de um eixo chamado ponto de apoio. Dessa maneira, ela permite multiplicar o efeito de uma força aplicada. Sem as alavancas, não seria possível realizar muitas tarefas corriqueiras, como abrir uma lata, acender uma lâmpada, trocar o pneu do carro, pegar objetos e caminhar.

Neste experimento, você vai analisar como isso ocorre. Para tanto, estudará o equilíbrio entre a força peso que atua nas moedas colocadas em diferentes pontos de uma alavanca.

1. Forme um grupo com quatro colegas e façam a divisão das tarefas apresentadas a seguir, respeitando as diferentes opiniões e sugestões.


• 1réguade30cm,preferencialmentedemadeira •12moedasde5centavosououtrosobjetos ou plástico duro. de mesma massa.

• 1canetaoulápis.

Procedimentos

1. Equilibrem a régua sobre a caneta, apoiando-a na metade do comprimento.

2. Coloquem duas moedas no lado esquerdo da régua.

3. Coloquem duas moedas no lado direito da régua, fazendo que ela fique em equilíbrio.

Arranjo para o estudo de alavancas.

4. Determinem a distância entre o centro das moedas dos dois lados e o meio da régua, onde está a caneta. Essa distância chama-se braço. Anotem os dados na primeira linha da tabela da próxima página, na coluna “Braço (em cm)”.

5. Multipliquem o número de moedas e a distância, completando as colunas “Produto”.

6. Repitam os procedimentos 3, 4 e 5, aumentando o número de moedas do lado direito para 3, 4, 5 e 6.

7. Coloquem uma moeda em um ponto qualquer do lado esquerdo da régua e tentem equilibrá-la com duas moedas do direito. Meçam os braços da força aplicada dos lados direito e esquerdo da régua e anotem os dados na tabela. Façam o cálculo do “Produto” de cada braço, completando a penúltima linha da tabela.

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8. Repitam o procedimento do item anterior utilizando três moedas do lado esquerdo, tentando equilibrá-las com as mesmas duas do lado direito.

Lado esquerdo Lado direito

Número de

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Braço (em cm)

Produto (moedas × distância)

Número de

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Braço (em cm)

Produto (moedas × distância)

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2 15,00 30,00 3

2 15,00 30,00 4

2 15,00 30,00 5

2 15,00 30,00 6

1 2

3 2

a) Comparem os valores da coluna “Produto” dos lados esquer-do e direito da régua. O que vocês percebem?

b) Com base nesses dados, qual relação é possível estabelecer entre a força aplicada em uma alavanca e a distância até o ponto de apoio dessa alavanca? Justifiquem.

c) Se fossem colocadas dez moedas a 5 cm do meio da régua, quantas moedas deveriam ser colocadas a 25 cm do meio da régua, porém do lado oposto, para equilibrá-la?

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2. Por que as maçanetas de uma porta são colocadas distantes das dobradiças e não próximas delas?

3. O braço humano pode ser considerado uma alavanca? E a mão? Justifiquem.

Força, trabalho e energiaA primeira forma de energia utilizada pela espécie humana foi

produzida pelo próprio corpo. A energia que o organismo necessita para se manter vivo, movimentando-se, respirando e tudo o mais, tem como única fonte a energia química armazenada nos alimentos. Para os seres vivos, os alimentos funcionam como combustível. Durante muito tempo, os primeiros hominídeos, assim como os demais ani-mais, exerceram sua capacidade de realizar tarefas usando apenas seu corpo, sua energia e sua força.

Com o passar do tempo, os ancestrais do ser humano desenvolve-ram a capacidade de adaptação ao meio ambiente, produzindo instru-mentos que facilitavam a coleta e a caça de alimentos. Quando a caça e/ou a colheita minguavam, eles migravam para outro lugar em busca de melhores condições. Dessa maneira, sua sobrevivência estava for-temente subordinada ao clima e ao ciclo da água, os quais dependem da energia que vem do Sol.

O domínio do fogo fez que a energia solar pudesse ser substituída pelo calor e pela luz da chama, permitindo ao ser humano usar mais uma fonte de energia além da proveniente diretamente do Sol e da obtida dos alimentos. Com isso, ele foi capaz de multiplicar sua força de trabalho, iniciando um longo processo de transformação do meio ambiente. Contribuiu também para esse fato a domesticação dos animais, utilizados tanto na sua alimentação quanto para ajudá-lo a realizar suas tarefas. Essa domesticação ocorreu apenas a partir dos últimos 15 mil anos.


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Também há 15 mil anos, apro-ximadamente, o Homo sapiens teria iniciado o cultivo de plantas e a criação de animais. Existem indícios de que, entre 9000 a.C. e 7000 a.C., já se praticava a cria-ção de ovelhas, cabras, vacas e porcos na região que corresponde atualmente à situada entre o Ira-que e Israel. Nessa época, o ser humano também começou a culti-var a terra e a irrigá-la. As plan-tações mais antigas de que se tem notícia são de centeio e cevada. Essas atividades deram origem aos primeiros povos agriculto-res, agrupados preferencialmente ao longo dos rios. A produção de artefatos de metal, há cerca de 5 mil anos, favoreceu seu afasta-mento dos rios. Tais ferramentas e a força (tração) animal passa-ram a ser utilizadas para arar mais terras, cortar plantas, carregar e empurrar cargas mais pesadas etc., modificando sensivelmente a paisagem. Muitos grupos, então, abandonaram a prática nômade e formaram as primeiras comunida-des fixas.

