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3 O ser humano e os materiais
MANUAL DO PROFESSOR
Introdução da unidade 3
Nesta unidade, serão apresentadas as propriedades de diferentes materiais, entre eles os que são isolantes e condutores de eletricidade, essenciais para a geração, distribuição e uso da energia elétrica.
Além disso, serão apresentadas as usinas elétricas que usam diferentes fontes para a geração de energia elétrica e as vantagens e desvantagens de cada uma. Também serão abordadas as propriedades dos circuitos elétricos, das pilhas e das baterias, além de seus usos em atividades do cotidiano.
Ao longo do desenvolvimento da unidade, são sugeridas diversas atividades e a seção O que você estudou?, que permitem a avaliação do processo de aprendizagem e dos conhecimentos construídos pelos alunos quanto aos objetivos propostos para os temas da unidade.
Objetivos
- Identificar algumas propriedades dos materiais.
- Reconhecer que diferentes materiais apresentam diferentes propriedades, além de diferenciar materiais isolantes e materiais condutores de eletricidade.
- Reconhecer a importância da energia elétrica na vida cotidiana.
- Reconhecer circuitos elétricos abertos e fechados.
- Conhecer alguns tipos de usina elétrica e identificar os componentes do ambiente utilizados na geração de energia elétrica em cada um deles.
- Reconhecer vantagens e desvantagens na geração de energia elétrica em cada tipo de usina apresentado.
- Perceber algumas diferenças entre as pilhas e as baterias.
Veja a seguir sugestões de atividades que podem ser realizadas como ponto de partida para os temas 10 e 11 desta unidade.
Atividade preparatória
Para iniciar as discussões do tema 10 - Propriedades dos materiais, proponha o desenvolvimento de uma atividade em que os alunos realizarão uma pesquisa.
Com esta atividade, é possível desenvolver a habilidade EF05CI01 da BNCC, pois os alunos explorarão fenômenos da vida cotidiana que evidenciem propriedades físicas dos materiais, como condutibilidade elétrica.
- Se possível, reserve antecipadamente o laboratório de informática. Inicie uma conversa com os alunos acerca da origem da energia perguntando a eles se sabem de onde vem aquela que utilizamos para acender uma lâmpada ou fazer o chuveiro esquentar. Os alunos poderão citar a rede elétrica; prossiga o questionamento, incentivando-os a imaginar como a eletricidade chega até eles.
Atividade preparatória
Para iniciar o estudo do tema 11 - Usinas elétricas, proponha uma atividade coletiva para o conhecimento e reconhecimento das diferentes usinas elétricas.
Esta atividade possibilita desenvolver a habilidade EF05CI01 da BNCC, pois os alunos explorarão fenômenos da vida cotidiana que evidenciem propriedades físicas dos materiais como condutibilidade elétrica.
- Explique aos alunos que a energia elétrica é gerada em um tipo de usina específica. Exponha a eles que existem usinas hidrelétricas, termelétricas, nucleares, eólicas e solares. Diga aos alunos que as usinas hidrelétricas utilizam o movimento da água para gerar energia elétrica; as termelétricas funcionam a partir do aquecimento de carvão; as nucleares se baseiam na utilização de materiais radioativos; as eólicas dependem do movimento do ar; as usinas solares utilizam placas solares, que captam a energia solar para transformá-la em energia elétrica.
- Divida a turma em cinco grupos e cada um deverá pesquisar uma fonte de energia: hidrelétrica, termelétrica, nuclear, eólica, solar. Oriente os alunos a buscarem quais são as fontes de energia utilizadas, como a energia é transformada, se é utilizada no Brasil, suas vantagens e desvantagens. Peça-lhes que anotem os resultados no caderno. Peça a cada grupo que apresente as informações encontradas.
- Disponha os alunos em círculo e peça-lhes que, com base no material pesquisado, exponham as vantagens e desvantagens de cada usina elétrica.
Nesta unidade, serão apresentadas algumas propriedades físicas dos materiais, como elasticidade, dureza, solubilidade, densidade, magnetismo e condução de eletricidade e de calor. Em seguida, serão trabalhados os conceitos essenciais relacionados à eletricidade, bem como a geração de energia elétrica.
Esta abertura convida os alunos a pensarem na propriedade elástica de alguns materiais como hipótese para explicar o fenômeno apresentado, o que incentiva a curiosidade intelectual, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 2 da BNCC.
- Proponha uma conversa sobre os esportes radicais que os alunos possam conhecer, como rapel, salto de paraquedas, escalada, rafting, entre outros. Comente que a procura por esses esportes tem aumentado com o passar do tempo e convide os alunos a sugerirem razões pelas quais isso tem ocorrido. Comente que as pessoas que procuram esportes radicais buscam superar desafios, mas que esses esportes devem ser praticados por adultos, e com instrutores credenciados.
- Em seguida, peça aos alunos que observem a foto e digam qual esporte radical está sendo mostrado. Solicite que comentem o que sabem sobre ele. Discuta as questões, observando o que os alunos entendem por elasticidade dos materiais. Se possível, leve um vídeo mostrando esse esporte e mostre aos alunos ou, caso a escola tenha um laboratório de informática, leve-os até o laboratório e os oriente a procurar vídeos relativos a esse esporte.
- Auxilie-os na busca para que foquem no que foi solicitado. Diga-lhes que a internet apresenta alguns conteúdos que não são destinados à faixa etária deles e que, por isso, não devem acessá-los.
Conectando ideias
1. Espera-se que os alunos respondam que são necessários materiais resistentes que não arrebentem com o lançamento do corpo.
3. Espera-se que os alunos citem dureza, solubilidade, condutibilidade térmica, condutibilidade elétrica e propriedades magnéticas.
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Que coragem saltar de bungee jump! Esse é um salto de uma grande altura em que a pessoa que salta é amarrada nos tornozelos, na cintura ou em outra parte do corpo por uma corda elástica. Além de usar equipamentos adequados de segurança ela é orientada por instrutores especializados.
CONECTANDO IDEIAS
- Que características devem ter os materiais de segurança para a prática do bungee jump?
- No salto de bungee jump, a pessoa se joga e fica em um movimento de sobe e desce por um tempo. Qual propriedade você acha que a corda do bungee jump tem para que isso ocorra? De um componente elástico.
- Cite outras propriedades dos materiais que você conhece. 1 e 3: Respostas pessoais. Comentários nas orientações ao professor.
MANUAL DO PROFESSOR
- A energia potencial elástica é resultado da deformação do material elástico por ação de uma força que, no caso do salto, trata-se da força peso. A energia potencial elástica gera uma força elástica em sentido contrário ao da deformação. Quanto maior a deformação da mola, maior a energia potencial elástica e maior a força.
- Na realidade, o que ocorre é uma transformação de energia mecânica: a energia cinética do corpo em queda transforma-se em energia potencial elástica. Com a deformação, a velocidade do corpo diminui até parar completamente. Nesse momento, a energia cinética é nula e a energia potencial elástica é máxima. No entanto, em decorrência da força elástica, que tem intensidade maior que a da força peso e sentido contrário, a energia potencial acumulada transforma-se novamente em energia cinética, mas o corpo se move para cima.
Mais atividades
- Simule esse esporte em sala de aula com os alunos para que eles percebam a propriedade elástica do material, bem como os sentidos das forças geradas. Para isso, providencie um pedaço de elástico de 40 cm e uma boneca pequena. Amarre o elástico na cintura da boneca e solte-a de uma altura superior ao comprimento do elástico para que os alunos observem a deformação do material.
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10 Propriedades dos materiais
Os objetos são constituídos de diferentes materiais. Cada material apresenta diferentes propriedades. Estudaremos algumas dessas propriedades, como a elasticidade, as forças magnéticas, a condutibilidade térmica e a condutibilidade elétrica.
Nas páginas anteriores, vimos o salto de bungee jump. Para que a pessoa salte e retorne sem um impacto brusco para o seu corpo são utilizados materiais com propriedades elásticas.
A propriedade elástica pode ser observada na situação abaixo, em que as crianças estão enchendo balões. Para que o balão se expanda, suas paredes esticam, graças à sua elasticidade.
1. O que acontece quando você deixa o ar sair de um balão cheio?
1. Espera-se que os alunos respondam que ele murcha, retornando ao estado original.
Quando um material apresenta elasticidade, ele é capaz de voltar à sua forma original após ser esticado ou comprimido.
Quando um alimento é colocado em uma assadeira no forno, ele é aquecido, ou seja, há uma troca de calor entre o forno e o alimento.
A assadeira, nesse caso, é feita de metal, material que é capaz de conduzir calor. Para evitar que o calor contido na assadeira alcance as mãos, é possível utilizar um material de proteção, como a luva térmica.
A propriedade relacionada à capacidade de conduzir calor é chamada condutibilidade térmica.
MANUAL DO PROFESSOR
Sugestão de roteiro
Tema 10 - Propriedades dos materiais
9 aulas
- Atividade preparatória.
- Estudo dos textos e desenvolvimento das questões das páginas 114 a 117.
- Desenvolvimento da atividade da seção Investigue e compartilhe das páginas 118 e 119.
- Atividades das páginas 120 e 121.
- Abordagem dos textos e das questões das páginas 122 a 124.
- Leitura e observação conjunta das imagens da página 125.
- Estudo dos textos e desenvolvimento das questões da página 126.
- Atividades das páginas 127 a 129.
- Construção e análise do circuito elétrico da seção Investigue e compartilhe das páginas 130 e 131.
Destaques BNCC
- As questões destas páginas apresentam fenômenos que evidenciam propriedades físicas dos materiais, como condutibilidade térmica e elétrica, respostas a forças magnéticas, além de respostas a forças mecânicas, como a elasticidade, conforme sugere a habilidade EF05CI01 da BNCC.
- As questões destas páginas são baseadas na interpretação de um recurso visual, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 4 da BNCC.
- Retome as ideias de elasticidade discutidas na abertura. Explique que elasticidade é a propriedade de retornar ao formato original após uma deformação. Peça aos alunos que observem a imagem e discutam a questão 1.
- Em seguida, explique o conceito de condutibilidade térmica. Explique que a assadeira conduz bem o calor da chama ao alimento. As luvas, no entanto, não conduzem bem o calor da assadeira até as nossas mãos, protegendo-as. Explique que diferentes materiais têm diferentes graus de condutibilidade térmica.
- Discuta a questão 2. Caso ache conveniente, providencie alguns ímãs para que os alunos percebam a força de atração e de repulsão entre eles. Para isso, reúna-os em grupos e distribua dois ímãs para cada grupo.
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Na porta da geladeira existem ímãs, que são materiais que possuem a propriedade de atrair objetos feitos de alguns tipos de metais. Esses ímãs mantêm a porta da geladeira fechada.
A força que mantém os ímãs próximos a outros ímãs ou a alguns objetos feitos de determinados metais é chamada força magnética.
2. Quando você tenta aproximar o ímã de plásticos ou papéis, eles se atraem?
Não.
