ESCOLA E.B. 2.3 DE ANTÓNIO FEIJÓ Departamento de Matemática e Ciências Experimentais Ciências Físico-Químicas 7.º ano Ano letivo 2016/2017 Domínio b Materiais Subdomínios Metas Curriculares Estratégias/Atividades Recursos educativos Nº de aulas I. Constituição do mundo material 1. Reconhecer a enorme variedade de materiais com diferentes propriedades e usos, assim como o papel da química na identificação e transformação desses materiais. - Identificar diversos materiais e alguns critérios para a sua classificação. - Concluir que os materiais são recursos limitados e que é necessário usá-los bem, reutilizando-os e reciclando-os. - Identificar, em exemplos do dia a dia, materiais fabricados que não existem na Natureza. Fazer uma primeira abordagem à química como a ciência que estuda os materiais, classifica-os e transforma-os em produtos úteis para a sociedade. Visionamento/exploração da animação A química sobre esta ciência e os seus domínios de aplicação. Realização de atividades de consolidação 2 - Indicar a química como a ciência que estuda as propriedades e transformações de todos os materiais 1
II. Substâncias e misturas 2. Compreender a classificação dos materiais em substâncias e misturas. - Indicar que os materiais são constituídos por substâncias que podem existir isoladas ou em misturas. - Classificar materiais como substâncias ou misturas a partir de descrições da sua composição, designadamente em rótulos de embalagens. - Distinguir o significado de material "puro" no dia-a-dia e em química (uma só substância). - Concluir que a maior parte dos materiais que nos rodeiam são misturas. - Classificar uma mistura pelo aspeto macroscópico em mistura homogénea ou heterogénea e dar exemplos de ambas. - Distinguir líquidos miscíveis de imiscíveis. - Indicar que uma mistura coloidal parece ser homogénea quando observada macroscopicamente, mas que, quando observada ao microscópio ou outros instrumentos de ampliação, mostra-se heterogénea. - Concluir, a partir de observação, Por observação de vários materiais levados para a aula, classificá-los recorrendo a diferentes critérios, formando os conjuntos correspondentes. Apresentar o conceito de matérias-primas, exemplificando com algumas matérias-primas nacionais e sua utilização. Levar os alunos a reconhecer que são fontes limitadas. Por observação direta de materiais levados para a aula, ou por análise dos seus rótulos, classificá-los em substâncias ou misturas de substâncias. Recorrer a uma demonstração experimental para concluir que nem sempre é fácil, através da observação, saber se um material é uma substância. Recorrendo ao conceito de substância pura e mistura de substâncias levar os alunos a distinguir entre o significado químico do termo puro e o significado utilizado no dia-a-dia. Observação de diferentes misturas para distinguir entre misturas homogéneas, heterogéneas e coloidais. Demonstração experimental da preparação das misturas, para consolidar a distinção entre misturas heterogéneas e homogéneas e introduzir os conceitos de ser solúvel ou insolúvel. Levar os alunos a concluir que uma solução é uma mistura homogénea. - Materiais diversos, como: limalha de ferro, cloreto de sódio, madeira, carvão, algodão, lã, leite e balão com ar. - Gobelés -Tubos de ensaio em suporte - Mistura de água e azeite, de água e álcool e de água e areia, água salgada, leite e tinta de parede, iodo, sulfato de cobre, água e álcool etílico. 5 2
que, em certas misturas coloidais, se pode ver o trajeto da luz visível. 3. Caracterizar, qualitativa e quantitativamente, uma solução e preparar laboratorialmente, em segurança, soluções aquosas de uma dada concentração, em massa. - Associar o termo solução à mistura homogénea (sólida, líquida ou gasosa), de duas ou mais substâncias, em que uma se designa por solvente e a(s) outra(s) por soluto(s). - Identificar o solvente e o(s) soluto(s), em soluções aquosas e alcoólicas, a partir de rótulos de embalagens de produtos (soluções) comerciais. - Distinguir composições qualitativa e quantitativa de uma solução. - Associar a composição quantitativa de uma solução à proporção dos seus componentes. - Associar uma solução mais concentrada àquela em que a proporção soluto solvente é maior e uma solução -mais diluída àquela em que essa proporção é menor. Recorrer às soluções preparadas para distinguir entre soluto, solvente e solução; Explicitar algumas regras para identificação do solvente com recurso ao manual. Demonstração experimental de várias soluções coradas com diferentes volumes e massas de soluto, para distinguir, pela cor, a mais e a menos concentrada e introduzir as designações: solução concentrada, solução diluída e solução saturada. Apresentar o significado de concentração mássica e, através do diálogo, deduzir diferentes unidades de concentração mássica. Calcular as concentrações das soluções coradas utilizadas para associar a intensidade da cor ao valor da concentração mássica. 6 - Concluir que adicionar mais solvente a uma solução significa diluí-la. - Definir a concentração, em massa, e usá-la para determinar a composição quantitativa de uma solução. 3
