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4 O Sol, a Lua e a orientação do ser humano
115
Além de ser essencial à vida na Terra, o Sol nos fornece imagens fascinantes, como esta, obtida por uma sonda no espaço. Você já registrou uma foto em que apareceu o Sol?
CONECTANDO IDEIAS
-
Para você, que importância tem esse astro?
-
Em que momentos recebemos sua luz diretamente?
-
Cite uma influência desse astro para as pessoas.
116
10 Orientação pelo Sol
Renato estava procurando a localização da nova residência de uma amiga, mas ele não conhecia o bairro e resolveu utilizar o aparelho GPS (Sistema de Posicionamento Global) para se orientar ao longo do trajeto. O aparelho avisava quando era necessário mudar a direção.
-
Qual equipamento enviado ao espaço auxilia a localização dos aparelhos GPS na superfície da Terra?
-
Se Renato não tivesse o aparelho GPS para se localizar, o que ele poderia fazer para encontrar o caminho da casa de sua amiga?
O que você faz para se orientar quando precisa ir a um local cujo caminho não conhece?
Renato utilizou um aparelho GPS, que utiliza dados provenientes de satélites de navegação enviados ao espaço, para se localizar na superfície da Terra. Os dados enviados pelos satélites, no espaço, são detectados pelos receptores encontrados na superfície da Terra, como o aparelho utilizado por Renato.
Há outras maneiras de se orientar, como utilizar mapas ou solicitar ajuda a outras pessoas ao longo do caminho. Também é possível identificar as direções dos pontos cardeais observando a posição aparente do Sol no céu.
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NA PRÁTICA
- Como você faria para se orientar com base na posição aparente do Sol? Lembre-se de que não devemos olhar diretamente para esse astro.
Para investigar a possibilidade de localizar, aproximadamente, os pontos cardeais utilizando apenas o corpo e a posição aparente do Sol, realize a atividade a seguir.
MATERIAL NECESSÁRIO
- giz branco, para marcar os pontos de referência
DICA
Permaneça exposto à luz solar somente o tempo necessário para fazer as marcações, além disso, utilize protetor solar e boné.
Esta atividade deve ser realizada no pátio da escola ou em outro local aberto.
Localize em que direção o Sol surge no horizonte ao amanhecer e aponte-a com o braço direito. Estenda o braço esquerdo na direção em que o Sol se põe no horizonte, ao entardecer.
Peça a um colega que, com giz, marque as direções em que seus braços apontam. Peça também que indique os pontos à frente e atrás do seu corpo. Depois observe como ficaram os pontos de referência marcados no chão.
-
Conhecendo apenas a direção do nascer do Sol é possível que uma pessoa consiga se orientar de forma aproximada?
-
Qual é a importância de conseguirmos nos orientar e nos localizar?
Existem diferentes maneiras de se orientar. Elas têm em comum o fato de depender de uma referência. Na atividade anterior, você encontrou, aproximadamente, os pontos cardeais, baseando-se na posição aparente do Sol ao longo do dia, ou seja, a referência conhecida é o Sol.
A direção em que podemos ver o Sol ao amanhecer é, aproximadamente, o Leste. Onde ele se posiciona ao se pôr é, aproximadamente, o Oeste. Na direção à frente está, aproximadamente, o Norte, e atrás está, aproximadamente, o Sul.
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Durante a história da humanidade, a observação dos astros foi muito importante para a realização de diversas tarefas, principalmente as relacionadas à orientação e marcação do tempo.
Na época das grandes navegações, entre os séculos 15 e início do século 17, para explorar áreas distantes, era preciso viajar grandes trajetos, geralmente utilizando embarcações em mar aberto. Para isso, os navegadores precisavam se orientar para saber aonde estavam indo e, em seguida, voltar para a mesma localidade.
A observação das estrelas foi fundamental para que os navegadores se orientassem em suas viagens.
Observando as posições dos astros no céu, alguns estudiosos imaginavam imagens no céu, para as quais deram o nome de constelações.
Uma constelação visível no céu do Brasil é a Cruzeiro do Sul. Veja ao lado.
Com o desenvolvimento da bússola, esse instrumento passou a ser utilizado pelos navegadores para se orientar. Seu funcionamento baseia-se no campo magnético da Terra, indicando as orientações por meio dos pontos cardeais.
Além da orientação, o posicionamento dos astros auxiliava diversas atividades cotidianas das comunidades, como o plantio, a colheita e a pesca.
O calendário dos povos indígenas brasileiros, por exemplo, estava relacionado ao Sol, à Lua e às constelações. Eles determinavam as estações do ano de acordo com a posição aparente do Sol no céu.
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A LUZ E AS SOMBRAS
- Você sabe por que se formam as sombras?
Se você já observou a luz atravessando os galhos e as folhas de uma árvore, deve ter percebido que parte da luz não atravessa as folhas e os galhos, formando sombras.
As sombras se formam quando a luz encontra objetos opacos, ou seja, que não permitem a passagem da luz. Com isso, forma-se uma região na qual não há incidência direta de luz, ou seja, a sombra.
O Sol e o gnômon
Certamente você já deve ter notado que a sombra dos objetos ao Sol muda de posição e de tamanho ao longo do dia. Isso ocorre porque a posição aparente do Sol muda ao longo do dia.
Essas propriedades da luz e a movimentação aparente do Sol ao longo do dia auxiliaram os seres humanos a registrar a passagem do tempo antes que os relógios, como os que conhecemos atualmente, fossem desenvolvidos.
