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ENSINO MÉDIO CIÊNCIAS DA NATU REZA E SUAS TECNOLOG IAS EVOLUÇÃO, TEMPO E ESPAÇO MANUAL DO PROFESSORMA N U AL D O PR O FE SS O R E V O LU Ç Ã O , T E M P O E E S P A Ç O E N S IN O M É D IO CI ÊN CI A S D A N AT U RE ZA E S U A S TE CN O LO GI A S Madson Molina ana Fukui João Batista aguilar Editores responsáveis: André Zamboni Lia Monguilhott Bezerra Venerando santiago de oliVeira (Venê) Organizadora: SM Educação Obra coletiva, desenvolvida e produzida por SM Educação. 02 01 P2 12 03 02 01 P2 12 03 13 6 CÓ DI GO D A C OL EÇ ÃO CÓ DI GO D O LI VR O PN LD 2 02 1 O BJ ET O 2 MA TE RI AL D E DI VU LG AÇ ÃO . VE RS ÃO S UB ME TID A À AV AL IAÇ ÃO . 2 900002 080629 2 0 8 0 6 2 ISBN 978-65-5744-177-0 SP_PNLD21_CAPA_CN_EVOLUCAO_MP_DIVULGACAO.indd 2 19/04/2021 15:12 Organizadora: SM Educação Obra coletiva, desenvolvida e produzida por SM Educação. São Paulo, 1a edição, 2020 AnA Fukui Doutora em Linguística Aplicada pela Universidade do Vale do Rio dos Sinos (Unisinos). Mestra em Ciências – Ensino de Física pela Universidade de São Paulo (USP). Licenciada em Física pela USP. Atuou como professora de Física em escolas das redes pública e particular de ensino e em projetos de formação de professores. Pesquisadora em Comunicação da Ciência. João BAtistA AguilAr Bacharel e licenciado em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências (IB) da Universidade de São Paulo (USP). Mestre em Ecologia e doutor em Ciências pelo IB – USP. Professor no Ensino Fundamental e no Ensino Médio e na Educação de Jovens e Adultos. MAdson MolinA Graduado em Engenharia Elétrica pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP). Licenciado em Ensino de Física pela Universidade Católica de Brasília (UCB). Licenciado em Pedagogia pela Universidade Cruzeiro do Sul. Professor de Física em escolas da rede particular de ensino. VenerAndo sAntiAgo de oliVeirA (Venê) Bacharel e licenciado em Física pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Professor de Física em escolas das redes pública e particular de ensino e em curso pré-vestibular. Pesquisador em novas metodologias e mídias para o ensino de Física. Autor de diversos materiais em divulgação científica e ensino de Física. Coordenador e apresentador de canal de ensino de Física em plataforma de compartilhamento de vídeos e em redes sociais. editores resPonsÁVeis: André ZAMBoni Licenciado em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Especialista em Jornalismo Científico pela Unicamp. Editor de livros didáticos. liA Monguilhott BeZerrA Bacharela e licenciada em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências (IB) da Universidade de São Paulo (USP). Mestra em Ciências, área de concentração Botânica, pelo IB – USP. Editora de livros didáticos. CIÊNCIAS DA NATU REZA E SUAS TECN OLOGIAS EVOLUÇÃO, TEMPO E ESPAÇO ENSINO MÉDIO MANUAL DO PROFESSOR SP_PNLD21_FRONT_CN_EVOLUCAO.indd 1 22/09/20 14:50 Ser Protagonista Ciências da Natureza e suas Tecnologias – Evolução, Tempo e Espaço © SM Educação Todos os direitos reservados Direção editorial M. Esther Nejm Gerência editorial Cláudia Carvalho Neves Gerência de design e produção André Monteiro Edição executiva Lia Monguilhott Bezerra Edição André Henrique Zamboni, Carolina Mancini Vall Bastos, Juliana Rodrigues F. de Souza, Marcelo Augusto Barbosa Medeiros, Marcelo Viktor Gilge, Sylene Del Carlo, Tomas Masatsugui Hirayama, Tatiana Novaes Vetillo, Filipe Faria Berçot, Mauro Faro Colaboração técnico-pedagógica Marco Silveira, Barbara Kazue Amaral Onishi, Marcia Maria de Moura, Luciana Valéria Nogueira, Alterson Cação Suporte editorial Fernanda Fortunato, Karina Miquelini Coordenação de preparação e revisão Cláudia Rodrigues do Espírito Santo Preparação: Ana Paula Ribeiro Migiyama, Eliane de Abreu Santoro Revisão: Ana Paula Ribeiro Migiyama, Fátima Valentina Cezare Pasculli, Vera Lúcia Rocha Apoio de equipe: Alzira Aparecida Bertholim Meana, Beatriz Nascimento, Camila Durães Torres, Camila Lamin Lessa, Lívia Taioque Coordenação de design Gilciane Munhoz Design: Andreza Moreira Coordenação de arte Ulisses Pires Edição de arte: Vivian Dumelle Assistência de arte: Mauro Moreira, Selma Barbosa Celestino Assistência de produção: Leslie Morais Coordenação de iconografia Josiane Laurentino Pesquisa iconográfica: Bianca Fanelli Tratamento de imagem: Marcelo Casaro Capa Gilciane Munhoz, Lissa Sakajiri Ilustração de capa: Hannah Nader Projeto gráfico Gilciane Munhoz, Thatiana Kalaes Editoração eletrônica Setup Bureau Pré-impressão Américo Jesus Fabricação Alexander Maeda Impressão SM Educação Rua Tenente Lycurgo Lopes da Cruz, 55 Água Branca 05036-120 São Paulo SP Brasil Tel. 11 2111-7400 atendimento@grupo-sm.com www.grupo-sm.com/br Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Ser protagonista : ciências da natureza e suas tecnologias : evolução, tempo e espaço : ensino médio / Ana Fukui... [et al.] ; obra coletiva, desenvolvida e produzida por SM Educação ; editores responsáveis André Zamboni, Lia Monguilhott Bezerra. — 1. ed. — São Paulo : Edições SM, 2020. Outros autores: João Batista Aguilar, Madson Molina, Venerando Santiago de Oliveira (Venê) Bibliografia. ISBN 978-65-5744-176-3 (aluno) ISBN 978-65-5744-177-0 (professor) 1. Ciências da natureza (Ensino médio) 2. Tecnologia educacional I. Fukui, Ana. II. Aguilar, João Batista. III. Molina, Madson. IV. Oliveira, Venerando Santiago de. V. Zamboni, André. VI. Bezerra, Lia Monguilhott. 20-41290 CDD-373.19 Índices para catálogo sistemático: 1. Ensino integrado : Livro-texto : Ensino médio 373.19 Cibele Maria Dias - Bibliotecária - CRB-8/9427 1a edição, 2020 Em respeito ao meio ambiente, as folhas deste livro foram produzidas com fibras obtidas de árvores de florestas plantadas, com origem certificada. SP_CIE_NAT4_PNLD21_INICIAIS_002.indd 2 9/18/20 11:47 AM APRESENTAÇÃO Caro(a) estudante, Você já deve ter ouvido falar nas mídias e até mesmo discutido em rodas de conversa sobre temas como energia e suas aplicações no cotidiano, preservação e conservação ambiental, reações quími- cas, engenharia genética e tecnologias aplicadas ao estudo dos átomos. Esses são alguns temas do mundo contemporâneo relacio- nados às Ciências da Natureza. Assim, conhecê-los significa poder compreender assuntos que fazem parte da nossa vida e refletir de modo mais consciente sobre o mundo em que vivemos. Esta coleção foi pensada de modo a articular os conhecimen- tos das áreas que compõem as Ciências da Natureza e suas Tec- nologias. Nesta proposta, conhecimentos da Biologia, da Química e da Física integram-se de forma organizada, simples e direta, para fortalecer sua compreensão e ampliar sua visão de mundo e de si mesmo. Esperamos que a obra colabore para o aprimoramento do seu pensamento crítico, contribuindo para a aquisição dos conteú- dos formais por você, estudante, e para que se torne um cidadão mais participativo e atuante. Aproveite-a para questionar e ques- tionar-se, aprofundando sua reflexão e motivando-se para a ação. Acreditamos em seu protagonismo e em sua capacidade de bus- car respostas e soluções para os desafios presentes e para os que estão por vir. Temos confiança de que, por meio de sua atuação e de sua interação com o mundo, você desenvolverá as competências e as habilidades necessárias ao pleno exercício da cidadania no sé- culo XXI, seguindo caminhos coerentes com seu projeto de vida. Bom trabalho! Equipe editorial 3 A PR ES EN TA ÇÃ O D O S CO N TE ÚD O S E BO XE S PR O JE TO AB ER TU RA S CONHEÇA SEU LIVRO PR O JE TO SÉRIE DE VÍDEOS IDENTIFICANDO FAKE NEWS SOBRE TEMAS CIENTÍFICOS O que será feito Hoje, é muito comum receber ou encontrar alguma notícia que, à primeira vis- ta, parece séria e confiável,mas depois se revela sem fundamento. Mais do que uma maneira pouco ética de atrair a atenção das pessoas e de movimentar as redes sociais, as chamadas fake news podem ir muito além da “trolagem” (pala- vra derivada de troll, termo em inglês para designar pessoas que usam as redes sociais para enganar, ofender e perseguir pessoas consideradas vulneráveis). As notícias falsas ou tendenciosas também são usadas para manipular a opi- nião pública e, assim, podem gerar sérias consequências para a vida de milha- res de pessoas. É provável que você conheça pessoas que, influen- ciadas por fake news, duvidam ou em algum momen- to já duvidaram de fatos e argumentos científicos, co- mo a eficácia das vacinas ou os efeitos antrópicos no atual cenário de mudanças climáticas globais. Embo- ra haja ampla divulgação de textos embasados em dados e informações científicas confiáveis, em jornais, revistas e sites sobre essas e outras questões, muitas pessoas acabam se “informando” e baseando seus julgamentos pelas fake news, principalmente por aquelas veiculadas em redes sociais. Sendo assim, o que pode ser feito para combater a desinformação sobre temas científicos gerada pelas fake news? Neste projeto, você e os colegas vão refletir sobre as características e os problemas gerados por fake news em assuntos ligados às ciências. O resultado dos questionamentos e das pesquisas que vocês fa- rão vai embasar a elaboração de vídeos para contes- tar determinadas fake news à luz do conhecimento científico. Esses vídeos serão apresentados às comunidades escolar e externa. Objetivos » Pesquisar e selecionar fake news relacionadas a temas científicos. » Identificar e estabelecer critérios que caracterizam as fake news. » Roteirizar, produzir e divulgar uma pequena série de vídeos apresentando fake news, discutindo seus impactos negativos na sociedade e refutando-as com base no conhecimento científico. Preparação Analisando textos e identificando fake news Nem sempre é fácil reconhecer uma notícia ou uma informação falsa. O mo- vimento antivacinas, por exemplo, ganhou força, principalmente, após a A disseminação de informações falsas ou incorretas pela mídia ou pelas redes sociais é um dos principais responsáveis pela persistência de movimentos antivacina, marcados pelo medo e pela insegurança. C hr is to ph S ch m id t/ pi ct ur e al lia nc e vi a G et ty Im ag es Não escreva no livro.10 publicação de um artigo científico no qual um médico inglês associou o aumento do número de crianças autistas com a vacina tríplice viral. Anos depois, descobriu-se que os dados eram falsos e que o médico era bene- ficiado em processos por compensação de danos vacinais. Outras vezes, difunde-se uma argumentação equivocada, como neste exemplo sobre mudanças climáticas: “O aquecimento global não existe, pois hoje está mais frio do que ontem”. Observe a tirinha abaixo. Você já se deparou com argumentos engano- sos sobre temas científicos? Nesta primeira parte do projeto, você e os colegas devem se reunir para desenvolver as etapas a seguir. 