- Identificar material e equipamento de laboratório mais comum, regras gerais de segurança e interpretar sinalização de segurança em laboratórios. - Identificar pictogramas de perigo usados nos rótulos das embalagens de reagentes de laboratório e de produtos comerciais. - Selecionar material de laboratório adequado para preparar uma solução aquosa a partir de um soluto sólido. - Identificar e ordenar as etapas necessárias à preparação, em laboratório, de uma solução aquosa, a partir de um soluto sólido. - Preparar laboratorialmente uma solução aquosa com uma determinada concentração, em massa, a partir de um soluto sólido. Demonstração de material de laboratório. Exploração do jogo Faz os pares Material de laboratório. Através de rótulos de embalagens mostrar os símbolos de perigo e o seu significado. Realização em grupo da atividade prática/laboratorial Preparação de uma solução. Registo de resultados, sua interpretação e registo de conclusões. - Balão volumétrico - Vareta de vidro - Garrafa de esguicho - Espátula - Funil de vidro - Gobelé - Frasco de vidro - Balança digital - Sulfato de cobre (II) - Protocolo Experimental: Preparação de uma solução 4
III. Transformações físicas e químicas dos materiais 4. Reconhecer transformações físicas e químicas e concluir que as transformações de substâncias podem envolver absorção ou libertação de energia. - Associar transformações físicas a mudanças nas substâncias sem que outras sejam originadas. - Identificar mudanças de estado físico e concluir que são transformações físicas. - Explicar o ciclo da água referindo as mudanças de estado físico que nele ocorrem. Apresentação de algumas substâncias conhecidas pelos alunos para indicar propriedades que permitem distinguir ou identificar essas substâncias. Demonstrar o que acontece à forma e ao volume de materiais sólidos, líquidos e gasosos para caracterizar os três estados físicos da matéria. Recorrendo às figuras do manual, caracterizar os estados físicos quanto ao nível da agregação/liberdade de movimento das partículas constituintes da matéria. Visionamento/exploração da simulação A água e as mudanças de estado físico, que permite observar as mudanças de estado físico da água e as suas designações. - Simulação A água e as mudanças de estado físico - Material de laboratório e reagentes químicos referidos no manual. 6 - Associar transformações químicas à formação de novas substâncias, identificando provas dessa formação. - Identificar, no laboratório ou no diaa-dia, transformações químicas. Partir de um breve diálogo sobre transformações da matéria a que assistimos no dia-a-dia e outras, para associar as transformações físicas a alterações do estado de divisão, a mudanças de estado físico e a dissoluções e distingui-las das transformações químicas, onde ocorre sempre formação de novas substâncias. Realização das atividades experimentais: Sublimação do iodo ; Reação do vinagre com bicarbonato de sódio. Registo de observações para detetar o que há de diferente nas duas transformações. Tirar conclusões. -Material de laboratório - Reagentes 5
- Identificar, no laboratório ou no diaa-dia, ações que levam à ocorrência de transformações químicas: aquecimento, ação mecânica, ação da eletricidade ou incidência de luz. - Distinguir reagentes de produtos de reação e designar uma transformação química por reação química. - Descrever reações químicas usando linguagem corrente e representá-las por equações de palavras. Explicitar os vários fatores que podem desencadear decomposições químicas, exemplificando com aplicações práticas na vida real e com transformações químicas realizadas em laboratórios. Realização ou visionamento das atividades laboratoriais: Termólise do bicarbonato de sódio ; Eletrólise da água ; Fotólise do cloreto de prata Decomposição do clorato de potássio Interpretação das transformações ocorridas para posterior representação por equações de palavras. - Material de laboratório e reagentes químicos referidos no manual. IV. Propriedades físicas e químicas dos materiais 5. Reconhecer propriedades físicas e químicas das substâncias que as permitem distinguir e identificar. - Justificar, a partir de informação selecionada, a importância da síntese química na produção de novos e melhores materiais, de uma forma mais económica e ecológica. - Definir ponto de fusão como a temperatura a que uma substância passa do estado sólido ao estado líquido, a uma dada pressão. - Indicar que, para uma