Todo ímã possui polo Norte (N) e polo Sul (S). Quando aproximamos dois ímãs, podem ocorrer forças magnéticas de atração ou de repulsão entre eles. Quando polos iguais são aproximados (Norte-Norte ou Sul-Sul), surge uma força de repulsão. Quando polos diferentes são aproximados (Norte-Sul), surge uma força de atração.
O forno e a geladeira funcionam a partir de eletricidade. A eletricidade gerada nas usinas elétricas é enviada às residências, por meio da rede elétrica e chega aos equipamentos que funcionam com eletricidade. Os fios elétricos ligados aos eletrodomésticos são capazes de conduzir eletricidade.
Essa propriedade recebe o nome de condutibilidade elétrica.
3. Que objetos da sua residência funcionam a partir de eletricidade?
3. Resposta pessoal. Os alunos podem citar: liquidificador, televisão, geladeira, ferro de passar roupas elétrico, ventilador, panela elétrica, cafeteira elétrica, máquina de lavar roupas, entre outros.
MANUAL DO PROFESSOR
- Solicite que os alunos aproximem os polos dos ímãs e relatem o que perceberam. Em seguida, peça a eles que invertam a posição de um dos ímãs e verifiquem o que acontece. Veja se eles percebem que, quando os polos opostos de dois ímãs se aproximam, surge uma força de atração entre eles, e, quando os polos iguais se aproximam, surge uma força de repulsão entre os ímãs.
Mais atividades
- Os ímãs proporcionam diversas oportunidades de trabalho lúdico com os alunos. Misture alguns pedaços de palha de aço em um pouco de areia. Em seguida, peça aos alunos que separem esses dois tipos de materiais utilizando um ímã. Para isso, eles terão de aproximar o ímã da mistura. Dessa forma, o ímã atrairá os pedaços de palha de aço e vai separá-los da areia por meio do magnetismo. Enfatize o cuidado que devem ter ao manipular a palha de aço para não aspirá-la.
- Caso ache interessante, faça uma atividade que una os componentes curriculares de Ciências e de Língua Portuguesa. Leve para a sala de aula dicionários de Língua Portuguesa para que os alunos procurem o significado da palavra magnetismo. Reúna-os em duplas e deixe que manuseiem o dicionário da maneira como acharem interessante.
Amplie seus conhecimentos
- CALLISTER JR., William D.; RETHWISCH, David G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. Rio de Janeiro: LTC, 2016.
Nesse livro de referência universitária, são abordados os três principais tipos de materiais (metais, cerâmica e polímeros) e compostos.
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Estudaremos outras propriedades dos materiais, como a solubilidade, a densidade e a dureza. Veja a seguir alguns experimentos realizados durante uma aula de Ciências.
4. O que acontece quando colocamos uma colher de suco em pó em um copo de água e mexemos?
Espera-se que os alunos respondam que a água dissolve o suco em pó.
A propriedade que um material tem de dissolver outro é chamada solubilidade. Quando os alunos misturam diferentes materiais à água, estão verificando sua solubilidade. Por exemplo, quando colocamos um pouco de sal em um copo com água, o sal é dissolvido.
MANUAL DO PROFESSOR
Destaques BNCC
- As questões destas páginas apresentam fenômenos que evidenciam propriedades físicas dos materiais, como densidade, dureza e solubilidade, conforme sugere a habilidade EF05CI01 da BNCC.
- As questões destas páginas são baseadas na interpretação de um recurso visual, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 4 da BNCC. Além disso, as imagens apresentam experimentos, incentivando a curiosidade intelectual e a formulação de hipóteses, o que contribui para o desenvolvimento da Competência geral 2 da BNCC.
- Retome as propriedades apresentadas nas páginas anteriores e explique aos alunos que eles conhecerão mais algumas.
- Peça a eles que observem a imagem e descrevam os experimentos. Converse a respeito dos objetivos dos experimentos que as crianças estão realizando. Para isso, leia com os alunos os textos relativos a cada um dos experimentos, associando-os às imagens.
- Comente as questões, definindo solubilidade (propriedade de se dissolver), dureza (propriedade de riscar) e densidade (relação entre massa e volume). Caso ache interessante, apresente o texto citado que trata da propriedade dureza para os alunos.
- Se na escola tiver laboratório, verifique a possibilidade de desenvolver os experimentos ilustrados nestas páginas para que os alunos observem cada uma dessas propriedades dos materiais. A atividade de elasticidade também pode ser inserida nas observações utilizando a atividade sugerida nas páginas de abertura, que simula o esporte ou com elásticos coloridos ou com balões de festa de aniversário.
- Deixe que os alunos analisem cada uma dessas propriedades na prática e anotem o que observam. Junte-os em duplas ou trios.
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5. Qual copo tem maior massa, um copo cheio de água ou um copo cheio de algodão? O que é mais denso: a água ou o algodão?
5. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos respondam que o copo cheio de água tem maior massa do que o copo cheio de algodão. A água tem maior densidade do que o algodão.
Os materiais apresentam uma propriedade denominada densidade.
A densidade de um corpo é uma propriedade que relaciona a massa e o volume ocupados por ele. O algodão, por exemplo, tem menor densidade do que a água. Se enchermos um copo com algodão e outro copo idêntico com água, o copo com água terá maior massa, pois a água é mais densa do que o algodão.
Outra propriedade dos materiais é a sua dureza.
O prego, por exemplo, é constituído de materiais que têm maior dureza do que a madeira.
MANUAL DO PROFESSOR
- Densidade é uma grandeza que mede a quantidade de massa por volume. Essa quantidade depende da natureza do material. Um pedaço de ferro possui mais massa que o mesmo volume de algodão, portanto, o ferro é mais denso que o algodão. A forma do material também influencia na densidade, pois pode apresentar lacunas que diminuem a densidade do corpo.
- Apresente aos alunos algumas informações sobre a dureza do diamante. Veja a seguir.
QUAL É O MATERIAL MAIS DURO DO MUNDO?
É o diamante. Ele ainda mantém o posto de material mais duro existente na natureza. O mineral suporta uma pressão de até 97 megapascals (cerca de 9 mil vezes a pressão atmosférica) antes de se romper e só é riscado por outro diamante. Mas, por incrível que pareça, o reinado da joia está ameaçado por outros dois minerais: a lonsdaleíta e o nitrato de boro com estrutura cristalina de wurtzita. Eles seriam 58 e 18% mais duros que o diamante, respectivamente. Mas, por enquanto, isso só fica na teoria, já que a dureza dos dois ainda não foi comprovada fisicamente.
[...]
HIRATA, Giselle. Qual é o material mais duro do mundo? Superinteressante, 17 mar. 2012. Disponível em: https://oeds.link/dsLHbP. Acesso em: 14 jun. 2020.
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INVESTIGUE E COMPARTILHE
- Você acha que os metais são bons condutores de calor?
Resposta pessoal. Espera-se que os alunos respondam que os metais geralmente são bons condutores de calor.
MATERIAIS NECESSÁRIOS
- lata de alumínio
- fio metálico com cerca de 35 cm de comprimento
- vela
- caixa de fósforos
- percevejos
- areia
- prego
- régua
A Peça a um adulto que, com o prego, faça dois furos alinhados próximo à borda superior da lata de alumínio, de modo que o fio metálico possa atravessar a lata por esses furos.
ATENÇÃO
Somente o adulto deverá furar a lata com o prego, manipular a vela acesa e os percevejos.
- Qual a finalidade do fio metálico nesta atividade?
Espera-se que os alunos respondam que o fio metálico é o material condutor de calor.
B Coloque areia até a metade da capacidade da lata, para que ela se mantenha em pé durante a realização da atividade.
C Solicite a um adulto que acenda uma vela e pingue gotas de parafina ao longo do fio metálico. Em seguida, ele deve colocar um percevejo sobre cada gota de parafina, com a extremidade pontiaguda voltada para cima. Peça ao adulto que pressione o percevejo até que a parafina endureça.
D Esse procedimento deverá se repetir ao longo de todo o fio metálico, deixando um espaço de 4 cm entre cada um dos percevejos e um espaço de 11 cm na extremidade final do fio.
- Em sua opinião, para que servem os percevejos nesse caso?
Espera-se que os alunos respondam que os percevejos mostrarão quando a parafina derreterá com a condução de calor que passar pelo fio metálico.
MANUAL DO PROFESSOR
Objetivos
- Observar os efeitos da condução de calor.
- Reconhecer que os metais são bons condutores de calor.
Destaques BNCC
- A atividade prática proposta nestas páginas incentiva os alunos a elaborarem e testarem hipóteses, além de discutirem resultados, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 2 da BNCC.
- Além disso, esse experimento envolve trabalho em equipe, o que exige cooperação e respeito às regras, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 9 da BNCC.
- Peça aos alunos que discutam a questão inicial e anote as ideias levantadas na lousa.
- Leve o material e organize a sala de aula de forma que todos possam observar o experimento. Os alunos podem ajudar na organização antes e após o experimento. Escolha um assistente para auxiliá-lo durante o processo.
- Peça aos alunos que leiam o experimento e discutam como ele pode ajudar a responder à questão inicial.
- Não os deixe manipular o prego e a vela acesa. Caso seja possível, utilize um castiçal para evitar acidentes com parafina quente.
- Verifique se todos os percevejos estão fixos à parafina de forma que não caiam antes do previsto, ou seja, antes de a condução de calor chegar até eles. Os percevejos podem ser substituídos por clipes de papel pequenos.
- Caso os resultados não sejam satisfatórios, verifique se a quantidade de parafina ficou distribuída uniformemente. Se em algum percevejo tiver uma quantidade maior do que em outros, a ordem de queda deles pode acabar sendo alterada. Verifique também se não há corrente de ar interferindo na chama da vela, que deve estar direcionada para a extremidade livre do fio metálico.
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E Atravesse os furos da lata de alumínio com a extremidade livre de 11 cm do fio metálico, de maneira que os percevejos fiquem direcionados para baixo.
F Posicione a vela embaixo da extremidade livre do fio e peça ao adulto que a acenda. Observe o que acontece e, em seguida, anote no caderno.
DICA
Realize a etapa C sobre um jornal, ou pedaço de madeira para evitar sujeira. Peça ao adulto que manipule o fio com cuidado para que os percevejos não desgrudem do fio.
- Para o desenvolvimento desta atividade, a vela poderia ser substituída por outra fonte de calor? Se sim, qual? Espera-se que os alunos respondam que a vela poderia ser substituída por outra fonte de calor, como a chama de um isqueiro.
DICA
Use um cronômetro para medir o tempo que o fio metálico leva para aquecer a parafina que segura cada percevejo. Construa um quadro com suas observações, indicando em que ordem e em que tempo cada percevejo foi atingido pelo calor.
Se possível, grave em vídeo o procedimento F com um telefone celular ou uma máquina fotográfica para você poder retomar a atividade e observar o que aconteceu. Envie por e-mail ou uma rede social a gravação feita para que seu professor veja seus resultados.