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O CUARACYRAANGABA
O grupo indígena Tupi-Guarani utilizavam um instrumento semelhante ao relógio de sol, chamado cuaracyraangaba. Esse instrumento era constituído de uma haste vertical fixada em uma superfície horizontal. Com base na posição da sombra, os indígenas determinavam os pontos cardeais e o período do dia.
A professora de Ciências de Amanda sugeriu à turma que montasse um gnômon, para identificar a posição aparente do Sol no céu com o passar do tempo. Com o gnômon poderiam fazer um relógio de sol.
Para isso, a professora colocou um cabo de vassoura fixado no interior de uma lata e posicionou o aparato no centro do pátio da escola, em um local que recebe luz solar diretamente.
A cada hora, a professora pediu a uma dupla de alunos que fosse ao pátio.
Amanda e Artur, por favor, vão ao pátio e façam um traço no local da sombra do cabo de vassoura.
-
A que horas a professora pediu a Amanda e Artur que fossem ao pátio?
121
No dia seguinte, Amanda, a professora e seus colegas retornaram ao pátio para observar o relógio de sol.
Proteja-se dos raios solares. Utilize protetor solar diariamente.
Agora vocês vão formar as mesmas duplas e escrever as horas na frente de cada indicação que fizeram ontem. A sombra está sobre a indicação feita por Amanda e Artur. São 8 horas da manhã.
No outro dia, eles retornaram para o pátio.
Que horas são agora?
-
O que os alunos devem responder à professora?
-
Às 15 horas a sombra estará na mesma posição? Por quê?
122
SISTEMA SOLAR
No Universo existem muitos astros, como a Terra, o Sol e a Lua. A Terra gira em torno de uma estrela chamada Sol. Além da Terra, outros sete planetas giram em torno do Sol.
O Sol e os oito planetas que giram ao seu redor são alguns componentes do Sistema Solar. Veja no esquema uma representação do Sistema Solar com o Sol e os planetas.
Mercúrio cerca de 4 879 km de diâmetro.
Vênus cerca de 12 103 km de diâmetro.
Terra cerca de 12 756,8 km de diâmetro.
Marte cerca de 6 790 km de diâmetro.
Júpiter cerca de 142 984 km de diâmetro.
Saturno cerca de 115 200 km de diâmetro.
Urano cerca de 51 118 km de diâmetro.
Netuno cerca de 24 746 km de diâmetro.
Os astros que emitem luz própria, como o Sol, são chamados astros luminosos. Já os que não emitem luz própria, como os planetas, são chamados astros iluminados.
- Qual é o planeta do Sistema Solar mais próximo do Sol? E qual é o planeta mais distante do Sol?
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Os dias e as noites e o movimento aparente do Sol no céu ocorrem por causa do movimento de rotação da Terra, no qual o planeta Terra gira ao redor de um eixo imaginário, denominado eixo de rotação. Veja o esquema a seguir.
-
Quanto tempo a Terra leva para dar uma volta completa ao redor de seu eixo?
NA PRÁTICA
- Quando é dia no Brasil, em países do continente asiático, como o Japão, é dia ou noite?
Você pode representar a ocorrência dos dias e das noites realizando a atividade a seguir.
MATERIAIS NECESSÁRIOS
-
globo terrestre
-
lanterna
Posicione o globo terrestre sobre uma mesa. Apague a luz da sala e aponte a lanterna para onde o Brasil está posicionado.
Peça a um colega que gire lentamente o globo terrestre, no sentido anti-horário.
-
O que a lanterna acesa representa? E o globo terrestre?
-
O que a parte não iluminada do globo terrestre representa? E a parte iluminada?
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INVESTIGUE E COMPARTILHE
-
O que ocorre com as sombras dos objetos que recebem luz solar diretamente ao longo do dia?
-
O que é necessário para que se forme a sombra de um objeto?
ATENÇÃO
Tenha cuidado ao manusear o palito de churrasco.
Permaneça exposto à luz solar somente o tempo necessário para fazer cada marcação e utilize protetor solar.
MATERIAIS NECESSÁRIOS
-
pedaço quadrado de papelão com 20 cm de lado
-
1 palito de churrasco
-
massa de modelar
-
régua
-
relógio
-
lápis
-
Fixe o palito em pé, no centro do papelão. Para fixá-lo, utilize massa de modelar.
- Se não tivesse massa de modelar, que outro procedimento poderia ser utilizado para manter o palito em pé fixo no centro do papelão?
Peça a um adulto que, utilizando a câmera de um telefone celular, grave você realizando cada uma das marcações a fim de registrar o desenvolvimento da atividade.
-
No início da manhã, coloque o aparato em um local que receba incidência direta da luz solar, durante o dia todo.
DICA
Deixe o relógio de sol em um local em que não haja trânsito de pessoas nem de animais e que receba luz solar o dia todo.
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C. Com o lápis e a régua, trace uma reta no local em que a sombra do palito esteja projetada e anote o horário.
-
Durante o dia todo, de hora em hora, enquanto houver incidência da luz solar, trace no papelão uma linha sobre a sombra projetada pelo palito, anotando a hora correspondente sobre a linha.
- O que você pode fazer se, no momento de realizar alguma marcação, o Sol estiver entre nuvens?
-
Quando você terminar de fazer as marcações das horas, seu relógio de sol estará pronto para ser utilizado. Para isso, ele deverá ficar no mesmo local e na mesma posição em que estava quando você fez as marcações.
DICA
Não descarte seu relógio de sol, pois ele poderá ser utilizado em outra atividade prática.