substância, o ponto de fusão é igual ao ponto de solidificação, à mesma pressão. - Definir ebulição como a passagem rápida e tumultuosa de um líquido ao estado de vapor. Apresentação de algumas substâncias conhecidas pelos alunos para indicar propriedades que permitem distinguir ou identificar essas substâncias. Demonstrar o que acontece à forma e ao volume de materiais sólidos, líquidos e gasosos para caracterizar os três estados físicos da matéria. Recorrendo às figuras do manual, caracterizar os estados físicos quanto ao nível da agregação/liberdade de movimento das partículas constituintes da matéria. Diálogo para introduzir os conceitos de ponto de fusão e de ponto de ebulição. Análise de gráficos temperatura em função do tempo para determinar se se trata de um processo de aquecimento ou arrefecimento (pela variação de 9+1 6
- Definir ponto de ebulição como a temperatura à qual uma substância líquida entra em ebulição, a uma dada pressão. - Concluir que a vaporização também ocorre a temperaturas inferiores à de ebulição. - Identificar o líquido mais volátil por comparação de pontos de ebulição. - Indicar os pontos de ebulição e de fusão da água, à pressão atmosférica normal. - Concluir qual é o estado físico de uma substância, a uma dada temperatura e pressão, dados os seus pontos de fusão e de ebulição a essa pressão. - Indicar que, durante uma mudança de estado físico de uma substância, a temperatura permanece constante, coexistindo dois estados físicos. - Construir gráficos temperaturatempo a partir de dados registados numa tabela. - Interpretar gráficos temperaturatempo para materiais, identificando estados físicos e temperaturas de fusão e de ebulição. temperatura ao longo do tempo); saber indicar o p. f. e p. e. e distinguir uma substância pura de uma mistura. A partir do diálogo levar os alunos a concluir que a presença de impurezas aumenta o p. e. e diminui o p. f.. Análise de uma tabela de p. f. e p. e. (manual) para reconhecer que os valores permitem identificar uma substância pura e podem ser utilizados para prever o estado físico de uma substância a diferentes temperaturas. Visionamento do vídeo Determinação da temperatura de ebulição de um líquido. Realização em grupo da atividade prática/laboratorial Determinação da temperatura de ebulição de um líquido para: determinar experimentalmente a temperatura de ebulição de uma amostra de água; construir a tabela de variação de temperatura ao longo do tempo, antes e durante a ebulição; traçar o gráfico temperatura em função do tempo; concluir sobre o estado de pureza da amostra de água. - Material de laboratório e reagentes químicos referidos no manual. 7
- Definir massa volúmica (também denominada densidade) de um material e efetuar cálculos com base na definição. - Descrever técnicas básicas para determinar a massa volúmica que envolvam medição direta do volume de um líquido ou medição indireta do volume de um sólido (usando as respetivas dimensões ou por deslocamento de um líquido). - Medir a massa volúmica de materiais sólidos e líquidos usando técnicas laboratoriais básicas. - Indicar que o valor da massa volúmica da água à temperatura ambiente e pressão normal é cerca de 1 g/cm 3. - Identificar o ponto de fusão, o ponto de ebulição e a massa volúmica como propriedades físicas características de uma substância, constituindo critérios para avaliar a pureza de um material. A partir da observação da coluna de líquidos e dos objetos que flutuam ou se afundam, introduzir o conceito de densidade e relacioná-la com a flutuação dos corpos. Apresentação da expressão matemática que define densidade e dedução de possíveis unidades. Apresentação de diferentes processos para determinar o volume de corpos, com relevância para a determinação experimental pelo método de deslocamento da água. Determinação experimental dos valores de massa e volume de diferentes quantidades do mesmo material (parafusos) para concluir que a densidade é uma grandeza que caracteriza os materiais e permite identificar substâncias duras. Realização da atividade prática/laboratorial: determinar experimentalmente a densidade de um sólido; determinar experimentalmente a densidade de um líquido; identificar a substância de que é feito; elaboração do relatório da atividade. - Material de laboratório e reagentes químicos referidos no manual. - Identificar amostras desconhecidas recorrendo a valores tabelados de pontos de fusão, pontos de ebulição e massa volúmica. 8