REGISTRE O QUE OBSERVOU
- O que aconteceu com os percevejos? Justifique.
- Qual propriedade do fio metálico você verificou com essa atividade? Condutibilidade térmica.
- O fenômeno observado ocorreu em todos os percevejos ao mesmo tempo? Qual foi a ordem?
- Converse com os colegas e responda à seguinte pergunta: se o fio metálico fosse substituído por um bastão de vidro, teríamos o mesmo resultado? Por quê?
1, 3 e 4: Respostas pessoais. Comentários nas orientações ao professor.
MANUAL DO PROFESSOR
- Verifique a possibilidade de providenciar um telefone celular ou filmadora para gravar o desenvolvimento da atividade. Isso permite que vocês retomem a atividade para mais observações que julgarem necessárias. No entanto, se não for possível, oriente os alunos a anotarem as observações realizadas.
Comentários de respostas
1. Espera-se que os alunos respondam que os percevejos se soltaram do fio de cobre, pois o calor fornecido pela chama da vela percorreu o fio metálico, derretendo a parafina.
3. Espera-se que os alunos respondam que os percevejos se soltaram do fio metálico gradativamente, começando pelo percevejo mais próximo da chama da vela.
4. Espera-se que os alunos respondam que, caso o fio metálico fosse substituído por um bastão de vidro, o resultado da atividade experimental não seria o mesmo, pois o vidro é um mau condutor de calor.
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ATIVIDADES
Veja nas orientações ao professor sugestões de uso dessas atividades como instrumento de avaliação.
1. Em seu caderno, relacione a propriedade dos materiais a cada situação apresentada.
elasticidade · magnetismo · condutibilidade térmica · condutibilidade elétrica · solubilidade · dureza
Condutibilidade elétrica.
Solubilidade.
Condutibilidade térmica.
Magnetismo.
Elasticidade.
Dureza.
2. Reescreva as frases a seguir, substituindo os ■ pelas palavras do quadro.
ímãs · metais · atrair · plástico · atraídos · madeira · propriedade · materiais · artificiais · naturais · imantação
a. Os têm a de alguns tipos de .
Os ímãs têm a propriedade de atrair alguns tipos de metais.
b. Materiais como , borracha, e papel não são pelos ímãs.
2. b. Materiais como plástico, borracha, madeira e papel não são atraídos pelos ímãs.
c. Além dos ímãs , existem os ímãs , que são produzidos pelo ser humano por meio de um processo de de . Além dos ímãs naturais, existem os ímãs artificiais, que são produzidos pelo ser humano por meio de um processo de imantação de materiais.
MANUAL DO PROFESSOR
Destaques BNCC
- As atividades 1 e 2 trabalham as propriedades físicas dos materiais, o que permite desenvolver a habilidade EF05CI01 da BNCC.
- Na atividade 1, os alunos devem aplicar os conhecimentos sobre propriedades dos materiais para explicar a realidade, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 1 da BNCC.
Acompanhando a aprendizagem
1 Objetivo
- Esta atividade permite avaliar se os alunos identificam as propriedades físicas dos materiais por meio de imagens.
Como proceder
- Discuta com os alunos cada uma das propriedades citadas na atividade 1. Caso seja necessário, retome o texto teórico sobre essas propriedades para que eles as associem às imagens. Deixe que eles identifiquem cada uma delas individualmente. Discuta as respostas, corrigindo alguns equívocos, se necessário.
- Complemente a atividade com imagens de outras situações que envolvam propriedades dos materiais ou peça aos alunos que as exemplifiquem com situações do seu dia a dia.
2 Objetivo
- Esta atividade possibilita conferir se os alunos entendem fenômenos que evidenciam respostas a forças magnéticas por meio da reescrita de um texto.
Como proceder
- Converse com os alunos sobre as palavras citadas no quadro (plástico, metais, etc.) e como elas podem estar relacionadas ao conteúdo trabalhado. Deixe que se expressem livremente. Em seguida, retome o conceito de magnetismo e oriente os alunos a fazerem a atividade 2. Diga-lhes para ler cada uma das palavras e identificar o quadrinho que se adapta melhor ao texto.
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3. Camila propôs um desafio a seus colegas: retirar a moeda de metal de dentro do copo de vidro com água, sem retirar a água do copo, sem colocar a mão dentro dele e sem utilizar algum utensílio como colher.
- Como você faria para resolver esse desafio utilizando o que você aprendeu ao estudar esta unidade? Espera-se que os alunos respondam que passariam um ímã na parede de vidro externa do copo para tentar atrair a moeda.
4. Observe os pares de ímãs a seguir. A letra N indica o polo Norte magnético e a letra S, o polo Sul magnético.
Sobre as forças de repulsão e atração magnéticas que surgem entre os polos de um ímã, reescreva a frase a seguir em seu caderno, substituindo os pelas palavras corretas.
- Em A e C surge uma força de magnética entre os ímãs e em B e D surge uma força de magnética entre eles. Atração; repulsão.
MANUAL DO PROFESSOR
Destaques BNCC
- As atividades desta página apresentam fenômenos que evidenciam respostas a forças magnéticas, o que permite desenvolver a habilidade EF05CI01 da BNCC.
- Peça aos alunos que leiam a atividade 3 e pergunte se já participaram dessa brincadeira.
- Caso ache interessante, promova a brincadeira apresentada na atividade 3 em sala de aula. Providencie o copo com água, a moeda e um pedaço de ímã. Verifique antecipadamente se a moeda é atraída pelo ímã, pois, dependendo de seus componentes metálicos, a moeda pode não ser atraída. Além disso, a intensidade do campo magnético do ímã pode não ser suficiente para interagir com a moeda. Em seguida, coloque a moeda dentro do copo com água.
- Peça aos alunos que utilizem um ímã passando-o na parede externa do copo de vidro e que observem como a moeda se comporta. Em seguida, peça a eles que descrevam o resultado de sua observação e discutam com os colegas as possíveis explicações para a situação, de acordo com os conceitos já estudados.
- Retome o conceito de polos antes de lhes pedir que façam a atividade 4. Providencie dois ímãs e desenvolva na prática as aproximações para que os alunos visualizem e completem a frase com as palavras atração e repulsão. Caso eles tenham dificuldade em saber o significado dessas duas palavras, oriente-os a procurar em um dicionário. Ajude-os nessa busca de forma que se habituem a procurar os significados de palavras sempre que julgarem necessário. Isso permite trabalhar o componente da PNA desenvolvimento de vocabulário.
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Condutibilidade elétrica
Já vimos que as propriedades dos materiais são empregadas em situações do cotidiano.
LER E COMPREENDER
6. Vítor escreveu um texto apresentando algumas situações que ele vivenciou em um dia nas quais utilizou energia elétrica.
Eu acordei de manhã com o barulho do despertador do telefone celular de minha mãe.
Escovei os dentes e tomei banho com água aquecida pelo chuveiro elétrico.
Minha mãe passou meu uniforme escolar com ferro elétrico.
Peguei o leite que estava na geladeira e aqueci um copo no forno de micro-ondas.
Enquanto tomava café da manhã, ouvi música no rádio.
Liguei o computador e fiz a tarefa que a professora pediu.
Liguei a impressora e imprimi a tarefa.
Texto elaborado por Vítor.
a. Que aparelhos elétricos foram utilizados nas situações vivenciadas por Vítor?
Telefone celular, chuveiro elétrico, ferro elétrico, geladeira, forno de micro-ondas, rádio, computador e impressora.
b. Caso faltasse energia elétrica, como Vítor teria de agir para realizar cada atividade? Resposta pessoal. Comentários nas orientações ao professor.
PNA
7. Pense em algumas situações de seu dia a dia nas quais você utiliza energia elétrica. Em seu caderno, escreva um texto como o de Vítor.
Resposta pessoal. Comentários nas orientações ao professor.
Para que a energia elétrica chegue à casa de Vítor e às outras residências é necessário que ela seja gerada, conduzida e transmitida.
No Brasil, a maior parte da energia elétrica utilizada é gerada em usinas hidrelétricas.
Os alunos podem responder que a energia elétrica é transportada por meio dos fios elétricos até o equipamento elétrico, surgindo uma corrente elétrica.
O que acontece quando acendemos uma lâmpada elétrica ou ligamos outro equipamento elétrico?
MANUAL DO PROFESSOR
Destaques BNCC e PNA
- As questões desta página apresentam fenômenos que evidenciam propriedades elétricas, conforme sugere a habilidade EF05CI01 da BNCC.
- A leitura e interpretação da redação narrativa permitem aos alunos desenvolverem o componente da PNA compreensão de textos. Além disso, a escrita de um texto possibilita o trabalho com o componente da PNA produção de escrita.
- Peça aos alunos que leiam o texto da questão 6 e discutam as questões desta página em duplas. Diga a eles que a energia elétrica proporciona aos seres humanos muitas comodidades, como iluminação de ambientes, aquecimento da água para o banho, congelamento e conservação dos alimentos e climatização de ambientes.
Ler e compreender
- Redação narrativa é uma exposição escrita que apresenta acontecimentos reais ou imaginários, mais ou menos sequenciados, envolvendo personagens.
Antes da leitura
Pergunte aos alunos se imaginam algumas informações que podem estar presentes no texto apenas com a leitura do enunciado.
Comente com eles que o autor do texto é a personagem Vítor.
Durante a leitura
Peça a eles que destaquem as atividades realizadas por Vítor que utilizam energia elétrica.
Depois da leitura
Solicite aos alunos que elaborem um texto abordando situações do cotidiano que utilizam energia elétrica. Peça que leiam os textos que produziram para os demais colegas da sala de aula.
Comentários de respostas
6. b. Espera-se que os alunos comentem que Vítor teria de despertar de forma natural, aquecer água em um fogão para tomar banho aquecido, pedir à sua mãe que use outro equipamento para passar roupa (ferro a brasa, por exemplo), conservar o leite em local fresco, aquecer o leite no fogão, ouvir os sons do ambiente, fazer a tarefa utilizando lápis e papel em um ambiente iluminado pela luz solar.
7. Os alunos podem citar: ver televisão, tomar banho com água aquecida, utilizar o computador, entre outras situações. O objetivo desta questão é incentivar os alunos a perceberem que a energia elétrica é muito utilizada em seu cotidiano.
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As usinas hidrelétricas utilizam o movimento da água para gerar energia elétrica.
A geração de energia elétrica por meio de usinas hidrelétricas não emite poluentes atmosféricos e utiliza uma fonte de energia renovável, a água. Veja no esquema as etapas de geração de energia elétrica em uma usina hidrelétrica.
Fonte de pesquisa: SHIMAKO, Mariana Zanarotti. O potencial hidrelétrico brasileiro e a maior usina geradora de energia do Mundo. USP. Disponível em: https://oeds.link/DRTOc0. Acesso em: 23 jul. 2021.
Na construção desse tipo de usina elétrica é necessário represar a água, o que pode causar o alagamento de grandes áreas e provocar a destruição da vegetação e a morte de alguns animais.