REGISTRE O QUE OBSERVOU
-
Por que é necessário que o relógio de sol permaneça em um local que receba luz solar diretamente?
-
Por que a sombra está em posições diferentes com o passar das horas?
-
Por que é preciso manter o relógio de sol no mesmo local e na mesma posição em que foram realizadas as medições?
-
O que você pode concluir com esta atividade?
-
Converse com seus colegas sobre a atividade e os resultados obtidos. Compare seus resultados com os resultados de seus colegas.
126
ATIVIDADES
-
Na cena a seguir, a projeção da sombra de uma criança está na posição incorreta.
-
Qual é o nome da criança cuja sombra está projetada na posição incorreta?
-
O que você observou para responder ao item anterior?
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Qual é a fonte de luz que projetou a sombra das crianças?
-
Converse com os colegas sobre qual seria a posição correta da projeção da sombra da criança que você indicou no item a.
-
Se o Sol está se pondo, em qual direção ele está?
-
Na aula de Ciências, o professor de Joaquim colocou um globo terrestre sobre a mesa perto de uma lâmpada acesa. Em seguida, ele girou o globo terrestre no sentido mostrado na imagem ao lado.
-
O que esta atividade representa? corrigir de item "1" para "a"
-
127
-
O professor de Joaquim comentou que, quando é dia no Brasil, em alguns países, como o Japão, é noite. Como é possível explicar esse fato, de acordo com a atividade que o professor montou?
-
Faria diferença se o professor de Joaquim girasse o globo no sentido contrário?
-
Leia o trecho do texto a seguir, que fala sobre um movimento que a Terra realiza.
[...]
O Sol parece caminhar no céu porque é a Terra que está a girar. De Oeste a Leste, ela não se cansa de rodopiar!
Este rodopio é chamado de .
É, a Terra não se cansa não!
[...]
O caminho do Sol no céu, de Vanessa Queiroz e outros. Ilustrações de Lucas Gibim Rodrigues. Londrina: EDUEL, 2012. p. 13-14.
-
Qual palavra está faltando no espaço do trecho do texto?
-
Qual é a principal consequência desse movimento para a Terra?
PARA SABER MAIS
- O grande livro dos grandes planetas, de Emily Bone. Usborne - Nobel.
Nesse livro você conhecerá diversos fatos curiosos sobre planetas, estrelas e galáxias, observando imagens fascinantes do Universo.
128
CIDADÃO DO MUNDO Outros instrumentos para medir o tempo
Ao visitar a igreja matriz da cidade de Tiradentes, em Minas Gerais, João Paulo ficou curioso com os relógios que viu.
Em frente à igreja há um relógio de sol e em cada torre há um relógio mecânico.
A marcação da passagem do tempo, como as horas do dia e os dias do ano, é feita há muito tempo e, para isso, diversos equipamentos foram desenvolvidos ao longo da história até chegar nos relógios que conhecemos atualmente.
Século 30 a.C.
Acredita-se que os primeiros relógios de sol tenham sido utilizados pelos Babilônios e eram feitos de apenas um bastão fixado no solo. Depois, diversos povos desenvolveram relógios de sol que podiam indicar as horas, os dias e os meses.
Século 15 a.C.
Registros indicam que os egípcios utilizavam a clepsidra, ou relógio de água, em cerca de 1500 a.C. Esse relógio era constituído de dois recipientes, semelhantes a baldes com furos na base, por onde a água escorria. Marcações nos baldes indicavam quanto tempo havia se passado.
Século 3
A ampulheta foi criada no século 3, em cerca de 250 d.C. Ela é constituída de dois recipientes de vidro ligados por um orifício, pelo qual a areia passa de um recipiente para o outro. Para reiniciar a contagem do tempo, a ampulheta deve ser virada manualmente.
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Um dos problemas que incentivaram a procura por novas formas de medir a passagem do tempo foi o fato de os relógios de sol não funcionarem no período da noite nem em dias nublados. Além disso, houve a necessidade de valores mais precisos, o que levou ao desenvolvimento de novas tecnologias.
Século 9
O relógio de vela era utilizado para marcar a passagem do tempo e iluminar os ambientes à noite. As marcações na vela separavam o tempo de uma em uma hora.
Século 14
Os primeiros relógios mecânicos surgiram no século 14 e funcionavam com uma associação de roldanas e contrapesos. Nos séculos seguintes, os relógios mecânicos foram aperfeiçoados.
Século 15
Por volta do ano de 1500 foi fabricado o primeiro relógio portátil, que ficou conhecido posteriormente como relógio de bolso.
Século 20
No século 20, com o desenvolvimento da eletrônica, foram desenvolvidos os primeiros relógios digitais.
Atualmente
Foram desenvolvidos os relógios atômicos. Esse tipo de relógio é mais preciso do que os relógios digitais.
-
Comente sobre a importância da marcação da passagem do tempo em horas, dias, meses e anos.
-
Qual é a importância do desenvolvimento de relógios cada vez mais precisos?
130
11 Orientação pela Lua
Como vimos, a observação da posição aparente do Sol no céu era utilizada para marcar a passagem do tempo. Também estudamos que a observação das estrelas no céu noturno auxiliou muitos navegadores a se orientarem.
Outro astro muito utilizado para orientação é a Lua.
O grupo indígena Tupi-Guarani, por exemplo, associava os fenômenos da natureza à religiosidade. Para alguns indígenas, o Sol era do sexo masculino e tinha uma irmã mais jovem, Jaci, que é a Lua. Enquanto o Sol era utilizado para medir a passagem do dia, o aparecimento da Lua ajudava a medir a passagem do mês. Para os Tupi-guarani, duas aparições consecutivas de uma mesma fase da Lua determinavam a ocorrência de um mês.