1 Organizados em grupos, pesquisem e selecionem uma notícia, um arti- go ou uma reportagem que contenha informação relacionada a aspec- tos científicos (como mudanças climáticas, eficácia e segurança de va- cinas, evolução humana, vida fora da Terra, entre outros) e que essa informação seja considerada falsa ou equivocada. 2 Ao analisar os textos, procurem identificar os elementos que podem conferir credibilidade a eles ou ser usados para distinguir uma notícia falsa de uma notícia confiável, tais como: • Fonte da notícia (Instituições acadêmicas reconhecidas pelo meio cientí- fico? Ausência de fonte? Fonte genérica?); • Qualidade dos dados apresentados (confiabilidade, precisão, métodos de análise bem descritos). Faltam dados? Os dados são incoerentes?; • Argumentos são bem apresentados e fundamentados no conhecimento científico? Ou são generalizações indevidas ou inconsistentes?; • Uso de layouts muito similares aos de sites oficiais de notícias?, entre outros. Além desses critérios, alguns sites, como os sugeridos no boxe ao lado, trazem um serviço de checagem de notícias falsas. Se necessário, acesse os links para a verificação das notícias escolhidas. 3 Anotem os argumentos falaciosos e justifiquem por que eles são equi- vocados. 4 Descrevam os critérios adotados por vocês para classificar esse conteú- do como fake news. 5 Compartilhem com a turma o conteúdo selecionado; apresentem e discu- tam os principais aspectos considerados para defini-lo como fake news. A tira apresenta, de forma bem-humorada, como questões científicas podem ser desacreditadas. Tirinhas Armandinho. Disponível em: https://tirasarmandinho.tumblr.com/post/141866731629/tirinha-original. Acesso em: 2 jul. 2020. Acesse » Serviço de checagem de notícias Os sites a seguir são espe- cializados na averigação da veracidade de notícias. Agência Lupa. Disponível em: https://piaui.folha.uol.com.br/ lupa/ G1 Fato ou Fake. Disponível em: https://g1.globo.com/ fato-ou-fake/ Pública – Agência de jorna- lismo investigativo. Disponí- vel em: https://apublica.org/ E-farsas. Disponível em: https://www.e-farsas.com/ Acessos em: 10 ago. 2020. PARA EXPLORAR A le xa nd re B ec k/ A ce rv o do c ar tu ni st a 11Não escreva no livro. O texto principal é complementado por boxes especiais, que aprofundam ou contextualizam o conteúdo. O projeto propõe a realização de atividades que envolvem a comunidade, em busca de um bem coletivo. Abertura de unidade A partir de um pequeno texto, perguntas e uma imagem impactante, você vai começar a refletir sobre o assunto da unidade. Também informa objetivos, justificativa, competências e habilidades desenvolvidas na unidade. Conteúdo apresentado de maneira organizada. Ilustrações, esquemas, fotografias e eventuais atividades resolvidas facilitam a compreensão do conteúdo. A ORIGEM DAS CÉLULAS, DA MULTICELULARIDADE E DA DIVERSIDADE CELULAR O surgimento das primeiras células está relacionado a processos que foram estudados em seções anteriores deste capítulo: individualidade, armazenamento de informação biológica, replicação e obtenção de energia. Hoje, existem dois tipos básicos de célula: as procarióticas e as eucarióticas. Nas procarióticas, o material genético não está contido no interior de um núcleo. Apenas as células eucarióticas contêm núcleo, um compartimento membranoso contendo o material genético, além de uma série de organelas membranosas. Apesar das diferenças, esses tipos de célula apresentam algumas estruturas em comum, como por exemplo os ribossomos. A estrutura interna das células procarióticas é comparativamente mais simples no que diz respeito à organização do citoplasma (imagem A). As células eucarió- ticas, por sua vez, têm membranas e unidades internas na forma de comparti- mentos com funções específicas, as organelas e o núcleo (imagem B). Por exem- plo, no citoplasma dessas células existem mitocôndrias – organelas responsáveis pela respiração celular – e pode haver também cloroplastos – organelas respon- sáveis pela fotossíntese –, além de outras organelas responsáveis pela digestão celular e um sistema de bolsas responsáveis por produzir e armazenar substân- cias que podem ser utilizadas na própria célula ou eliminadas para o meio extra- celular. As células procarióticas não apresentam tais estruturas e, assim, de ma- neira geral, suas funções biológicas são realizadas pelo citoplasma e por membranas, e não por unidades internas especializadas. Também há grandes diferenças na estrutura do material genético dos dois tipos celulares. Esquema simplificado de célula procariótica (A) e de célula eucariótica (B). Cores-fantasia. , G.; Funke, B. R.; Case, C. L. Microbiologia. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2012. De acordo com teorias aceitas atualmente, as primeiras células existentes ti- B formação do núcleo invaginação da membranacélula procariótica ancestral membrana plasmática ribossomos genético ribossomos membrana plasmática membrana nuclear mitocôndria cloroplasto citoplasma núcleo Lu is M ou ra /ID /B R C Ribossomos: Aglomerados formados por proteínas e RNA e que atuam na síntese de proteínas. DE OLHO NO CONCEITO De olho no conceito Retoma e/ou define algum conceito importante para a compreensão do assunto. A seleção natural e a resistência aos antibióticos Com o desenvolvimento de vacinas e de antibióticos, a humanidade vem conquistando vitórias na luta contra os microrganismos patogênicos. Toda- via, novas mutações e a ação da seleção natural sobre elas podem originar linhagens resistentes de microrganismos, que não respondem aos tratamen tos existentes. A resistência aos antibióticos é um exemplo de quão podero- sa pode ser a ação da seleção natural. Esse mecanismo pode ser entendido assim: • Dentro das populações de bactérias ou de outros organismos sempre há variabilidade genética. • Bactérias que carregam determinados alelos mutantes, que lhes garantem resistência contra antibióticos específicos, sobrevivem e se reproduzem com mais eficiência do que as que não têm essas mutações; as bactérias mais resistentes acabam disseminando seus alelos nas populações. A ÇÃ O E C ID A DA N IA Ação e cidadania Exemplos de aplicações da ciência que promovem melhorias na vida das pessoas e no ambiente ou que abordem direitos e deveres dos cidadãos, atitudes e valores, etc. Competências específicas e habilidades das áreas: CECNTEM2 (EM13CNT201), (EM13CNT208), (EM13CNT209) CECNTEM3 (EM13CNT301), (EM13CNT303) Competências gerais: CGEB2, CGEB5, CGEB6 COMPETÊNCIAS E HABILIDADES DESENVOLVIDAS NA UNIDADE A jararaca-ilhoa (Bothrops insularis) é endêmica da ilha da Quei- mada Grande, no litoral Sul de São Paulo. Ela é arborícola, tem há- bitos diurnos e alimenta-se principalmente de aves. Já a jararaca continental (Bothrops jararaca) utiliza mais o chão da mata, tem há- bitos noturnos e alimenta-se de roedores. Cientistas acreditam que a diferenciação entre a jararaca-ilhoa e a continental, a partir de um ancestral comum, possa ter ocorrido há 11 mil anos. Mas por que muitos seres que viveram na Terra no passado são diferentes dos seres atuais? E a Terra, sempre foi como é hoje? Nesta unidade, você conhecerá algumas explicações científicas sobre a origem e a evolução da Terra e dos seres vivos. OBJETIVOS • Analisar e discutir explicações sobre o surgimento e a evolução da vida e da Terra. • Aplicar os princípios da evolução biológica para analisar a histó- ria humana. • Compreender os critérios de classificação dos seres vivos basea- dos no parentesco evolutivo. JUSTIFICATIVA É essencial reconhecer que os processos de transformação e de evolução da natureza ocorrem em todos os níveis, das partícu- las às estrelas, das bactérias ao ser humano, em diferentes esca- las de tempo. QUESTÕES PARA REFLETIR 1. Crie uma hipótese para explicar como ocorreu a diferenciação entre as duas espécies de jararaca citadas acima. 2. Eventuais alterações no ambiente podem provocar alterações nos seres vivos de modo a gerar novas espécies? Explique. 