O ser humano, assim, usava diferentes ferramentas e fontes de energia, sobretudo a armazenada nele mesmo e em outros animais,

para transformar o meio ambiente, adaptando-o à sua sobrevivência e não mais tendo de se adaptar a ele. Só depois de muito tempo é que o trabalho animal e o trabalho humano começaram a ser substituídos por máquinas mais elaboradas.

Apesar de se ter reduzido a dependência do meio ambiente, até hoje o ser humano é muito influenciado por ele, dependendo total-mente dos seus recursos.

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No século XVIII, o surgimento das máquinas a vapor, que transformavam energia térmica em energia mecânica, alterou a organização social drastica-mente. O desenvolvimento científico necessário para amparar a revolução tecnológica passou a ser prioridade em vários países, que se deram conta da necessidade de incentivar o estudo e as pesquisas científicas. Com a produção de máquinas mais complexas, o con-ceito clássico de força deu lugar a um novo conceito científico: o de energia.

Apesar de o termo energia ser bas-tante utilizado, sua definição não é fácil, nem mesmo consensual. No senso comum, são vários os significados, até mesmo místicos, como energia negativa, energia dos minerais, energia dos cha-cras e energia vital.

A publicidade se aproveita da cono-tação positiva atribuída à palavra, transmitindo a ideia de que ter energia é sinônimo de saúde, juventude e vitali-dade, a fim de induzir as pessoas a con-sumir remédios, alimentos, sucos “ener-géticos”, cosméticos e roupas que têm cores “energéticas” etc.

Atividade 3 A energia na mídia

Leia o texto a seguir e responda às questões propostas.

Bebidas energéticas

Bebidas energéticas, geralmente, possuem em sua composição, além de carboidratos:

• Taurina:éumaminoácidoqueparticipadefunçõesfisiológicasimportantes,como a excreção rápida de produtos tóxicos no organismo. Não se conhecem bem os efeitos de seu consumo sobre nossa saúde em longo prazo.

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• Glucoronolactona:éumcarboidratoquepossuifunçãodesintoxicanteeauxi-lia na metabolização de substâncias.

• Cafeína:aceleraacognição,diminuindoafadigaeaumentandooestadodevigília.

• Inositol:esseisômerodaglicoseprevineoacúmulodegorduranofígadoemelhora a comunicação cerebral, a memória e a inteligência.

• Vitaminas:asprincipaisencontradasnosenergéticossãoaniacina,B6,B12,riboflavina e ácido pantotênico. Sua presença está relacionada à reposição das doses recomendadas.

A união desses componentes resulta em uma bebida agradável ao paladar e que proporciona energia e ausência de sono para diversas atividades: desde horas extras de estudo à maior disposição para curtir uma festa. Uma única lati-nha é capaz de garantir esses efeitos por até três horas, dependendo do orga-nismo da pessoa. Assim, não é difícil compreender o porquê de seu consumo, entre 2006 e 2010, ter aumentado mais de 300%, segundo a Associação Brasi-leira das Indústrias de Refrigerantes e Bebidas Não Alcoólicas (Abir).

Apesar desses efeitos, os energéticos devem ser consumidos esporadica-mente e com moderação, já que mascaram a fadiga do indivíduo, provocam insônia e podem aumentar significantemente a frequência cardíaca. Além disso, níveis muito elevados de cafeína podem desencadear crises epilépticas, derrame cerebral e até mesmo morte. A bebida também é capaz de acelerar a perda de cálcio e magnésio pelo organismo, resultando em câimbras e, em longo prazo, osteoporose; e tem alto poder de provocar dependência, o que pode vir a ser um problema significativo.

Ingeridas ou misturadas juntamente com bebidas alcoólicas, essas bebidas podem provocar a desidratação, já que a cafeína e o álcool são substâncias diu-réticas. Essa mistura também pode intensificar os efeitos do álcool, mas masca-rando seu estado de embriaguez, já que a pessoa se sente bem menos sonolenta do que usualmente aconteceria. Isso permite que a pessoa não tenha dificul-dade em beber muito além da conta, criando uma maior tendência a comporta-mentos de risco.

Considerando o exposto, fica a dica: nunca consuma mais de duas latinhas de energético em um mesmo dia e evite misturar essa bebida com as alcoólicas. Caso o faça, defina anteriormente, e de forma sensata, a quantidade máxima dessas substâncias que irá tomar, e cumpra esse compromisso, ingerindo bastante água nos intervalos. Nessa situação, não dirija!

Mulheres grávidas jamais devem usar energéticos, já que tal ato pode provo-car aborto espontâneo ou nascimento de bebê de baixo peso.

Curiosidade:

As bebidas energéticas não cumprem o mesmo objetivo que as bebidas espor-tivas, também chamadas de isotônicos. Essas bebidas à base de água, sais mine-rais e carboidratos têm a função de repor líquidos, eletrólitos e carboidratos que costumam ser perdidos, principalmente, através do suor, durante atividades físi-cas intensas, como corridas competitivas.