Os indígenas observavam a aparência da Lua antes de sair para caçar. Nas noites em que estava visível no céu apenas uma porção da parte iluminada da Lua, os animais demoravam a sair de suas tocas. Já quando ela estava inteiramente visível, os animais saíam mais cedo e a noite era mais clara. Assim, eles optavam por noites de maior claridade para procurar seu alimento, pois os animais estavam fora de seus abrigos.
131
Os indígenas também perceberam que o formato da Lua no céu influenciava as marés, fato hoje comprovado cientificamente. Esse conhecimento auxiliava na escolha dos dias de pesca.
As noites em que a Lua não era visível no céu eram escolhidas para plantar.
Não há muitos registros escritos sobre os conhecimentos astronômicos dos povos indígenas brasileiros, mas sabe-se que os astros guiavam muitas atividades nas aldeias.
Além disso, os conhecimentos eram partilhados nas aldeias. Os mais velhos contavam histórias e mitos para os mais jovens, o que ajudou a compartilhar e propagar sua cultura e suas tradições.
-
Converse com os colegas sobre a importância das observações dos povos indígenas para as orientações que temos atualmente.
Precisamos ouvir e respeitar as experiências das pessoas idosas. Temos muito a aprender com elas.
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Ciclo da Lua
Ao consultar o calendário para verificar o dia da semana em que deveria entregar seu trabalho escolar, Marisa notou que em alguns desses dias havia desenhos da Lua com formatos diferentes.
2. Você já observou um calendário como o de Marisa?
3. A Lua apresenta o mesmo formato todos os dias?
4. O que os desenhos da Lua indicados no calendário representam?
A Lua é o satélite natural da Terra. Dessa forma, ela é um astro iluminado que gira ao redor da Terra. A claridade que vemos na Lua é o reflexo da luz solar que incide nela.
A Lua demora cerca de 27 dias para dar uma volta completa em torno da Terra. Durante esse período, da superfície da Terra, observamos a Lua aparentemente com diferentes formatos. O que observamos da superfície da Terra são diferentes porções da parte iluminada da Lua, ao longo de seu ciclo.
Em quatro momentos de seu ciclo, de acordo com o formato com que ela é vista da superfície terrestre, a Lua recebe determinados nomes: lua nova, quarto crescente, lua cheia e quarto minguante.
133
As mudanças na aparência da Lua seguem um ciclo dividido em dois períodos: crescente e decrescente.
O período crescente ocorre da lua nova até a lua cheia. O período decrescente ocorre da lua cheia até a lua nova.
A lua nova não é visível no céu noturno, pois nesse momento a face iluminada pelo Sol não está voltada para a Terra.
Veja a seguir as imagens da Lua que observamos da superfície da Terra, durante seu ciclo.
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História do calendário
A observação da posição e do movimento dos astros também influenciou a elaboração de diferentes calendários ao longo do tempo.
Evidências indicam que há mais de 20 mil anos o ser humano já contava os dias observando o ciclo da Lua. Estima-se que o primeiro calendário tenha sido elaborado por volta de 2700 a.C. Esse calendário era dividido em 12 meses e cada mês seguia o ciclo da Lua, com cerca de 29 ou 30 dias. Assim, o ano teria cerca de 354 dias.
Cerca de três séculos a.C., os egípcios elaboraram seu calendário, já com 360 dias, divididos em 12 meses de 30 dias. Com o tempo, inseriram 5 dias a mais por ano.
Há cerca de 4 mil anos foi criado o calendário romano, baseado no ciclo da Lua. Esse calendário tinha 10 meses que totalizavam 304 dias.
Calendário romano |
|
Mês |
Quantidade de dias |
Martis |
31 |
Aprilis |
30 |
Maius |
31 |
Junius |
30 |
Quintilis |
31 |
Sextilis |
30 |
September |
30 |
October |
31 |
November |
30 |
December |
30 |
Fonte de pesquisa: Origem e evolução do nosso calendário. Universidade de Coimbra. Disponível em: https://oeds.link/srONie. Acesso em: 31 mar. 2021.
135
No século 1 a.C. o imperador Júlio César criou mais três meses, totalizando 365 dias, e estipulou o ano bissexto, com um dia a mais. Nessa época já se sabia que um ano tinha 365 dias, 5 horas e 48 minutos e não 365 dias e 6 horas, como se pensava até então.
Calendário Juliano |
|
Mês |
Quantidade de dias |
Januarius |
31 |
Februarius |
29 ou 30 |
Martis |
31 |
Aprilis |
30 |
Maius |
31 |
Junius |
30 |
Quintilis |
31 |
Sextilis |
30 |
September |
31 |
October |
30 |
November |
31 |
December |
30 |
Fonte de pesquisa: Origem e evolução do nosso calendário. Universidade de Coimbra. Disponível em: https://oeds.link/SQELYM. Acesso em: 31 mar. 2021.
No século 16, o papa Gregório 13 corrigiu a diferença acumulada em anos, criando o calendário semelhante ao que utilizamos nos dias atuais. Observe os nomes dos meses e a quantidade de dias em cada um deles.