0 TEMPO E O ESPAÇO NA TERRA E NA VIDA 94 FORÇAS NO MOVIMENTO CIRCULAR Como vimos no capítulo anterior, o movimento circular apresenta duas características que merecem destaque: • a trajetória é sempre uma circunferência ou um arco de circunferência; • a velocidade do móvel varia a cada instante, mesmo que o módulo da veloci- dade permaneça constante, pois a direção do vetor velocidade necessariamen- te varia. Essas alterações na velocidade se devem à presença de uma força resultante não nula. Veja esquematicamente, na figura A, a variação da velocidade. De modo geral, a velocidade pode variar em intensidade, direção e sentido. Assim, obrigatoriamente temos: → v A Þ → v B. Como a velocidade vetorial varia, pode-se calcular a aceleração vetorial média do movimento por meio da expressão: → a m 5 D → v ____ Dt Antes de calcular a aceleração vetorial, é preciso encontrar D → v . Sabe-se que D → v 5 → v B 2 → v A. Para calcular a intensidade de D → v , a diferença pode ser escrita como a soma D → v 5 → v B 1 (2 → v A), em que o segundo vetor tem seu sentido invertido para que a soma seja realizada. Desse raciocínio, obtém-se o esquema da figura B. O vetor aceleração média tem a mesma direção e o mesmo sentido de D → v . Co- mo a força resultante está associada à aceleração, ela também tem a mesma di- reção e o mesmo sentido de D → v . O vetor que representa a força resultante aponta para uma direção qualquer dentro da circunferência. Essa força é mostrada no esquema da figura C. Para facilitar a análise, essa força será decomposta em duas direções ortogo- nais: a direção radial e a direção tangencial. Observe as características dessas componentes. FORÇA RESULTANTE DE UM MOVIMENTO CIRCULAR Força centrípeta ( → F cp) Força tangencial ( → F t) • Associada a mudanças na direção da velocidade (trajetórias curvas). • Vetor: paralelo à velocidade → v . • Direção: radial, ou seja, perpendicular ao vetor velocidade. • Sentido: apontando para dentro da curva, para o centro de curvatura (na circunferência, coincide com seu centro). • Associada à mudança na intensidade da velocidade. • Vetor: perpendicular à velocidade → v . • Direção: tangente à trajetória, ou seja, paralela ao vetor velocidade. • Sentido: o mesmo do vetor velocidade, se o movimento for acelerado; oposto ao do vetor velocidade, se retardado. A B C vA vB vB Dv 2vA vA Fr Fr Fcp Ft Fr eixo tangencial eixo radial Ilu st ra çõ es : I D /B R A velocidade no ponto A e no ponto B são diferentes tanto no módulo como na direção e no sentido. A variação da velocidade → v A para → v B ocorreu devido a uma força resultante → F r diferente de zero. A força resultante → F r em um movimento circular estará sempre apontada para dentro da curva. A B C Observa-se que a força resultante apresenta duas componentes: força tangencial e força centrípeta. 40 Não escreva no livro. Unidade 3 Evolução da Terra A origem da vida Evolução, taxonomia e sistemática 1 2 3 Fa bi o C ol om bi ni /A ce rv o do fo tó gr af o Bothrops insularis, a jararaca-ilhoa. Segundo pesquisadores, o veneno dessa serpente é cinco vezes mais potente que o da jararaca continental. Ilha da Queimada Grande (SP). Foto de 2010. comprimento: cerca de 70 cm 95 Aceleração em movimentos circulares Como já vimos, o movimento circular uniforme (MCU) tem veloci- dade vetorial variável. Essa variação pode ocorrer apenas na direção e no sentido do vetor velocidade, mantendo-se constante a intensi- dade da velocidade. Mas há movimentos circulares que também apresentam variação na intensidade da velocidade. Nesses casos, o movimento circular pode ser acelerado – a intensidade da velocidade cresce – ou retardado – a intensidade da velocidade decresce. Cada componente da aceleração vetorial pode ser associado a uma alteração na velocidade vetorial. Observe: • Aceleração tangencial ( → a tg) Característica: presente em movimentos em que a intensidade da velocidade varia (imagem A). Intensidade: atg 5 Dv ___ Dt Direção: a mesma da reta tangente à curva em cada ponto (eixo tangencial). Sentido: o mesmo da velocidade em movimentos acelerados e con- trário ao da velocidade em movimentos retardados. • Aceleração centrípeta ( → a cp) Característica: presente em movimentos em que a direção da velocidade vetorial se altera (imagem B). Intensidade: acp 5 v2 __ R , em que R é o raio da circunferência em cada ponto considerado. Direção: a mesma da reta que passa pelo centro da circunferência, coincidindo com o raio (eixo radial). Sentido: aponta para o centroda circunferência. Expressão matemática da força resultante centrípeta No esquema ao lado (imagem C), estão representadas as grande- zas consideradas neste estudo. Com base na segunda lei de Newton, pode-se escrever a seguinte expressão matemática para a força centrípeta, atuante no corpo em movimento circular: → F cp 5 m ? → a cp, em que | → a cp| 5 v2 __ R Analisando essa expressão, temos: • Intensidade: Fcp 5 m ? v 2 __ R , em que: m é a massa do corpo; v é a in- tensidade de sua velocidade; R é o raio de sua trajetória circular. • Direção: radial. • Sentido: apontando para o centro da curva. eixo tangencial eixo radial C a atg5 aceleração tangencial eixo tangencial eixo radial C a acp 5 aceleração centrípeta eixo radial C R acp5 aceleração centrípeta v Fcp5 força centrípeta Ilu st ra çõ es : S et up B ur ea u/ ID /B R Força centrífuga: realidade ou ficção? Durante uma curva, as pessoas no interior de um veículo têm a nítida sensa- ção de que existe uma força empurrando-as para fora do veículo. No entanto, observando a situação a partir de um referencial inercial e não fixo, como um ponto na margem da estrada, por exemplo, nota-se que, durante o movimento, as pessoas são empurradas para dentro da curva, configurando a existência de uma força resultante centrípeta. Não há nenhuma força empurrando as pessoas para fora. Essa sensação, dada pelo movimento curvo, costuma ser confundida como uma força denominada centrífuga. Tal força é denominada "força fictícia". A B C 41Não escreva no livro. CA PÍ TU LO 3 » Para começar 1. Quais corpos celestes estão envolvidos nos fenômenos das marés? 2. Você sabe explicar como funcionam as marés? GRAVITAÇÃO OS PRIMEIROS MODELOS COSMOLÓGICOS Ao longo da história, foram concebidos diversos modelos para descrever o “céu” e explicar sua estrutura, sua evolução e sua origem. Esses modelos, denomina- dos cosmológicos (do grego kósmos, que significa ordem do Universo), variavam em concepção e em complexidade, refletindo as diversas formas de ver e pensar o mundo de diferentes povos e épocas. Vejamos, de forma simplificada, alguns desses modelos desenvolvidos por sociedades antigas. Para os babilônios, que viveram no sul da Mesopotâmia, na região do atual Iraque, em torno de 2000 a.C., o deus Marduk criara o mundo sobre a superfície da água. Um grande rio envolveria o mundo por completo, e uma cúpula susten- tada por enormes paredes conteria os corpos celestes. Os egípcios antigos, no século X a.C., acreditavam que o corpo reclinado da deu- sa do céu, Nut, era mantido suspenso pelo deus do ar, Shu. Aos pés dela, estaria deitado horizontalmente o deus da terra, Geb. Para os jônios, que viveram na região da atual Turquia no século VI a.C., ape- nas da natureza era possível obter as respostas a todas as dúvidas. O Universo seria eterno e infinito em extensão; em seu centro, estaria o mundo, em torno do qual haveria uma grande roda de fogo. O Sol, a Lua e as estrelas seriam furos nessa roda. Esses modelos ajudam a compreender alguns aspectos importantes da história da humanidade. A seguir, são apresentados três desses modelos cos- mológicos, que serviram de base ao modelo científico atualmente aceito: o aris- totélico, o ptolomaico e o copernicano. A evolução dos modelos cosmológicos ampliou o conhecimento sobre o Universo, possibilitando a exploração espacial. Composição feita de fotos da Nasa com a Estação Espacial Internacional. D im a Ze l/S hu tt er st oc k. co m /ID /B R 46 Não escreva no livro. Abertura de capítulo Um texto e uma imagem abrem o capítulo. Também traz questões sobre o que você já sabe do tema em estudo. Boxe com informações que ampliam ou complementam o assunto. Força centrífuga: realidade ou ficção? Durante uma curva, as pessoas no interior de um veículo têm a nítida sensa- ção de que existe uma força empurrando-as para fora do veículo. No entanto, observando a situação a partir de um referencial inercial e não fixo, como um ponto na margem da estrada, por exemplo, nota-se que, durante o movimento, as pessoas são empurradas para dentro da curva, configurando a existência de uma força resultante centrípeta. Não há nenhuma força empurrando as pessoas para fora. Essa sensação, dada pelo movimento curvo, costuma ser confundida como uma força denominada centrífuga. Tal força é denominada "força fictícia". A ORIGEM DO UNIVERSO “Somos poeira de estrelas!” Essa frase, atribuída ao astrônomo estadunidense Carl Sagan (1934-1996), um dos maiores divulgadores da ciência no século XX, resume um fato evidencia- do por muitos anos de observações e estudos: a maior parte da matéria que com- põe as estrelas e os planetas é também a que compõe os seres vivos. Isso reforça a ideia de que, de acordo com a ciência, o surgimento da vida na Terra está ligado à história do surgimento da própria Terra e do Sistema Solar. Uma das teorias mais aceitas propõe que, há cerca de 14 bilhões de anos, o Universo estava altamente concentrado num ponto extremamente pequeno. Altas temperatura e energia teriam provocado uma explosão seguida de uma rápida expansão, acompanhada de resfriamento. Essa teoria é conhecida como Big Bang. Após o Big Bang, a matéria, tal qual a conhecemos hoje, iniciou sua formação, começando pelo mais simples e leve dos elementos – o hidrogênio, dos quais os demais elementos foram sendo gerados. O hidrogênio é o elemento mais abundan- te no espaço observável, e está associado à formação das estrelas e dos planetas. Se, por um lado, os cientistas conseguem saber com relativa precisão a com- posição de