MANUAL DO PROFESSOR
Mais atividades
- Divida os alunos em grupos com cinco integrantes para a construção de uma maquete simples de uma usina hidrelétrica. Distribua aos alunos placas de isopor (base), caixas de fósforo e palitos de fósforo para fazer a barragem, as turbinas e o gerador elétrico, papel celofane azul para simular a água, barbantes para simular cabos de energia elétrica e palitos de sorvete para as torres de energia. Peça-lhes que montem casas com as caixas de fósforo.
Destaques BNCC
- As explicações desta página incentivam os alunos a interpretarem esquemas, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 4 da BNCC.
- Peça aos alunos que observem as imagens da usina e dos postes e relacionem-nas. Explique que a energia elétrica é gerada nas hidrelétricas e transmitida pelos fios de transmissão.
- O funcionamento das usinas hidrelétricas depende do nível de água de seus reservatórios, por isso, em períodos de estiagem prolongada, a produção de energia elétrica nessas usinas pode ficar comprometida.
- Utilizando o projetor multimídia, mostre a representação de uma usina hidrelétrica aos alunos. Explique que, para a construção de uma usina, é necessária uma grande área que deve servir de reservatório com a água de um rio. Explique que é necessário construir uma barragem, ligada a uma turbina. Com a passagem da água, as turbinas giram, gerando energia mecânica (movimento). Elas seguem para geradores, que transformam a energia mecânica em energia elétrica. Diga que há um sistema de transmissão, que transfere energia elétrica que chega às residências.
- Deixe que os alunos se expressem sobre situações do dia a dia nas quais utilizou a energia elétrica para realizar suas atividades e aproveite para questionar sobre como a energia elétrica se comporta quando usamos aparelhos elétricos; como ela chega até esses aparelhos e em nossa casa.
124
O transporte da energia elétrica gerada nas usinas até as subestações elétricas existentes na maioria das cidades é feito por meio de linhas de transmissão. Nas subestações, existem transformadores, que reduzem a tensão elétrica, adequando-a para uso doméstico.
As linhas de transmissão são compostas de cabos condutores de eletricidade e torres de transmissão de energia elétrica.
8. Você já viu linhas de transmissão como as mostradas na foto anterior? Onde?
8. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos respondam que já viram nas estradas ou na cidade.
A energia elétrica proveniente de um gerador, que é o equipamento que gera a energia elétrica, é transportada por fios até chegar a um equipamento elétrico, como lâmpada, geladeira, televisão e computador. Quando um equipamento elétrico está em funcionamento, surge uma corrente elétrica nos fios condutores.
Ao acendermos uma lâmpada, a corrente elétrica percorre os fios e passa pelos LEDs existentes no interior da lâmpada, que emitem luz.
Os equipamentos elétricos, como lâmpadas, geladeiras, ventiladores e televisores, só funcionam quando a corrente elétrica os percorre.
MANUAL DO PROFESSOR
- Peça aos alunos que observem a ilustração e expliquem o funcionamento da lâmpada. Diferencie lâmpadas incandescentes de lâmpadas fluorescentes. Na página está explicado o funcionamento da lâmpada de LED, que é a mais econômica no consumo de energia elétrica na atualidade.
- A lâmpada incandescente é constituída de um filamento de tungstênio no interior de um bulbo de vidro. Esse bulbo é preenchido com um gás inerte. A lâmpada acende quando uma corrente elétrica passa pelo filamento. Nesse caso, os elétrons se chocam com os átomos do filamento de tungstênio, liberando energia na forma de luz e calor.
- A lâmpada fluorescente é composta basicamente de um tubo de vidro revestido internamente por um material fluorescente e por um gás contido no interior desse tubo. Quando uma corrente elétrica passa por esse gás, ele ioniza e ocorre a emissão de energia, principalmente em forma de luz. As lâmpadas fluorescentes possuem mais eficiência e durabilidade, além de menor consumo de energia elétrica do que as lâmpadas incandescentes.
- Peça aos alunos que citem comodidades proporcionadas pela eletricidade.
- Leve para a sala de aula fotos de diferentes aparelhos elétricos, a fim de que os alunos identifiquem o interruptor do aparelho. Distribua as imagens e reúna-os em grupos para discutir a utilidade do aparelho elétrico e identificar o interruptor.
- Peça aos alunos que procurem em revistas e jornais imagens de aparelhos elétricos nos quais seja possível identificar o interruptor e as colem no caderno, assinalando o interruptor na imagem.
125
Condutores e isolantes
9. Você já observou um fio elétrico? De que materiais ele é formado?
9. Espera-se que os alunos respondam que já observaram um fio elétrico e que ele é formado de alumínio ou cobre e plástico ou borracha.
10. Para que serve um fio elétrico?
Espera-se que os alunos respondam que o fio elétrico serve para conduzir corrente elétrica.
11. Observe o fio elétrico a seguir. Para que servem as partes do fio indicadas pela letra A? E as partes indicadas pela letra B? aplicar bold mais escuros na letras "A" e "B"
11. Espera-se que os alunos respondam que as partes do fio indicadas pela letra A conduzem corrente elétrica, enquanto as partes do fio indicadas pela letra B não permitem a passagem da corrente elétrica e são utilizadas como isolante.
As partes do fio indicadas pela letra A são compostas de metais, como alumínio e cobre, que permitem a passagem de corrente elétrica. Esses materiais são chamados condutores elétricos.
As partes do fio indicadas pela letra B são compostas de materiais como plástico e borracha, que evitam a passagem da corrente elétrica. Esses materiais são chamados isolantes elétricos.
ATERRAMENTO ELÉTRICO
A água e o corpo humano também podem conduzir corrente elétrica. Dessa forma, é importante instalar, principalmente em chuveiros elétricos, o fio terra.
O fio terra tem a função de evitar que a corrente elétrica seja conduzida por nosso corpo e cause um choque elétrico acidental. Assim, qualquer carga elétrica que se acumule no aparelho é conduzida ao solo, pelo aterramento elétrico.
MANUAL DO PROFESSOR
Destaques BNCC
- O trabalho nesta página apresenta fenômenos que evidenciam a propriedade de conduzir eletricidade e contribui para o desenvolvimento da habilidade EF05CI01 da BNCC.
- Leve para a sala de aula um fio elétrico desconectado e mostre-o aos alunos. Desencape parte do fio e peça aos alunos que identifiquem o material condutor e o material isolante. Oriente-os a discutir as questões propostas nesta página em duplas.
- Observe se na sala de aula há algum aparelho que possua plugue. Caso haja, deixe que os alunos o observem para identificar o material condutor e o material isolante desse plugue. Caso não haja, verifique a possibilidade de levar para a sala de aula um aparelho elétrico que possua plugue. Oriente os alunos que, para desligar aparelhos elétricos da tomada, devem sempre puxar pelo plugue do aparelho, e não pelo fio, pois ele pode estar danificado ou se danificar, causando, assim, um choque elétrico ou um curto-circuito.
- Informe aos alunos que um curto-circuito ocorre quando as partes desencapadas de dois fios que estejam conduzindo corrente elétrica se encostam uma na outra. Nesse caso, surgem faíscas, podendo provocar um incêndio.
- Quando a intensidade da corrente elétrica que passa pelos fios de um circuito elétrico é muito alta, eles sofrem aquecimento, podendo levar ao derretimento do material isolante desses fios. Nesse caso, os materiais condutores desencapados podem se tocar, provocando um curto-circuito. Para evitar o curto-circuito, é preciso usar fios elétricos adequados à intensidade da corrente elétrica que vão conduzir, mantê-los sempre encapados e afastados um do outro, além de não ligar vários aparelhos em uma mesma tomada.
126
Circuitos elétricos
Utilizando uma lâmpada pequena, dois pedaços de fioz elétrico e duas pilhas, Odete montou um circuito elétrico. Observe-o.
O circuito elétrico é o caminho que a corrente elétrica percorre. Ele é composto, geralmente, de geradores, condutores e equipamentos elétricos.
12. Identifique a letra que indica o gerador, o condutor elétrico e o equipamento elétrico no experimento de Odete. A - condutor elétrico, B - equipamento elétrico, C - gerador.
A Em um circuito elétrico, quando a corrente elétrica é interrompida por um interruptor ou por um condutor danificado, tem-se um circuito elétrico aberto.
B Quando a corrente elétrica de um circuito elétrico não é interrompida, tem-se um circuito elétrico fechado.
13. Um aparelho elétrico em funcionamento representa um circuito elétrico aberto ou fechado? Circuito elétrico fechado.
MANUAL DO PROFESSOR
Destaques BNCC
- As questões desta página envolvem a observação e a análise da realidade expressa por meio de fotos e ilustrações, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 4 da BNCC.
- Peça aos alunos que observem os dois circuitos e citem as diferenças entre eles. Espera-se que percebam que a lâmpada está acesa no circuito fechado.
- Explique que a corrente elétrica se forma quando há um gerador e um fio condutor que une as extremidades desse gerador. Solicite aos alunos que observem a ilustração e digam como um circuito elétrico é feito.
- Comente que tocar em fios desencapados ou em tomadas pode fechar um circuito e gerar uma corrente que passa pelo corpo, o que é muito perigoso. Informe aos alunos que o choque elétrico é a reação do organismo a uma corrente elétrica que o percorre. As consequências de um choque elétrico dependem da intensidade da corrente, do caminho que ela percorre pelo corpo, da duração e do estado de saúde da vítima. Um choque elétrico pode causar destruição de nervos e músculos, queimaduras e parada cardíaca.
- Para evitar choques elétricos, é importante observar alguns cuidados como não manusear eletrodomésticos em locais molhados ou úmidos, não mudar a chave liga/desliga ou verão/inverno com o chuveiro ligado, utilizar fio terra nas instalações elétricas, seguir as instruções dos fabricantes de eletrodomésticos quanto à instalação, ao uso e à manutenção dos aparelhos, não subir em postes e não tocar em fios elétricos que estejam caídos no chão ou desencapados.
127
ATIVIDADES
Veja nas orientações ao professor sugestões de uso dessas atividades como instrumento de avaliação.
1. Como você estudou, a energia elétrica gerada nas usinas elétricas percorre determinado caminho para chegar até as casas por meio das linhas de transmissão. Tais linhas são compostas de fios condutores, que devem estar encapados com um tipo específico de material.
- Identifique em seu caderno o material condutor e o material isolante de corrente elétrica que compõem o fio da foto acima. A - material condutor. B -material isolante.
- Agora, analise a situação abaixo. Você acha que seria seguro uma pessoa manusear um fio nessa condição? Por quê? Espera-se que os alunos digam que não, pois há o risco de receber um choque elétrico.
ATENÇÃO
Evite manusear equipamentos elétricos que tenham fio condutor desencapado.
2. Classifique cada situação de acordo com o circuito elétrico que representa: um circuito aberto ou um circuito fechado.
Circuito fechado.
Circuito aberto.