ARAGUAIA, Mariana. Bebidas energéticas. Brasil Escola. Disponível em: <http://www.brasilescola.com/curiosidades/perigo-das-bebidas-energeticas.htm>. Acesso em: 10 jun. 2013.

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1. Por que muitas pessoas ingerem energéticos?

2. Quais são os riscos envolvidos no consumo de energéticos?

3. Qual é a mensagem que as propagandas sobre essas bebidas pro-curam transmitir para leitores, telespectadores ou radiouvintes? Elas apresentam tanto as vantagens como as desvantagens do con-sumo desses produtos?

4. Em sua opinião, é válido o uso de energéticos para aparentemente melhorar a performance das pessoas? Justifique.

Energia e sua transformação

Mesmo não havendo consenso sobre a definição precisa de ener-gia, a ideia mais aceita é a de que ela está relacionada com a possibi-lidade de um sistema realizar algum tipo de trabalho físico, ou seja, movimentar algum corpo ou transformar as propriedades da matéria. Nesses processos, a energia pode ser transferida a outro corpo, mui-tas vezes mudando de forma e recebendo outro nome. Por exemplo: a energia química armazenada em uma pilha se converte em energia sonora em um rádio ou em energia luminosa em uma lanterna.


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Desse modo, chega-se a uma ideia central da Física: o princípio da conservação da energia. Segundo ele, a principal característica da energia é sua conservação, ou seja, a energia não pode ser criada nem destruída. Ela apenas se transforma, muda de forma, de lugar e, mui-tas vezes, de nome, mas sempre há, ao final de qualquer processo, a mesma quantidade de energia do início. Por isso, quando alguma atividade requer energia, esta só pode ser obtida de outra forma de energia já existente, por meio de transformações. A energia associada ao movimento de um automóvel, por exemplo, é obtida pelo motor por meio da transformação da energia química armazenada nos com-bustíveis (gasolina, álcool, GLP, diesel etc.).

Tipos de energia

As formas mais conhecidas de energia são a mecânica, a química, a térmica e a elétrica. Quando a energia está armazenada para ser utilizada, como em uma represa ou em uma pilha, ela é chamada de energia potencial. Quando está sendo usada para movimentar algo, é denominada energia cinética. A energia cinética está associada ao movimento, e a energia potencial, à possibilidade de gerar um movi-mento ou uma transformação.

Reservatórioda represa

Turbina movida a energia mecânica Rio

Comporta

Gerador

Linhas de transmissão

Torres de transmissão

A energia mecânica armazenada nas águas de uma represa se converte em energia elétrica, que é conduzida pela rede de distribuição e transforma-se em luz nas residências.

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Transformação de energia

Quase toda energia utilizada na Terra tem sua origem na energia produzida pelo Sol.

De acordo com o cientista francês Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-1794), na natureza nada se cria e nada se perde: tudo se trans-forma. Esse princípio, que, inicialmente, se aplicava à matéria, foi estendido também para a energia.

A energia utilizada na Terra tem sua origem nas reações de fusão nuclear que ocorrem no interior do Sol. Tais reações transformam a energia nuclear, entre outras, em energia térmica e luminosa.

Essa energia atravessa o espaço e incide sobre a Terra, tornando-se sua fonte primária de energia, que ilumina o planeta, aquece a atmos-fera e possibilita a vida. Entre outros fenômenos, ela é responsável pelos ventos, pelos ciclos da água e do carbono e pela fotossíntese – pro-cesso realizado pelas plantas em que a energia solar é transformada em energia química, armazenada nas ligações entre os átomos que formam certas moléculas orgânicas.

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Realização de um experimento por Lavoisier.


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Quando você se alimenta, a energia química armazenada nos ali-mentos é transformada em calor, em energia mecânica (produzindo os movimentos do corpo) e em energia elétrica (responsável pelos impulsos nervosos). Além disso, parte dela é armazenada em novas substâncias, como massa muscular, estrutura óssea, gorduras etc.

Os combustíveis, como o petróleo e seus derivados, o álcool e o biodiesel, também são o resultado da energia proveniente do Sol que foi armazenada nas ligações químicas entre seus átomos e moléculas. Outro exemplo é o motor de um carro, que, quando acionado, trans-forma a energia química em energia cinética, fazendo que as rodas girem e o carro se movimente.

As pilhas e as baterias são elementos que funcionam como peque-nas usinas transformadoras de energia química em energia elétrica. Se as pilhas estiverem em um rádio, por exemplo, essa energia elétrica é convertida em som (que transporta uma forma de energia mecânica chamada energia sonora ou energia acústica) pelos alto-falantes. Já o microfone faz o percurso inverso dos alto-falantes, transformando a energia sonora em energia elétrica. Esta, por sua vez, depois pode ser convertida em energia química, mecânica ou eletromagnética e ficar armazenada em um disco ou em uma fita magnética.

Por isso, sempre que você observar alguma coisa acontecendo, pode se questionar: De onde vem a energia para que isso aconteça?