estrelas, planetas e até mesmo de nebulosas e galáxias inteiras por meio de observações a grandes distâncias, por outro lado, contar a história do surgimento da Terra e dos planetas é uma tarefa mais complicada. A descoberta recente de planetas em outros sistemas planetários, com comportamentos e cons- tituições peculiares, tem trazido à tona ainda mais perguntas do que respostas. A teoria de formação dos planetas do Sistema Solar mais aceita pela comuni- dade científica é conhecida como hipótese nebular e é atribuída ao engenheiro sueco Emmanuel Swedenborg (1688-1772), tendo sido aperfeiçoada pelo filóso- fo alemão Immanuel Kant (1724-1804). De acordo com essa hipótese, uma ini- maginavelmente grande nuvem de gás (hidrogênio, principalmente) e de poeira (minúsculos aglomerados com milhões de átomos de elementos mais pesados), denominada atualmente nebulosa, foi lentamente se condensando em pequenos grânulos. Estes foram se unindo uns aos outros, formando objetos cada vez maio- res e adensando-se mais e mais, formando primeiramente o Sol e, tempos depois, os planetas. Representação da formação do Sistema Solar de acordo com o modelo da hipótese nebular. Cores-fantasia. Fonte de pesquisa: Solar System Diagrams. Disponível em: http://web.arc.losrios. edu/~borougt/solar_system_diagrams.htm. Representação sem proporção de tamanho. C ris A le nc ar /ID /B R Sol em formação planetas em formação planeta rochoso planeta gasoso Sol PARA EXPLORAR Leia » Cosmos, de Carl Sagan. São Paulo: Companhia das Le- tras, 2017. Uma das obras mais conheci- das de Carl Sagan, e que deu origem à série de TV com o mesmo nome. Nesse livro, o autor aborda vários temas científicos, como a evolução do Universo, a origem da vida e a história da Astronomia. Para explorar Indicações de sites, livros, filmes, entre outras, para você explorar o assunto. Ilustração esquemática de microsferas proteinoides produzidas por Sidney Fox. Cores-fantasia. A origem dos sistemas individualizados Até aqui, verificamos como podem ter surgido as substâncias químicas primor- diais dos seres vivos, nas condições ambientais supostamente predominantes na Terra primitiva. Agora, estudaremos como os aglomerados de moléculas orgâni- cas poderiam ter adquirido duas propriedadesbiológicas fundamentais para se- rem considerados vivos: a individualidade e a capacidade de replicação, ou seja, de formar cópias de si mesmos. A individualidade de um aglomerado de moléculas químicas é a capacidade desse aglomerado de manter uma identidade distinta em relação ao meio que o circunda. Tal distinção seria possível graças ao uma membrana, assim como acon- tece nas células atuais. Essa membrana permitiria que a composição do meio in- terno fosse diferente da composição do meio externo. Mas ela também deveria permitir o fluxo de substâncias entre os meios, possibilitando assim a ocorrência de diversas reações químicas necessárias à manutenção da vida. Essas reações, chamadas em conjunto metabolismo, individualizam o sistema biológico de seu meio circundante. Quanto menos sujeito às modificações das condições externas estiver esse sistema, mais ele estará individualizado. Em resumo, se a individua- lidade biológica for considerada uma propriedade fundamental dos seres vivos, a origem dos primeiros organismos estará relacionada com a aquisição de uma membrana e com a ocorrência de metabolismo. Em uma série de experimentos realizados nas décadas de 1950 e 1960, o bio- químico estadunidense Sidney Fox (1912-1998) produziu em laboratório siste- mas de moléculas que apresentavam essa individualidade. Ele obteve peptídios aquecendo misturas de aminoácidos e água a temperaturas relativamente altas. Esses peptídios se organizaram em estruturas esféricas, dotadas de relativa es- tabilidade, que Fox chamou de microsferas proteinoides (veja imagem ao lado). Em exames sob microscópio eletrônico com grande poder de aumento, Fox en- controu semelhanças entre as microsferas proteinoides e as células bacterianas simples. As microsferas também apresentavam barreiras seletivas que controla- vam a entrada, a saída e o deslocamento de substâncias no meio interno. Fox observou ainda que elas podiam se dividir e formar brotos, de modo semelhante ao que acontece com as leveduras (fungos unicelulares). Muitas microsferas tam- bém se movimentavam, um tipo de comportamento celular. Dessa maneira, as microsferas se mostraram uma importante peça do quebra- -cabeça que é a teoria sobre o surgimento e a evolução molecular da vida. Teoria da panspermia As modernas teorias sobre a origem da vida consideram que todos os passos da evolução química da vida ocorreram exclusivamente na Terra. Contudo, é possível que todo o processo tenha ocorrido em um ambiente extraterrestre ou que parte dele tenha se iniciado fora da Terra e depois se completado nas fases primordiais da formação do planeta. Essa teoria, chamada panspermia (do grego pan, todo, e sperma, semente), considera que a vida estaria dispersa por todo o cosmo na forma de sementes ca- pazes de gerar a vida. A chegada de algumas delas à Terra explicaria a origem da vida no planeta. Essa teoria, existente desde a Antiguidade, foi apresentada nos tempos modernos sob muitas ver- sões. Em 1865, o médico e botânico alemão Hermann Richter (1808-1876) sugeriu que os germes de vida poderiam ter chegado à Terra no interior de meteoritos, protegidos das bruscas mudanças de temperatura e das radiações letais existentes no espaço. Em 1908, o químico sueco Svante Arrhenius (1859-1927) propôs que esporos bacterianos resistentes teriam atingido a Terra, sobrevivendo às condições extremas de radiação e de variação de temperatura no espaço. Uma das objeções à sua hipótese afirmava que tais radiações destruiriam qualquer forma de vida conhecida. Apesar dessa objeção, recentemente a hipótese foi renovada, tornando-se objeto de in- tensa pesquisa científica. O astrônomo britânico Fred Hoyle (1915-2001) e o astrobiólogo cingalês Chan- dra Wickramasinghe (1939- ) defenderam uma nova panspermia, segundo a qual os requisitos básicos para a existência da vida se encontrariam em nuvens moleculares de gás existentes no espaço. 1. Elabore uma crítica às teorias propostas por Richter e Arrhenius que não tenha sido apresentada no texto acima. CI ÊN CI A S E DI SC UT E M ar co s A ur él io /ID /B R Representação sem proporção de tamanho. 115Não escreva no livro. Ciência se discute Apresenta debates, conflitos e controvérsias entre os próprios cientistas ou entre sociedade e ciência. 4 Não escreva no livro. ATIVIDADES a) Atleta praticando salto em distância. Competição masculina de salto em distância realizada no estádio Ícaro de Castro Mello, em São Paulo (SP). Foto de 2014. b) Motocicleta em uma curva, com velocidade constante. c) Caixa sendo empurra- da rampa acima com velocidade constante. Atividade resolvida 1 A montanha-russa retratada nesta foto apresenta vários trechos nos quais as pessoas ficam de cabe- ça para baixo. Em um desses trechos, a curva tem 46 m de altura em relação ao solo e a velocidade do carro atinge 100 km/h, aproximadamente. Considere um passageiro com massa de 70 kg e g 5 10 m/s2. a) Identifique e calcule a força centrípeta resultan- te na posição mostrada na imagem. b) Calcule o valor da força normal aplicada pelo assento do carrinho no corpo do passageiro, no trecho do passeio registrado na foto. Resolução A curva tem 46 m de altura. Considerando um cír- culo completo, essa medida equivale ao diâmetro, do qual se obtém a medida do raio: R 5 23 m. A velocidade de 100 km/h deve ser convertida para m/s: 100 ____ 3,6 ù 28, isto é, 28 m/s. a) A força resultante que age sobre o corpo do passageiro será dada por: FR 5 P 1 N (supõe-se aqui que não haja contato do corpo do passa- geiro com o suporte de segurança). Como essa força resultante aponta para baixo, coincidindo com o centro da curva, ela pode ser identificada como resultante centrípeta. Dessa forma, é pos- sível escrever: Fcp 5 P 1 N A intensidade da força centrípeta pode ser cal- culada por: Fcp 5 m ? v2 __ R Com os valores forneci- dos, m 5 70 kg, R 5 23 m e v ù 28 m/s, obtém-se: Fcp 5 70 (28)2 _____ 23 ä Fcp ù 2,4 ? 10 3 N b) A força normal pode ser encontrada pela relação Fcp 5 P 1 N. Obtendo o valor de P: P 5 m ? g ä P 5 70 ? 10 ä P 5 700 N Assim: Fcp 5 P 1 N ä 2,4 ? 103 5 700 1 N N 5 2,4 ? 103 2 0,7 ? 103 ä N 5 1,7 ? 103 [ N 5 1,7 ? 103 N 3 Dois corpos em movimento retilíneo têm suas velo- cidades representadas no gráfico abaixo. 