- Identificar o comportamento excecional da água (massas volúmicas do gelo e da água líquida e presença na natureza dos três estados físicos), relacionando esse comportamento com a importância da água para a vida. Lembrar o ciclo da água e a sua importância para a vida e para toda a atividade na Terra com recurso ao manual. Levar os alunos a concluir que a água sólida funde não só por aquecimento mas também quando sujeita a grande pressão. Recorrendo a situações do dia-a-dia (rebentamento de uma garrafa cheia de água no congelador, flutuação de gelo na água, flutuação dos icebergues) concluir sobre o comportamento excecional da água que, quando solidifica, aumenta de volume. - Material de laboratório e reagentes químicos referidos no manual. - Indicar vantagens (como portabilidade, rapidez, facilidade de utilização, custo) e limitações (como menor rigor, falsos positivos ou falsos negativos) de testes químicos rápidos (colorimétricos) disponíveis em kits. - Descrever os resultados de testes químicos simples para detetar substâncias (água, amido, dióxido de carbono) a partir da sua realização laboratorial. - Justificar, a partir de informação selecionada, a relevância da química analítica em áreas relacionadas com a nossa qualidade de vida, como segurança alimentar, qualidade ambiental e diagnóstico de doenças. Partir de um breve diálogo sobre a diferença entre propriedades físicas e químicas. Demonstração experimental de alguns ensaios químicos que identificam, por exemplo: o oxigénio, o hidrogénio, o dióxido de carbono, a água e o amido. Os alunos devem registar as observações e conclusões em cada caso. Realização da atividade experimental: Deteção da presença de água, que retrata uma atividade experimental para determinar a presença de água através da reação com o sulfato de cobre anidro. 9
V. Separação das substâncias de uma mistura 6. Conhecer processos físicos de separação e aplicá-los na separação de componentes de misturas homogéneas e heterogéneas usando técnicas laboratoriais. - Identificar técnicas de separação aplicáveis a misturas heterogéneas: decantação; filtração; peneiração; centrifugação; separação magnética. - Identificar técnicas de separação aplicáveis a misturas homogéneas: destilação simples; cristalização. - Identificar aplicações de técnicas de separação dos componentes de uma mistura no tratamento de resíduos, na indústria e em casa. - Descrever técnicas laboratoriais básicas de separação, indicando o material necessário: decantação sólido-líquido; decantação líquidolíquido; filtração por gravidade; centrifugação; separação magnética; cristalização; destilação simples. - Selecionar o (s) processo (s) de separação mais adequado (s) para separar os componentes de uma mistura, tendo em conta a sua constituição e algumas propriedades físicas dos seus componentes. - Separar os componentes de uma mistura usando as técnicas laboratoriais básicas de separação, na sequência correta. - Concluir que a água é um recurso essencial à vida que é necessário preservar, o que implica o tratamento físico-químico de águas de abastecimento e residuais. Partir de um breve diálogo para reconhecer que, na Terra, a maioria dos materiais são misturas bastante variadas e diferentes entre si, pelo que as técnicas de separação têm de ter em conta as características das misturas. Realização / Demonstração experimental das técnicas de separação: decantação sólido-líquido, filtração, centrifugação e decantação líquido-líquido, com registo do nome da técnica e das características das misturas que consegue separar. Fazer referência à aplicação prática das técnicas realizadas na vida real. Realização / Demonstração experimental das técnicas de separação: cristalização, ebulição do solvente e destilação simples, com registo do nome da técnica e dos componentes que consegue recuperar. Abordagem à cromatografia e à destilação. Fazer referência à aplicação prática das técnicas na vida real. Dar algum relevo à interpretação da destilação e à sua aplicação na indústria. Realização da atividade Separação dos componentes de uma mistura sólida, do manual. Registo de observações, sua interpretação e registo de conclusões. - Material de laboratório e reagentes químicos referidos no manual. 6 10
Domínio C Energia Subdomínios Metas Estratégias/Atividades Recursos educativos Nº de aulas I. Fontes de energia e transferências de energia 1. Reconhecer que a energia está associada a sistemas, que se transfere conservandose globalmente, que as fontes de energia são relevantes na sociedade e que há vários processos de transferência de energia. - Definir sistema físico e associar-lhe uma energia (interna) que pode ser em parte transferida para outro sistema. - Identificar, em situações concretas, sistemas que são fontes ou recetores de energia, indicando o sentido de transferência da energia e concluindo que a energia se mantém na globalidade. - Indicar a unidade SI de energia e fazer conversões de unidades (joules e quilojoules; calorias e quilocalorias). - Concluir qual é o valor energético de alimentos a partir da análise de rótulos e determinar a energia fornecida