A energia não é criada nem destruída, ela se

transforma, passando de um corpo para outro ou de um lugar para outro.

Elétrica

Radiante

Mecânica

Química

Térmica

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Atividade 4 Transformação de energia

1. As imagens a seguir representam dispositivos que transformam energia, chamados de transdutores. Indique, em cada uma delas, quais são as energias envolvidas.

2. Identifique uma situação ou equipamento correspondente a cada uma das transformações de energia, conforme o exemplo:

Energia elétrica → mecânica:

Energia mecânica → elétrica:

Energia elétrica → térmica:

Energia térmica → elétrica:

Energia elétrica → radiante:

Energia radiante → elétrica:

Energia elétrica → química:

Energia química → elétrica:

Motor de liquidificador.

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Energia mecânica → térmica:

Energia térmica → mecânica:

Energia térmica → radiante:

Energia radiante → térmica:

Energia térmica → química:

Energia química → térmica:

Energia radiante → química:

Energia química → radiante:

Energia química → mecânica:

3. Observe a sala de aula e identifique pelo menos três situações em que ocorre transformação de energia.

4. Como o processo de geração de energia elétrica invariavelmente provoca alterações que podem deteriorar o meio ambiente, o au-mento desmedido do consumo coloca em risco a saúde do planeta.

a) Como você pode contribuir para diminuir o consumo de energia elétrica?

b) Como você viu, as pilhas e as baterias transformam energia química em energia elétrica. Pesquise o que deve ser feito com pilhas e baterias quando elas não podem mais ser utilizadas. Elas podem ser jogadas no lixo? Por quê?

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Atividade 5 Você é o cientista – Experimento: a energia armazenada nos alimentos

Além de nutrientes para promover o desenvolvimento, os alimen-tos servem de combustível para os seres vivos. A energia armazenada neles é consumida e utilizada pelos organismos para manter suas fun-ções vitais e realizar várias atividades.

1. Faça o experimento a seguir para reconhecer que os alimentos armazenam energia e comparar a energia que eles armazenam.


• Água.• 1copodevidropequenoegrosso

ou lata pequena.• 1termômetro.• 1telametálica.• 2tijolos.• 1alicateoupinça.• Fósforoouisqueiro.• Amendoimtorrado.• Batatafritaindustrializada(tipochips).• Salgadinhoindustrializado.• Biscoitorecheado.

Procedimentos1. Coloqueaproximadamente80mLdeáguanocopo(ounalata)emeçacomo

termômetro a temperatura inicial do conjunto. Anote o valor na tabela a seguir.

2. Ponha o copo sobre a tela apoiada nos tijolos, como mostra a figura.

3. Com o alicate (ou a pinça), pegue um amendoim, com cuidado para não que-brá-lo, e, com o fósforo (ou isqueiro), aqueça-o até pegar fogo.

4. Quando o amendoim estiver pegando fogo, coloque-o sob o copo, a fim de aquecer a água, e espere que ele queime completamente.

5. Quando o amendoim estiver totalmente queimado, meça a temperatura final da água. Anote o valor na tabela.

6. Troque a água contida no copo e repita os procedimentos anteriores para os outros alimentos, sempre trocando a água entre um e outro.

Alimento Temperatura inicial (°C)

Temperatura final (°C)

Variação de temperatura (°C)

Amendoim

Batata frita

Salgadinho

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a) Por que foi necessário utilizar sempre a mesma quantidade de água no experimento?

b) Qual alimento aqueceu mais a água?

c) Qual alimento possui mais energia?

2. O tamanho (quantidade) dos alimentos é um fator importante para saber qual deles tem mais energia? Justifique.

3. De qual alimento pingou mais óleo? Será que esse alimento faz bem à saúde?

Energia elétrica

Desde a sua descoberta, a energia elétrica tem sido cada vez mais importante para a humanidade. Os avanços tecnológicos contemporâ-neos – como o desenvolvimento da informática e a produção de com-putadores, das mídias eletrônicas, da internet, dos telefones celulares, dos tratamentos médicos, entre outros – só foram possíveis graças à energia elétrica.

Ela é a principal fonte de energia da Terra e é gerada pela trans-formação de outras formas de energia. A facilidade de ser transmitida de um lugar para outro torna seu custo relativamente baixo.

94


Ao longo dos últimos 200 anos, a utilização da energia elétrica se tornou fundamen-tal para possibilitar a realização de diversas atividades essenciais à qualidade de vida, ao trabalho, ao lazer etc. É por isso que a Constituição Federal de 1988 considera o acesso à energia elétrica um direito de todo cidadão brasileiro.

Veja quais são alguns direitos do consumidor, segundo a Resolução Normativa no 414/2010, da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel):

[...]• Receber energia elétrica em sua unidade consumidora nos padrões de tensão e de índices de continui-

dade estabelecidos;

• Ser orientado sobre o uso eficiente da energia elétrica, de modo a reduzir desperdícios e garantir a segurança na sua utilização;

• Escolher uma entre pelo menos 6 (seis) datas disponibilizadas pela distribuidora para o vencimento da fatura;

•Receber a fatura com antecedência mínima de 5 (cinco) dias úteis da data do vencimento, exceto quando se tratar de unidades consumidoras classificadas como Poder Público, Iluminação Pública e Serviço Público, cujo prazo deve ser de 10 (dez) dias úteis;

•Responder apenas por débitos relativos à fatura de energia elétrica de sua responsabilidade, salvo nos casos de sucessão comercial; [...]