2 Identifique, nas situações retratadas nas fotos a seguir, as forças atuantes em cada corpo e indique, em cada uma delas, se a força resultante é nula. 20 4 6 108 10 0 20 30 40 50 v (m/s) t (s) A B a) Identifique para cada curva (A e B) se há força resultante nula ou não nula. b) Determine a intensidade da força resultante para cada um dos corpos em movimento, dado que a massa de ambos é igual a 8 kg. c) Descreva uma situação cotidiana em que seja identificado um movimento como o descrito pela curva A e uma situação cotidiana em que se iden- tifique um movimento como o representado pela curva B. B ria n K in ne y/ S hu tt er st oc k. co m /ID /B R Fe rn an do N as ci m en to /F ot oa re na sw ee tm om en ts /iS to ck /G et ty Im ag es S us an C hi an g/ iS to ck /G et ty Im ag es ID /B R → P → N Lu iz R od rig ue s/ ID /B R 44 Não escreva no livro. Atividades Ao final dos capítulos, há um conjunto de atividades sobre os assuntos do capítulo. Pode incluir um exemplo de atividade resolvida. PENSANDO CIÊNCIAS Nystalus obamai, espécie de ave descoberta recentemente na Amazônia brasileira. COMO DESVENDAR A HISTÓRIA EVOLUTIVA DE UMA ESPÉCIE NOVA? Quando uma espécie nova é descoberta, ela precisa ser descrita e comparada com exemplares de espécies supostamente aparen- tadas para que seja classificada. Assim, a sistemática impõe que as evidências do processo evolutivo sejam estudadas para se tra- çar as relações filogenéticas entre a espécie nova e as demais conhecidas pela ciência. Em grupos, imaginem que vocês tenham descoberto a espécie deave, retratada na foto ao lado, em uma expedição à Amazônia. Como vocês fariam para desvendar a história evolutiva dessa ave? Decompondo o problema Para resolver o problema “Como desvendar a história evolutiva de uma espé- cie nova?”, podemos decompô-lo em problemas mais simples e que exigem pro- cedimentos da sistemática filogenética. Nesse caso, algumas investigações ini- ciais possíveis envolvem a comparação da espécie nova com espécies parecidas, a definição de apomorfias, a construção de um cladograma, entre outras. Assim, levantem questões que permitam entender melhor o problema com- plexo, como: • Quais são as espécies parecidas com a espécie recém-descoberta? • Quais são as características dessas espécies? E da espécie nova? • Dentre essas características, quais podem ser consideradas apomorfias? • Como essas informações ajudam na construção de um cladograma? Reconhecendo padrões Os problemas levantados na etapa anterior podem ser comparados com situa- ções similares a fim de se estabelecerem padrões que ajudem em sua resolução. No caso da questão “Quais são as espécies parecidas com a espécie recém-des- coberta?”, é possível pensar analogamente em marcas de produtos, como roupas, perfumes ou carros. Veículos de um mesmo fabricante, por exemplo, apresentam características que os distinguem dos demais veículos oferecidos no mercado, como o design da carroceria ou das lanternas traseiras. Ao mesmo tempo, são as pequenas dife- renças nessas características que tornam exclusivo cada modelo de carro. Considerando isso, discutam se faz sentido comparar algumas características marcantes entre as espécies em análise. Realizem esta etapa para os demais pro- blemas levantados anteriormente. Abstraindo o problema Os problemas levantados trazem também questionamentos que não são per- tinentes à sua solução e que devem ser desconsiderados. Assim, vamos agora abstrair os pontos que interessam de cada um deles. Voltando à questão “Quais são as características dessas espécies? E da espé- cie nova?”, a solução desse problema envolve uma lista de características para cada espécie, que podem ser tanto características morfológicas (formato do bico, Jo ão Q ue nt al /A ce rv o do fo tó gr af o comprimento: cerca de 21 cm 156 Não escreva no livro. ESTUDO DE CASO O CRUZEIRO DO SUL NA COSMOLOGIA TUPI-GUARANI Os mais diversos aspectos das culturas indígenas estão intrinsecamente liga- dos aos saberes relacionados à observação do céu. “Tudo o que existe no céu também existe na Terra”, dizem os Guarani. Desde muito tempo, os indígenas sa- bem que existem épocas mais propícias ao plantio, à colheita, à caça e à pesca. Ritos de passagem, casamentos, celebrações reli- giosas e outros eventos também têm épocas mais apropriadas. O céu era, e ainda é, usado como ca- lendário para regular muitas dessas atividades, as- sim como instrumento de orientação geográfica. Existem registros de que os Tupinambá já conhe- ciam os efeitos das fases da lua sobre as marés muito antes dos europeus, que só descobriram es- se fato com as contribuições do físico Isaac Newton em 1687. Povos indígenas sabem que tipo de peixe é mais abundante, seja no rio, seja no mar, em de- terminada fase da lua de certa época do ano. O Sol, a Lua, Vênus, a Via Láctea e as constela- ções ocidentais das Plêiades, de Órion, de Escorpião e do Cruzeiro do Sul, bem como outros astros, cons- telações e regiões do céu eram comumente utiliza- dos por diferentes etnias da família linguística tupi-guarani, as quais estavam amplamente distri- buídas por várias regiões do Brasil antes da chega- da dos portugueses no século XVI. Às constelações e regiões da Via Láctea eram atribuídas formas de seres terrestres, cujas histórias faziam parte das lendas e interpretações indígenas sobre a origem e o funcionamento do mundo. A constelação do Cruzeiro do Sul – ou Kurusu, em guarani – localizada na Via Láctea, é de grande im- portância para os povos falantes de tupi-guarani. Era utilizada para determinar as estações do ano, os pon- tos cardeais e os intervalos de tempo transcorridos à noite. Ela faz parte de uma grande constelação cha- mada pelos Guarani como constelação da Ema, ou Guyra Nhandu, que é vista ascendendo a leste ao anoitecer no meio da estação Ara Ymã, ou tempo ve- lho, que corresponde ao solstício de inverno, um pe- ríodo de frio e de escassez para os povos do Sul do Brasil e de seca para os povos do Norte do país. Segundo o mito tupi-guarani, a Ema engoliu dois ovos, que estão no interior de seu pescoço e que cor- respondem às estrelas Alpha Centauri e Beta Cen- tauri; ela tenta devorar outros dois, que estão perto de seu bico: as estrelas Delta Muscae e Gamma Mus- cae. O Kurusu deve segurar a cabeça da Ema para garantir a vida na Terra, pois, caso contrário, ela fica- rá livre e beberá toda a água do mundo, matando todos de sede. Para as etnias falantes de tupi-guarani, o Kurusu é o tronco principal por onde estamos todos seguros; se ele desaparecer, o mundo acaba. AM AC PA MT MA PI CE RN PB PE AL SE BA GO MG SP PR ES RJ SC RS RR AP RO MS TO DF OCEANO ATLÂNTICO 40ºO 0ºEquador Trópico de Capricórnio 0 590 km Tupi-guarani Jê Aruaque Cariba Cariri Pano Tukano Charrua Outros grupos Limite atual de estado Troncos linguísticos Famílias linguísticas Limite de país Distribuição geográfica dos povos indígenas brasileiros segundo seus troncos e famílias linguísticas, na época da chegada dos portugueses no século XVI. Fonte de pesquisa: Albuquerque, M. M. ; reis, A. C. F.; CArvAlho, C. D. de. Atlas histórico escolar. 7. ed. São Paulo: Fename, 1977. Constelação da Ema, limitada pela constelação ocidental do Cruzeiro do Sul, que segura a cabeça da Ema, e a do Escorpião, que compõe a cauda e uma de suas patas. As plumagens da ave são manchas claras e escuras da Via Láctea. Fonte de pesquisa: PedrosA, L. Fique por dentro dos mitos e usos das constelações indígenas. Agência Brasil, 25 fev. 2016. Disponível em: https://racismoambiental.net.br/2016/02/25/ fique-por-dentro-dos-mitos-e-usos-das-constelacoes- indigenas/. Acesso em: 18 ago. 2020. R ei na ld o V ig na ti/ ID /B R Jo ão M ig ue l A . M or ei ra /ID /B R 90 Não escreva no livro. 6 Há uma atração, conhecida como globo da morte, que pode ser vista em alguns circos. Esse globo costuma ter 8 m de diâmetro. A menor velocidade que o piloto pode atingir para completar uma volta no plano vertical é aquela em que, ao chegar ao ponto mais alto, o contato da motocicleta com a parede do globo é bem pequeno (N ù 0). Conside- rando g 5 10 m/s2 a aceleração da gravidade no local, determine a mínima velocidade para os pilotos pas- sarem pelo ponto mais alto, sem caírem. 7 Uma caixa é colocada sobre a superfície de uma rampa e presa por um fio, conforme mostra a figura. Sabe-se que a inclinação da rampa é de 30° e que a caixa tem 9,6 kg. Além dis- so, o atrito é desprezível e a caixa permanece em repouso. Dados: cos 30° 5 0,87 e sen 30° 5 0,5. a) Identifique todas as forças (incluindo as compo- nentes do peso) que agem sobre a caixa. b) Determine o valor da força normal aplicada pelo plano à caixa. c) Calcule o valor da força de tração no fio. 8 Na representação a seguir, suponha que não haja atrito entre o corpo B e o plano inclinado. 1,00 1,8 3,0 0 50 100 120 s(km) t(h) 0,50 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5 0 2,0 4,0 6,0 Fat (N) t (s) Entre 0 e 1 h, a curva do gráfico é composta de um arco de parábola. a) Identifique os trechos em que há aceleração, movimento com velocidade constante e repouso. b) Analise os trechos anteriores e verifique se a força resultante é nula. c) Identifique o trecho que apresenta a maior ace- leração, em módulo. 5 Para a determinação do coeficientes de atrito está- tico e cinético entre superfícies de diversos materiais, foi realizado um experimento cujo resultado é repre- sentado pelo gráfico a seguir. Ele se refere ao parlâmina de madeira/bloco com base de carpete, no qual o bloco é empurrado horizontalmente por uma força F sobre a lâmina de madeira. 