Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Secretaria de Estado da Educação e da Ciência e Tecnologia da Paraíba Gerência Executiva de Ensino Médio GUIA DE IMPLANTAÇÃO DA DISCIPLINA DE PRÁTICAS EXPERIMENTAIS JOÃO PESSOA, FEVEREIRO 2019 Sumário APRESENTAÇÃO .......................................................................................................................................... 3 ROTEIROS DAS PRÁTICAS EXPERIMENTAIS ...................................................................................... 4 TERMOMETRIA: ESCALAS TERMOMÉTRICAS .................................................................................... 6 TERMOLOGIA - TEMPERATURA E CALOR ........................................................................................... 8 ELETRICIDADE – MULTÍMETRO ............................................................................................................. 10 FORÇA CENTRÍFUGA ................................................................................................................................ 13 ESCORPIÃO .................................................................................................................................................. 15 PONTE GIRATÓRIA .................................................................................................................................... 17 INTRODUÇÃO A VELOCIDADE MÉDIA ................................................................................................. 19 ÁREA DO CÍRCULO .................................................................................................................................... 21 TEOREMA DE PITÁGORAS ...................................................................................................................... 23 SÓLIDOS GEOMÉTRICOS: PLANIFICAÇÃO E ELEMENTOS .......................................................... 26 TRIGONOMETRIA: APLICAÇÃO DAS RAZÕES TRIGONOMÉTRICAS ......................................... 28 MATERIAIS DE LABORATÓRIO .............................................................................................................. 30 FENÔMENOS FÍSICOS E QUÍMICOS ...................................................................................................... 34 PURIFICAÇÃO DA ÁGUA .......................................................................................................................... 36 INTRODUÇÃO A MICROSCOPIA ............................................................................................................. 38 INTRODUÇÃO LÚDICA À GENÉTICA MENDELIANA ......................................................................... 41 EXTRAÇÃO DE DNA DA BANANA ......................................................................................................... 44 APRESENTAÇÃO Diante do desafio de assegurar uma educação pública universal e de qualidade, o Estado da Paraíba adotou novas metodologias pedagógicas e de gestão, necessárias para a obtenção de melhores resultados estabelecidos para a educação Básica. Baseada nos Quatro Pilares da educação e na Base Nacional Comum Curricular, a incorporação da disciplina Práticas experimentais surgiu da necessidade de adequação do currículo da Educação Básica da Paraíba ao Novo Ensino Médio. As práticas experimentais constituem parte do processo ensino-aprendizagem e contribuem para a formação do educando. Através dessas atividades os estudantes poderão compreender os fundamentos científico-tecnológicos e relacionar teoria e prática, pois possuem natureza investigativa, propiciam interpretações, discussões e confrontos de ideias. Logo ajudam os estudantes na superação de obstáculos na aprendizagem de conceitos científicos. Foi determinada pelas Diretrizes Operacionais para o Funcionamento das Escolas Estaduais da Paraíba no ano 2019 a carga horária semanal de 01 aula para o componente de práticas experimentais para as turmas do Ensino Médio Regular. Este componente deverá ser ministrado pelo professor de ciências naturais e/ou matemática. Essas atividades poderão ser realizadas na sala de aula, nos laboratórios, no pátio, no entorno da escola, enfim, onde o tema em estudo permitir conexão e associação com a prática do estudante. A Gerência Executiva de Ensino Médio junto ao núcleo de formação do ensino médio e as gerências regionais fornecerão suporte técnico e didático-pedagógico aos professores da disciplina Práticas experimentais. Consequentemente, haverá acompanhamento de formações, distribuição de roteiros de práticas experimentais e acompanhamento pedagógico através do Sistema Saber. Os roteiros disponibilizados serão sugestões de práticas experimentais, mas o professor da disciplina poderá elaborar roteiros de acordo com a realidade da escola. Visando o protagonismo juvenil, os alunos poderão propor atividades para serem realizadas nas práticas. Essas atividades devem ser estimuladas para serem realizadas pelos alunos em grupos, tendo enfoque o envolvimento dos estudantes e a participação efetiva na manipulação dos materiais e na elaboração de hipóteses e/ou soluções para os problemas propostos. DISCIPLINA: Práticas Experimentais OBJETIVO GERAL: O objetivo geral da implantação da disciplina Práticas Experimentais na matriz curricular do ensino médio regular é alinhado com a Base Nacional Comum Curricular (BNCC),com os Quatro Pilares da Educação (relatório de Jacques Delors a Unesco) e com as orientações do Novo ensino Médio, formar o indivíduo em sua integralidade para o mercado de trabalho e para a vida. Objetivos Específicos: Desenvolver atividades experimentais com os estudantes visando uma aprendizagem significativa dos conceitos estudados. Relacionar as atividades experimentais com o cotidiano dos estudantes. Exercitar o pensamento científico, crítico e criativo. ROTEIROS DAS PRÁTICAS EXPERIMENTAIS Módulo 01 1. Escalas Termométricas (Física/Química) 2. Temperatura e Calor (Física/Química) 3. Eletricidade – Multímetro (Física/Química) 4. Força Centrífuga (Robótica/Física) 5. Escorpião (Robótica/Biologia) 6. Ponte Giratória (Robótica/Matemática) 7. Introdução à Velocidade Média (Física/Robótica) 8. Área do Círculo (Matemática) 9. Teorema de Pitágoras (Matemática) 10. Sólidos Geométricos: Planificação e Elementos (Matemática) 11. Materiais de laboratório (Química) 12. Fenômenos físicos e químicos (Química/ Física) 13. Purificação da água (Química/Biologia) 14. Introdução a Microscopia (Biologia) 15. Introdução Lúdica à Genética Mendeliana (Biologia) 16. Extração de DNA da banana. (Biologia) 6 DISCIPLINAS EM EVIDÊNCIA: Física/Química TEMA: TERMOMETRIA: ESCALAS TERMOMÉTRICAS Figura 1 OBJETIVO GERAL Explicação das principais escalas termométricas e suas relações matemáticas, por meio da utilização de um termômetro digital. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA As escalas termométricas mais utilizadas são as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin. A figura 1, consiste em um Termômetro Digital (Termômetro Digital Espeto – TP101). É um instrumento de medição composto por uma substância termométrica, isto é, uma propriedade que altera-se de acordo com a temperatura, fazendo variar a graduação do sensor. O formato de espeto (haste metálica) dá origem ao segundo nome ao TermômetroDigital Espeto, podendo ser utilizado para diversas finalidades. A utilização do Termômetro TP101 é muito simples, visto que conta com um display LCD de fácil entendimento que exibe todas as informações necessárias, além de um painel de controle com 4 botões que comandam suas funções. Entre os comandos destaca-se um botão (ON/OFF) (1) para ligá-lo e desligá-lo, botão (°C/°F) (2) para selecionar a unidade de leitura, botão (HOLD) (3) para congelar / descongelar qualquer valor na tela e o botão (MAX / MIN) (4) para visualizar o maior e o menor valor já medido. Conforme indica o botão (2), esse termômetro registra duas escalas termométricas, sendo uma Celsius e a outra Fahrenheit. Sendo assim, com tal aparato é possível comparar valores de temperatura nestas duas escalas. Considerando as três principais escalas termométricas, a tabela abaixo mostra a relação entre valores de temperatura para dois pontos fixos (fusão e ebulição da água) e seus padrões de subdivisão. ESCALA FUSÃO DA ÁGUA EBULIÇÃO DA ÁGUA SUBDIVISÃO CELSIUS (°C) 0° 100° 100 (CENTESIMAL) FAHRENHEIT (°F) 32° 212° 180 KELVIN (K) 273 373 100 (CENTESIMAL) Da tabela acima, podemos mostrar que a relação de conversão de uma escala em outra é: MATERIAIS Termômetro digital, recipientes para colocar água (becker ou outro recipiente), água (quente e fria) e fonte de calor (aquecedor elétrico ou fogão elétrico). PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS Nosso experimento buscará discutir as escalas termométricas (Celsius e Fahrenheit) através do uso de um termômetro digital. 