• Ter acesso à estrutura adequada para apresentação de suas solicitações e reclamações, bem como efetuar o pagamento de sua fatura de energia elétrica sem ter que se deslocar do seu município; [...]

• Ser ressarcido por valores cobrados e pagos indevidamente, acrescidos de atualização monetária e juros; [...]

• Ser informado, por escrito, com antecedência mínima de 15 (quinze) dias, sobre a possibilidade da suspensão de fornecimento por falta de pagamento;

• Ter a energia elétrica religada, no caso de suspensão indevida, sem quaisquer despesas, no prazo máximo de até 4 (quatro) horas, a partir da constatação da distribuidora ou da informação do con-sumidor; [...]

• Ser informado sobre a ocorrência de interrupções programadas, por meio de jornais, revistas, rádio, televisão ou outro meio de comunicação, com antecedência mínima de 72 (setenta e duas) horas; [...]

• Ser informado, por documento escrito e individual, sobre as interrupções programadas, com antece-dência mínima de 5 (cinco) dias úteis, quando existir, na unidade consumidora, pessoa que dependa de equipamentos elétricos indispensáveis à vida; [...]

ANEEL. Resolução Normativa no 414/2010. Direitos e deveres do consumidor de energia elétrica. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/biblioteca/downloads/livros/Folder_direitos%20e%20deveres_REN_414.pdf>. Acesso em: 10 jun. 2013.

Atividade 6 Fontes de energia elétrica

Atualmente, existem várias maneiras de obter a energia elétrica uti-

lizada pela humanidade. As mais comuns ocorrem em usinas termelé-

tricas, hidrelétricas e eólicas. Além delas, existem as usinas nucleares e,

ainda, a produção de corrente elétrica com energia solar.


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Importação8,1%

Biomassa1

5,4%

Carvão e derivados2

1,3%

Eólica0,2%

Gás natural2,6%

Hidráulica76,9%

Derivados de petróleo2,9%

Nuclear2,5%

Notas:1 Biomassa inclui lenha, bagaço de cana, lixívia e outras recuperações.2 Inclui gás de coqueria.


Importação8,1%

Biomassa1

5,4%

Carvão e derivados2

1,3%

Eólica0,2%

Gás natural2,6%

Hidráulica76,9%

Derivados de petróleo2,9%

Nuclear2,5%

Notas:1 Biomassa inclui lenha, bagaço de cana, lixívia e outras recuperações.2 Inclui gás de coqueria.


Fonte: Empresa de Pesquisa Energética. Balanço energético

nacional 2010 – Ano-base 2009. Disponível em: <https://ben.epe.

gov.br/downloads/Relatorio_Final_BEN_2010.pdf>.

Acesso em: 10 jun. 2013.

Fonte de energia Como produz eletricidade Aspectos positivos Aspectos negativos

Biomassa

Petróleo/carvão

Hidrelétrica

Eólica

Solar

Nuclear

2. Discuta com seus colegas os aspectos positivos e negativos das di-versas formas de obtenção de energia elétrica. Depois, respondam, justificando: Vocês são a favor ou contra a utilização da energia nuclear como fonte de energia elétrica no Brasil?

3. O gráfico a seguir apresenta a proporção das diferentes fontes de energia que compõem a matriz energética brasileira. Analise-o e responda às questões.

1. Pesquise sobre as fontes de energia a seguir, indicando qual forma de energia é transformada em eletricidade, como essa transformação é feita e quais são os aspectos positivos e negativos na utilização dessas fontes. Em seu caderno, faça um quadro como o do modelo.

Oferta interna de energia elétrica por fonte – 2009

96


a) Qual é a fonte de energia mais utilizada no Brasil? E a menos utilizada?

b) Pesquise qual é a diferença entre fontes de energia renováveis e não renováveis. No Brasil são usadas mais fontes de energia renováveis ou não renováveis?

4. Se você participasse de uma votação para decidir qual fonte de ener-gia deveria ter seu uso ampliado na matriz energética brasileira, em qual delas votaria? Por quê? Discuta sua resposta com os colegas.

Atividade 7 Consumo de energia elétrica

1. O gráfico a seguir mostra o consumo de energia elétrica em cada setor econômico no Estado de São Paulo, em setembro de 2012. Analise-o e responda às questões.

Fonte: Governo do Estado de São Paulo. Subsecretaria de Energia. Resumo executivo: 3o trimestre 2012, p. 10. Disponível em: <http://www.energia.sp.gov.br/a2sitebox/arquivos/documentos/376.pdf>. Acesso em: 10 jun. 2013.

Outras0,10%

Serviços públicos3,88%

Poderes públicos2,40%

Iluminação pública2,30%

Rural2,79%

Comercial18,89%

Industrial41,51%

Residencial28,11%

EJA_CIE_9_U4_i018__nova_2a_provaConsolidado Estado de São Paulo setembro/2012 – consumo MWh


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a) Qual setor apresentou o maior consumo de energia elétrica no Estado? E o menor?

b) Qual foi a porcentagem total de energia elétrica consumida pelo setor público?

c) Qual porcentagem de megawatts-hora (MWh) o setor residen-cial consumiu nesse mês?