4 Um corpo executa um movimento retilíneo de tal maneira que sua posição (s) varia em função do tempo (t) conforme o gráfico a seguir. a) Faça um esquema representando o bloco e o apoio. Identifique as forças que agem sobre o bloco. b) Identifique o instante em que uma força de em- purrão começou a ser aplicada no corpo. c) Indique o valor da força de atrito estático máxima e o valor da força de atrito cinético. d) Calcule a aceleração de um corpo de 10 kg cujo atrito se comporta conforme o gráfico e que é submetido a uma força F. Considere os casos em que a força F tenha os seguintes valores: 1,0 N; 2,5 N; 6 N; 12 N; 25N. e) Construa, em uma folha de papel quadriculado ou milimetrado, o gráfico da variação da força de atrito em função da força F. 30° 30º A B Sabe-se que mA 5 20 kg e mB 5 15 kg. O fio e a polia são ideais (massas desprezíveis). a) Dê o valor da aceleração do sistema formado pelos corpos A e B. b) Calcule a tração no fio. 9 Esquematize no caderno o sistema ao lado e faça o que se pede para cada polia. a) Desenhe o vetor que re- presenta a força aplicada pelo operador. b) Desenhe o vetor que re- presenta a força peso. c) Calcule o valor da força aplicada pelo operador. peso da carga 5 240 N 1 2 polia fixa ID /B R S et up /B ur ea u/ ID /B R S et up /B ur ea u/ ID /B R ID /B R ID /B R FORÇA DE ATRITO EM FUNÇÃO DO TEMPO 45Não escreva no livro. cor da plumagem, tamanho da ave, entre outras), quanto comportamentais (tipo de hábitat e de canto, por exemplo). Algumas dessas características, porém, po- dem não ser informativas para se determinar as relações filogenéticas de um gru- po de espécies. No contexto da sistemática filogenética, uma característica não informativa é aquela que é exclusiva de uma única espécie. Por exemplo, se, dentre as espécies analisadas, só uma delas apresenta o bico de uma cor diferente, então essa ca- racterística não ajuda a entender como agrupar essa espécie com as demais, po- dendo ser descartada da análise. Para ajudar a entender quais características são informativas, organize os da- dos em uma tabela como a reproduzida a seguir. Característica É observada em quais espécies? Deve ser considerada para a análise? Cor do bico /////////////////////////// /////////////////////////// /////////////////////////// /////////////////////////// /////////////////////////// /////////////////////////// /////////////////////////// /////////////////////////// Do mesmo modo, discutam quais informações devem ser abstraídas nos pro- blemas levantados na etapa anterior. Realizem pesquisas, quando necessário. Buscando soluções Discutam qual procedimento deve ser realizado pelo grupo para resolver o pro- blema “Como desvendar a história evolutiva de uma espécie?”. Compartilhem a solução com o professor para que ele possa avaliá-la e eventualmente dar suges- tões de como melhorá-la. Elaborando o algoritmo Para chegar à solução do problema, vamos agora ela- borar o algoritmo com o passo a passo do que deve ser feito. Para isso, tomem como exemplo o algoritmo exem- plificado na legenda da imagem sobre como trocar a lâm- pada de um abajur. Com base na discussão do grupo, desenvolvam o algo- ritmo para determinar a história evolutiva da espécie re- cém-descoberta. PARA DISCUTIR 1 Compartilhem com o restante da turma o algoritmo desenvolvido por seu grupo. É possível ver semelhanças e diferenças entre os algoritmos? Quais? 2 Quais são as limitações do algoritmo desenvolvido por grupo? 3 Quando um cientista faz um estudo filogenético de um grupo de espécies, ele pode comparar seu cladograma com outro já publicado. De que maneira isso pode contribuir para o desenvolvimento de seu próprio algoritmo? O algoritmo que apresenta o procedimento para trocar a lâmpada queimada de um abajur requer: 1) retirar o abajur da tomada; 2) desrosquear a lâmpada do soquete do abajur; 3) envolver a lâmpada velha em jornal e guardá-la ou descartá-la em local que aceite esse tipo de resíduo; 4) tirar a lâmpada nova da caixa e rosqueá-la no soquete do abajur; 5) religar o abajur na tomada; 6) apertar o botão do abajur para verificar se a luz acende. sh ow ca ke /S hu tt er st oc k. co m /ID /B R 157Não escreva no livro. Reúna-se com os colegas para realizar em grupo as atividades a seguir. 1 O que significa dizer que a constelação da Ema é uma constelação típica de inverno para os povos falantes de tupi-guarani? 2 Qual é a principal constelação que os povos ocidentais do hemisfério Sul usam para determinar o inverno? E qual constelação marca o verão para esses povos? Vocês já viram e sabem reconhecer essas constelações no céu? O Cruzeiro do Sul (figura A) é visto no céu bastante próximo ao polo celes- te Sul, que é o ponto onde o prolongamento do eixo de rotação da Terra in- tercepta a esfera celeste no hemisfério Sul (figura B). Por esse motivo, no transcorrer da noite, o polo celeste Sul parece permanecer fixo no céu, en- quanto as estrelas parecem se movimentar ao seu redor (figura C). Polos celestes Sul e Norte localizados na esfera celeste. Cores-fantasia. Fonte de pesquisa: oliveirA Filho, K. de S.; sArAivA, M. de F. O. A esfera celeste. Astronomia e Astrofísica. Disponível em: http://astro.if.ufrgs.br/esf.htm. Acesso em: 14 jul. 2020. No hemisfério Sul, ao apontarmos uma câmera fotográfica para o céu com o diafragma aberto por longo período de tempo, podemos registrar a movimentação aparente das estrelas ao redor do polo celeste Sul. Analândia (SP). Foto de 2019. 3 O Kurusu era usado pelos povos indígenas falantes de tupi-guarani como ele- mento de orientação espacial durante a noite. Expliquem como isso é possível. 4 Determinem os pontos cardeais na paisagem retratada na figura A. O movimento aparente das estrelas ao redor do polo celeste Sul ocorre em qual sentido? E ao redor do polo celeste Norte? Justifiquem a resposta. 5 De acordo com a mitologia tupi-guarani, a Ema se movimenta ao longo da noite para tomar água. Descreva como a constelação da Ema se movimenta no céu ao longo da noite. 6 Os índios Kurusu usavam o movimento das estrelas para medir o tempo. Quantas horas se passam entre a observação do Cruzeiro do Sul (figura A) na posição 1 e a observação da mesma constelação na posição 3, consideran- do um ângulo de 60° entre elas? polo celeste Norte polo celeste Sul polo Norte polo Sul Equador Equador celeste R ei na ld o V ig na ti/ ID /B R W el lin gt on P en ilh a/ A ce rv o do fo tó gr af o Movimento aparente do Cruzeiro do Sul durante a noite ao redor do polo celeste Sul. Cores-fantasia. Fonte de pesquisa: Cruzeiro do Sul (jardim do céu na Terra). Centro de Divulgação de Astronomia da USP. Disponível em: http://200.144.244.96/cda/ jct/cruzeiro-sul/index.html. Acesso em: 14 jul. 2020. 1 3 2 polo celeste Sul R ei na ld o V ig na ti/ ID /B R A B C 91Não escreva no livro. função de seus fins” ou uma “explicação que se serve de propósitos ou de fins”. Na explicação teleológica, se algo existe e tem uma finalidade, é porque existe uma razão para essa finalidade. Neste sentido, uma explicação teleológica esta- rá centralizada na finalidade de alguma coisa. Por exemplo, na explicação teleológica, nossos dedos são articulados para que possamos ma- nipular objetos, ao contrário da explicação não teleológica, que afirma que manipulamos objetos porque nossos dedos são articulados. Silveira, M. M. et al. Argumentos. Revista de Filosofia, jul./dez. 2016. (Adaptado.) Considerando as características adaptativas dos organismos, a teleologia a) refuta a proposta de Lamarck, no que concer- ne à transmissão dos caracteres adquiridos. b) contribui para a explicação da origem da va- riabilidade a partir da ocorrência de mutações. c) contraria as fundamentaçõesteóricas pro- postas pela Teoria Sintética da Evolução. d) fortalece as explicações da Teoria Sintética da Evolução, quanto ao resultado da ação da Seleção Natural. e) sustenta tanto as ideias evolucionistas de Lamarck como as de Charles Darwin e da Teoria Sintética da Evolução. 9 (Enem) As áreas numeradas no gráfico mostram a composição em volume, aproximada, dos gases na atmosfera terrestre, desde a sua for- mação até os dias atuais. AA AA AA Geração 1 frequência de A = 0,7 frequência de a = 0,3 De 10 plantas, apenas 5 deixam descendência. AA AA aa Aa AaAa Aa De 10 plantas, apenas 2 deixam descendência. AA AA AA aa aa aa Aa Aa Aa Aa Geração 2 frequência de A = 0,5 frequência de a = 0,5 AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA Geração 3 frequência de A = 1,0 frequência de a = 0,0 7 (UFPR) A seleção natural é um dos principais fatores responsáveis pela evolução, juntamen- te com a mutação, a deriva genética e a migra- ção genética. Para que a seleção natural ocorra em uma população, é imprescindível que haja: a) alteração do meio ambiente, propiciando o favorecimento de alguns indivíduos da população. b) diversidade da composição genética dos indivíduos da população. c) informações genéticas anômalas que pro- duzam doenças quando em homozigose. d) disputa entre os indivíduos, com a morte dos menos aptos. e) mutação em taxa compatível com as exigên- cias ambientais. 8 (Unesp) Aristóteles procurou explicar os fenô- menos naturais a partir de argumentos teleoló- gicos. A palavra teleologia provém de dois termos gregos, telos (fim, meta, propósito) e logos (razão, explicação), ou seja, uma “razão de algo em Ilu st ra çõ es : P au la R ad i/I D /B R Adaptado de The Random House Encyclopedias, 3. ed., 1990. Considerando apenas a composição atmosféri- ca, isolando outros fatores, pode-se afirmar que I. não podem ser detectados fósseis de seres aeróbicos anteriores a 2,9 bilhões de anos. II. as grandes florestas poderiam ter existido há aproximadamente 3,5 bilhões de anos. III. o ser humano poderia existir há aproxima- damente 2,5 bilhões de anos. É correto o que se afirma em a) I, apenas. b) II, apenas. c) I e II, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. tempo (bilhões de anos) data atual (I) Metano e Hidrogênio (II) Vapor d’água (III) Amônia (IV) Nitrogênio (V) Gás Carbônico (VI) Oxigênio co m po si çã o / % IV III I 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 5 4 3 2 1 0 II VIV ID /B R 159Não escreva no livro. CIÊNCIA TEM HISTÓRIA Brahe, Kepler e a órbita dos planetas A história da astronomia é re- pleta de feitos atribuídos a bri- lhantes e incansáveis pesquisa- dores, que se dedicaram a observar o céu e construir mo- delos que explicassem suas ob- servações. Entre eles, o alemão Johannes Kepler merece desta- que. Mas não se pode citá-lo sem mencionar o dinamarquês Tycho Brahe, que o antecedeu e foi seu mentor. Ainda adolescente, Tycho Brahe ficou fascinado pela possibilidade de previsão exata das ocorrências dos eclipses do Sol. E logo que começou a praticar suas observações