Calendário gregoriano |
|
Mês |
Quantidade de dias |
Janeiro |
31 |
Fevereiro |
28 ou 29 |
Março |
31 |
Abril |
30 |
Maio |
31 |
Junho |
30 |
Julho |
31 |
Agosto |
31 |
Setembro |
30 |
Outubro |
31 |
Novembro |
30 |
Dezembro |
31 |
Como os calendários trazem o ano de 365 dias, as horas restantes são somadas a cada quatro anos, obtendo cerca de 24 horas, o que equivale a um dia. A cada quatro anos, é acrescentado um dia ao mês de fevereiro, que passa a ter 29 dias. Como o ano passa a ter 366 dias, ele é chamado bissexto.
-
O ano em que estamos atualmente é bissexto?
-
Qual será o próximo ano bissexto?
136
ATIVIDADES
1. Em uma noite, Felipe observou a Lua e fez um desenho para representar como ele a viu no céu. Ele anotou também o dia e o horário em que fez a observação.
-
A Lua é um astro luminoso ou iluminado? Por quê?
-
Qual é o nome que a Lua recebe no momento em que Felipe a observou?
-
Que características do desenho você observou para responder ao item anterior?
-
Após cerca de quantos dias, aproximadamente, a Lua voltará a ter esse formato? Justifique sua resposta.
2. Em uma noite sem nuvens, Lucas observou o céu, mas não conseguiu ver a Lua.
-
Em que momento a Lua estava quando Lucas não a visualizou no céu?
-
Por que nessa ocasião não podemos visualizar a Lua da Terra?
3. Com seus pais ou responsáveis, observe o céu em uma noite em que seja possível ver a Lua. Anote em uma folha de papel o dia e o horário da observação e faça um desenho para representar o formato da Lua nessa ocasião.
- Mostre para os colegas o desenho que você fez.
4. Você acha possível observar o Sol e a Lua ao mesmo tempo no céu, ou a Lua só aparece durante a noite?
- Com um familiar, utilizem a câmera de um telefone celular e fotografem a situação descrita nesta atividade. Depois, enviem a foto para o professor por e-mail ou rede social.
137
-
Observe a foto ao lado, que mostra a superfície da Lua e algumas de suas crateras.
- Pesquise em livros e na internet o que pode ter ocasionado essas crateras na superfície da Lua.
6. Em um experimento, Samuel colocou um pouco de argila em um recipiente e uma camada de terra por cima. Com uma colher, ele deixou a superfície lisa. Depois, colocou o recipiente no chão e soltou do alto uma bolinha de gude dentro do pote, observando o que aconteceu.
-
Em sua opinião, o que aconteceu quando a bolinha atingiu a superfície do solo no recipiente?
-
O efeito do experimento de Samuel se parece com o que pode ser visto na foto da atividade 5?
-
Providencie os materiais usados no experimento de Samuel e realize os mesmos procedimentos. Solicite a um colega que grave você desenvolvendo a atividade.
PARA SABER MAIS
- Quando a Lua tomou chá de sumiço, de Maria Amália Camargo. Nversinhos.
Esse livro destaca a importância da Lua para os seres da Terra: refletir a luz do Sol e iluminar nosso planeta; influenciar as marés; inspirar namorados e poetas. Mas o que acontece se a Lua não estiver presente? Essa resposta pode ser obtida nesse livro.
138
12 Instrumentos de orientação
Observe a foto a seguir.
- imantada:
- que apresenta características magnéticas, passando a atuar como um ímã
- polos geográficos:
- referem-se aos locais em que o eixo imaginário de rotação da Terra cruza sua superfície - polo Norte e polo Sul
1. Além de um mapa, qual outro objeto a pessoa da foto anterior está utilizando para se orientar?
2. Você já utilizou ou manuseou um objeto como esse? O que acontece quando giramos esse objeto?
A bússola é um instrumento de orientação que tem uma agulha imantada, a qual sofre a ação de um campo magnético, alinhando-se a ele.
Quando não há outro campo magnético próximo à bússola, sua agulha sofre a ação do campo magnético do planeta Terra, alinhando-se a ele.
Como os polos magnéticos da Terra ficam próximos aos polos geográficos, a agulha imantada indica uma direção próxima à norte-sul geográfica.
Uma das extremidades da agulha imantada aponta na direção aproximada do polo norte geográfico de nosso planeta.
Para que a bússola indique corretamente o polo norte geográfico do planeta, é importante que não exista outro campo magnético próximo a ela.
DICA
Na bússola apresentada ao lado, o Norte é indicado pela letra N; o Leste, pela letra L; o Oeste, pela letra O; e o Sul, pela letra S. Da mesma forma, NE indica o Nordeste; SE indica o Sudeste; NO indica o Noroeste; SO indica o Sudoeste.
139
As primeiras referências à bússola indicam que ela foi desenvolvida e utilizada inicialmente pelos chineses.
Porém, há cerca de 800 anos, a bússola foi introduzida na Europa pelos árabes, tornando-se um instrumento de orientação muito utilizado nas navegações.
- árabes:
- pessoas que nasceram ou que habitam a península Arábica, região compreendida entre o Golfo Pérsico e o Mar Vermelho, no Sudoeste da Ásia, ou regiões vizinhas
Nas bússolas, podemos encontrar os pontos cardeais e os pontos auxiliares, também chamados pontos colaterais, que nos auxiliam a determinar as direções. O conjunto dessas marcações recebe o nome de rosa dos ventos. Veja.
3. Qual é a direção indicada entre o Norte e o Leste?
4. Qual é a direção localizada entre o Sul e o Oeste?
140
Para compreender melhor o funcionamento das bússolas, vamos estudar algumas propriedades relacionadas ao magnetismo. Vamos iniciar com o estudo dos ímãs.
Ímãs
5. Você já manuseou um ímã? O que você fez com ele?
Os ímãs são materiais que têm a propriedade de atrair objetos feitos de alguns tipos de metais. Essa propriedade é chamada magnetismo.