MANUAL DO PROFESSOR
Destaques BNCC
- A atividade 1 trabalha as propriedades elétricas dos materiais, contribuindo para desenvolver a habilidade EF05CI01 da BNCC.
- As atividades desta página envolvem a análise da realidade à luz dos conhecimentos construídos com o trabalho desta unidade, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 1 da BNCC.
Acompanhando a aprendizagem
1 Objetivo
- Esta atividade permite avaliar se os alunos identificam as propriedades elétricas dos materiais condutores e isolantes.
Como proceder
- Retome com os alunos o texto da página 125 e oriente-os a estabelecer comparações entre os diferentes fios elétricos para que identifiquem os materiais condutores e isolantes. Caso tenham dificuldade, comente que a parte metálica conduz corrente elétrica e a plástica isola a corrente elétrica.
- Para o item b, deixe que os alunos se expressem livremente com base em seus conhecimentos sobre fios desencapados. Verifique se percebem que a parte sem isolante pode conduzir corrente elétrica pelo corpo de quem tocá-la, ocasionando um choque elétrico. Pergunte-lhes o que deve ser feito para restaurar esse fio. Diga-lhes que há fitas apropriadas para esses reparos.
2 Objetivo
- Com esta atividade, é possível conferir se os alunos identificam o que é circuito aberto e circuito fechado.
Como proceder
- Retome as condições estudadas para que se estabeleça uma corrente elétrica: circuito fechado de material condutor e um gerador. Esta abordagem foi feita na página 126. Verifique se os alunos se lembram de um aparelho em funcionamento precisa estar em um circuito fechado.
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3. Observe o circuito elétrico a seguir.
Veja nas orientações ao professor sugestões de uso dessa atividade como instrumento de avaliação.
- O circuito elétrico está aberto ou fechado? O circuito elétrico está aberto.
- Se ligarmos o interruptor, o que acontecerá com a lâmpada que faz parte do circuito elétrico? Explique. A lâmpada se acenderá, pois ao fechar o circuito elétrico surge uma corrente elétrica que faz com que a lâmpada se acenda.
- Se a lâmpada for removida com o interruptor ligado, o circuito estará aberto ou fechado? O circuito estará aberto, pois não há mais passagem de corrente elétrica.
- Você acha que há o risco de uma pessoa receber um choque elétrico ao encostar no material condutor dos fios desse circuito? Se necessário, faça uma pesquisa para responder à questão. Não, as pilhas não têm potência suficiente para provocar um choque elétrico.
4. Rafael montou o seguinte circuito elétrico.
Depois de montar o circuito elétrico, Rafael encostou as pontas dos fios, simultaneamente, em diversos materiais para verificar quais eram condutores e quais eram isolantes. O quadro abaixo apresenta os materiais que ele testou. Classifique esses materiais em condutores ou em isolantes.
Régua de plástico - isolante; papel - isolante; papel-alumínio - condutor; borracha escolar - isolante; tubo de cola - isolante; parte metálica de uma tesoura - condutor.
Material |
Régua de plástico. |
Papel. |
Papel-alumínio. |
Borracha escolar. |
Tubo de cola. |
Parte metálica de uma tesoura. |
MANUAL DO PROFESSOR
Destaques BNCC
- As atividades desta página trabalham fenômenos decorrentes das propriedades elétricas dos materiais. Dessa forma, contribuem para desenvolver a habilidade EF05CI01 da BNCC.
- As atividades desta página envolvem a previsão de resultados de experimentos, competência importante para a elaboração de hipóteses, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 2 da BNCC.
Acompanhando a aprendizagem
Objetivo
- A questão 3 evidencia se os alunos entenderam os conceitos de circuito elétrico aberto e fechado.
Como proceder
- Caso os alunos tenham dificuldade em desenvolver esta atividade, oriente-os a retomar o texto da página 126. Retome as partes essenciais de um circuito elétrico, desenhando-o na lousa.
- Para o item c, verifique se os alunos percebem que, retirando a lâmpada, um elemento do circuito deixa de existir, estando então aberto, como um interruptor.
- Converse com os alunos que não há risco de choque elétrico com uma pilha, pois a carga gerada por ela é baixa. Porém devemos evitar tocar em geradores de energia quando estão em funcionamento.
- Na atividade 4, é apresentada uma atividade experimental em que é possível identificar materiais condutores e isolantes. Caso seja necessário, relembre os alunos de que um material condutor, de forma geral, tem partes metálicas em sua composição.
Mais atividades
- Caso ache interessante, apresente a obra A fada eletricidade, do artista francês Raoul Dufy (1877-1953). É um mural dedicado à história da eletricidade. Disponível em: https://oeds.link/eyIjmv. Acesso em: 9 jun. 2021.
- Deixe que os alunos observem a obra com atenção e tempo. Peça-lhes que comentem as partes de que mais gostaram. Explique que as cenas do mural mostram personagens direta ou indiretamente ligadas à descoberta da eletricidade. Solicite-lhes que escolham uma personagem e façam uma pesquisa.
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5. Organize os números em ordem crescente e descubra dois acidentes que podem acontecer quando não tomamos os cuidados necessários com a energia elétrica. Reescreva as frases em seu caderno substituindo os pelas palavras encontradas.
- O ocorre quando uma corrente elétrica passa pelo nosso corpo ao encostarmos em um fio condutor ou em outro material eletrizado que entra em contato com ele.
choque elétrico
- O ocorre quando dois fios condutores desencapados se tocam, provocando um superaquecimento dos fios que pode derreter o material isolante. Geralmente, isso ocorre em instalações elétricas feitas com fios inadequados.
curto-circuito
PARA SABER MAIS
- Ciência hoje na escola - eletricidade v. 12, de SBPC. Global. inserir bullet
Nesse livro você conhecerá mais sobre a eletricidade e sua história, contada por cientistas brasileiros que pesquisam esse tema.
- A eletricidade, de C. Vance Cast. Callis.
Acompanhe Eugênio e descubra como a eletricidade chega até nossas casas, como ela funciona e o que podemos fazer para reduzir os danos ao ambiente.
MANUAL DO PROFESSOR
Destaques BNCC
- A atividade desta página trabalha fenômenos decorrentes das propriedades elétricas dos materiais e contribuem para o desenvolvimento da habilidade EF05CI01 da BNCC.
- A atividade desta página incentiva os alunos a compreenderem seu papel na manutenção do funcionamento do próprio corpo ao convidá-los a refletir sobre os cuidados com a eletricidade para evitar acidentes, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 8 da BNCC.
- Converse com os alunos sobre os cuidados a serem tomados em relação à energia elétrica. Oriente-os a fazer a atividade 5.
- Diga que até mesmo os profissionais de companhias de energia elétrica adotam atitudes para evitar acidentes com choque elétrico e quedas. Para isso, eles utilizam equipamentos adequados, como capacetes, luvas, cintos de segurança, escadas, detectores de tensão, vara de manobra e ferramentas eletricamente isoladas.
- Oriente os alunos a procurarem o livro sugerido na seção Para saber mais e a realizarem sua leitura com a ajuda de um familiar, desenvolvendo assim a literacia familiar.
-
Veja outros cuidados que podem evitar acidentes com a energia elétrica.
- Não mexer em eletrodomésticos quando estiver com as mãos ou os pés molhados.
- Tomar muito cuidado ao manusear varas ou galhos perto da rede elétrica.
- Colocar protetores nas tomadas que não são utilizadas, principalmente aquelas que estão ao alcance de crianças.
- Colocar fita isolante em fios desencapados ou emendas expostas (tarefa que deve ser atribuída a um adulto).
- Desligar o interruptor antes de um adulto trocar a lâmpada elétrica.
- Desligar um aparelho elétrico da tomada antes de limpá-lo.
130
INVESTIGUE E COMPARTILHE
- Por que a lâmpada acende quando acionamos o interruptor? Resposta pessoal. Espera-se que os alunos respondam que, ao acionarmos o interruptor, fecha-se o circuito elétrico.
MATERIAIS NECESSÁRIOS
- 2 pilhas AA
- 1 lâmpada LED
- fita isolante
- percevejos
- 3 pedaços de fio de cobre com cerca de 25 cm de comprimento cada
- suporte de madeira de 20 cm x 30 cm
- palito de sorvete
- prego
A Peça ao adulto que retire cerca de 2 cm da capa plástica das pontas de todos os pedaços de fio.
B Encoste o polo positivo de uma pilha no polo negativo da outra. Fixe as duas pilhas nessa posição utilizando a fita isolante.
- Por que é preciso retirar parte da capa plástica de cada pedaço do fio?
Espera-se que os alunos respondam que isso é preciso para expor a parte metálica condutora de eletricidade.
ATENÇÃO
Utilize os percevejos para guiar os fios e montar o circuito elétrico sobre o suporte de madeira.
C Conecte a extremidade livre do fio conectado ao polo positivo da pilha no polo positivo da lâmpada LED (conector maior).
D Pegue outro pedaço de fio e conecte-o ao polo negativo da lâmpada LED (conector menor). Enrole o prego na extremidade livre desse fio e, em seguida, peça ao adulto que fixe o prego no suporte de madeira.
- Qual é a finalidade das pilhas nessa construção? Espera-se que os alunos respondam que as pilhas têm a função de gerar energia elétrica.
ATENÇÃO
É o adulto quem deve retirar a capa plástica das pontas de cada pedaço de fio.
E No polo positivo da pilha fixe um pedaço de fio utilizando a fita isolante.
MANUAL DO PROFESSOR
Objetivos
- Observar o funcionamento de um circuito elétrico.
- Entender a função de um interruptor elétrico.
- Identificar alguns elementos de um circuito elétrico.
Destaques BNCC
- A atividade destas páginas incentiva os alunos a elaborarem hipóteses, manipularem materiais e discutirem resultados, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 2 da BNCC.
- Esta atividade permite aos alunos construírem um circuito elétrico composto de gerador, fios condutores, interruptor elétrico, equipamento elétrico e materiais isolantes. Esse circuito possibilita que investiguem as características de um circuito aberto e de um circuito fechado graças à presença do interruptor elétrico.
- Diga a eles que o circuito sugerido nesta atividade é semelhante ao circuito existente em uma lanterna.
- Enfatize que somente o adulto deverá retirar a capa plástica das pontas dos fios condutores utilizados na atividade.
- Oriente-os a verificar corretamente os polos das pilhas antes de fixá-las com a fita adesiva e, ao fixá-las, devem se certificar de que as pilhas estejam se tocando; caso contrário, não haverá a passagem de corrente elétrica.
- Peça aos alunos que verifiquem se todas as conexões dos condutores estão bem fixadas (parte metálica dos fios, contatos das pilhas e da lâmpada) para que ocorra a passagem da corrente elétrica.
- No momento de construir o interruptor, os alunos devem enrolar fortemente a ponta desencapada do fio no palito de sorvete. Se julgar necessário, oriente-os a colocar fita adesiva somente em uma face do palito, não a enrolando ao redor do fio desencapado. Isso deve ser feito para que parte do fio enrolado no palito possa entrar em contato direto com o prego, que é condutor.