celestes, percebeu como eram ine- xatas as previsões feitas por Ptolomeu. Na busca de registros mais realistas, durante vinte anos e com a máxima precisão possível para a época, Tycho obser- vou e catalogou milhares de estrelas, empenhando- -se para que seus assistentes e discípulos se com- prometessem igualmente com esse trabalho. Construiu um grande laboratório em uma ilha entre a Alemanha e a Suécia, tendo procurado em toda a Europa os me- lhores instrumentos de astronomia disponíveis e os aprimorado. Com os dados obtidos, elaborou mapas celestes que tornaram possível uma descrição mais realista das órbitas dos planetas. Essa descrição foi alcançada apenas após sua morte por um de seus assistentes, o talentoso Johannes Kepler, grande co- nhecedor de matemática. Inicialmente os estudos de Kepler não tiveram bons resultados e foram cercados de tentativas e erros, como seu método de observar as estrelas por meio de um simples tubo de madeira suspenso por uma corda. Mas foi esse grande pensador que abriria as portas da compreensão sobre o Sistema Solar, supe- rando a teoria de Copérnico ao descobrir as leis que regem a órbita dos planetas e apresentando o cami- nho futuro para o estudo do espaço cósmico. Dedicando a maior parte de sua vida a analisar os dados que seu mestre havia deixado sobre o movi- mento dos planetas, Kepler fez várias tentativas pa- ra comprovar a teoria de Tycho sobre a órbita circular. Testou setenta órbitas circulares, comparando todos os resultados obtidos com os dados deixados por Tycho. Usando cálculos matemáticos, chegou a um resultado aproximado, mas não ficou satisfeito. Con- tinuou, então, procurando uma exatidão maior para os movimentos planetários, até que rejeitou as órbi- tas circulares, passando a experimentar a curva oval. Chegou assim à órbita elíptica, quando então pôde elaborar as leis que fizeram avançar a astronomia. Mas Kepler descreveu matematicamente o movimen- to sem se preocupar com suas causas. Esse feito foi realizado tempos depois por Isaac New- ton, que aprofundou os estu- dos de Kepler. Em seu livro As harmonias do mundo, Kepler escreveu: “Descobri entre os movimentos celestes a natureza plena da harmonia”. Essa descoberta resultou no que hoje conhece- mos como leis de Kepler. Fonte de pesquisa: Ferris, T. O despertar na Via Láctea: uma história da astronomia. 2. ed. Rio de Janeiro: Campus, 1990. p. 37-55. Gravura colorizada do astrônomo dinamarquês Tycho Brahe. Gravura colorizada do alemão Johannes Kepler. PARA DISCUTIR 1 No caderno, faça uma lista com as contribuições de Tycho e de Kepler para o estudo dos movimentos dos planetas. 2 O texto afirma que Kepler foi um talentoso assistente de Tycho Brahe. O fato de ser talen- toso implica a ideia de que Kepler nunca falhava? Justifique. 3 Kepler introduziu uma mudança fundamental na compreensão da órbita dos planetas. Identifique essa mudança e as razões para adotá-la. 4 Em que medida é possível afirmar que os trabalhos de Newton complementaram o trabalho de Kepler? Utilize trechos do texto para dar sua resposta. 5 Thomas Edison (1847-1931), cientista estadunidense que tornou a lâmpada elétrica comer- cializável, disse em certa ocasião: “Genialidade é 1% inspiração e 99% transpiração”. Encon- tre no texto pelo menos um aspecto que confirme essas palavras de Edison. ad oc -p ho to s/ C or bi s vi a G et ty Im ag es P ic tu re s Fr om H is to ry /a kg -im ag es / A lb um /F ot oa re na 53Não escreva no livro. PRÁTICAS DE CIÊNCIAS INVESTIGAÇÃO DO MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME Nesta atividade, você e os colegas vão realizar medições das principais grandezas físicas envolvidas em um movimento circular uniforme (MCU). Material • giz • fita adesiva colorida • bicicleta ou roda de bicicleta acoplada a seu eixo • cronômetro ou um relógio que marque o tempo com precisão de segundos Como fazer 1 Coloque a bicicleta com o guidão no solo e as rodas para cima. 2 Segure firmemente os pontos nos quais a bicicleta está apoiada. 3 Com o giz, faça uma marca bem visível na parte lateral do pneu da bicicleta. 4 Em seguida, meça a distância do eixo da roda ao ponto marcado com giz, que é o raio da trajetória desse ponto. 5 Marque com fita adesiva um ponto em um dos raios da roda que se encontre a uma distância do centro equivalente à metade do raio. 6 Impulsione a roda, de modo que ela gire o mais rapidamente possível. 7 Meça o intervalo de tempo necessário para que a roda dê cinco vol- tas, tendo como referência a marca de giz no pneu. 8 Calcule as principais grandezas do MCU para os pontos marcados, como período, frequência, veloci- dade angular média, velocidade escalar média e aceleração centrípeta. Para concluir Quando a roda da bicicleta gira, ela realiza um movimento circular. Para intervalos de tempo relativamen- te pequenos, os efeitos doatrito podem ser considerados desprezíveis ao impulsionar a roda. Assim, é pos- sível, por aproximação, tratar o movimento da roda como um movimento circular uniforme. 1 Construa, no caderno, uma tabela como a representada a seguir e complete-a com os valores obtidos para cada ponto analisado e também com os dados de comparação entre esses valores. Variáveis Ponto 1 (raio) Ponto 2 (metade do raio) Comparação dos valores obtidos para cada ponto (aumenta, diminui, permanece constante) Período ////////// ////////////////////// ////////////////////////////////////////////////////////////////// Frequência ////////// ////////////////////// ////////////////////////////////////////////////////////////////// Velocidade angular média ////////// ////////////////////// ////////////////////////////////////////////////////////////////// Velocidade escalar média ////////// ////////////////////// ////////////////////////////////////////////////////////////////// Aceleração centrípeta ////////// ////////////////////// ////////////////////////////////////////////////////////////////// 2 Dobre o valor do raio e calcule quais seriam os valores de todas as grandezas representadas na tabe- la, considerando o mesmo período. 3 De todos esses resultados, qual deles mais chamou sua atenção? Justifique. Fu se /C or bi s/ G et ty Im ag es 29Não escreva no livro. Questões globais Questões mais elaboradas e/ou atividades de vestibulares do país e do Enem para você se familiarizar com os exames de ingresso no Ensino Superior. Ciência, tecnologia e sociedade Apresenta um texto de circulação social e estimula a reflexão sobre ciência e tecnologia e suas implicações na sociedade. Ciência tem história Apresenta e discute o contexto em que algumas das ideias científicas foram construídas, estimulando a discussão e a reflexão. Práticas de Ciências Atividades práticas, experimentais e investigativas levam você a desenvolver as várias formas de investigação próprias da ciência. AT IV ID A DE S SE ÇÕ ES Pensando Ciências Apresenta um problema/uma questão a ser solucionado(a) por meio da aplicação do pensamento computacional. Estudo de caso Texto narrativo em que uma personagem ou um narrador apresenta uma situação- -problema, para que você e os colegas discutam e, em grupo, proponham uma solução e/ou interpretação para o caso. ROTEIRO 1. É possível dizer que a Terra e o Universo permanecem es- táveis ao longo do tempo? Elabore no caderno um pará- grafo com esquemas para ex- por seus argumentos. Roteiro Ao longo dos capítulos, atividades trabalham os conteúdos dos tópicos estudados. QUESTÕES GLOBAIS 1 (Enem) A classificação biológica proposta por Whittaker permite distinguir cinco grandes linhas evolutivas utilizando, como critérios de classi- ficação, a organização celular e o modo de nu- trição. Woese e seus colaboradores, com base na comparação das sequências que codificam o RNA ribossômico dos seres vivos, estabele- ceram relações de ancestralidade entre os gru- pos e concluíram que os procariontes do reino Monera não eram um grupo coeso do ponto de vista evolutivo. Whittaker (1969) cinco reinos Woese (1990) três domínios Monera Archea Eubacteria Protista Eukarya Fungi Plantae Animalia A diferença básica nas classificações citadas é que a mais recente se baseia fundamentalmente em a) tipos de células. b) aspectos ecológicos. c) relações filogenéticas. d) propriedades fisiológicas. e) características morfológicas. 2 (Ufam) Segundo Charles Darwin (1809-1882), a evolução é um processo lento e gradual. Ao comparar estruturas homólogas, órgãos vesti- giais e o desenvolvimento embriológico, Darwin adicionou evidências à sua ideia evolucionista. Analise as afirmativas a seguir: I. A seleção natural não cria seres resistentes, ela os seleciona. II. Lamarck sugeriu que as espécies evoluem através de descendência com modificações. III. Uma característica favorável, herdada, sempre será favorável a certo individuo independen- te de mudanças dos fatores ambientais. IV. A seleção natural gera organismos resisten- tes em uma população onde eles não existiam. V. Indivíduos que herdam características que lhes conferem maior probabilidade de so- brevivência e reprodução podem gerar uma prole mais numerosa. VI. A seleção natural é exclusiva dos seres vivos, portanto vírus não evoluem, pois o darwi- nismo não se aplica a eles, afinal não são seres vivos. Assinale a alternativa correta: a) Somente as afirmativas I e V estão corretas. b) Somente as afirmativas II, III e VI estão cor- retas. c) Somente as afirmativas V e VI estão corretas. d) Todas as afirmativas estão corretas. e) Todas as afirmativas estão incorretas. 