Há mais de dois mil anos, os gregos perceberam que determinado tipo de rocha atraía pequenos pedaços de ferro. Essas rochas foram chamadas magnetita, por serem encontradas em grande quantidade na região da Magnésia, onde hoje é a Turquia. A magnetita é um ímã natural.
Os ímãs naturais são aqueles que têm naturalmente as propriedades magnéticas. Além dos ímãs naturais, existem os ímãs artificiais, produzidos pelo ser humano por meio da imantação de materiais, como o aço e o ferro.
A força de atração e de repulsão dos ímãs
Jorge aproximou dois ímãs. Veja o que aconteceu.
141
Os ímãs têm dois polos: o polo Norte (N) e o polo Sul (S). Observe.
Quando aproximamos dois ímãs, pode ocorrer uma força de atração ou de repulsão entre eles. Esse fato depende dos polos das extremidades que se aproximam.
Quando o polo Norte de um ímã é aproximado do polo Sul de outro, surge uma força de atração entre eles.
Quando o polo Norte de um ímã é aproximado do polo Norte de outro, surge uma força de repulsão entre eles. O mesmo ocorre quando o polo Sul de um ímã é aproximado do polo Sul de outro.
Se um ímã for dividido em dois ou mais pedaços, cada um desses pedaços terá os polos Norte e Sul.
142
Campo magnético
Na página 138, ao explicar o funcionamento de uma bússola, foi citado o termo campo magnético. Agora você estudará mais sobre os campos magnéticos.
Ao redor dos ímãs, forma-se uma região na qual o magnetismo atua. Essa região é chamada campo magnético.
Se espalharmos limalha de ferro ao redor de um ímã, o campo magnético desse ímã atrairá as partículas de ferro, criando uma imagem semelhante à apresentada a seguir.
A disposição das limalhas de ferro ao redor do ímã mostra o campo magnético formado por esse ímã. Observe que nos polos do ímã o poder de atração é mais intenso.
NA PRÁTICA
- Como você faria para observar o campo magnético de um ímã?
Para investigar o campo magnético de um ímã, realize a atividade a seguir.
MATERIAIS NECESSÁRIOS
-
palha de aço
-
um ímã
-
folha de papel sulfite branca
-
tesoura com pontas arredondadas
Com a tesoura, corte a palha de aço em pedaços bem pequenos e espalhe-os sobre a folha de papel sulfite.
Coloque um ímã embaixo da folha e observe o que acontece. Fotografe o resultado desse procedimento.
ATENÇÃO
Durante a realização desta atividade, tenha cuidado para não aspirar os pedaços de palha de aço e não coloque as mãos nos olhos nem na boca. Em seguida, lave bem suas mãos.
1. O que aconteceu quando você colocou o ímã embaixo da folha com os pedaços de palha de aço?
2. Por que isso aconteceu? Converse com seus colegas.
143
Magnetismo terrestre
NA PRÁTICA
A Terra funciona como um grande ímã, e próximo aos polos geográficos, Norte e Sul, encontram-se os polos magnéticos da Terra.
- Um ímã pode sofrer a influência da ação do campo magnético da Terra?
Para investigar a influência do campo magnético terrestre em um ímã, realize a atividade a seguir.
MATERIAIS NECESSÁRIOS
-
ímã em forma de barra
-
pedaço de linha bem fina
Em uma das pontas da linha amarre o ímã e marque uma de suas extremidades com um lápis.
Segure o ímã de forma que fique pendurado e gire lentamente seu corpo.
Observe o que ocorre com o ímã.
1. Quando você se movimentou, o que aconteceu com o ímã?
2. Por que o ímã permanece sempre na mesma posição?
Ao realizar a atividade prática anterior, você deve ter notado que o ímã não mudou de posição enquanto você girava seu corpo. Isso ocorreu por causa do campo magnético da Terra. A Terra tem um campo magnético, como se existisse um grande ímã em seu interior.
É esse campo magnético que atua na agulha das bússolas, possibilitando seu funcionamento.
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ATIVIDADES
1. Leia o poema a seguir.
Magnetismo
A bússola é um instrumento
Usado na navegação
Se por mar ou por ar
Não importa...
O que importa é a orientação
Com uma agulha imantada
Sobre a rosa dos ventos desenhada
Vai indicando os pontos
Cardeais e colaterais
Garantindo a rota traçada.
A posição que a agulha fica
É determinada pela Terra
Devido à atração,
Que os polos
exercem sobre ela.
Magnetismo, de Augusta Schimidt. Recanto das Letras, 6 set. 2005. Disponível em: https://oeds.link/wOe8cO. Acesso em: 31 mar. 2021.
- Explique com suas palavras o trecho destacado no poema.
2. A imagem ao lado mostra uma bússola. A parte vermelha da agulha indica, aproximadamente, o norte geográfico da Terra.
-
Como você faria para encontrar a direção leste, utilizando essa bússola?
-
Utilizando o relógio de sol que você construiu nas páginas 124 e 125, como você faria para encontrar a direção aproximada do Leste? E do Oeste?
DICA
Se for preciso, insira novas marcações no seu relógio de sol. Lembre-se de colocá-lo no mesmo local em que fez as marcações anteriores.
3. Viviane derrubou uma moeda de metal em um ralo do quintal de sua casa. Escreva em seu caderno, utilizando conceitos relacionados ao magnetismo, uma maneira de Viviane resgatar a moeda do fundo do ralo.