1. Coloque água num becker ou noutro recipiente qualquer e coloque para aquece numa fonte PRÁTICAS EXPERIMENTAIS PROFESSOR(A): ESCOLA: DATA: SÉRIE: TURMA: ALUNO(A)(S): Secretaria de Estado da Educação e da Ciência e Tecnologia da Paraíba Gerência Executiva de Ensino Médio 7 qualquer de calor. Poderá ser utilizado o aquecedor elétrico ou o fogão elétrico do laboratório. 2. Quando a água estiver fervendo, ou após certo intervalo de tempo (aquecimento da água), coloque o termômetro e verifique a temperatura na escala Celsius e na escala Fahrenheit. Utilize o botão (2). Faça a leitura das temperaturas no termômetro e preencha a tabela a seguir. TC TF ÁGUA QUENTE 3. Coloque água gelada num becker ou noutro recipiente qualquer. Caso encontre dificuldades para o uso da água aquecida ou fria, poderá ser utilizada água na temperatura ambiente. 4. Usando a água gelada, em um mesmo instante, coloque o termômetro e verifique a temperatura na escala Celsius e na escala Fahrenheit. Utilize o botão (2). Faça a leitura das temperaturas no termômetro e preencha a tabela a seguir. TC TF ÁGUA FRIA 5. Segure a extremidade da haste do termômetro (envolva com sua mão), aguarde atingir o equilíbrio térmico e verifique a temperatura na escala Celsius e na escala Fahrenheit. Utilize o botão (2). Faça a leitura das temperaturas no termômetro e preencha a tabela a seguir. TC TF MÃO AVALIAÇÃO 1º. Quais são as principais escalas termométricas? 2º. O que é um ponto fixo na termologia? Cite exemplos. 3º. O que é uma escala centesimal ou centígrada? 4º. Compare os valores da temperatura da água quente em °C e °F. Os valores concordam com a relação de conversão entre as temperaturas Celsius e Fahrenheit? 5º. Compare os valores da temperatura da água fria em °C e °F. Os valores concordam com a relação de conversão entre as temperaturas Celsius e Fahrenheit? 6º. Compare os valores da temperatura da mão em °C e °F. Os valores concordam com a relação de conversão entre as temperaturas Celsius e Fahrenheit? 7º. Se fosse utilizado um termômetro na escala Kelvin, quais seriam os valores registrados? DE OLHO NO ENEM O uso do chuveiro elétrico representa uma parcela significativa do gasto com energia elétrica em uma casa. Nos dias de maior insolação, este gasto pode ser diminuído com o uso de aquecedores solares de água. Um modelo simples e de baixo custo, construído com garrafas plásticas de refrigerante e caixas de leite, substitui com bastante eficiência painéis solares produzidos industrialmente. Observe a fotografia de um desses painéis em que sua capacidade de aquecimento está sendo testada Nessa construção, dezoito canos de PVC, dispostos um ao lado do outro, estão conectados em seus extremos por dois canos horizontais. Cada um dos dezoito canos é envolvido por garrafas com o fundo cortado. Dentro de cada garrafa há uma peça obtida do corte de embalagens de leite, pintada na cor preto-fosco. Desempenhando a função de reservatório de água foi usada uma caixa de isopor. Os dois canos horizontais estão em alturas diferentes e ambos se conectam ao reservatório de água. O cano horizontal superior se conecta ao reservatório em um ponto mais acima do ponto de conexão do cano horizontal inferior. A água preenche todo o sistema, que funciona automaticamente sem o auxílio de bombas hidráulicas, uma vez que a água na tubulação do painel, aquecida pelo Sol, torna-se menos densa e sobe. Ao procurar uma posição mais elevada ela flui para o reservatório. Na fase de testes deste painel, a água atingiu, em pouco mais de uma hora, a temperatura de 45 ºC (muito alta para um banho). Como o aquecedor de baixo custo funcionou surpreendentemente bem, seu construtor desejou divulgar os resultados na internet, tendo o cuidado de transcrever essa temperatura para a escala Fahrenheit e Kelvin, com o intuito de que um internauta, acostumado com estas escalas, também fosse capaz de entender rapidamente a informação. Desse modo, as temperatura que deverão ser divulgadas na internet serão, em graus Fahrenheit e Kelvin, aproximadamente: a) 49 ºF e 273 Kb) 49 ºF e 318 K c) 81 ºF e 318 Kd) 113 ºF e 308 K e) 113 ºF e 318 K 8 DISCIPLINAS EM EVIDÊNCIA:Física/Química TEMA: TERMOLOGIA - TEMPERATURA E CALOR Figura 1 OBJETIVO GERAL Esclarecer os conceitos físicos de temperatura e calor através da sensação térmica. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA O que é temperatura? Usamos o conceito de temperatura para indicar se algo está frio ou quente. A temperatura é uma grandeza física escalar que pode ser entendida como a medida do grau de agitação dos átomos (ou moléculas) que compõem um corpo. Quanto maior a agitação molecular, maior será a temperatura do corpo e mais quente ele estará e vice-versa. Sobre temperatura, temos que não existe um limite máximo para a mesma, pois, não há um valor de temperatura o qual não se pode superar, mas existe um limite mínimo de temperatura, que é chamado de zero absoluto. A temperatura do zero absoluto corresponde a -273,15 °C (ou 0 K) e seria o ponto em que a vibração molecular seria a menor possível ou inexistente. Ao aquecer um corpo qualquer, suas moléculas aumentam a vibração e tendem a se afastar umas das outras, ocorrendo a chamada dilatação térmica dos materiais. Se o corpo for resfriado, ocorrerá a contração térmica. Sendo assim, a maneira mais simples de medir a temperatura é aproveitar o comportamento da dilatação térmica e construir, a partir disso, uma escala termométrica. Quando colocamos um termômetro de mercúrio, material sensível às variações de temperatura, em contato com o corpo de alguém com febre, o mercúrio no interior do termômetro é aquecido e sofre dilatação até que a sua temperatura fique igual a do corpo, atingido o equilibro térmico. A coluna de mercúrioindica um valor estabelecido por uma determinada escala termométrica que corresponde exatamente à temperatura do corpo febril. Existem várias escalas termométricas, mas as principais são: Celsius (°C), Fahrenheit (°F) e Kelvin (K). O que é calor? Considerando dois objetos com temperaturas diferentes e sendo colocados juntos em uma caixa de isopor (isolados), observamos que após certo intervalo de tempo eles, estarão em equilíbrio térmico, ou seja, apresentarão a mesma temperatura. Sob essas condições, podemos dizer que o corpo inicialmente mais quente (de maior temperatura) perdeu energia, pois sua temperatura diminuiu. Por outro lado, o corpo inicialmente mais frio (de menor temperatura) ganhou energia, visto que sua temperatura aumentou. Por tanto, houve transferência de energia do corpo mais quente para o corpo mais frio, até que ambos apresentassem temperaturas iguais (equilíbrio térmico). A energia que se transfere do corpo com maior temperatura para o corpo com menor temperatura recebe o nome de calor. MATERIAIS Três cubos de vidros ou três recipientes que possam ser preenchidos com água, água (quente, gelada e à temperatura ambiente), aquecedor elétrico e termômetro. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS E AVALIAÇÃO Nosso experimento buscará discutir os conceitos de temperatura e calor por meio da sensação térmica. 1. Com a ajuda do professor, aqueça a água com o aquecedor elétrico. Cuidado, pois o contato pode trazer graves danos de queimadura! Coloque água quente num dos cubos de vidro (recipiente) e no outro, água gelada. No outro cubo de vidro coloque água a temperatura ambiente. 2. Meça e anote a temperatura da água contida nos três recipientes. Meça também a temperatura de suas mãos. Cuidado para não molhar a parte eletrônica do termômetro! PRÁTICAS EXPERIMENTAIS PROFESSOR(A): ESCOLA: DATA: SÉRIE: TURMA: ALUNO(A)(S): Secretaria de Estado da Educação e da Ciência e Tecnologia da Paraíba Gerência Executiva de Ensino Médio 9 Recipiente 1 “Quente” Recipiente 2 “Ambiente” Recipiente 3 “Fria” 3. Mergulhe uma mão no recipiente com água quente e a outra no recipiente com água gelada, simultaneamente. Aguarde alguns segundos. 