2. Agora, analise esse outro gráfico. Ele mostra o consumo médio dos aparelhos domésticos que funcionam com energia elétrica. Em seguida, responda às questões.

Fonte: Companhia Paranaense de Energia (Copel). Uso eficiente de energia na sua casa, 4 jan. 2013.

Disponível em: <http://www.copel.com/hpcopel/root/nivel2.jsp?endereco=%2Fhpcopel%2Froot%2Fp

agcopel2.nsf%2F0%2F9C83B5131AF54B1B032573EC005D8B0D>.

Acesso em: 10 jan. 2013.

Iluminação20%Televisão

10%

Ferro elétrico6%

Máquina de lavar5%

Chuveiro elétrico25% Outros

4%

Geladeira e freezer30%


Aparelho Consumo

a) Organize os aparelhos em ordem decrescente de consumo de energia.

Uso doméstico da energia elétrica

98


b) Identifique, para cada aparelho, qual é o tipo de energia que ele produz por meio da energia elétrica, completando o qua-dro conforme o exemplo.

Aparelho Transforma energia elétrica em energia...

Geladeira e freezer Principalmente térmica e um pouco de energia sonora (a geladeira e o freezer “fazem barulho”).

Ferro elétrico

Chuveiro elétrico

Televisão

Iluminação

Máquina de lavar

c) Qual tipo de transformação consome mais energia?

d) O consumo de energia de um aparelho depende de sua po-tência e do tempo que ele é utilizado. A potência relaciona a quantidade de energia que o aparelho transforma com o tempo que ele demora para realizar essa transformação, sendo medida em uma unidade chamada watt (W). Pesqui-se, em sua casa, a potência de alguns aparelhos e indique, no quadro a seguir, quanto tempo cada um deles permane-ce ligado por dia.

Aparelho Tempo ligado em um dia

Televisão

Geladeira

Rádio


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3. Leia o texto a seguir e depois responda ao que se pede.

Como evitar desperdícios

Sugestões para usar melhor os eletrodomésticos sem desperdiçar energia elétrica.

Geladeira

•Nãoabraaportasemnecessidadeouportempoprolongado.

•Coloqueeretireosalimentosebebidasdeumasóvez.

•Eviteguardaralimentosoulíquidosquentesnageladeira.

•Nãoforreasprateleirasdageladeiracomplásticosouvidros.

•Eviteaformaçãodeumacamadamuitoespessadegelo,façaodegelo periodicamente.

•Noinverno,diminuaaregulagemdatemperatura.

•Mantenha limpaaparte traseira, evitandoutilizá-lapara secar panos, roupas etc.

•Verifiqueseasborrachasdevedaçãodasportasestãoembomestado. Faça assim:

1. Feche a porta da geladeira prendendo uma folha de papel e tente retirá-la. (Repita esse teste em toda a volta da porta.)

2. Se ela deslizar e sair facilmente, é sinal que as borrachas não estão vedando corretamente. Nesse caso, troque as borrachas em uma oficina de qualidade.

Chuveiro elétrico

•Evitebanhosquentesdemorados.

•Utilizeaposição“inverno”somentenosdiasfrios.Achavenaposição “verão” gasta até 40% menos energia. Não mude a chave “verão-inverno” com o chuveiro ligado.

•Nãodiminua,nãoemendenemreaproveiteresistênciaquei-mada.

•Afiaçãodeveseradequada,beminstaladaecomboasconexões.Fios derretidos, pequenos choques e cheiro de queimado são sinais de problemas que precisam ser corrigidos imediatamente.

•Secostumalavarobanheiroutilizandoaáguadochuveiro,man-tenha a parte elétrica desligada.

100


Iluminação

•Eviteacenderlâmpadasduranteodia;abrabemascortinasepersianas e use ao máximo a luz do sol.

•Usecoresclarasnasparedesinternasdasuaresidência–ascores escuras exigem lâmpadas com potência maior (watts), que consomem mais energia.

•Prefiralâmpadasfluorescentesoufluorescentescompactas,poisiluminam melhor, consomem menos energia e duram até dez vezes mais do que as lâmpadas incandescentes.

•Apaguesempreasluzesdosambientesdesocupados,salvoaquelas que contribuam para a segurança.

•Limperegularmenteluminárias,globosearandelasparaterumbom nível de iluminamento.

Televisor, aparelho de som e computador, entre outros

•Televisão,somoucomputador?Mantenhaligadosomenteoapa-relho que você está utilizando.

•Eviteohábitodedormircomaparelhosligados.•Nãodeixeaparelhosligadossemnecessidade.

Ferro elétrico

•Espereacumularumaboaquantidadederoupaepassetudodeumavez.Ligaroferrováriasvezesaodiadesperdiçamuitaenergia.

•Nocasodeferroelétricoautomático,useatemperaturadeaque-cimento indicada para cada tipo de tecido, iniciando sempre pelas roupas que requerem temperaturas mais baixas.