- Compartilhe sua ideia com os colegas, comparando as respostas.
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4. Elaine montou o seguinte brinquedo.
Ao utilizar o brinquedo, Elaine percebeu que nenhum peixinho de EVA foi atraído pelo ímã.
-
Por que o ímã não atraiu os peixinhos?
-
Escreva em seu caderno quais objetos de A até F Elaine poderia ter colocado com os peixinhos para que eles fossem atraídos pelo ímã.
A
B
C
D
E
F
DICA
Com um adulto de sua casa, providencie um ímã e os objetos apresentados no item b e verifique se a resposta que você deu está correta.
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5. Beatriz passou várias vezes um ímã sobre uma régua de metal, sempre no mesmo sentido, realizando um processo chamado imantação. Em seguida, ela aproximou a régua de alguns clipes de metal e percebeu que eles foram atraídos pela régua.
-
Escreva em seu caderno quais dos objetos de A a F Beatriz poderia imantar.
A
B
C
D
E
F
-
Após alguns minutos, Beatriz aproximou novamente a régua de metal dos clipes de metal e, dessa vez, eles não foram atraídos. Por que isso ocorreu?
6. Carlos estava brincando com um ímã e o deixou cair. Veja ao lado o que aconteceu.
- Após a queda, você acha que o ímã de Carlos perdeu suas propriedades magnéticas? Discuta com os colegas.
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7. A mãe de Antônio fixa recados para ele, com ímãs, na porta da geladeira.
-
Por que é possível utilizar ímãs para fixar os recados na porta da geladeira?
-
Se a porta da geladeira fosse de plástico, seria possível a mãe de Antônio utilizar esses objetos?
-
Você utiliza ímãs em alguma situação do seu dia a dia? Comente com os colegas.
8. Rafaela aproximou dois ímãs, conforme a ilustração ao lado, e percebeu que surgiu uma força de repulsão entre eles.
a. Por que isso ocorreu?
b. Em seu caderno, desenhe um esquema que represente a posição em que os ímãs devem ficar para que isso não aconteça.
PARA SABER MAIS
- Perdidos no espaço, de Dan Green. Moderna.
Esse livro convida você a participar de uma aventura no espaço. Nela, você deverá resolver diversos desafios, nos quais terá de aplicar seus conhecimentos científicos.
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INVESTIGUE E COMPARTILHE
-
Que instrumento usado pelo ser humano necessita do campo magnético da Terra para funcionar?
-
Se você fosse construir uma bússola, qual material seria indispensável?
MATERIAIS NECESSÁRIOS
-
clipe de metal médio
-
vasilha plástica com água
-
ímã permanente
-
folha de papel
-
tesoura com pontas arredondadas
-
alicate
-
régua
ATENÇÃO
Somente o adulto deve manusear a tesoura e o alicate.
Peça a um colega que, utilizando a câmera de um telefone celular, grave a realização desta atividade experimental.
-
Recorte um quadrado de papel com aproximadamente 8 cm de lado.
· Qual é a função do papel em formato de quadrado?
-
Peça a um adulto que abra o clipe de metal.
-
Peça ao adulto que corte um pedaço de 5 cm do clipe de metal, com um alicate.
-
Passe, cerca de vinte vezes, o pedaço de clipe sobre um dos polos do ímã para imantá-lo. O clipe deve ser passado sempre no mesmo sentido.
· Qual é a finalidade do pedaço de clipe imantado?
DICA
Depois de utilizado, o ímã permanente deve ficar longe de seu experimento.
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-
Com cuidado, coloque o quadrado de papel no centro da vasilha com água, de modo que ele flutue.
-
Em seguida, coloque o clipe aberto sobre o papel e observe o que acontece.
REGISTRE O QUE OBSERVOU
1. O que representa o procedimento realizado na etapa D?
2. O que você observou após realizar o procedimento descrito na etapa F? Por que isso aconteceu?
3. Seria possível realizar esta atividade se o clipe de metal não fosse imantado? Por quê?
4. Com qual objeto essa montagem se assemelha?
5. Para qual direção o clipe de metal apontou?
6. Converse com seus colegas sobre a atividade e os resultados obtidos. Compare seus resultados com os de seus colegas.
7. Agora, aproxime o ímã do seu aparato e observe o que acontece. Explique com suas palavras por que isso aconteceu.
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CIDADÃO DO MUNDO GPS
Pai! Mãe! Eu aprendi que podemos nos orientar usando uma bússola para localizar os pontos cardeais. Mas esse aparelho do carro consegue mostrar nossa posição e o caminho que temos de seguir. Como ele funciona?
Melina, esse é um aparelho de navegação que calcula nossa posição com a ajuda de satélites.
Ele usa o Sistema de Posicionamento Global ou GPS (sigla em inglês para Global Positioning System), que é um sistema de localização desenvolvido por cientistas estadunidenses e que hoje pode ser utilizado em todo o planeta.
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Apesar de conhecermos os aparelhos de navegação, como aparelhos de GPS, existem outros sistemas de localização, como o GLONASS, desenvolvido pela Rússia, e o Galileo, desenvolvido na Europa. Aparelhos de navegação podem utilizar dois ou mais sistemas ao mesmo tempo.
O sistema GPS conta com cerca de 30 satélites. Para registrar a posição de um objeto, são utilizados três ou quatro satélites ao mesmo tempo. As informações são trocadas por meio de ondas de rádio e, atualmente, a precisão do sistema mostra a posição com uma diferença máxima de 20 metros em relação à posição real.