4. Descreva a sensação térmica que você teve para cada mão. _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ 5. Retire suas mãos dos 2 recipientes e coloque-as rapidamente no recipiente do meio com água à temperatura ambiente. 6. A água do recipiente do meio, está quente ou gelada? _________________________________________ _________________________________________ 7. Descreva a sensação térmica que você teve para cada mão. _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ 8. No esquema a seguir, desenhe setas indicando os fluxos de calor entre suas mãos e a água, isto é, descreve de onde está saindo o calor e para onde ele está chegando. Escreva também a temperatura da água e de suas mãos, que você anotou no começo do experimento. 10. Que relação você entende entre os sentidos dos fluxos de calor e as temperaturas dos corpos envolvidos? _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ 11. Considerando a sensação térmica, os sentidos dos fluxos de calor e usando o conhecimento da Física, explique a sensação de calor e a sensação de frio. _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ 12. A sensação térmica é uma boa indicadora de temperatura? Justifique. _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ DE OLHO NO ENEM (ENEM) Nos dias frios, é comum ouvir expressões como: “Esta roupa é quentinha” ou então “Feche a janela para o frio não entrar”. As expressões do senso comum utilizadas estão em desacordo com o conceito de calor da termodinâmica. A roupa não é “quentinha”, muito menos o frio “entra” pela janela. A utilização das expressões “roupa é quentinha” e “para o frio não entrar” é inadequada, pois o(a) a) roupa absorve a temperatura do corpo da pessoa, e o frio não entra pela janela, o calor é que sai por ela. b) roupa não fornece calor por ser um isolante térmico, e o frio não entra pela janela, pois é a temperatura da sala que sai por ela. c) roupa não é uma fonte de temperatura, e o frio não pode entrar pela janela, pois o calor está contido na sala, logo o calor é que sai por ela. d) calor não está contido num corpo, sendo uma forma de energia em trânsito de um corpo de maior temperatura para outro de menor temperatura. e) calor está contido no corpo da pessoa, e não na roupa, sendo uma forma de temperatura em trânsito de um corpo mais quente para um corpo mais frio. 10 DISCIPLINAS EM EVIDÊNCIA: Física/Química TEMA: ELETRICIDADE – MULTÍMETRO Figura 1 OBJETIVO GERAL Explicação básica, da função e do uso do Multímetro. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Multímetro Um MULTÍMETRO é um aparelho elétrico para testes e medições de grandezas elétricas, extremamente popular entre técnicos e engenheiros eletrônicos devido à sua grande utilidade. Existem vários modelos. Como o próprio nome sugere, o MULTÍMETRO é o equipamento utilizado para fazer a medição de várias grandezas elétricas, mas trataremos apenas das grandezas fundamentais da Eletricidade. Desta forma, este equipamento realiza, no mínimo, a medição das três grandezas básicas da Eletricidade – resistência, tensão (diferença de potencial - DDP) e corrente elétrica. A parte responsável pela medição da resistência elétrica (R) é chamada de OHMÍMETRO. A parte responsável pela medição da tensão (voltagem) elétrica (U) é chamada de VOLTÍMETRO. A parte responsável pela medição da corrente elétrica (i) é chamada de AMPERÍMETRO. Partes de um Multímetro Um multímetro possui três partes principais: Display (Visor): é onde os resultados das medições são exibidos. Botão de Seleção (Chave Seletora): é o botão de seleção, um botão rotativo, de múltiplas posições, que usamos para selecionar a função que desejamos medir, e a precisão da escala de medição, e também para desligar o multímetro. Conectores (Bornes): é onde as Pontas de Prova (ponteiras) são conectadas em encaixes específicos presentes no multímetro, sendo uma ponteira geralmente na cor vermelha para representar a polaridade positiva, e outra ponteira na cor preta, para representar a polaridade negativa. Uso do Multímetro O primeiro passo, ao ligar o equipamento, é selecionar a função desejada conforme a grandeza a sermedida. Deve-se também escolher a escala de medição correta para realização das medições. Por uma questão de segurança, na busca por uma medição completamente desconhecida é indicado seguir a ordem da escala maior para a menor. Para a medição da resistência elétrica em um circuito, o mesmo deve estar desenergizado (desconectado da fonte de tensão). Assim, seus terminais devem ser ligados entre os pontos onde se deseja medir a resistência. A figura ao lado mostra um multímetro operando na função ohmímetro. Para a medição da tensão elétrica em um circuito, deve-se conectar os terminais do voltímetro (multímetro) diretamente sobre os pontos onde se deseja saber a tensão a ser medida (conexão em paralelo). Para que o voltímetro faça a leitura correta este deve ser colocado em paralelo aos pontos aos quais se quer saber a tensão (voltagem). O voltímetro ideal é aquele que possui resistência interna infinita. Na prática, a resistência interna de um voltímetro possui um valor alto, não interferindo na medição do circuito onde está conectado. A figura ao lado mostra um multímetro operando na função voltímetro. Para a medição da corrente elétrica, deve-se compreender que a mesma deve circular pelo interior do instrumento. Para tanto é preciso interromper o circuito, no ponto onde se deseja medir a corrente, intercalando o amperímetro (multímetro), observando a polaridade correta (conexão em série). Para que o amperímetro faça PRÁTICAS EXPERIMENTAIS PROFESSOR(A): ESCOLA: DATA: SÉRIE: TURMA: ALUNO(A)(S): Secretaria de Estado da Educação e da Ciência e Tecnologia da Paraíba Gerência Executiva de Ensino Médio 11 a leitura correta este deve ser colocado em série no local onde se deseja encontrar a intensidade da corrente elétrica. Desconhecendo a corrente elétrica que será medida e para evitar danos ao equipamento, a ponta de prova vermelha (positiva) deverá ser conectada no conector 10ADC. O amperímetro ideal é aquele que possui resistência interna nula, não influindo no circuito a ser medido. Na prática, a sua resistência interna possui um valor baixo. A figura ao lado mostra um multímetro operando na função amperímetro. MATERIAIS Multímetro e o Kit de Eletricidade Básica (KEB). PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS Nosso experimento buscará usar o multímetro para medir resistências, tensões e correntes elétricas. 6. Com o multímetro em mãos, observe o mesmo e identifique visualmente as informações da figura 1. Conecte as ponteiras, use o encaixe COM para a ponta de prova preta e o encaixe VΩmA para a ponta de prova vermelha. 7. Medindo a resistência: Usando o multímetro e os resistores do KEB, meça a resistência de cada resistor e preencha o formulário. Para evitar danificações, inicie as escalas, sempre da maior para a menor. 8. Usando o KEB, monte o circuito elétrico indicado. 9. Medindo a tensão: Usando o circuito elétrico montado com o KEB, meça a tensão de cada pilha, separadamente, e depois a tensão das pilhas juntas. São tensões contínuas. PILHA 1 PILHA 2 ASSOCIAÇÃO DAS PILHAS 10. Medindo a corrente elétrica: Usando o circuito elétrico montado com o KEB, meça a intensidade da corrente elétrica que atravessa o circuito. CUIDADO! Lembre-se de mudar o conector positivo e que o multímetro deverá ser conectado em série no circuito. Use a escala 10A. Se um amperímetro for ligado em paralelo com um elemento de um circuito, ele o deixará em curto-circuito, podendo ocasionar sua queima. CORRENTE ELÉTRICA AVALIAÇÃO 1. Qual é a função do multímetro? 2. Quais são as principais partes do multímetro? 3. Qual a diferença entre ohmímetro, amperímetro e voltímetro? 4. Quais são os procedimentos iniciais para o uso do multímetro? 5. Qual a diferença na conexão das pontas de provas, no circuito elétrico, para medir a tensão e a corrente elétrica? 6. O que é um voltímetro ideal e um amperímetro ideal? 7. O que poderá acontecer se o voltímetro for ligado em série? 8. Qual o risco de conectar o amperímetro em paralelo? DE OLHO NO ENEM Um eletricista analisa o diagrama de uma instalação elétrica residencial para planejar medições de tensão e corrente em uma cozinha. Nesse ambiente existem uma geladeira (G), uma tomada (T) e uma lâmpada (L), conforme a figura. O eletricista deseja medir a tensão elétrica aplicada à geladeira, a corrente total e a corrente na lâmpada. Para isso, ele dispõe de um voltímetro (V) e dois amperímetros (A). Para realizar essas medidas, o esquema da ligação desses instrumentos está representado em a) b) c) d) e) 12 13 DISCIPLINAS EM EVIDÊNCIA: Robótica e Física TEMA: FORÇA CENTRÍFUGA OBJETIVOS Utilizar o kit de robótica educacional para montagem do carro de guerra, para o aprimoramento da motricidade e construção do modelo robótico. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA A sequência a ser montada é baseada em modelo descrito por Leonardo da Vinci para o carro de guerra, onde da Vinci montou um móvel com um eixo que ligava as duas rodas e uma engrenagem, descrevendo uma rotação de 90º (eixo horizontal) para um eixo vertical. esta sequência apresentava rodas de diferentes tamanhos e dentadas, que quando acionadas descrevia uma transmissão de 1 para 3, ou seja, a menor girava 3 vezes mais rápida que a maior. O que gerava uma força centrífuga suficiente, para empurrar os pesos dependurados para fora. Fazendo com que as forças inimigas em uma batalha saíssem da frente abrindo uma lacuna para a tropa atacar. Com esta base história a prática irá descrever a prática de uma força centrífuga que atua do centro para fora. A força é o resultado da aceleração de um corpo vezes a sua massa. A força centrípeta pode ser calculada pela força de aceleração da força centrípeta, portanto: Onde: acf: aceleração centrífuga v: velocidade r: raio da trajetória circular Basicamente, a força centrífuga é uma força de inércia. Ela se manifesta em corpos /objetos que estão em movimento de rotação, utilizado em trajetórias curvas, onde os corpos se afastam do eixo central dessa rotação. Ela não é considerada força porque não cumpre os requisitos da força apresentados na segunda Lei de Newton. MATERIAIS Kit PROFI (Fischertechnik), da Vinci Machines e manual para a construção dos modelos. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1. Montar a estrutura pré-estabelecida pelo kit da Vinci. Modelo proposto para a prática inicial é o CARRO DE GUERRA, modelo de número 7 do manual de construção. PRÁTICAS EXPERIMENTAIS PROFESSOR(A): ESCOLA: DATA: SÉRIE: TURMA: ALUNO(A)(S): Secretaria de Estado da Educação e da Ciência e Tecnologia da Paraíba Gerência Executiva de Ensino Médio 14 Avaliação teórica da prática 1. Quando estamos dentro de um carro e o motorista vai fazer uma curva para a direita, nosso corpo imediatamente é prensado para o lado esquerdo do veículo, apontando para fora da trajetória circular feita no momento da curva. Das alternativas abaixo, indique a que explica corretamente a situação descrita. a) Somos lançados para fora da curva por uma força denominada de força centrífuga. b) Somos lançados para fora da curva em virtude da inércia. c) Somos lançados para fora da curva em virtudede uma força denominada de força centrípeta. d) A força gravitacional é responsável por nos empurrar para fora da trajetória. e) Nosso corpo mantém sempre uma reação oposta à do veículo de acordo com a lei da ação e reação. 2. (UFU-MG) Em uma certa marca de máquina de lavar, as roupas ficam dentro de um cilindro oco que possui vários furos em sua parede lateral (veja a figura). Depois que as roupas são lavadas, esse cilindro gira com alta velocidade no sentido indicado, a fim de que a água seja retirada das roupas. Olhando o cilindro de cima, indique a alternativa que possa representar a trajetória de uma gota de água que sai do furo. (a) (b) (c) (d) (e) Referências FORATO, Thaís C. M. Em: Isaac Newton. Biografias. Disponível em: [http://www.ifi.unicamp.br/~ghtc/Biografias/Newt on/Newton3.htm] https://exercicios.mundoeducacao.bol.uol.com.b r/exercicios-fisica/exercicios-sobre-forca- movimento.htm, visto em 07/02/2019. 15 DISCIPLINAS EM EVIDÊNCIA: Robótica e Biologia TEMA: ESCORPIÃO OBJETIVOS Utilizar o kit de robótica educacional para montagem de um escorpião, aprimorando a motricidade e o raciocínio lógico na construção de estruturas fictícias. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA A sequência a ser montada é baseada na montagem de um escorpião utilizando peças do kit PROFI (da Vinci Machines). O escorpião é um dos animais terrestres invertebrados mais antigos da Terra, entre os animais vivos. Os escorpiões são invertebrados artrópodes, da classe dos aracnídeos e da ordem Scorpiones. Estes animais são em torno de 2000 espécies espalhados pelo mundo, menos na Antártida. Apesar de algumas espécies se adaptaram nos climas mais intensos (próximo de 0o ou 50º), a maior parte deles preferem temperaturas entre 20º e 40º. Passam o dia escondidos em lugares escuros, entre frestas, ou debaixo de pedras, folhas ou troncos, ou enterrados na areia no deserto, sendo mais ativos a noite, quando forrageiam e comem. São carnívoros e predam insetos e aranhas ou até mesmo pequenos insetos. Apresentam visão pouco eficiente, mais o animal desenvolveu ao longo da evolução cerdas sensoriais que o ajudam. No fim da calda do escorpião existe um segmento chamado telson e as glândulas de veneno, é o chamado ferrão. O veneno possui substâncias neurotóxicas, enzimas, histaminas, entre outros. A picada de um escorpião causa muita dor local, febre, sudorese, dispneia e pode levar a orbito, principalmente crianças e idosos. Em caso de picada, lavar com água com sabão, manter a região em repouso e procurar com urgência um posto de saúde, para receber o soro que neutralizará a toxina. MATERIAIS Kit PROFI (Fischertechnik), da Vinci Machines. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 2. Montar a estrutura utilizando o kit da Vinci. Machines na construção de um escorpião partindo de peças contidas no kit trabalhado. 3. Peças a serem trabalhadas para a construção do modelo: PRÁTICAS EXPERIMENTAIS PROFESSOR(A): ESCOLA: DATA: SÉRIE: TURMA: ALUNO(A)(S): Secretaria de Estado da Educação e da Ciência e Tecnologia da Paraíba Gerência Executiva de Ensino Médio 16 4. Quantidade de peças para montagem: Peças Quantidades: 1 17 2 14 3 11 4 6 5 2 5. Mostrar a estrutura do escorpião de acordo com o modelo apresentado a figura abaixo: Avaliação teórica da prática 3. Sobre a picada do escorpião, é CORRETO afirmar que: a) Os escorpiões são todos igualmente tóxicos e pessoas altamente alérgicas não são reativas ao veneno de escorpiões apresentando reações brandas. b) Para uma picada de escorpião, o tratamento usual consiste em colocar terra e sal no local, em seguida, lavá-lo ao hospital. c) A maioria dos adultos não tem que se preocupar com os efeitos de uma picada de escorpião. No entanto, as crianças, os idosos e aqueles que já sofrem de problemas de saúde estão em risco de graves efeitos de uma picada. d) Após a picada de escorpião, deve-se levar o paciente, imediatamente, ao hospital para aplicar o soro antiofídico. e) Não se deve preocupar com a picada, pois com o tempo a dor desaparece sem nenhum efeitos sobre o paciente. 4. (CONSULPLAN, MG) Animais peçonhentos são animais que, por meio de um mecanismo de caça e defesa, são capazes de injetar em suas presas uma substância tóxica produzida em seus corpos, diretamente de glândulas especializadas (dente, ferrão, aguilhão) por onde passa o veneno. Esses animais agem por instinto de sobrevivência. Ao se sentirem ameaçados, imobilizam o agressor e fogem para um local seguro. Cobras, aranhas, escorpiões, lacraias, taturanas, vespas, formigas, abelhas e marimbondos são exemplos dessa categoria. São considerados os principais sintomas causados pela picada de escorpião amarelo, EXCETO: a) Náusea. b) Sudorese. c) Febre. d) Dor local. e) Necrose. Referências Brusca, Richard C.; Brusca, Gary J. (2007). Invertebrados. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan. 693–694 p. http://www.scorpionworlds.com/scorpion- information/, visto em 08/02/2019. http://www.saudeanimal.com.br/2015/12/10/esc orpiao/, visto em 08/02/2019. 17 DISCIPLINAS EM EVIDÊNCIA: Robótica e Matemática TEMA: PONTE GIRATÓRIA OBJETIVOS Utilizar o kit de robótica educacional para montagem da Ponte Giratória, para aprimorar o manuseio da construção de um modelo e entender mecanismos de rotação entre eixos giratórios. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA A sequência a ser montada é baseada em modelo descrito por Leonardo da Vinci para a Ponte Giratória. A função da Ponte Giratória, entre outras, era de que, em períodos de guerras e conflitos, a passagem de uma margem para outra de um rio fosse removida, impedindo o avanço das tropas inimigas, mantendo-se protegido. Para isso a ponte contava com um mecanismo, apoiado em um eixo de sustentação em uma das margens que permitia girar a estrutura com o auxílio de um sistema complexo de cordas e polias, para que essa ponte pode-se ser enrolada e recolhida facilmente, evitando assim a passagem de inimigos. Ela também possibilita a passagens de embarcações de grande porte pelo canal ou impedia a passagem dos adversários de um lado ao outro. Para se ter a rotação da ponte é necessário que exista elementos de transição servem para transmitir força ou movimento através de: correias, correntes, engrenagens, rodas de atritos, cabos, roscas. Esses elementos são montados em sistemas de transmissão que transfere potência e movimento a outro sistema, como também podem variar as rotações entre dois eixos. MATERIAIS Kit PROFI (Fischertechnik), da Vinci Machines e manual para a construção dos modelos. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 6. Montar a estrutura pré-estabelecida pelo kit da Vinci. Modelo proposto para a prática é a PONTE GIRATÓRIA, modelo de número 10 do manual de construção. Avaliação teórica da prática 5. (OBR- 2018) Correias são elementos que têm a finalidade de transmitir movimento de um eixo para PRÁTICAS EXPERIMENTAIS PROFESSOR(A): ESCOLA: DATA: SÉRIE: TURMA: ALUNO(A)(S): Secretaria de Estado da Educação e da Ciência e Tecnologia da Paraíba Gerência Executiva de Ensino Médio 18 outro através de polias, como mostra a figura. Por exemplo, o uso de correias emrobôs promove seu deslocamento no solo ao transferir o movimento rotativo de um motor para suas rodas. Com relação às correias, marque todas as alternativas corretas: a) As correias são constituídas de materiais flexíveis. b) A lubrificação das correias deve ser feita para evitar seu deslizamento. c) O uso de correias permite a inversão do sentido de rotação entre dois eixos d) Correias propagam e ampliam a intensidade de choques e vibrações dos eixos. e) Quando bem dimensionadas e com manutenção adequada, as correias emitem elevados ruídos em serviço 6. (Unirio-RJ) O mecanismo apresentado na figura é utilizado para enrolar mangueiras após terem sido usadas no combate a incêndios. A mangueira é enrolada sobre si mesma, camada sobre camada, formando um carretel cada vez mais espesso. Considerando ser o diâmetro da polia A maior que o diâmetro da polia B, quando giramos a manivela M com velocidade constante, verificamos que a polia B gira _____________________ que a polia A, enquanto a extremidade P da mangueira sobe com movimento _______________________ . Preenche corretamente as lacunas acima a opção: a) Mais rapidamente – acelerado. b) Mais rapidamente – uniforme. c) Com a mesma velocidade – uniforme d) Mais lentamente – uniforme. e) Mais lentamente – acelerado. Referências http://fecitac.concordia.ifc.edu.br/wp- content/uploads/sites/29/2017/10/9.pdf 08/02/2019, visto em 08/02/2019. http://www.sabercultural.com/template/especiais/Le onardo-da-Vinci-Invencoes.html, visto em 08/02/2019. https://www.terra.com.br/noticias/educacao/infografi cos/vc-sabia-davinci/, visto em 08/02/2019. 19 DISCIPLINAS EM EVIDÊNCIA:Física/Química TEMA: INTRODUÇÃO A VELOCIDADE MÉDIA OBJETIVOS Utilização dos instrumentos de robótica para montagens de estruturas que possibilitem medições de grandezas físicas (tempo e espaço) e assim obter a velocidade média expressando os resultados em diferentes unidades. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Deparamo-nos com o desrespeito das leis de trânsito provenientes de altas velocidades, por causa disso, sinalizações de velocidades máximas são postas nas cidades e rodovias para evitar as infrações. Como é possível saber a velocidade de um automóvel, se situado fora do veículo? A velocidade média poderá ser medida a partir do espaço percorrido e o tempo que levou a percorrer tal espaço. Aplicando a divisão entre o espaço e o tempo obtém a velocidade. MATERIAIS Trena (régua), cronômetro, equipamentos de robótica (peças plásticas), calculadora. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS Experimento 1 1. Montar uma estrutura, que servirá como instrumento de análise, a partir das peças de robótica, como segue o modelo a seguir. Experimento 2 2. Adotar dois pontos referenciais (inicial e final) onde serão feitas as medidas. 3. Com o auxílio do equipamento de medida de comprimento, meça o comprimento do percurso a ser analisada com 4 algarismos significativos. Anote abaixo. 4. Com o auxílio do equipamento de medida de tempo, meça o tempo necessário para o projétil se deslocar através do percurso montado entre os pontos fixos adotados com 3 algarismos significativos. Anote abaixo. Tempo do Percurso 1 = 2 = 3 = 4 = = PRÁTICAS EXPERIMENTAIS PROFESSOR(A): ESCOLA: DATA: SÉRIE: TURMA: ALUNO(A)(S): Secretaria de Estado da Educação e da Ciência e Tecnologia da Paraíba Gerência Executiva de Ensino Médio 𝑆 _______ 20 5. Faça a razão entre o espaço e o tempo medido e calcule para a obtenção das velocidades Velocidade da Projétil = 2 = 3 = 4 = = AVALIAÇÃO 1. Cite o equipamento que foi utilizado para efetuar as medidas em cada experimento. 2. Explique a técnica utilizada para medir o comprimento do percurso. 3. Quais os cuidados que se deve tomar para as medidas sejam as mais corretas? 4. Expresse as medidas coletadas no SI. DE OLHO NO ENEM A Companhia de Engenharia de Tráfego (CET) de São Paulo testou em 2013 novos radares que permitem o cálculo da velocidade média desenvolvida por um veículo em um trecho da via. As medições de velocidade deixariam de ocorrer de maneira instantânea, ao se passar pelo radar, e seriam feitas a partir da velocidade média no trecho, considerando o tempo gasto no percurso entre um radar e outro. Sabe-se que a velocidade média é calculada como sendo a razão entre a distância percorrida e o tempo gasto para percorrê-la. O teste realizado mostrou que o tempo que permite uma condução segura de deslocamento no percurso entre os dois radares deveria ser de, no mínimo, 24 segundos. Com isso, a CET precisa instalar uma placa antes do primeiro radar informando a velocidade média máxima permitida nesse trecho da via. O valor a ser exibido na placa deve ser o maior possível, entre os que atendem às condições de condução segura observadas. Disponível em: www1.folha.uol.com.br/. Acesso em: 11 jan 2014. A placa de sinalização que informa a velocidade que atende a essas condições é: 21 DISCIPLINAS EM EVIDÊNCIA: Matemática TEMA: ÁREA DO CÍRCULO OBJETIVOS Trabalhar de forma concreta as dimensões de circunferência, círculo, raio, área e perímetro. Mostrar aos alunos de maneira simples a ideia responsável pela fórmula da área do círculo. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA O número π é a razão entre o comprimento de uma circunferência e seu diâmetro, que é um número irracional aproximadamente igual a 3,14. Esta razão dá sempre o mesmo valor, ou seja, independe da circunferência, porque duas circunferências qualquer são semelhantes. Se C é o comprimento da circunferência e R é o raio então Feito isso, fica a pergunta. Como se calcula a área do círculo? É como vamos nos proceder, a partir de agora. Mostraremos então, que a área A de um círculo é igual ao produto do número real π pelo quadrado da medida do seu raio, ou seja MATERIAIS Kit de setores circulares do Laboratório de Matemática. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS Primeiro considere um círculo, recortado em setores circulares. Colocar cada setor um ao lado do outro, afim de formar o círculo. Depois, iremos usar todas as partes desse círculo para tentar montar uma figura que se aproxime o máximo possível de um retângulo. Em seguida deduzir a fórmula que calcula a área do círculo. É fácil de perceber que a base da figura acima, quando esta estiver muito próxima de ser a base de um retângulo, será igual a , o que resulta em PRÁTICAS EXPERIMENTAIS PROFESSOR(A): ESCOLA: DATA: SÉRIE: TURMA: ALUNO(A)(S): Secretaria de Estado da Educação e da Ciência e Tecnologia da Paraíba Gerência Executiva de Ensino Médio 22 apenas . O comprimento da circunferência é dividido por 2 porque a metade do seu comprimento encontra-se na parte de cima do retângulo e a outra em baixo. As laterais, que correspondem a largura do retângulo, medem o mesmo que o raio da circunferência. Assim, imaginando a situação no limite, ou seja, a mais próxima possível de um retângulo, temos QUESTIONÁRIO 1. Calcular a área de um círculo quepossui raio igual a 8 centímetros. 