por uma porção de alimento. Dialogar com os alunos e responder à questão: O que é a energia e de onde provém?. Discussão sobre a importância do estudo da energia a partir de extratos de notícias sobre a energia. Através do diálogo, concluir sobre a dificuldade de definir energia. Efetuar a demonstração de um circuito com lâmpada, pilha para apresentar o significado de fonte, recetor e transferência de energia. Sintetizar as principais ideias sobre os diferentes tipos de fontes de energia. - Material de laboratório 6 - Identificar fontes de energia renováveis e não renováveis, avaliar vantagens e desvantagens da sua utilização na sociedade atual e as respetivas consequências na sustentabilidade da Terra, Demonstração experimental das duas formas de energia. Introduzir o significado de energia cinética e potencial. 11
interpretando dados sobre a sua utilização em gráficos ou tabelas. - Medir temperaturas usando termómetros (com escalas em graus Celsius) e associar a temperatura à maior ou menor agitação dos corpúsculos submicroscópicos. - Associar o calor à energia transferida espontaneamente entre sistemas a diferentes temperaturas. - Definir e identificar situações de equilíbrio térmico. - Identificar a condução térmica como a transferência de energia que ocorre principalmente em sólidos, associar a condutividade térmica dos materiais à rapidez com que transferem essa energia e dar exemplos de bons e maus condutores térmicos no dia a dia. - Explicar a diferente sensação de quente e frio ao tocar em materiais em equilíbrio térmico. - Identificar a convecção térmica como a transferência de energia que ocorre em líquidos e gases, interpretando os sentidos das correntes de convecção. Analisar rótulos de produtos alimentares e faturas de eletricidade. Registar situações do dia-a-dia em que ocorram transferências de energia. Referir maneiras de consumir menos energia. Através de observações experimentais os alunos devem fazer a distinção entre calor e temperatura., de forma a compreender a noção de equilíbrio térmico. Através do diálogo registar situações do dia-a-dia focando os dois modos de propagação do calor: condução e convecção. Referir a transferência de energia por radiação. - Material de laboratório. - Identificar a radiação como a transferência de energia através da propagação de luz, sem a necessidade de contacto entre os corpos. 12
- Identificar processos de transferência de energia no dia-a-dia ou em atividades no laboratório. - Justificar, a partir de informação selecionada, critérios usados na construção de uma casa que maximizem o aproveitamento da energia recebida e minimizem a energia transferida para o exterior. Aplicar todos os conhecimentos adquiridos até ao momento, ao isolamento térmico das casas. Domínio A- espaço Subdomínios Metas Curriculares Estratégias/Atividades Recursos educativos Nº de aulas - Distinguir vários corpos celestes (planetas, estrelas e sistemas planetários; enxames de estrelas, galáxias e enxames de galáxias). - Indicar o modo como os corpos celestes se organizam, localizando a Partindo da questão: O que é o Universo e qual a sua estrutura?, recolher ideias dos alunos, com registo no quadro das ideias mais significativas. Visionamento/exploração da animação Galáxias sobre os tipos de galáxias, com destaque para a Via Láctea e sobre o lugar da Terra no Universo. 1 1 13
I. Universo 1. Conhecer e compreender a constituição do Universo, localizando a Terra, e reconhecer o papel da observação e dos instrumentos na nossa perceção do Universo. Terra. - Indicar qual é a nossa galáxia (Galáxia ou Via Láctea), a sua forma e a localização do Sol nela. - Indicar o que são constelações e dar exemplos de constelações visíveis no hemisfério Norte (Ursa Maior e Ursa Menor) e no hemisfério Sul (Cruzeiro do Sul). - Associar a estrela Polar à localização do Norte no hemisfério Norte e explicar como é possível localizá-la a partir da Ursa Maior. - Indicar que a luz emitida pelos corpos celestes pode ser detetada ou não pelos nossos olhos (luz visível ou invisível). Visionamento/exploração da animação 3D Explorar o céu noturno para mostrar alguns dos principais agrupamentos imaginários de estrelas visíveis no hemisfério norte e sul. Conduzir os alunos ao reconhecimento do significado de constelação. Referir a diferença entre a posição em que vemos as estrelas e a sua posição real. Mostrar, com recurso ao manual, a localização da Estrela Polar relativamente às constelações da Ursa Maior e da Cassiopeia. Referir a importância da Estrela Polar para a orientação no hemisfério norte e do Cruzeiro do Sul para orientação no hemisfério sul. 6 - Identificar Galileu como pioneiro na utilização do telescópio na observação do céu (descobertas do relevo na Lua, fases de Vénus e satélites de Júpiter). - Caracterizar os modelos geocêntrico e heliocêntrico, enquadrando-os historicamente (contributos de Ptolomeu, Copérnico e Galileu). - Identificar a observação por telescópios (de luz visível e não visível, em terra e em órbita) e as Diálogo, com recurso ao manual, e ao desdobrável, sobre a importância da curiosidade humana em saber o que existe para além da Terra, a evolução tecnológica dos meios de observação do Universo e contributos para a evolução do modelo heliocêntrico. Visionamento/exploração da animação Modelos geocêntrico e heliocêntrico. / Desdobrável 14
