Matéria, Energia e Vida O Universo, a Terra e a vida (105)

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ORIENTAÇÕES ESPECÍFICAS | 207
Unidade 1
A origem do Universo e da 
Terra
O estudo da origem do Universo é um assunto que ins-
tiga a humanidade. Compreender os limites do cosmos, a 
formação das estrelas e de outros corpos celestes foi objetivo 
de vários povos. A Unidade 1 contempla o estudo da origem 
do Universo e da Terra, aborda a história das descobertas e 
teorias que fundamentam os saberes que temos atualmente. 
No Capítulo 1, aspectos históricos das descobertas são abor-
dados, mostrando a contribuição de cientistas, como Galileu 
e Newton. O movimento dos corpos celestes, principalmen-
te daqueles que formam o nosso Sistema Solar, é estudado 
por meio de modelos pioneiros da Cosmologia. O capítulo 
trabalha também o estudo dos movimentos e das leis for-
muladas por Newton, que permitiram descrever os fenôme-
nos cotidianos e os do Universo a partir da ideia de que a 
força de atração que faz um objeto simples cair é a mesma 
responsável pela Lua girar em torno da Terra.
A partir do Capítulo 2, o big bang é apresentado como 
a teoria que melhor explica a origem do Universo. São apre-
sentadas as formas de observar o cosmos, como os instru-
mentos para visualizar os céus e métodos de medidas de 
grandes distâncias. Sabe-se que o avanço na construção 
dos telescópios possibilitou o desenvolvimento da Cosmo-
logia, portanto, o capítulo apresenta a história e funciona-
mento destes instrumentos a partir do conhecimento de 
seus componentes fundamentais, lentes e espelhos, e os 
conceitos por trás dos fenômenos relacionados. No decor-
rer do capítulo, partimos da mecânica newtoniana para 
chegarmos até a teoria da relatividade de Einstein, que ex-
plica diversos fenômenos antes não compreendidos. A par-
tir da relatividade, novos parâmetros para o estudo do Uni-
verso puderam ser desenvolvidos. Temas como buracos 
negros e a evolução das estrelas complementam a unidade, 
que é finalizada com a origem dos elementos químicos, 
fundamental para a compreensão da formação da Terra. 
As ferramentas matemáticas utilizadas nesta unidade são 
simples e o tema permite abordar diversas aplicações mui-
to próximas à realidade do estudante. Portanto, a unidade 
contempla o uso de recursos pedagógicos diversos como 
pesquisa, experimentos, simulações, documentários e ví-
deos de forma a facilitar a construção do conhecimento.
A imagem de abertura da unidade apresenta elemen-
tos que remetem aos assuntos que serão trabalhados nos 
dois capítulos: o movimento do telescópio espacial Hub-
ble ao redor da Terra pode ser explicado pela gravitação 
universal, assunto do Capítulo 1. Além disso, a busca por 
informações sobre corpos celestes e as tecnologias que 
possibilitaram a construção desse telescópio são assuntos 
do Capítulo 2. As questões da abertura propõem um de-
bate inicial sobre os assuntos que serão estudados, e que 
são fundamentais para a humanidade. A primeira questão 
apresenta uma reflexão sobre como é possível obter infor-
mações sobre corpos celestes. É interessante que os estu-
dantes compartilhem as suas ideias, desde a observação 
do céu noturno a olho nu, a propostas mais arrojadas, en-
volvendo dispositivos digitais e tecnologias mais comple-
xas. Já a segunda e terceira questões sugerem um debate 
sobre métodos para obter informações de períodos ante-
riores à existência dos seres humanos. Os estudantes po-
dem citar, por exemplo métodos de datação, a obtenção 
de imagens do Universo primordial por telescópios, o es-
tudo de fósseis. É importante que os estudantes reconhe-
çam que a humanidade desenvolveu diversos métodos e 
técnicas para encaminhar esse estudo, e que os resultados 
obtidos contribuem para a validação de teorias e modelos 
científicos e para a construção do conhecimento humano 
sobre a sua própria existência e sobre o Universo.
Por meio dessa unidade será possível retomar, por 
exemplo, as habilidades EF09CI14, EF09CI15 e EF09CI17 
desenvolvidas nos anos finais do Ensino Fundamental.
ÁREAS DO CONHECIMENTO
Ciências da Natureza e suas Tecnologias Ciências Humanas e Sociais Aplicadas Outras 
Capítulo Biologia Física Química Filosofia Geografia História Sociologia 
Capítulo 1
Matemática e suas 
Tecnologias
Capítulo 2 
Matemática e suas 
Tecnologias
Capítulo 3 
Capítulo 4 
Possibilidades e sugestões de trabalhos conjuntos com áreas do conhecimento em cada capítulo do volume. Em verde-escuro, 
estão destacadas as formações disciplinares dos professores da área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias indicados para 
trabalhar de forma prioritária; em verde-claro, estão indicadas as formações dos professores que poderão contribuir de forma 
complementar; em rosa, estão indicadas as sugestões de formações disciplinares dos professores de outras áreas.