131
F Peça ao adulto que desencape cerca de 10 cm de uma das extremidades do último fio e, em seguida, enrole-a na ponta do palito.
G Com o percevejo, prenda o palito de sorvete em uma posição em que o fio enrolado nele entre em contato com o prego fixado no suporte de madeira.
H Conecte a extremidade livre do fio enrolado no palito com o polo negativo da pilha.
I Movimente o palito de sorvete de modo que o fio em sua lateral encoste e desencoste do prego. Observe os resultados e anote-os no caderno.
Se possível, grave em vídeo o procedimento I com um telefone celular ou uma máquina fotográfica para você poder retomar a atividade e observar o que aconteceu. Envie por e-mail ou uma rede social a gravação feita para que seu professor veja seus resultados.
REGISTRE O QUE OBSERVOU
- O que acontece ao encostar o fio elétrico desencapado no prego? Por que isso acontece?
1, 4 e 5: Respostas pessoais. Comentários nas orientações ao professor. - O que acontece ao afastarmos o fio elétrico desencapado do prego? A lâmpada LED apaga.
- Qual é a função do palito com o fio enrolado em uma das pontas? 3. Essa montagem age como um interruptor, que abre e fecha o circuito, acendendo e apagando a lâmpada.
- Retome a questão inicial e verifique sua resposta. O que você percebeu após analisar os resultados da atividade?
- Converse com os colegas sobre as conclusões a que vocês chegaram com a montagem desse circuito elétrico.
MANUAL DO PROFESSOR
Comentários de respostas
1. Espera-se que os alunos respondam que a lâmpada acende porque o circuito elétrico é fechado, permitindo que a corrente elétrica percorra todo o circuito.
4. Após a realização da atividade, os alunos poderão chegar à conclusão de que o circuito se fecha ao acionar o interruptor, mas talvez no momento de levantar hipóteses ao responder à questão inicial essa ideia ainda não era evidente para eles.
5. Espera-se que os alunos concluam que o interruptor possibilita abrir e fechar um circuito elétrico. Quando o circuito elétrico está fechado, a lâmpada se acende; quando o circuito elétrico está aberto, a lâmpada se apaga.
- Ao prender o palito de sorvete no suporte de madeira, é necessário que ele possa se mover, para abrir ou fechar o circuito. A parte do palito em que o fio desencapado está enrolado deverá tocar firmemente o prego.
- Após a montagem da atividade, a lâmpada acenderá quando o palito com o fio desencapado tocar o prego e apagará quando este se desencostar do prego.
- Caso os alunos não obtenham os resultados esperados, peça-lhes que troquem ideias sobre as possíveis causas e procurem soluções. Entre as possíveis causas, podemos destacar:
- as pilhas não foram fixadas adequadamente;
- as pontas desencapadas dos fios não estão em contato com os terminais das pilhas e da lâmpada;
- a parte metálica do fio enrolado no palito de sorvete não está tocando adequadamente o prego do interruptor;
- as pilhas podem não estar fornecendo energia elétrica suficiente para acender a lâmpada;
- a lâmpada pode estar danificada;
- o palito de sorvete pode estar muito frouxo no fio enrolado, impedindo que a parte metálica do fio enrolado toque o prego.
132
11 Usinas elétricas
A energia elétrica utilizada para iluminar cidades e atender às necessidades da população e das indústrias é gerada, principalmente, em usinas elétricas.
As usinas elétricas podem gerar energia elétrica utilizando o movimento da água e do vento, a queima de combustíveis ou o uso de elementos químicos específicos.
Entre os tipos de usinas elétricas existentes, destacam-se as usinas hidrelétricas, as usinas eólicas, as usinas termelétricas e as usinas nucleares.
1. Qual é o principal componente do ambiente utilizado na geração de energia elétrica em uma usina hidrelétrica? Espera-se que os alunos respondam a água.
2. Você já ouviu falar em usinas nucleares? Comente com os colegas.
2. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos apresentem informações sobre o que sabem a respeito de uma usina nuclear. Eles podem ter ouvido sobre usinas nucleares em documentários, manchetes, filmes, entre outras fontes de informação.
Para gerarem energia elétrica, as usinas nucleares utilizam o calor produzido por reações nucleares.
Esse tipo de usina não gera poluentes atmosféricos. No entanto, produz lixo tóxico, que pode contaminar o ambiente caso não seja corretamente armazenado. Além disso, esse tipo de usina necessita de manutenção e monitoramento rigorosos e constantes, a fim de evitar acidentes que provoquem a contaminação do ambiente.
3. Em sua opinião, qual é o principal componente do ambiente utilizado na geração de energia elétrica em uma usina eólica?
Resposta pessoal. Espera-se que os alunos respondam que é o ar.
MANUAL DO PROFESSOR
Sugestão de roteiro
Tema 11 - Usinas elétricas
6 aulas
- Atividade preparatória.
- Leitura e desenvolvimento das questões das páginas 132 e 133.
- Abordagem do conteúdo Pilhas e baterias são fontes de energia elétrica! página 134.
- Atividades das páginas 135 a 137.
- Estudo e discussão da temática abordada na seção Cidadão do mundo da página 138.
- Abordagem e desenvolvimento da atividade sugerida na seção Para saber fazer das páginas 140 e 141.
- Resolução das questões da seção O que você estudou? das páginas 142 e 143.
Destaques BNCC
- As questões desta página possibilitam aos alunos conhecerem e refletirem sobre os impactos das usinas geradoras de energia elétrica, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 7 da BNCC.
- Retome o funcionamento das hidrelétricas. Explique que, além das hidrelétricas, há outros tipos de usinas geradoras de energia elétrica: as nucleares, as eólicas e as termelétricas.
- Apresente as usinas nucleares de Angra dos Reis e mostre aos alunos, em um mapa do Brasil, a localização do estado do Rio de Janeiro.
- Informe que o elemento químico geralmente utilizado nas reações nucleares é o urânio enriquecido.
- Com o auxílio das questões da próxima página, discuta um pouco sobre as usinas eólicas. Diga que existem usinas eólicas instaladas em alguns estados brasileiros, como Pernambuco, Ceará, Pará, Rio Grande do Norte, Minas Gerais, Paraná, Rio de Janeiro, Bahia, Rio Grande do Sul, Piauí, Paraíba, Sergipe e Santa Catarina. Essas usinas precisam ser instaladas em locais onde o vento atinja velocidade suficiente para girar as hélices dos aerogeradores.
- Explique aos alunos que as interferências, nesse caso, são sinais que se sobrepõem durante o percurso de transmissão de um sinal de telecomunicação, como o de rádio, por exemplo, atrapalhando a comunicação.
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As usinas eólicas utilizam o vento, que é o ar em movimento, para gerar energia elétrica.
4. Com que objetos as hélices dos aerogeradores de uma usina eólica se parecem? Espera-se que os alunos respondam cata-vento.
5. Em sua opinião, esse tipo de usina pode ser construído em qualquer local? Explique.Resposta pessoal. Espera-se que os alunos respondam que não, pois é necessário que haja bastante vento e espaço.
O funcionamento das usinas eólicas baseia-se na utilização de vento, que é uma fonte renovável e, portanto, não polui o ambiente. No entanto, no local em que são instaladas, podem causar poluição sonora, além de interferir nas transmissões de rádio e televisão.
Parte da energia elétrica no Brasil provém de usinas termelétricas, que utilizam o calor produzido pela queima de algum tipo de combustível.
Os combustíveis geralmente utilizados nessas usinas são carvão mineral, gás natural, petróleo ou resíduos industriais.
A utilização desse tipo de usina, muitas vezes, é prejudicial ao ambiente, pois a queima de alguns tipos de combustíveis libera gases poluentes na atmosfera. Além disso, esses gases podem contribuir para o aquecimento global e a ocorrência de chuva ácida.
MANUAL DO PROFESSOR
Mais atividades
- Ao desenvolver a abordagem da página 134, proponha aos alunos que verifiquem se na residência deles há aparelhos que funcionam com pilha ou bateria. Oriente-os a fazer uma lista no caderno com o nome desses aparelhos. Registre esta atividade na agenda do aluno ou em uma folha de papel para que os pais ou responsáveis tomem conhecimento da tarefa que foi solicitada a ele.
- Esse encaminhamento permite que os pais ou responsáveis participem das discussões implementadas no contexto escolar e promove o desenvolvimento da literacia familiar.
Destaques BNCC
- As questões desta página apresentam aos alunos os impactos das usinas geradoras de energia elétrica, levando-os a refletir sobre eles, o que contribui para o desenvolvimento da Competência geral 7 da BNCC.
- Ao trabalhar o assunto usinas termelétricas, explique aos alunos que elas funcionam por meio da queima de combustíveis, como carvão mineral, gás natural, petróleo e resíduos industriais. Esses combustíveis são queimados no interior de fornalhas.
- O calor produzido pela queima desses combustíveis aquece certa quantidade de água, produzindo vapor. Esse vapor é submetido à alta pressão e encaminhado às turbinas, onde aciona os geradores, produzindo energia elétrica.
- Durante o processo de queima de combustíveis, as usinas termelétricas emitem grande quantidade de poluentes na atmosfera, contribuindo para a poluição do ambiente. Além disso, esse tipo de usina consome grande quantidade de recursos naturais não renováveis.
- Por fim, resuma alguns impactos ambientais causados pela construção de usinas elétricas:
- alagamento de grandes áreas;
- destruição da vegetação;
- ocorrência de chuva ácida;
- morte de animais silvestres;
- ocorrência de efeito estufa;
- produção de lixo tóxico.
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PILHAS E BATERIAS SÃO FONTES DE ENERGIA ELÉTRICA!
A maior parte da energia elétrica utilizada em nosso dia a dia provém de geradores.
As pilhas e as baterias são tipos de geradores que obtêm energia elétrica por meio de reações químicas que ocorrem em seu interior. São fontes de energia portátil, ou seja, podem ser transportadas a outros lugares.
Existem diversos tipos de pilhas e baterias que apresentam características adaptadas aos aparelhos nos quais serão utilizados. Observe as fotos a seguir.
As pilhas e as baterias têm vida útil limitada, pois depois de algum tempo, as reações químicas que geram energia elétrica param de ocorrer.
No entanto, algumas baterias, como as utilizadas em automóveis e as de alguns telefones, podem ser recarregadas antes do término de sua vida útil.
Não descarte pilhas e baterias em lixo comum.
MANUAL DO PROFESSOR
Destaques BNCC
- O texto desta página incentiva a observação e a interpretação da realidade (objetos de uso cotidiano) com base em conceitos trabalhados na unidade, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 1 da BNCC.
- Leve para a sala de aula uma lanterna ou um aparelho que utilize pilhas e retire-as para os alunos observarem como o objeto se comporta com e sem a fonte de energia.