1. Você já tinha observado um GPS? Comente com os colegas.
2. Qual é sua opinião sobre o GPS em relação à facilidade de localização e navegação?
3. Cite alguns benefícios que os sistemas de localização e navegação podem trazer para o ser humano. Se necessário, faça uma pesquisa sobre o assunto.
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PARA SABER FAZER Vídeo tutorial
Atualmente, é comum encontrarmos vídeos que explicam passo a passo uma receita, como montar algum objeto ou realizar procedimentos relacionados a alguma tarefa. Esses tipos de vídeos são conhecidos como vídeos tutoriais.
Veja a seguir como fazer um vídeo tutorial explicando, passo a passo, como confeccionar um avião de papel.
-
Antes de começar a filmar o vídeo tutorial é preciso escolher o tema, definindo o que vai explicar. Nesse exemplo, o tema do tutorial é a confecção de um avião de papel.
A organização e o planejamento do vídeo também são importantes. Faça um roteiro das etapas que você vai explicar, destacando nele o que vai falar e também o que vai apresentar visualmente. Liste em tópicos o que você vai falar. Inclua no roteiro a sequência para montar o avião de papel.
Vídeo tutorial de como fazer um avião de papel
Roteiro
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Apresentar-se.
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Dizer o que vai fazer (avião de papel).
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Citar os materiais necessários.
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Fazer o avião de papel mostrando e explicando todos os passos necessários.
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Mostrar o resultado final.
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Despedir-se.
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Ensaie a apresentação do tutorial antes de gravar.
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Na gravação do vídeo, siga o roteiro produzido. Passe as informações com calma, falando pausadamente e dando as instruções com clareza.
Além disso, seja objetivo no passo a passo e evite atropelos.
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Para gravar o vídeo você pode utilizar uma câmera fotográfica digital, uma câmera filmadora ou um telefone celular.
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Após a gravação do vídeo, você pode editá-lo no computador e deixá-lo pronto para a apresentação. Nessa etapa, você pode usar um software que permita eliminar partes do vídeo que não ficaram adequadas, além de outras funções.
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Apresente seu vídeo tutorial para os colegas.
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Outra alternativa é fazer o tutorial utilizando fotos e inserir as instruções necessárias com um software de editor de imagens no computador.
AGORA É COM VOCÊ!
Vamos colocar em prática essas dicas e fazer um vídeo tutorial explicando como montar e observar um gnômon. Para isso, junte-se a dois colegas e peça auxílio ao professor.
Pesquise vídeos tutoriais na internet para se familiarizar com esse tipo de recurso e incentivar a criatividade para produzir seu vídeo. Utilize a seção Investigue e compartilhe das páginas 124 e 125 desta unidade como base para produzir o roteiro do seu vídeo tutorial. Explique todo o processo de montagem do gnômon e seu funcionamento. Não se esqueça de ficar atento com a exposição à luz solar no momento da gravação do vídeo.
Depois de gravar e finalizar seu vídeo, apresente-o na escola para seus colegas.
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O QUE VOCÊ ESTUDOU?
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Que instrumentos o ser humano pode utilizar para se localizar?
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Como o ser humano se localizava quando não tinham sido desenvolvidos instrumentos de localização?
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Observe a foto do gnômon a seguir, que foi feita durante o período da manhã.
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Que horas a sombra do ponteiro está indicando?
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Além das horas, o gnômon pode nos ajudar a descobrir a direção aproximada dos pontos cardeais. Qual letra melhor representa a direção leste?
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Por que não é possível usar o gnômon para registrar as horas entre os intervalos de 20:00 até 5:00 horas?
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A constelação do Cruzeiro do Sul foi muito utilizada pelos navegadores, pois é uma constelação fácil de encontrar no céu.
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É possível observar as constelações para se orientar em qualquer período do dia?
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Faça uma pesquisa e diga qual letra melhor representa a direção sul.
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Observe a Lua em uma pintura do pôr do sol do pintor britânico Samuel Colman (1780-1845).
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Utilizando a imagem do ciclo da Lua da página 133, diga entre quais momentos a Lua da pintura está.
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Consulte um calendário que apresenta os momentos da Lua. Você pode procurá-lo em sites da internet.
Em que momento a Lua se encontra hoje? Anote também a data.
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Leia o poema a seguir.
Giralua
Gira lua
meia-noite
passa lua
meio-dia
lua louca
pela rua
meia lua
rua lua
passa rua
passam dias
meio lua
meia lua
Passa noite
ao meio-dia
Giralua, de Sérgio Capparelli. Em: 111 poemas para crianças. Ilustrações de Ana Gruszynski. Porto Alegre: L&PM, 2003. p. 100.
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Qual assunto o poema está abordando?
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Quais fases da Lua podem ser associadas à palavra "meia", que aparece no poema? Justifique sua resposta.
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Observe o seguinte mapa, que mostra a localização de Letícia junto a uma bússola. Que direções ela deve seguir para ir até o mercado e, depois, ir até a farmácia?
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Observe ao lado a foto de um tabuleiro de xadrez com suas peças. Como você acha ser possível as peças permanecerem fixadas no tabuleiro?
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Pedro fez uma bússola improvisada utilizando uma agulha, um ímã, a folha de um vegetal, um copo e água. Primeiro, ele encheu o copo com água, colocou a folha na superfície da água e, depois de esfregar a agulha com o ímã, ele a colocou em cima da folha.
Após montar a bússola, Pedro percebeu que havia algo de errado, pois ela estava apontando para a direção leste, onde o Sol nasce, e não para a direção norte.
- Observe atentamente a imagem e diga por que isso está acontecendo.