3 Suponha uma população em equilíbrio de Hardy-Weinberg formada por mil indivíduos. Essa população apresenta a seguinte distribui- ção com relação aos alelos A e a: 360 indivíduos homozigotos dominantes AA; 480 indivíduos heterozigotos Aa; 160 indivíduos homozigotos recessivos aa. Calcule as frequências gênicas e genotípicas dessa população. Considere que, após algumas gerações, houve a imigração de 100 indivíduos homozigotos aa e de 60 indiví- duos homozigotos dominantes. Recalcule as frequências gênicas e genotípicas para essa nova situação. 4 As duas fotografias a seguir representam a exibição de machos para as fêmeas de sua respectiva espécie em rituais de acasalamento. De que maneira esse tipo de comportamento pode contribuir para o sucesso evolutivo das espécies que o praticam? Emas (Rhea americana). Jubarte (Megaptera novaeangliae). A B To ry K al lm an / S hu tt er st oc k. co m /ID /B R Fa bi o C ol om bi ni /A ce rv o do fo tó gr af o altura: cerca de 1,5 m comprimento: cerca de 15 m 5 Considere uma população de 300 onças-pinta- das, na qual o gene recessivo para o melanismo (pelagem escura) aparece em uma frequência de 0,2. Calcule o número de indivíduos de pe- lagem-padrão e o de indivíduos melânicos. 6 Considere que a população da planta apresen- tada no esquema a seguir seja muito pequena e que esteja isolada em uma pequena ilha. Em termos evolutivos, como você explicaria as variações nas frequências dos dois alelos des- sa população? 158 Não escreva no livro. CIÊNCIA, TECNOLOGIA E SOCIEDADE O que nos torna humanos? PARA DISCUTIR 1 De acordo com o texto, por que cozinhar é algo que nos define como humanos? Explique com suas palavras. 2 O texto cita outros aspectos da cultura humana que nos diferenciam de outros animais. Quais são eles? Cite mais alguns, não elencados no texto. 3 O autor critica, de certa maneira, os hábitos alimentares da sociedade contemporânea. Transcreva a passagem do texto que torna verdadeira essa afirmação. A ideia de que cozinhar é uma atividade que nos define enquanto seres humanos não é nova. Em 1773, o escritor James Bonswell, observando que “nenhum animal é cozinheiro”, chamou o Homo sapiens de “o animal que cozinha”. […] Cinquenta anos mais tar- de, em A fisiologia do gosto, o gastrônomo Jean Anthelme Brillat-Savarin alegou que cozinhar nos transformou no que somos; ao ensinar os homens a usar o fogo, essa atividade tinha “contribuído muito para o avanço da causa da civilização”. Mais recen- temente, Lévi-Strauss, escrevendo O cru e o cozido, em 1964, registrou que muitas das culturas existentes no mundo nutriam uma visão semelhante e enxerga- vam no ato de cozinhar a atividade simbólica que “es- tabelece a diferença entre os animais e as pessoas”. Para Lévi-Strauss, cozinhar servia como uma metá- fora da transformação humana da natureza crua para a cultura cozida. Porém, passados muitos anos desde a publicação de O cru e o cozido, outros antropólogos co- meçaram a considerar, no sentido literal, a ideia de que a invenção do ato de cozinhar poderia guardar o segre- do da evolução para a nossa condição de seres humanos. Há poucos anos, o primatólogo e antropólogo de Harvard Richard Wranghampublicou um livro fascinante intitu- lado Pegando fogo: como cozinhar nos tornou humanos, no qual argumentava que foi essa descoberta dos nossos ancestrais remotos – e não a fabricação de ferramentas, a ingestão de carne ou mesmo a linguagem – que veio a nos diferenciar dos macacos e nos tornou humanos. De acordo com a “hipótese do cozimento”, o advento da comida cozida alterou os rumos da evolução humana. Por proporcionar aos nossos ancestrais uma dieta com maior densidade energética e de fácil digestão, a nova prática permitiu que nossos cérebros crescessem (cére- bros são notórios consumidores de energia) e os intes- tinos encolhessem. Ao que parece, a comida crua exige muito mais tempo e energia para ser mastigada e dige- rida, e por isso outros primatas do nosso tamanho têm aparelhos digestórios substancialmente maiores e – nas horas que passam acordados – gastam mais tempo mas- tigando; até seis horas por dia. Cozinhar, na realidade, assumiu parte do traba- lho de mastigar e digerir, que passou a ser realizado fora de nosso corpo, valendo-se de fontes de energia exteriores. Além disso, como o cozimento elimina substâncias tóxicas de muitas fontes potenciais de alimentos, a nova tecnologia nos deu acesso a uma preciosa reserva de calorias que não estava à dispo- sição de outros animais. Uma vez livres da necessida- de de passar os dias reunindo grandes quantidades de alimentos crus e em seguida mastigando-os (e mastigando-os de novo), os seres humanos poderiam agora empregar seu tempo e seus recursos metabóli- cos para outros propósitos, como criar uma cultura. Cozinhar nos proporcionou não apenas a refeição, como também a ocasião: o costume de comermos juntos num momento e num lugar determinados. Isso representa um fenômeno novo, já que o homem que saía em busca de alimentos crus provavelmente se alimentava enquanto se deslocava e sozinho, como todos os outros animais. (Ou, se pararmos para pen- sar, como os comedores industriais em que nos trans- formamos recentemente, mordiscando qualquer coisa em postos de gasolina e comendo sozinhos não im- porta quando ou onde.) […] Portanto, cozinhar nos transformou, e não apenas por nos tornar sociáveis e corteses. Uma vez que o ato de cozinhar permitiu que expandíssemos nossas ca- pacidades cognitivas à custa da capacidade digestiva, não havia mais como voltar atrás: nossos cérebros grandes e intestinos pequenos dependiam agora de uma dieta à base de alimentos cozidos. […] Pollan, M. Cozinhar: uma história natural da transformação. Rio de Janeiro: Intrínseca, 2014. p. 13-15. 152 Não escreva no livro. 5Não escreva no livro. 6 (CGEB1) Valorizar e utilizar os conhecimentos historicamente construídos sobre o mundo físico, social, cultural e digital para entender e explicar a realidade, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva. (CGEB2) Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade, para investigar causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas. (CGEB3) Valorizar e fruir as diversas manifestações artísticas e culturais, das locais às mundiais, e também participar de práticas diversificadas da produção artístico-cultural. (CGEB5) Compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de informação e comunicação de forma crítica, significativa, reflexiva e ética nas diversas práticas sociais (incluindo as escolares) para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos, resolver problemas e exercer protagonismo e autoria na vida pessoal e coletiva. (CGEB6) Valorizar a diversidade de saberes e vivências culturais e apropriar-se de conhecimentos e experiências que lhe possibilitem entender as relações próprias do mundo do trabalho e fazer escolhas alinhadas ao exercício da cidadania e ao seu projeto de vida, com liberdade, autonomia, consciência crítica e responsabilidade. (CGEB7) Argumentar com base em fatos, dados e informações confiáveis, para formular, negociar e defender ideias, pontos de vista e decisões comuns que respeitem e promovam os direitos humanos, a consciência socioambiental e o consumo responsável em âmbito local, regional e global, com posicionamento ético em relação ao cuidado de si mesmo, dos outros e do planeta. (CGEB9) Exercitar a empatia, o diálogo, a resolução de conflitos e a cooperação, fazendo-se respeitar e promovendo o respeito ao outro e aos direitos humanos, com acolhimento e valorização da diversidade de indivíduos e de grupos sociais, seus saberes, identidades, culturas e potencialidades, sem preconceitos de qualquer natureza. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS (CECNTEM2) Analisar e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar e defender decisões éticas e responsáveis. (CECNTEM3) Investigar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). COMPETÊNCIAS ESPECÍFICAS COMPETÊNCIAS GERAIS DA EDUCAÇÃO BÁSICA COMPETÊNCIAS E HABILIDADES DA BNCC Neste volume, são desenvolvidas as competências e habilidades da Base Nacional Comum Curricular (BNCC) para o Ensino Médio indicadas a seguir. As siglas utilizadas para as competên- cias são: competências gerais da Educação Básica (CGEB) e competências específicas de Ciências da Natureza e suas Tecnologias para o Ensino Médio (CECNTEM). 6 Não escreva no livro. 7 HABILIDADES CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS COMPETÊNCIA ESPECÍFICA 2 (EM13CNT201) Analisar e discutir modelos, teorias e leis propostos em diferentes épocas e culturas para comparar distintas explicações sobre o surgimento e a evolução da Vida, da Terra e do Universo com as teorias científicas aceitas atualmente. (EM13CNT204) Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros). (EM13CNT205) Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências. (EM13CNT208) Aplicar os princípios da evolução biológica para analisar a história humana, considerando sua origem, diversificação, dispersão pelo planeta e diferentes formas de interação com a natureza, valorizando e respeitando a diversidade étnica e cultural humana. (EM13CNT209) Analisar a evolução estelar associando-a aos modelos de origem e distribuição dos elementos químicos no Universo, compreendendo suas relações com as condições necessárias ao surgimento de sistemas solares e planetários, suas estruturas e composições e as possibilidades de existência de vida, utilizando representações e simulações, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros). COMPETÊNCIA ESPECÍFICA 3 (EM13CNT301) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema
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