- As substâncias que participam das reações químicas no interior das pilhas e das baterias desgastam-se e, com isso, ocorre a diminuição da quantidade de energia elétrica fornecida. Algumas baterias, como as utilizadas em diversos telefones, podem ser recarregadas várias vezes antes do término de sua vida útil. As pilhas também podem ser recarregáveis. O uso das pilhas descartáveis não é o ideal, já que esse produto contém substâncias químicas que podem ser nocivas ao ambiente e seu tempo de vida útil é bem menor do que o das pilhas recarregáveis. As pilhas recarregáveis possuem prazo de validade, mas podem ser recarregadas várias vezes antes de serem descartadas.
- Na edição 189 da revista Ciência Hoje das Crianças, de abril de 2008, na página 28, há um artigo sobre como funcionam as baterias recarregáveis que pode ser apresentado aos alunos. Disponível em: https://oeds.link/MwBFAh. Acesso em: 15 jun. 2021.
- Informe aos alunos o que deve ser feito com pilhas e baterias quando elas perdem a capacidade de fornecer energia elétrica. Elas devem ser entregues aos estabelecimentos que as comercializam ou à rede de assistência técnica autorizada pelas respectivas indústrias. Depois, precisam ser repassadas aos fabricantes, que devem adotar procedimentos de reutilização, reciclagem, tratamento ou disposição final adequada. Se descartadas de maneira incorreta, como em um lixo comum ou no solo, as pilhas e baterias podem provocar danos graves ao ambiente, além de representar sérios riscos à saúde dos seres vivos.
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ATIVIDADES
Veja nas orientações ao professor sugestões de uso dessas atividades como instrumento de avaliação.
PNA
1. Para que um aparelho elétrico funcione é necessário conectá-lo a um gerador de energia elétrica.
Escreva em seu caderno as alternativas que apresentam informações corretas a respeito dos geradores elétricos. A, C e E.
- A função das pilhas é gerar energia elétrica para ligar os aparelhos elétricos.
- As placas fotovoltaicas utilizadas em calculadoras são geradores que precisam de água para funcionar.
- As pilhas e as baterias geram energia elétrica por meio de reações químicas.
- As pilhas e as baterias são geradores de energia elétrica com duração ilimitada.
- Existem pilhas de vários formatos e tamanhos, cada uma com diferentes características físicas e elétricas.
- As pilhas e as baterias podem ser descartadas no lixo comum.
2. Em alguns locais públicos já existem pontos de carregamento de bateria de aparelhos eletrônicos que possuem bateria recarregável, como o telefone celular.
- Explique por que o telefone celular deve ser ligado à tomada se ele funciona com bateria. Porque a bateria do telefone celular fica sem carga elétrica. Como se trata de uma bateria recarregável, precisa ser ligada à rede elétrica, que fornece energia elétrica para recarregar a bateria.
MANUAL DO PROFESSOR
- Converse com os alunos sobre a importância do descarte adequado de pilhas e baterias usadas.
- Comente que esses materiais apresentam substâncias tóxicas em sua composição e, se forem misturados ao lixo comum, podem contaminar o solo.
- Ressalte que as pilhas e as baterias usadas devem ser devolvidas ao fabricante, então devem ser descartadas em coletores de descarte específicos.
Destaques BNCC e PNA
- As atividades 1 e 2 envolvem a análise da realidade com base nos conhecimentos construídos na unidade, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 1 da BNCC.
- Reescrever frases que apresentam informações corretas permite o desenvolvimento do componente da PNA produção de escrita.
Acompanhando a aprendizagem
1 Objetivo
- Esta atividade permite avaliar se os alunos identificam funções de geradores de energia elétrica.
Como proceder
- Se os alunos tiverem dificuldade em desenvolver esta atividade, promova uma abordagem conjunta com toda a turma de forma que um aluno por vez leia uma frase para identificar se há alguma incoerência. Caso alguma frase seja considerada incorreta por eles, retome o conteúdo estudado para que esclareçam o equívoco. De forma geral são informações de pilhas e baterias.
2 Objetivo
- Esta atividade evidencia se os alunos conhecem ou já viram pontos de carregamento de baterias de aparelhos eletrônicos.
Como proceder
- Verifique se os alunos compreendem que, mesmo funcionando à bateria, um telefone celular precisa ser conectado à tomada, isso porque sua carga elétrica diminui e a bateria precisa ser recarregada. Os alunos precisam compreender que a bateria do telefone celular é do tipo recarregável.
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3. Quais dos aparelhos elétricos a seguir não funcionariam se não houvesse energia na rede elétrica de uma residência? Refrigerador e televisor.
4. A energia elétrica que chega às nossas casas vem das usinas elétricas. Observe as fotos a seguir Veja nas orientações ao professor sugestões de uso dessa atividade como instrumento de avaliação.
As legendas das fotos não foram inseridas para não comprometerem a realização da atividade.
- Quais são os tipos de usinas elétricas apresentadas nas fotos? A: usina eólica; B: usina hidrelétrica.
- Identifique os componentes do ambiente que essas usinas utilizam para gerar energia elétrica. A usina eólica A utiliza os ventos e a usina hidrelétrica B utiliza a água.
- Os componentes utilizados são renováveis? Existem outros componentes renováveis que podem ser utilizados para gerar energia elétrica? Sim, ambos são renováveis. A luz solar é outro componente renovável que pode ser utilizado para gerar energia elétrica.
MANUAL DO PROFESSOR
Destaques BNCC
- As atividades 3 e 4 envolvem a análise da realidade com base nos conhecimentos construídos na unidade, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 1 da BNCC.
- O objetivo da atividade 3 é levar os alunos a perceberem que determinados aparelhos utilizam pilhas ou baterias, já outros precisam receber energia elétrica gerada nas usinas elétricas para funcionarem. Peça aos alunos que listem aparelhos elétricos que necessitam de usinas elétricas para funcionarem e que fazem parte do cotidiano deles.
Acompanhando a aprendizagem
Objetivo
- Esta atividade permite avaliar se os alunos reconhecem os tipos de usinas elétricas e os componentes utilizados na geração de energia elétrica.
Como proceder
- Aproveite a atividade 4 para verificar se os alunos compreenderam as diferenças entre as usinas elétricas apresentadas, se eles as reconhecem, se identificam o componente do ambiente utilizado em cada tipo de usina para gerar energia elétrica e se identificam esses componentes como renováveis ou não.
- Caso tenham dificuldade em desenvolver o item a, oriente-os a retomar as páginas 132 e 133 e a comparar as usinas elétricas estudadas. Já para o item b, oriente os alunos a observarem o componente do ambiente nas fotos. Tais componentes - ar e água - são renováveis.
- Retome brevemente as propriedades da matéria, os conceitos de corrente elétrica e circuito elétrico e os tipos de usinas elétricas. Pergunte aos alunos se eles têm dúvidas em relação a esses conceitos e dedique um tempo para ajudá-los em questões pontuais.
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5. A tecnologia chegou aos brinquedos! Muitos não precisam de pilhas nem bateria, possuem apenas uma célula fotovoltaica que gera energia para o funcionamento de seu pequeno motor.
6. b. Resposta pessoal. Comentários nas orientações ao professor.
a. Que fonte de energia o brinquedo utiliza para funcionar?
Ele utiliza energia luminosa; luz solar.
b. Qual é a função da sua célula fotovoltaica? A célula fotovoltaica transforma a energia luminosa em energia elétrica para o brinquedo funcionar.
6. Pilhas e baterias não devem ser depositadas em lixo comum, pois apresentam em sua composição substâncias tóxicas. Se elas forem misturadas ao lixo, podem liberar essas substâncias, que alcançarão o solo, contaminando-o.
Por isso, esses materiais devem ser devolvidos aos fabricantes, para que realizem os procedimentos de reutilização, reciclagem, tratamento ou descarte final ambientalmente adequados.
a. Em sua residência, o que é feito com pilhas e baterias que não fornecem mais energia elétrica?
6. a. Resposta pessoal. O objetivo dessa questão é conscientizar os alunos a respeito da importância do descarte correto de pilhas e baterias destinando-os aos postos de coleta, geralmente disponibilizados pelos fabricantes para evitar a contaminação do ambiente.
b. Converse com os seus colegas sobre a importância de dar um destino final adequado às pilhas e baterias.
PARA SABER MAIS
- A história da eletricidade, de Jacqui Bailey e Matthew Lilly. DCL.
Quando ficamos sem energia elétrica temos dificuldades em fazer algumas atividades, não é mesmo? Quer saber um pouco mais sobre o funcionamento de uma usina hidrelétrica? Nesse livro você encontrará essa e outras informações.
MANUAL DO PROFESSOR
Mais atividades
- Realizem uma campanha informativa sobre o descarte adequado de pilhas e baterias usadas. Divida a turma em grupos de quatro alunos e distribua cartolina e lápis de cor para cada grupo. Peça-lhes que escrevam os motivos pelos quais devemos descartar esses materiais corretamente e seus efeitos sobre o ambiente. Instrua-os a fazer desenhos ou colar imagens. Fixe os cartazes em diferentes pontos da escola.
Destaques BNCC
- As atividades desta página incentivam os alunos a refletirem sobre os problemas ambientais decorrentes do uso de energia elétrica, bem como sobre algumas soluções, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 7 da BNCC.
- Oriente os alunos a fazerem as atividades desta página em grupos. Observe a discussão de cada grupo, incentivando a participação de todos.
- Na atividade 5, promova uma discussão sobre os impactos relacionados à dependência da energia elétrica. Explore os impactos das usinas, mas também o descarte incorreto de pilhas e baterias. Por isso é importante que a tecnologia esteja em desenvolvimento para suprir essas necessidades e contribuir para que tais impactos sejam cada vez menores.
- Para a atividade 6, promova uma discussão sobre o descarte de pilhas e baterias. Pergunte aos alunos se eles utilizam aparelhos que funcionam por meio de pilhas e baterias constantemente e peça-lhes que reflitam sobre o fato de que muitas pessoas utilizam esses geradores elétricos e os descartam no lixo comum. Questione sobre as consequências dessa atitude para o ambiente. Pergunte se já viram um posto de coleta de pilhas e baterias no local em que vivem. Espera-se que os alunos reflitam a respeito dos próprios hábitos.
- Oriente os alunos a procurarem o livro da seção Para saber mais e a realizarem sua leitura com a ajuda de um familiar, desenvolvendo assim a literacia familiar.
Comentários de respostas
6. b. O objetivo é que concluam que as pilhas e baterias devem ser recolhidas e descartadas corretamente e reflitam sobre a importância de sua reciclagem para evitar a contaminação do ambiente.
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CIDADÃO DO MUNDO Fontes alternativas de energia elétrica
A energia elétrica é considerada um dos principais fatores responsáveis pelo desenvolvimento das civilizações.
Com o passar do tempo, aumentaram as necessidades do uso da energia elétrica em diversas atividades do cotidiano, nas ruas e nas indústrias. A energia elétrica tem trazido comodidade e facilitado a vida de muitas pessoas, mas milhões de brasileiros ainda não possuem acesso a tais benefícios.