missões espaciais (tripuladas e não tripuladas) como meios essenciais para conhecer o Universo. - Dar exemplos de agências espaciais (ESA e NASA), de missões tripuladas (missões Apolo e Estação Espacial Internacional) e não tripuladas (satélites artificiais e sondas espaciais) e de observatórios no solo (ESO). - Identificar a teoria do Big Bang como descrição da origem e evolução do Universo e indicar que este está em expansão desde a sua origem. Visionamento do vídeo Hubble: uma visão mais profunda do Universo, apresenta a forma como o telescópio Hubble tem contribuído para incrementar o nosso conhecimento sobre o Universo. Diálogo com recurso ao manual, para abordar a teoria do Big-Bang e como evoluirá o Universo atual. II. Distâncias no Universo 2. Conhecer algumas distâncias no Universo e utilizar unidades de distância adequadas às várias escalas do Universo. - Converter medidas de distância e de tempo às respetivas unidades do SI. - Representar números grandes com potências de base dez e ordená-los. - Indicar o significado de unidade astronómica (ua), converter distâncias em ua a unidades SI (dado o valor de 1 ua em unidades SI) e identificar a ua como a unidade mais adequada para medir distâncias no sistema solar. Comparar valores de distância entre duas cidades, dois países, entre a Terra e a Lua, entre a Terra e o Sol e entre os extremos da Via Láctea para comparar a necessidade de utilizar novas unidades de medida. Apresentação do significado de ua e o seu valor em km. Análise de uma tabela com os valores das distâncias dos planetas ao Sol em km e em ua para concluir que a UA é a unidade adequada para as distâncias no Sistema Solar. Resolução de problemas com recurso à simulação Conversor de unidades. 4+2 15
- Construir um modelo de sistema solar usando a UA como unidade e desprezando as dimensões dos diâmetros dos planetas. III. Sistema Solar 3. Conhecer e compreender o sistema solar, aplicando os conhecimentos adquiridos. - Interpretar o significado da velocidade da luz, conhecido o seu valor. - Interpretar o significado de ano-luz (a.l.), determinando o seu valor em unidades SI, converter distâncias em a.l. a unidades SI e identificar o a.l. como a unidade adequada para exprimir distâncias entre a Terra e corpos fora do sistema solar. - Relacionar a idade do Universo com a idade do sistema solar. - Identificar os tipos de astros do sistema solar. - Distinguir planetas, satélites de planetas e planetas anões. - Indicar que a massa de um planeta é maior do que a dos seus satélites. - Indicar que as órbitas dos planetas do sistema solar são aproximadamente circulares. - Ordenar os planetas de acordo com a distância ao Sol e classificá-los quanto Apresentação e explicação do significado de ano-luz e o seu valor em km, com referência dos submúltiplos segundo-luz, minuto-luz e hora-luz, relacionando-os entre si a partir do valor do segundo-luz. Referir o parsec e a sua relação com o ano-luz. Apresentação de valores de algumas distâncias além do Sistema Solar, em km, para concluir que o a.l. e o pc são, nesses casos, as unidades mais adequadas. Resolução de exercícios de cálculo de conversão de unidades. Relembrar a localização do Sistema Solar no Universo. Diálogo sobre a formação do Sistema Solar com recurso ao manual. Visionamento do vídeo Explorando o Sistema Solar que apresenta algumas missões espaciais para conhecer melhor os astros do nosso Sistema Solar. Visionamento do vídeo A nave SOHO revela os mistérios do Sol que foca a apresentação do projeto Observatório Solar Heliosférico. Análise de um modelo do Sistema Solar para focar o movimento de translação e a coplanaridade das órbitas; indicar o significado de período de translação e concluir que aumenta com a distância ao Sol; focar o movimento de rotação e indicar o significado de período de rotação. Associar período de translação de um planeta a 1 ano nesse planeta e estabelecer a correspondência entre 1 ano na Terra e 1 ano noutro planeta. Proceder de igual modo para o período de rotação e a duração do dia. Referir a existência de luas e seus tipos de movimento. Classificar os planetas quanto à sua constituição, 6 16