2. Calcular o raio de um círculo cuja área mede 452,16 m2. 3. (ENEM) Um chefe de cozinha utiliza um instrumento cilíndrico afiado para retirar parte do miolo de uma laranja. Em seguida, ele fatia toda a laranja em secções perpendiculares ao corte feito pelo cilindro. Considere que o raio do cilindro e da laranja sejam iguais a 1 cm e 3 cm, respectivamente. A área da maior fatia possível é (a) duas vezes a área da secção transversal do cilindro (b) três vezes a área da secção transversal do cilindro (c) quatro vezes a área da secção transversal do cilindro (d) seis vezes a área da secção transversal do cilindro (e) oito vezes a área da secção transversal do cilindro 23 DISCIPLINA EM EVIDÊNCIA: Matemática TEMA: TEOREMA DE PITÁGORAS OBJETIVOS Demostrar geometricamente a relação conhecida como teorema de Pitágoras, afim facilitar a compreensão desse conteúdo. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Pitágoras (569 – 480 a.C.) nasceu na ilha de Samos, perto de Mileto onde 50 anos antes tinha nascido Tales. Foi a partir das idéias desses dois personagens que a Matemática se inicia como ciência pôde se desenvolver enormemente nos séculos seguintes. Pitágoras viajou bastante. Esteve no Egito e na Babilônia (talvez tenha ido ate a Índia) onde observou os conhecimentos matemáticos e as idéias religiosas de cada região. Voltando ao mundo grego, fundou em Crotona (sudeste da Itália de hoje) uma escola, na verdade uma sociedade secreta, dedicada ao estudo de Matemática e Filosofia, principalmente. Como todos os documentos daquela época se perderam, tudo que sabemos veio através de referências de outros autores que viveram séculos depois. Por isso, Pitágoras é uma figura obscura na história da Matemática e, para dificultar ainda mais as coisas, a sua escola, além de secreta era comunitária, ou seja, todo o conhecimento e todas as descobertas eram comuns, pertenciam a todos. Assim, não sabemos sequer se foi o próprio Pitágoras que descobriu o teorema que leva o seu nome, pois era comum naquela época dar todo crédito de uma descoberta ao mestre. Não conhecemos também qual foi a demonstração original, mas historicamente acreditamos que deve ter sido alguma usando área. O teorema de Pitágoras é um dos mais belos e importantes teoremas da Matemática de todos os tempos e ocupa uma posição especial na história do nosso conhecimento matemático. Foi onde tudo começou. A seguir está representado um triângulo retângulo com seus elementos: O teorema de Pitágoras enuncia que a área do quadrado construído sobre a hipotenusa é igual a soma das áreas dos quadrados construídos sobre os catetos. O teorema de Pitágoras possui diversas demonstrações. Esse material vai facilitar a visualização tanto das demonstrações algébricas quanto das geométricas. A área do quadrado de lado é igual a soma das áreas dos quatro triângulos de catetos e , adicionada à área do quadrado interno de lado . Desenvolvendo o PRÁTICAS EXPERIMENTAIS PROFESSOR(A): ESCOLA: DATA: SÉRIE: TURMA: ALUNO(A)(S): Secretaria de Estado da Educação e da Ciência e Tecnologia da Paraíba Gerência Executiva de Ensino Médio 24 produto notável e efetuando as simplificações, temos: MATERIAIS Coleção de formas geométricas e kit de triângulos retângulos do laboratório de Matemática. PROCEDIMENTOS Com o conjunto de formas geométricas, construir a figura abaixo. Em seguida, mostrar que os quadrados de área e juntos ocupam exatamente a mesma área do quadrado de área igual a , como mostra a figura abaixo. AVALIAÇÃO 1) Use o material disponível para demonstrar o teorema de Pitágoras, de outras maneiras. 2) (ENEM) Uma metalúrgica recebeu uma encomenda para fabricar, em grande quantidades, uma peça com um formato de um prisma reto com base triangular, cuja as dimensões da base São 6cm, 8 cm, e 10 cm e cuja altura é 10 cm. Tal peça deve ser vazada de tal maneira que a perfuração na forma de um cilindro circular reto seja tangente as suas faces laterais! O raio da perfuração da peça é igual a: a) 1 cm b) 2 cm c) 3 cm d) 4 cm e) 5 cm 3) Um arquiteto está fazendo um projeto de iluminação de ambiente e necessita saber a altura que deverá instalar a luminária ilustrada na figura. Sabendo-se que a luminária deverá iluminar uma área circular de 28,26 m2, considerando = 3,14, a altura h será igual a: a) 3 m b) 4 m c) 5 m d) 9 m e) 16 m 4) Um antigo problema chinês: No alto de um bambu vertical está presa uma corda. A parte da corda em contato com o solo mede 3 chih (uma antiga unidade de medida usada na China). Quando a corda é esticada, sua extremidade toca o solo a uma distância de 8 chih do pé do bambu. Qual o comprimento aproximadamente do bambu? 25 26 DISCIPLINA EM EVIDÊNCIA: Matemática TEMA: SÓLIDOS GEOMÉTRICOS: PLANIFICAÇÃO E ELEMENTOS OBJETIVOS Conhecer, comparar e identificar sólidos geométricos. Classificar os corpos geométricos, compor e decompor formas geométricas. Estabelecer relações entre figuras espaciais e suas representações no plano e identificar elementos característicos dos poliedros regulares. Facilitar o entendimento dos conceitos geométricos, através de atividades práticas e trabalhar a planificação de superfícies de sólidos. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA A Geometria Espacial compreende o estudo dos Sólidos geométricos, que são elementos tridimensionais, por possuírem comprimento, largura e altura. Observando ao nosso redor, encontramos alguns objetos limitados apenas por superfícies planas, outros apenas por superfícies curvas, e outros ainda por superfícies planas e curvas. Essas figuras espaciais dividem-se em dois grupos: os poliedros e os não poliedros, também chamados de corpos redondos. MATERIAIS Conjunto de sólidos geométricos, coleção de formas planas disponíveis no laboratório de Matemática. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS Fazer a planificação de cada sólidos geométricos usando as formas planas. Em seguida, tentar mostrar algumas relações métricas de cada sólido. Usar como exemplo, os poliedros regulares como o tetraedro regular e o cubo. Tetraedro regular Pirâmide que possui quatro faces onde todas elas são triângulos equiláteros. Elementos do tetraedro: 4 Faces triangulares 4 Vértices 6 Arestas Planificação PRÁTICAS EXPERIMENTAIS PROFESSOR(A): ESCOLA: DATA: SÉRIE: TURMA: ALUNO(A)(S): Secretaria de Estado da Educação e da Ciência e Tecnologia da Paraíba Gerência Executiva de Ensino Médio 27 Cubo Prisma que possui seis faces onde todas são quadrados. Elementos do cubo: 6 Faces quadrangulares 8 Vértices 12 Arestas Planificação: AVALIAÇÃO 1) Use o tetraedro e o cubo, usados nos procedimentos práticos, para calcular altura (para o tetraedro), diagonal (para o cubo), área da superfície e volume, desses sólidos. 2) Faça a planificação do octaedro regular, do dodecaedro regular,do prisma reto de base hexagonal e da pirâmide de base quadrada. 3) (ENEM-2014) Um fazendeiro tem um depósito para armazenar leite formado por duas partes cúbicas que se comunicam, como indicado na figura. A aresta da parte cúbica de baixo tem medida igual ao dobro da medida da aresta da parte cúbica de cima. A torneira utilizada para encher o depósito tem vazão constante e levou 8 minutos para encher metade da parte de baixo. Quantos minutos essa torneira levará para encher completamente o restante do depósito? a) 8 b) 10 c) 16 d) 18 e) 24 4) (ENEM) Maria quer inovar em sua loja de embalagens e decidiu vender caixas com diferentes formatos. Nas imagens apresentadas estão as planificações dessas caixas. Quais serão os sólidos geométricos que Maria obterá a partir dessas planificações? a) Cilindro, prisma de base pentagonal e pirâmide. b) Cone, prisma de base pentagonal e pirâmide. c) Cone, tronco de pirâmide e pirâmide. d) Cilindro, tronco de pirâmide e prisma. e) Cilindro, prisma e tronco de cone. 28 DISCIPLINA EM EVIDÊNCIA: Matemática TEMA: TRIGONOMETRIA: APLICAÇÃO DAS RAZÕES TRIGONOMÉTRICAS OBJETIVOS Trabalhar conceitos de trigonometria, calcular medida de distâncias usando as razões trigonométricas no triângulo retângulo. Mostrar a importância e o manuseio adequado do teodolito. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Há muito tempo, medições eram realizadas de formas indiretas, principalmente referentes aos corpos celestes, vista a sua importância para a navegação, bem como para “prever o futuro” – para os crédulos. Com o estudo das relações métricas no triângulo retângulo, estas medidas se tornaram mais eficientes, mais precisas. A trigonometria, desde o início dos seus estudos, é embasada no triângulo retângulo, por isso é importante estudar tanto as suas características, como os seus elementos e as suas relações. O que é um triângulo retângulo? É uma figura geométrica plana, composta por três lados e três ângulos internos. O que diferencia esse triângulo dos demais é que um dos seus ângulos inteiros é sempre igual a 90° (ângulo reto). Semelhança de Triângulo: Dados dois triângulos, por exemplo, eles serão semelhantes se obedecerem a alguns padrões. Vejam um caso de semelhança e suas relações. Em triângulos semelhantes o quociente entre os pares de lados correspondentes forma sempre uma razão constante. Razões trigonométricas: Ao compararmos duas grandezas por meio de uma divisão estaremos dando sentido ao conceito de razão. A palavra razão é etimologicamente ligada ao termo ratio, que traduzido do latim significa, entre outras coisas, rateio, repartição. Para o ângulo α: PRÁTICAS EXPERIMENTAIS PROFESSOR(A): ESCOLA: DATA: SÉRIE: TURMA: ALUNO(A)(S): Secretaria de Estado da Educação e da Ciência e Tecnologia da Paraíba Gerência Executiva de Ensino Médio 29 Para o ângulo β: MATERIAIS Trena de medição, calculadora cientifica teodolito e uma tabela de razões trigonométricas. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS Medindo a altura de um prédio Tente medir a altura de um prédio que você tenha acesso. Para isso, coloque a ponta da trena na base do prédio e afaste-se 120 m, marque a distância e coloque o teodolito de 1,5 m de altura, neste local. Ao utilizar o equipamento, verifique quantos graus o teodolito está marcando, por exemplo, 30° com a horizontal. A imagem abaixo ilustra a situação. OBS: Não é necessário que as medidas sejam exatamente essas, essas medias serão variáveis, dependendo da situação do local. Observe que na horizontal, a linha de fissão e a altura do prédio formam um triângulo retângulo, usando a razão trigonométrica adequada, é possível calcular a altura do prédio. AVALIAÇÃO 1) (Enem 2010) Um balão atmosférico, lançado em Bauru (343 quilômetros a Noroeste de São Paulo), na noite do último domingo, caiu nesta segunda- feira em Cuiabá Paulista, na região de Presidente Prudente, assustando agricultores da região. O artefato faz parte do programa Projeto Hibiscus, desenvolvido por Brasil, Franca, Argentina, Inglaterra e Itália, para a medição do comportamento da camada de ozônio, e sua descida se deu após o cumprimento do tempo previsto de medição. Disponível em: http://www.correiodobrasil.com.br. Acesso em: 02 maio 2010. Na data do acontecido, duas pessoas avistaram o balão. Uma estava a 1,8 km da posição vertical do balão e o avistou sob um ângulo de 60°; a outra estava a 5,5 km da posição vertical do balão, alinhada com a primeira, e no mesmo sentido, conforme se vê na figura, e o avistou sob um ângulo de 30°. Qual a altura aproximada em que se encontrava o balão? 2) (Enem 2011) Para determinar a distância de um barco até a praia, um navegante utilizou o seguinte procedimento: a partir de um ponto A, mediu o ângulo visual a fazendo mira em um ponto fixo P da praia. Mantendo o barco no mesmo sentido, ele seguiu até um ponto B de modo que fosse possível ver o mesmo ponto P da praia, no entanto sob um ângulo visual 2. A figura ilustra essa situação: Suponha que o navegante tenha medido o ângulo 30º e, ao chegar ao ponto B, verificou que o barco havia percorrido a distância AB 2000 m. Com base nesses dados e mantendo a mesma trajetória, a menor distância do barco até o ponto fixo P será 3) Para as escolas de João Pessoa e da primeira regional, proponha a seu professor uma aula de campo, para ir ao porto de cabedelo, para medir a distância Cabedelo-Costinha, no percurso da balsa. 30 DISCIPLINA EM EVIDÊNCIA: Química TEMA: MATERIAIS DE LABORATÓRIO PRÁTICAS EXPERIMENTAIS PROFESSOR(A): ESCOLA: DATA: SÉRIE: TURMA: ALUNO(A)(S): Secretaria de Estado da Educação e da Ciência e Tecnologia da Paraíba Gerência Executiva de Ensino Médio 31 32 33 Identifique os Equipamentos abaixo. 34 DISCIPLINA EM EVIDÊNCIA: Química/Física TEMA: FENÔMENOS FÍSICOS E QUÍMICOS OBJETIVO Reconhecer a diferença entre fenômenos físicos e fenômenos químicos por meio do tipo de transformação observada. MATERIAIS • Tubos de ensaio • Tripé • Vidro de relógio • Espátula • Tela de amianto• Rolha • Pinça de madeira • Prego • Cápsula de porcelana • Aquecedor • Bastão de vidro • Pinça metálica • Estante para tubos de ensaio • Béquer REAGENTES • Parafina (raspas de vela) • cristais de iodo • Palha de aço • Água PROCEDIMENTO 1ª. PARTE: Aquecimento Coloque um pouco de parafina em um tubo de ensaio, prenda-o com uma pinça de madeira e aqueça-o até toda a parafina se modificar. Anote as observações; Construa uma tabela para anotações: 1. Dur ant e o aqu ecimento a substância sofre modificações? Dê dois exemplos. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ 2. O que acontece quando fornecemos calor ao material? Material Aquecimento Antes Durante Após Parafina PRÁTICAS EXPERIMENTAIS PROFESSOR(A): ESCOLA: DATA: SÉRIE: TURMA: ALUNO(A)(S): Secretaria de Estado da Educação e da Ciência e Tecnologia da Paraíba Gerência Executiva de Ensino Médio 35 ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ 2ª. PARTE: Queima da palha de aço 1. Coloque uma amostra de palha de aço em um vidro de relógio. 2. Aqueça. O que ocorreu? . ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ 3. O fenômeno é físico ou químico? Explique por quê. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ 3ª. PARTE: Sublimação do iodo 1. Observe a figura. 2. Coloque 5 cristais de iodo em um béquer de 100mL. 3. Cubra o béquer com um vidro de relógio. Despeje água no vidro de relógio até 2/3 do seu volume. 4. Monte o sistema de acordo com a figura e aqueça-o. 5. Espere 5 segundos e desligue o gás. 6. Deixe esfriar o sistema durante 5 minutos. 7. Retire cuidadosamente o vidro de relógio e jogue fora a água. 8. Observe o vidro de relógio. O que há em sua face externa? ______________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ 9. Ocorreu um fenômeno? Fenômeno físico ou químico? Explique o porquê. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ 36 DISCIPLINAS EM EVIDÊNCIA: Química/Biologia TEMA: PURIFICAÇÃO DA ÁGUA OBJETIVO Mostrar ao aluno os principais procedimentos utilizados numa estação de tratamento de água para purificação da água. MATERIAL Frasco com água impura Funil de vidro Areia Carvão ativo Papel de filtro Proveta Sulfato de alumínio Garrafa PET e algodão PROCEDIMENTO Preencha a tabela no decorrer do experimento. Meça aproximadamente 100 mL de água impura utilizando a proveta e anote o volume na sua tabela. Examine as propriedades indicadas na tabela e anote. COR TRANSPARÊNCIA ODOR PRESENÇA DE SÓLIDOS VOLUME Antes do tratamento Após misturar com sulfato de alumínio Após filtração Após uso de carvão A Decantação Transfira a água da proveta para um béquer, acrescente uma colher de sulfato de alumínio e agite a mistura até dissolver o sal. PRÁTICAS EXPERIMENTAIS PROFESSOR(A): ESCOLA: DATA: SÉRIE: TURMA: ALUNO(A)(S): Secretaria de Estado da Educação e da Ciência e Tecnologia da Paraíba Gerência Executiva de Ensino Médio 37 Anote na tabela as observações. Deixe a mistura descansar por 5 minutos e anote as observações na tabela. B. Filtração com areia Transfira toda a água da primeira separação para o filtro de areia e recolha o filtrado no béquer. Examine as propriedades indicadas na tabela e anote. Transfira o filtrado para uma proveta e anote o volume na tabela. C. Carvão seguido de filtração Transfira a água que passou pelo segundo tratamento para um béquer, misture com uma colher de carvão e agite. Deixe descansar por alguns minutos. Utilizando papel de filtro, filtre a mistura e recolha o filtrado no béquer. Examine as propriedades indicadas na tabela e anote. Transfira o filtrado para outra proveta e anote o volume indicado. QUESTÕES 1- Qual o papel do sulfato de alumínio no processo? ___________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ 2- Por que são realizadas a decantação e a filtração e não simplesmente a filtração em uma estação de tratamento de água? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 3- Qual o papel do carvão ativo no processo? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 4- Que porcentagem da água utilizada foi transformada em água pura? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 5- Compare seus resultados com os obtidos pelos outros grupos. Seu trabalho foi eficiente? ___________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ 6- Utilizando um aparelho de destilação, temos outra forma de purificar a água – a destilação. Por que a destilação não é utilizada nas estações de tratamento de água? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 38 DISCIPLINA EM EVIDÊNCIA: Biologia TEMA: INTRODUÇÃO A MICROSCOPIA OBJETIVO GERAL Apresentar o microscópio óptico aos alunos, mostrando as partes que o compõe, suas funções e importância para o ensino de biologia FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA O microscópio é um instrumento, que nos remete ao mundo dos excessivamente pequenos , mostrando organismos, estruturas e ampliando a capacidade de descobrir doenças, a partir da visualização de microorganismos, células defeituosas ou anormais, estruturas celulares ,impossíveis de se observar a olho nu MICROSCÓPIO O microscópio óptico, é um instrumento que amplia a capacidade de visualização de estruturas cujo tamanho seja inferior a 0,1 mm, que é limite de resolução do olhohumano. Esse instrumento permite visualização de peças muito pequenas e permitem a elucidação das estruturas animais e vegetais , ampliando a capacidade de entendimento sobre algumas questões abordadas em sala de aula de forma teórica. Partes de um Microscópio 1. Oculares 2. Revólver 3. Objetivas 4. Parafus o macrométrico 5. Parafuso micrométrico 6. Platina 7. Foco luminoso (Lâmpada ou espelho) 8. Condensador e diafragma 9. Braço Componentes mecânicos braço – fixo à base, serve de suporte às lentes e à platina platina – base de suporte e fixação da preparação, tem uma abertura central (sobre a qual é colocada a preparação) que deixa passar a luz. As pinças ajudam à fixação da preparação. revólver – suporte das lentes objetivas, parafuso macrométrico – permite focos gerais parafuso micrométrico – permite focos precisos da imagem Componentes ópticos condensador – sistema que orientam e distribuem a luz emitida de forma igual pelo campo de visão do microscópio diafragma – regula a quantidade de luz que atinge o campo de visão do microscópio, fonte luminosa –utiliza-se luz artificial emitida por uma lâmpada incluída no próprio microscópio, permite regular a intensidade da luz.. lente ocular –permitem ampliar a imagem real fornecida pela objetiva, PRÁTICAS EXPERIMENTAIS PROFESSOR(A): ESCOLA: DATA: SÉRIE: TURMA: ALUNO(A)(S): Secretaria de Estado da Educação e da Ciência e Tecnologia da Paraíba Gerência Executiva de Ensino Médio 39 lente objetiva – conjunto de lentes fixas no revolver, que girando permite alterar a objetiva consoante a ampliação necessária.. Uso do Microscópio O primeiro passo, é informar os alunos que o microscópio trata-se de um instrumento de precisão, e portanto deve ser manuseado com cuidado, posteriormente o professor com um lamina previamente preparada deve explicar as etapas de visualização de uma lâmina. MATERIAIS Microscópio Lâmina previamente preparada SE LIGA NA INTERDISCIPLINARIDADE Quadro para transformação de milímetros em micrometros, nanômetros e angstron PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 1º O professor com o microscópio a vista de todos deve fazer sua apresentação falando primeiramente da parte mecânica e depois da parte óptica, ressaltando como funciona cada parte do microscópio. 2º Fazer a relação ocular/objetiva , mostrando quantas vezes a imagem é aumentada 3º colocar a lâmina previamente preparada no microscópio e focalizar a estrutura que pode ser uma lâmina pronta ou uma gota de água parada para observação de protozoários 4. convocar alunos por amostragem e pedir que visualizem o que foi focalizado na lâmina AVALIAÇÃO 9. Qual é a função do microscópio? 10. Quais são as principais partes do microscópio ? 11. Qual a diferença entre parafusos macrométricos e micrométricos 12. Utilizando uma ocular de 10X e uma objetiva de 40X, quantas vezes teríamos a imagem da estrutura aumentada ? 13. Se uma estrutura a ser observada tiver o tamanho de 0,01 mm ,e sabendo que o limite de resolução do olho humano é 0,1 mm, quantas vezes será preciso aumentar para visualizar a estrutura ? SE LIGA NO ENEM 1.Na natureza existem elementos e seres vivos de diferentes dimensões. A figura abaixo ilustra a dimensão de alguns componentes da vida na Terra. Analise-a. De acordo com a figura e o assunto abordado, analise as afirmativas a seguir e assinale a alternativa CORRETA. a) II representa microrganismos visualizados exclusivamente com microscopia óptica. b) I representa microscopia eletrônica. c) As proporções entre vírus e bactérias são muito semelhantes. d) A estrutura de uma mitocôndria é dez vezes maior que a de uma proteína. 2.Preparou-se, rapidamente, uma lâmina a ser examinada ao microscópio óptico; para identificar se o material é um vírus,se afirma que : a) é impossível devido ao tamanho dos vírus. 40 b) ele deve ter tamanho que aumentado ao máximo chegue a 10 micrometros. c) facilmente observado pois os vírus são enormes. d) vírus e bactérias não podem ser observados e) só vírus podem ser corados para serem observados. SE LIGA PRA SABER MAIS https://blogdoenem.com.br/tipos-de- microscopios-biologia-enem/ 41 DISCIPLINAS EM EVIDÊNCIA: Biologia TEMA: INTRODUÇÃO LÚDICA À GENÉTICA MENDELIANA Promover o protagonismo estudantil através de confecção, montagem, experimentação e observação dos resultados previstos pela primeira lei de Mendel FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Os postulados mendelianos são fundamentais para todos os eventos que se seguiram posteriormente a redescoberta dos seus pressupostos, esse conteúdo basilar instrumentaliza ao discentes a um maior desenvolvimento, entendimento e aproveitamento acadêmico dessa disciplina. Segundo a teoria de David Paul Ausubel, quando um conhecimento aprendido na escola não consegue se ligar a algo vivenciado pelo aluno (subsunçores), ou seja, não está ligada de nenhuma maneira ao seu cotidiano, este se torna mecânico e rapidamente será esquecido, ou seja, há uma necessidade de ligação entre o conteúdo exposto e algo que os aprendizes possam ver ou tocar ou ainda vivenciar ligado ao que se fala, para que o conhecimento seja completo e não apenas parcial, partindo do princípio que as ligações cognitivas não serão feitas, ou ainda acontecerão de maneira aleatória (PELIZZARI, 2002).Essa é a proposta dessa aula . PREPARAÇÃO DA PRÁTICA Conceito de homozigose e heterozigose, dominância e recessividade, historiar a solidão de Mendel na preparação de seus postulados e como ele utilizou os cruzamentos entre ervilhas de sementes verdes e amarelas e como eese cruzamento pode ser demonstrado . . MATERIAIS Para representar os cruzamentos feitos por Mendel proponha aos alunos uma atividade de simulação de cruzamentos. Duas caixas de papelão Folhas de E.V.A nas cores amarela e verde Tesoura Folhas de cartolinas onde serão desenhada círculos mostrando os cruzamentos SE LIGA NA INTERDISCIPLINARIDADE Junto ao professor matemática , amplie os conhecimentos sobre cálculos das probabilidades, mostrando que quanto maior o número de eventos maior a chance de encontrarmos os resultados esperados probabilisticamente PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS PRÁTICAS EXPERIMENTAIS PROFESSOR(A): ESCOLA: DATA: SÉRIE: TURMA: ALUNO(A)(S): Secretaria de Estado da Educação e da Ciência e Tecnologia da Paraíba Gerência Executiva de Ensino Médio 42 Os alunos deverão recortar 64 peças quadradas de E.V.A de aproximadamente 1 cm de largura, nas cores amarela e verde. Apresente aos alunos as seguintes informações: • Cada peça representa um gene para uma determinada cor da semente da planta de ervilha (amarela ou verde). • Cada combinação de “duas peças” representa os dois genes presentes no ZIGOTO que dará origem a uma planta de ervilha. • Durante a formação dos gametas esses genes se separam (Meiose) para se combinarem novamente na fecundação. • O gene para sementes amarelas é dominante sobre o gene para sementes verdes, assim, quando um zigoto apresentar um gene de cada tipo o resultado será ervilha amarela. Realizando os cruzamentos: A – Obtenção da geração F1 Colocar todas as peças amarelas em uma caixinha e todas as peças verdes em outra caixinha. Retirar simultaneamente uma peça de cada caixinha, representando a formação do zigoto,
Compartilhar