•Deixeoferrodesligadoquandonãoestiveremuso,mesmoporintervalos curtos.

Máquinas de lavar roupa e louça

•Utilizeasmáquinasdelavarroupaoulouçasemprenacapaci-dade máxima.

•Utilizeaquantidadeadequadadesabãooudetergente,paranãoter que repetir a operação de enxaguar. [...]

Companhia Paranaense de Energia (Copel). Uso eficiente de energia na sua casa, 4 jan. 2013. Disponível em: <http://www.copel.com/hpcopel/root/nivel2.jsp?endereco=%2Fhpcopel%2Froot%2Fpagcopel2.nsf%2F0%2F9C83B5131AF54B1B032573EC005D8B0D>. Acesso em: 10 jan. 2013.


101

a) O texto apresenta uma série de coisas que as pessoas não devem fazer. Você costuma fazer alguma delas, como deixar a televisão e o rádio ligados ao mesmo tempo ou sair de um ambiente e deixar a luz acesa? Converse com seus colegas para saber se eles também fazem algumas dessas coisas, que podem ser evitadas. Organizem uma lista delas e o que fazer para evitá-las.

b) Algumas dessas sugestões poderiam ser utilizadas em seu am-biente de trabalho? Quais?

c) Escreva uma frase que poderia ser utilizada em uma cam-panha para diminuir o consumo de energia elétrica. Depois, apresente-a para seus colegas. Discuta com eles se ela pode ter o efeito esperado ou não e por quê. Anote suas conclusões.

102


Corrente elétrica

Quando os elétrons de um material se movimentam juntos, na mesma direção e no mesmo sentido, como se fossem as gotas de água de um rio, eles geram uma corrente elétrica. Os materiais que facili-tam o fluxo dos elétrons são chamados de condutores elétricos. Os principais deles são os metais, como o cobre, o ferro, o latão e o zinco. É a corrente elétrica que faz os aparelhos elétricos funciona-rem. Ela é gerada nas usinas elétricas e percorre as linhas de transmis-são, chegando até as casas, como mostra a figura a seguir.

Fonte: Companhia Paranaense de Energia (Copel). Energia elétrica sem riscos. Disponível em: <http://www.copel.com/hpcopel/root/nivel2.jsp?endereco=%2Fhpcopel%2Froot%2Fpagcopel2.nsf%2Fdocs%2F632B3341600DD534032573EC0062C0D7>. Acesso em: 10 jun. 2013.

Linhas dedistribuiçãode energia

Transformador

TransformadorSubestação

Subestação

Usina de energia

Conjunto gerador

No Brasil, a maior parte da energia elétricavem das hidrelétricas. Observe o caminho queela percorre até chegar à sua casa. Agora,pense: em casa, desde a hora de acordar até a hora de dormir, você usa energia elétrica.Para o desenvolvimento de uma nação, a eletricidade é produtividade, pois move equipamentos que transformam coisas e produzem bens e serviços.

O CAMINHO DA ENERGIA ELÉTRICAATÉ A SUA CASA Torres de transmissão de energia

Atividade 8 Você é o cientista – Experimento: acendendo uma lâmpada

Para que os aparelhos elétricos funcionem, é necessário que este-jam instalados em um circuito elétrico, no qual a corrente elétrica possa fluir. O aparelho só funciona quando o circuito está aberto. É por isso que os aparelhos devem ser ligados na tomada e têm um botão liga/desliga, que abre ou fecha o circuito.

Hud

son

Cala

sans


103

1. Em grupo, façam o experimento a seguir.


• 1lâmpadade1,5volt(V)(lâmpadadelanterna).

• 1pilhade1,5volt(V)nova.

• Aproximadamente 10 cm de fio de cobre, desencapado e com as pontas raspadas.

Procedimentos

Utilizando a lâmpada, a pilha e o fio, façam que a lâmpada acenda. À medida que forem tentando, registrem, na forma de desenhos, os arranjos que estão uti-lizando, até conseguirem fazer a lâmpada acender. Desenhem, por fim, o circuito elétrico que fez a lâmpada acender.

2. Comparem os diferentes arranjos realizados até conseguirem acender a lâmpada e expliquem por que eles não funcionaram.

Eletricidade e magnetismo Até pouco mais de 200 anos atrás, pensava-se que eletricidade e

magnetismo eram dois fenômenos absolutamente distintos e indepen-dentes. Com os experimentos realizados por físicos como o dinamar-quês Hans Christian Oersted (1777-1851) e o inglês Michael Faraday

104


(1791-1867), entretanto, essa visão sobre a natureza foi modificada. Atualmente, acredita-se que eletricidade e magnetismo são manifesta-ções diferentes de uma mesma origem: as cargas elétricas. Essas car-gas têm propriedades elétricas quando estão em repouso e proprieda-des magnéticas quando estão em movimento.

Atividade 9 Você é o cientista – Experimento: corrente elétrica e campo magnético

Em 1820, Oersted observou, acidentalmente, que, quando uma cor-rente elétrica passava próximo de uma bússola, provocava um comporta-mento estranho nela: algo diferente ocorria com sua agulha. Agora você vai observar que efeito é esse.