à sua constituição (rochosos e gasosos) e localização relativa (interiores e exteriores). localização, tamanho e órbita. - Definir períodos de translação e de rotação de um astro. - Indicar que o Sol é o astro de maior tamanho e massa do sistema solar, que tem movimentos de translação em torno do centro da Galáxia e de rotação em torno de si próprio. - Interpretar informação sobre planetas contida em tabelas, gráficos ou textos, identificando semelhanças e diferenças, relacionando o período de translação com a distância ao Sol e comparando a massa dos planetas com a massa da Terra. - Distinguir asteroides, cometas e meteoroides. - Identificar, numa representação do sistema solar, os planetas, a cintura de asteroides e a cintura de Kuiper. - Associar a expressão «chuva de estrelas» a meteoros e explicar a sua formação, assim como a relevância da atmosfera de um planeta na sua proteção. Análise de uma imagem do Sistema Solar para: caracterizar a cintura de asteroides; evidenciar a órbita inclinada e muito excêntrica dos cometas. Visionamento da animação Órbita dos cometas. Diálogo que permita recolher as ideias dos alunos sobre estrelas cadentes e chuvas de estrelas, seguido da explicação científica para esses fenómenos. Apresentação da distinção entre meteoros e meteoritos. Visionamento de alguns vídeos sobre planetas do Sistema Solar: Vénus: o vizinho da Terra sobre as principais 17
- Concluir que a investigação tem permitido a descoberta de outros sistemas planetários para além do nosso, contendo exoplanetas, os quais podem ser muito diferentes dos planetas do sistema solar. características do planeta Vénus, também conhecido por estrela da manhã ; Procurando água e vida em Marte, que foca a missão espacial da ESA, Mars Express, realizada ao planeta Marte; Plutão: um planeta anão, sobre Plutão enquanto planeta anão e que faz referência a Éris como o maior dos planetas anões; Missão à Lua em 2008 sobre a missão que a ESA pretende realizar à Lua em 2018. IV. A Terra, a Lua e forças gravíticas 4. Conhecer e compreender os movimentos da Terra e da Lua. - Indicar o período de rotação da Terra e as consequências da rotação da Terra. - Medir o comprimento de uma sombra ao longo do dia, traçar um gráfico desse comprimento em função do tempo e relacionar esta experiência com os relógios de sol. - Explicar como nos podemos orientar pelo Sol à nossa latitude. - Indicar o período de translação da Terra e explicar a existência de anos bissextos. - Interpretar as estações do ano com base no movimento de translação da Terra e na inclinação do seu eixo de rotação relativamente ao plano da órbita. Lembrar o movimento de rotação da Terra, o significado de período de rotação e sua associação a 1 dia. Utilização de um globo e uma lanterna para associar o dia à parte iluminada da Terra e a noite à parte não iluminada e relacionar a sucessão do dia e da noite com o movimento de rotação. Diálogo que permita relacionar o movimento aparente do Sol e o movimento aparente das estrelas durante a noite com o movimento de rotação da Terra. Relacionar as estações do ano com o movimento de translação da Terra e com a inclinação do seu eixo; se o eixo fosse perpendicular não existiriam estações do ano. Usar uma lanterna a incidir perpendicularmente e depois com uma grande inclinação para levar os alunos a concluir que quando a luz incide com grande inclinação a superfície aquecida pelos mesmos raios é maior e o seu aquecimento será menor. - Lanterna 6 18
- Identificar, a partir de informação fornecida, planetas do sistema solar cuja rotação ou a inclinação do seu eixo de rotação não permite a existência de estações do ano. - Associar os equinócios às alturas do ano em que se iniciam a primavera e o outono e os solstícios às alturas do ano em que se inicia o verão e o inverno. - Identificar, num esquema, para os dois hemisférios, os solstícios e os equinócios, o início das estações do ano, os dias mais longo e mais curto do ano e as noites mais longa e mais curta do ano. Relacionar a inclinação dos raios com o aquecimento da Terra e as estações do ano. Evidenciar os solstícios e os equinócios, que as estações do ano são opostas nos dois hemisférios e que nada têm a ver com o diferente afastamento da Terra em relação ao Sol (devido à órbita ser elíptica). - Identificar a Lua como o nosso único satélite natural, indicar o seu período de translação e de rotação e explicar por que razão, da Terra, se vê sempre a mesma face da Lua. - Interpretar, com base em representações, as formas como vemos a Lua, identificando a sucessão das suas fases nos dois hemisférios. Partir de um breve diálogo para focar as diferentes formas que a Lua assume no céu. Relacionar as diferentes formas que a Lua apresenta, a iluminação da parte da Lua que conseguimos ver da Terra, recorrendo: ao visionamento/exploração da animação As fases da Lua ; a uma bola com uma metade pintada de preto e a outra de branco, que é posta a rodar em volta de cada um (Terra), sempre com a metade branca virada para a janela (Sol); à análise das figuras do manual. - Bola branca com metade pintada a preto - Associar os termos sombra e penumbra a zonas total ou Lembrar que todos os corpos iluminados projetam uma sombra para o lado oposto ao da fonte de luz. Recorrendo a um globo terrestre, a uma lanterna e uma 19