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Capítulo 1
Cosmologia: dos primórdios 
da Astronomia à lei da 
gravitação universal p. 12 
Competências gerais: 1, 2, 3, 4 e 5
Competências específicas: 2 e 3
Habilidades: EM13CNT201, EM13CNT204, EM13CNT205, 
EM13CNT301, EM13CNT302, EM13CNT303 e EM13CNT307
Objetivos do capítulo 
Este capítulo propõe abordar o desenvolvimento 
dos estudos dos corpos celestes e de todo o cosmos. 
Sabe-se que a Astronomia é a ciência mais antiga do 
mundo e, por isso, pretendemos que o estudante com-
preenda a importância do seu caráter histórico. Além 
disso, vamos investigar alguns aspectos do Universo, 
os quais costumam fascinar os estudantes, sendo en-
tão grandes fatores motivadores para desenvolver o 
processo de ensino-aprendizagem. Discutiremos sobre 
a evolução dos modelos do Sistema Solar, desde a An-
tiguidade, com o geocentrismo, até Copérnico, com o 
heliocentrismo. Propomos realizar uma atividade de 
observação virtual do céu para investigar as caracte-
rísticas e propriedades dos movimentos das estrelas e 
dos planetas, que constituem evidências para a cons-
trução de modelos de Universo. Faremos a descrição 
dos conceitos que envolvem o estudo dos movimen-
tos, sejam com velocidade constante ou acelerados. 
Esperamos que os estudantes compreendam como 
caracterizar esses movimentos a partir da descrição da 
variação das grandezas cinemáticas tipicamente pre-
sentes no cotidiano: posição, tempo, velocidade e ace-
leração. Modelos experimentais e atividades simples 
são utilizados para promover a interação dos estudan-
tes com os fenômenos físicos estudados no capítulo. 
Abordaremos a Dinâmica como forma de explicar os 
movimentos de partículas e astros, permitindo identi-
ficar situações do cotidiano nas quais as leis de New-
ton podem ser aplicadas. Esperamos que o estudante 
compreenda que os fenômenos a serem estudados, 
envolvendo as forças de atrito, força gravitacional e 
força centrípeta, podem ser compreendidos por meio 
dessas três leis básicas do movimento. Finalizaremos 
com o estudo da gravitação universal de Newton e 
suas aplicações em satélites artificiais e planetas do 
Sistema Solar.
Orientações didáticas 
Como sensibilização inicial para abordar o capítulo, su-
gerimos debater com os estudantes o conhecimento pré-
vio deles acerca dos fenômenos do cotidiano relacionados 
a observações do céu, como o pôr do Sol, os eclipses ou o 
que sabem sobre as constelações e os astros celestes. A 
imagem de abertura do capítulo pode ser explorada para 
iniciar esse debate, pois utiliza a técnica de longa exposição 
para obter uma imagem que mostra o resultado do movi-
mento aparente de corpos celestes no céu noturno. Após 
essa abordagem, uma atividade de inicialização pode ser 
feita para que os estudantes possam conhecer os primeiros 
passos que levaram à Astronomia que conhecemos hoje. 
A Atividade 1 – Observações e hipóteses preliminares 
sobre corpos celestes (página 13) propõe uma pesquisa 
sobre como, antes do aparecimento de métodos mais mo-
dernos, os corpos celestes eram observados e como previ-sões, como o fato de a Terra girar em torno do Sol, pude-
ram ser realizadas, mesmo em condições hoje consideradas 
rudimentares. Após essa pesquisa, é importante realizar 
uma etapa de reflexão, também proposta na atividade. Es-
sa etapa pode ser sistematizada em uma linha do tempo 
elaborada pelos próprios estudantes, em grupo, para pro-
mover maior interação. 
O texto 1.1 – Os primórdios das observações as-
tronômicas (página 14) aborda os registros de objetos 
celestes, como o Sol, a Lua, os planetas e as estrelas por 
meio de desenhos e de construções de pedras feitos por 
diversas civilizações. Materiais que relatam as observações 
astronômicas na pré-história, como o artigo sobre Ar-
queastronomia, “As observações astronômicas na pré-his-
tória em Minas Gerais”, indicado em Sugestões para o 
professor, são subsídios interessantes para auxiliar no de-
senvolvimento deste assunto. O texto do capítulo relata 
que os povos antigos catalogaram inúmeras estrelas, des-
tacando seus brilhos, e já conheciam os cinco primeiros 
planetas. Determinaram a distância do Sol à Terra e da 
Lua à Terra por meio da geometria, e formularam mode-
los para o Universo.
Até o momento, a história do desenvolvimento da As-
tronomia foi apresentada pela perspectiva de povos que 
habitaram outros territórios. No entanto, é importante 
que os estudantes compreendam que os povos indígenas 
brasileiros também realizaram observações astronômicas 
que contribuíram para a construção de seus valores cul-
turais e conhecimentos ambientais. Sugerimos promover 
a leitura do texto do boxe Dialogando com as Ciências 
Humanas – Observações astronômicas dos povos in-
dígenas brasileiros (página 15), que aborda esse assunto. 
Caso considere interessante, proponha uma pesquisa 
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