• 1bússola.

• 1pilhade1,5Vnova.

Procedimentos

1. Coloquem a bússola sobre a mesa e observem o que ocorre com ela. Mudem a bússola de lugar na mesa e vejam o que ocorre com sua agulha. Anotem suas observações.

2. Montem um circuito elétrico ligando o fio às extremidades da pilha e aproximem-no da bússola, conforme a figura.

3. Modifiquem a posição entre o fio e a bússola e anotem suas observações.

2. Existe alguma relação entre a corrente elétrica e a posição da bús-sola? A corrente elétrica altera a posição da bússola?

• Aproximadamente10cmdefiodecobre, desencapado e com as pontas raspadas.

© P

aulo

Sav

ala


105

Depois de analisar os resultados de um experimento parecido com o que você realizou, Oersted concluiu que a corrente elétrica era capaz de produzir um campo magnético que alterava a direção da agulha da bússola, e que, portanto, eletricidade e magnetismo seriam fenômenos relacionados. Pouco mais de dez anos depois, Faraday descobriu que, assim como a corrente elétrica pode gerar um campo magnético, o campo magnético também pode gerar uma corrente elé-trica. Esse é o princípio utilizado em quase todas as usinas de pro-dução de energia elétrica: uma hélice, movida pela força das águas, do vento ou do vapor-d’água, movimenta ímãs em relação aos fios metálicos e produz a corrente elétrica que chega às casas.

Atividade 10 Você é o cientista – Experimento: formas de eletrização

Tales de Mileto observou, por volta do século V a.C., que, ao atritar uma resina bastante utilizada na produção de ornamentos, denominada âmbar, com um pano ou pele de animal, ela adquiria a propriedade de atrair outros materiais leves, como pedaços de palha ou penas de pequenas aves. Como essa substância (âmbar) recebe em grego o nome de élektron, Tales teria chamado essa propriedade de eletricidade, termo que prevalece até hoje.



• Meiafolhadepapelpicado.

• 1canudodeplásticofino(comoosutilizadosparatomar refrigerante).

• 1folhadepapeltoalha,panodelãoumeia-calça.

Procedimentos

1. Espalhem o papel picado sobre a mesa.

2. Atritem o canudo com o papel toalha (ou pano de lã ou meia-calça) durante aproximadamente 30 segundos.

3. Aproximem o canudo dos pedaços de papel e vejam o que acontece. Anotem suas observações.

4. Atritem novamente o canudo com o papel toalha durante 30 segundos e, em seguida, lentamente, coloquem o canudo inteiro encostado na parede e soltem-no. Anotem suas observações.

© P

aulo

Sav

ala

106


2. Tentem explicar o que aconteceu, tomando como base a estrutura da matéria e sua composição atômica.

Como você viu na Unidade 2, os átomos (e a matéria em geral) são compostos por prótons, elétrons e nêutrons. A quantidade de pró-tons e elétrons costuma ser a mesma, mas, quando se atritam dois materiais, os elétrons de um deles podem se transferir para o outro. Com isso, um material fica com excesso de elétrons (mais elétrons do que prótons) e passa, então, a apresentar propriedades elétricas. O outro material atritado, que perdeu os elétrons, fica com excesso de prótons (mais prótons do que elétrons) e também vai apresentar pro-priedades elétricas. Ao aproximar o canudo dos pedacinhos de papel, estes passam a ser atraídos pela carga elétrica armazenada no canudo. Algo semelhante acontece quando se coloca o canudo na parede: sua carga elétrica vai fazer que ele fique preso a ela.

Você estudou

Nesta Unidade, você estudou a energia. Viu que ela é necessária para o funcionamen-to das máquinas, desde as simples, como uma alavanca, até as mais complexas. Apren-deu que as máquinas podem ampliar a ação de uma força, transferir energia de um lugar para outro e transformar diferentes formas de energia, pois, na natureza, a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada de uma forma em outra.

Você estudou ainda que a forma de energia mais utilizada pela humanidade em seu cotidiano atualmente é a elétrica, podendo esta ser gerada de várias maneiras, em usinas hidrelétricas, termelétricas, eólicas, nucleares ou solares. Outro assunto visto por você é que cargas elétricas em movimento produzem corrente elétrica. E esta, quando circula em um circuito elétrico, faz que os aparelhos eletroeletrônicos funcionem. Além disso, aprendeu ainda que essa corrente elétrica gera um campo magnético, e este, por sua vez, pode gerar corrente elétrica, princípio que rege a geração de eletricidade nas usinas. Por fim, você estudou a eletrização por atrito.


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Na metade do século XIX, iniciou-se a utilização de novas fon-tes de energia, além de lenha e carvão, por exemplo, o petróleo, e novas formas de energia, como a eletricidade. Elas foram responsáveis pelo grande avanço no desenvolvimento da sociedade, possibilitando a produção de eletrodomésticos, automóveis, aviões, computadores, celulares etc. e trazendo mais conforto para a vida das pessoas.

Você acha que esse conforto está disponível para todos? O que poderia ser feito para que todos, de fato, tivessem acesso aos benefí-cios do progresso científico?

Pense sobre

108


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