parcialmente respetivamente. escurecidas, - Interpretar a ocorrência de eclipses da Lua (total, parcial, penumbral) e do Sol (total, parcial, anular) a partir de representações, indicando a razão da não ocorrência de eclipses todos os meses. pequena bola proporcionar a visualização da projeção da sombra da Terra na Lua e da projeção da sombra da Lua na Terra. Exploração das animações: Eclipses da Lua e Eclipses do Sol, que explicitam o que são e em que circunstâncias podem ocorrer os eclipses da Lua e do Sol. Explicitar por que razão não há eclipses sempre que é lua cheia e lua nova. 5. Compreender as ações do Sol sobre a Terra e da Terra sobre a Lua e corpos perto da superfície terrestre, reconhecendo o papel da força gravítica. - Caracterizar uma força pelos efeitos que ela produz, indicar a respetiva unidade no SI e representar a força por um vetor. - Indicar o que é um dinamómetro e medir forças com dinamómetros, identificando o valor da menor divisão da escala e o alcance do aparelho. - Concluir, usando a queda de corpos na Terra, que a força gravítica se exerce à distância e é sempre atrativa. Através de exemplos do dia-a-dia definir o conceito de força e ilustrar alguns dos seus principais efeitos. Classificação de forças quanto à sua natureza recorrendo a demonstrações como: ação entre ímanes e entre balões eletrizados, corpo em queda livre, deformação de corpos. Demonstrar que as forças atuam sempre aos pares. Explicar que a força é uma grandeza vetorial e que o seu valor se mede em Newtons. Analisar a representação de forças por meio de vetores e identificar os seus elementos. Demonstração da utilização de dinamómetros para medir forças. Realização de atividades de consolidação sobre caracterização e representação de forças por meio de vetores com identificação dos vários elementos. Realização Demonstração experimental do movimento de um objeto preso num fio em volta da mão e o movimento do mesmo quando se solta o fio. Recorrendo a esta analogia, concluir que existe uma força central responsável pelo movimento do objeto em volta da mão e pela translação dos planetas em volta do - Pequeno objeto preso num fio 6 20
- Representar a força gravítica que atua num corpo em diferentes locais da superfície da Terra. - Indicar que a força gravítica exercida pela Terra sobre um corpo aumenta com a massa deste e diminui com a distância ao centro da Terra. Sol ou dos satélites em volta dos planetas. Referir e representar o par de forças a que pertence a força central responsável pelo movimento da Terra em volta do Sol e da Lua em volta da Terra. Explicitar os fatores de que depende e como depende a interação gravítica: massa dos corpos e distância entre eles. - Associar o peso de um corpo à força gravítica que o planeta exerce sobre ele e caracterizar o peso de um corpo num dado local. - Distinguir peso de massa, assim como as respetivas unidades SI. - Concluir, a partir das medições do peso de massas marcadas, que as grandezas peso e massa são diretamente proporcionais. - Indicar que a constante de proporcionalidade entre peso e massa depende do planeta e comparar os valores dessa constante à superfície da Terra e de outros planetas a partir de informação fornecida. Exploração da animação Movimentos e forças para salientar as diferenças entre massa e peso. Caracterizar o peso enquanto grandeza vetorial. Demonstração experimental da relação entre peso e massa, medindo com dinamómetros o peso de corpos de massa conhecida. Diálogo que permita aos alunos reconhecerem que a massa de um corpo não varia, mas o seu peso (que resulta da atração gravítica exercida pela Terra) varia com o lugar da Terra onde se encontra e com o planeta para onde é transportado. Exploração da simulação Peso de um corpo nos diferentes planetas que permite constatar como varia o peso de planeta para planeta no Sistema Solar. - Dinamómetro - Balança digital - Aplicar, em problemas, a proporcionalidade direta entre peso e massa, incluindo a análise gráfica. 21
- Indicar que a Terra e outros planetas orbitam em torno do Sol e que a Lua orbita em torno da Terra devido à força gravítica. - Indicar que a física estuda, entre outros fenómenos do Universo, os movimentos e as forças. Revisões, testes, correção de testes, auto e heteroavaliação. 18 Nota: Cada aula corresponde a um tempo de 45 minutos. 22