A comunidade de Serrinha de Santa Maria, localizada no município de Quixeramobim, no estado do Ceará, fazia parte dessa estatística até o mês de setembro de 2004.
A partir dessa data, a comunidade composta de cerca de 450 habitantes passou a receber energia elétrica gerada a partir de óleo de mamona, planta muito comum nessa região.
Antes da chegada da energia elétrica, à noite, a iluminação era feita por lampiões a querosene; os rádios funcionavam a pilha; para passar roupa as pessoas utilizavam ferro a carvão e os poucos televisores existentes funcionavam a bateria, que precisava ser recarregada constantemente no local com energia elétrica mais próximo.
O combustível gerado a partir de algumas espécies de plantas, como a mamona e até restos de lixo, é chamado biocombustível, uma fonte alternativa de energia elétrica.
A energia elétrica gerada por fontes alternativas vem ganhando cada vez mais adeptos, pois, além de gerar pouco ou nenhum poluente ao ambiente, seu uso implica também uma redução de custos para o consumidor.
Entre as fontes alternativas de energia, podemos destacar, além do uso do biocombustível, a energia eólica e a solar.
MANUAL DO PROFESSOR
Objetivos
- Perceber a importância da utilização de fontes alternativas de energia elétrica.
- Conhecer algumas fontes alternativas de energia elétrica.
Destaques BNCC
- As explicações e questões desta seção incentivam os alunos a refletirem sobre a importância de fontes alternativas de energia, o que fornece bases para uma consciência socioambiental, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 7 da BNCC.
- Esta seção permite o trabalho com o Tema contemporâneo transversal Ciência e tecnologia ao questionar a ânsia do ser humano por controlar cada vez mais a natureza, utilizando-a como fonte de energia sem respeitar seus limites, bem como apresentando o desenvolvimento de técnicas alternativas.
- Retome os impactos ambientais das usinas estudadas e incentive uma discussão sobre as possíveis soluções para esses problemas.
- Peça-lhes que observem as fotos e imaginem como elas podem estar relacionadas ao tema desta seção. Peça a eles que leiam individualmente o texto e selecionem as alternativas propostas, bem como os exemplos de aplicação.
- Comente com os alunos que projetos e pesquisas na área de fontes alternativas de energia, como o Programa Luz para uma Vida Melhor, têm possibilitado que comunidades ribeirinhas isoladas, como a Comunidade de Nossa Senhora da Conceição, na Ilha de Paquetá, em Belém, recebam energia elétrica por meio da instalação de kits de energia solar, benefício que tem chegado também a outras comunidades.
- Peça aos alunos que conversem entre si sobre a importância de economizar energia elétrica e que discutam os impactos ambientais necessários para aumentar a produção de energia elétrica para atender à demanda, caso as pessoas utilizem-na de forma desordenada.
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A luz do Sol pode ser utilizada na geração de energia elétrica. Essa geração pode ser realizada por meio de células fotovoltaicas que convertem energia solar em energia elétrica.
O sistema que permite utilizar a energia solar para gerar energia elétrica é, geralmente, constituído de painéis fotovoltaicos. Esses painéis são formados por diversas células fotovoltaicas conectadas, que devem ser instaladas em locais onde há incidência direta de luz solar.
Os raios solares incidem sobre os painéis fotovoltaicos, que convertem a energia solar em energia elétrica. Parte da energia elétrica é armazenada em baterias, para ser utilizada quando não há incidência direta de luz solar.
Programas oferecem a comunidades isoladas da região da Amazônia acesso à energia sustentável e de baixo custo, como a iluminação local, pontos de recarga de telefone celular, entre outros benefícios.
1, 2 e 3: Respostas pessoais. Comentários nas orientações ao professor.
- Que benefícios a utilização de fontes alternativas de energia traz para o ambiente? E para os seres humanos?
- Existem várias pesquisas de fontes alternativas de energia elétrica. Em sua opinião, essas pesquisas são importantes? Por quê?
- Como a energia solar poderia reduzir os custos da energia elétrica proveniente de usinas hidrelétricas?
MANUAL DO PROFESSOR
-
Informe aos alunos algumas dicas de economia de energia elétrica.
- Não utilizar a parte de trás da geladeira para secar roupas.
- Verificar se as borrachas de vedação da geladeira estão em bom estado de conservação.
- Não deixar aparelhos como televisor, aparelho de som ou computador ligados sem necessidade.
- Desligar o ferro de passar roupa quando não estiver sendo usado, mesmo por intervalos curtos.
- Utilizar o chuveiro elétrico na posição "inverno" somente nos dias frios.
Mais atividades
- Proponha aos alunos que façam uma pesquisa sobre as atitudes relacionadas à utilização de energia elétrica pelas pessoas que moram com eles. Peça a eles que, durante um dia, observem algumas das atividades realizadas por essas pessoas e as anotem no caderno.
- Solicite que montem um quadro para fazer suas anotações, com o nome do integrante da família na primeira coluna; depois, na segunda coluna, a atividade realizada; e na terceira coluna, uma breve descrição de como a pessoa agiu.
- Após a elaboração do quadro, analise em quais das atividades houve desperdício de energia elétrica.
Comentários de respostas
- Espera-se que os alunos respondam que as fontes alternativas de energia elétrica poluem menos, não dependem de combustíveis fósseis e podem ser utilizadas em locais nos quais não há fontes tradicionais.
- O objetivo desta questão é incentivar os alunos a perceberem que as diversas pesquisas existentes possibilitam levar energia elétrica a locais que não a recebem, contribuindo para o ambiente, pois geram menos poluentes, reduzem a dependência dos combustíveis fósseis e podem reduzir custos para a população.
- Espera-se que os alunos respondam que essa fonte de energia poderia ser utilizada com a energia proveniente de usinas hidrelétricas, auxiliando na redução dos custos, uma vez que, após a instalação, ela não gera custos.
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PARA SABER FAZER
Maquete
As maquetes são representações tridimensionais, em menor escala, de espaços, construções reais ou de seres vivos. Elas são utilizadas em Geografia, na análise dos espaços e suas paisagens; em construções de arquitetura ou engenharia; em exposições; no planejamento de filmagens de cenas de cinema, entre outras finalidades.
Veja a seguir como fazer uma maquete do bairro de uma cidade.
- O primeiro passo para fazer a maquete é planejar o que será representado, como casas, prédios, árvores, praças, postes, cercas, entre outros elementos.
- É importante pensar quais materiais serão utilizados em cada elemento, como isopor, papel, caixinhas de papelão, EVA, embalagens plásticas, entre outros materiais. Procure utilizar materiais reaproveitáveis, pois facilita a desmontagem e o descarte da maquete depois da exposição.
- Planeje a base, marcando a posição em que os elementos da maquete ficarão. Calcule o espaço para as calçadas, ruas, árvores, casas, prédios, estabelecimentos comerciais e indústrias.
- Monte os elementos da maquete: casas, prédios, árvores, postes, semáforos, placas, entre outros, utilizando os materiais reaproveitáveis previamente separados.
MANUAL DO PROFESSOR
Objetivos
- Conhecer as etapas de construção de uma maquete.
- Identificar os componentes de uma usina hidrelétrica.
Destaques BNCC e PNA
- A atividade destas páginas envolve a manipulação de materiais para representar uma construção de forma objetiva, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 4 da BNCC. Além disso, o trabalho coletivo envolve cooperação e respeito, contribuindo para o desenvolvimento da Competência geral 9 da BNCC.
- A possibilidade de construir uma maquete com ajuda dos familiares trabalha a literacia familiar.
- Apresente fotos de pessoas observando maquetes em museus ou em construtoras e discuta o uso de maquetes. Explique que, como um mapa em 3D, essas estruturas nos auxiliam a visualizar o todo de uma grande área.
- Em seguida, oriente-os a ler o texto e as imagens.
- Organize a confecção da maquete. Para isso, leve os materiais necessários, de preferência recicláveis, e explique que a maquete será construída coletivamente. Se julgar conveniente, peça aos alunos que levem alguns dos materiais de casa. Realize um planejamento dos materiais de que precisarão.
- Monte o projeto da maquete com os alunos, orientando-os na pesquisa. É importante que os alunos sejam orientados, mas mantenham certo grau de autonomia e de poder de decisão na confecção. Para facilitar o trabalho, atribua diferentes funções aos alunos, sempre os envolvendo no resultado final. Exponha a maquete na escola, caso seja possível.
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5. Pinte e decore os elementos da base, como as ruas, os gramados e os lagos/rios.
6. Fixe os elementos na base da maquete.
7. Para deixar a maquete mais completa, é possível colocar elementos como bonecos representando pessoas, carros e animais. Fique atento às escalas e proporções, pois uma pessoa não pode ter a mesma altura de um prédio, por exemplo.
8. É importante verificar que os elementos presentes na maquete tenham características parecidas com o ambiente que se quer representar. No exemplo, a maquete representou os elementos de uma cidade. Caso o objetivo seja representar um ambiente rural, elementos como o solo, as moradias e as estradas, por exemplo, deveriam estar de acordo com suas características.
AGORA É COM VOCÊ!
Vamos colocar essas dicas em prática e, com seus pais ou alguém da sua família, montar a maquete de uma usina hidrelétrica.
Pesquise fotos e ilustrações de usinas hidrelétricas para ter referência dos elementos que devem ser representados na maquete. Observe o ambiente ao redor da usina e seus componentes, como o reservatório, as turbinas, a barragem, entre outros. Construa sua maquete e exponha aos colegas. Lembre-se de utilizar materiais reaproveitáveis.
Como complemento à sua maquete você pode inserir informações sobre como a usina hidrelétrica funciona e as vantagens e desvantagens do uso desse tipo de usina.
MANUAL DO PROFESSOR
- Para saber mais sobre o trabalho com maquetes, leia o texto a seguir.
A maquete permite uma concreta manipulação e visualização, em terceira dimensão (3D), de diferentes dados e informações, construída a partir de uma base cartográfica plana, em duas dimensões (2D), podendo ser usada, principalmente, por estudantes do ensino fundamental [...], que ainda apresentam um nível de abstração insuficiente para a interpretação de mapas e cartas hipsométricos.
[...]
Desse modo, a maquete permite ao professor explorar diferentes conteúdos da Geografia escolar, tanto de aspecto físico (geomorfologia, hidrografia, geologia, entre outros) quanto humano (urbanização, cultura, economia etc.), ou inter-relacionar ambos os aspectos em diferentes escalas cartográficas e geográficas sobre o modelo.
[...]
Mesmo em tempos em que o uso de softwares de Sistemas de Informações Geográficas (SIG) alcançou algumas escolas de ensino fundamental e médio (como o CTGEO Escola1, por exemplo), possibilitando a manipulação virtual de dados e informações espaciais, a maquete se apresenta como um recurso didático relativamente simples e barato de construir, se comparada com o uso de softwares de SIG e hardwares necessários para a utilização desses sistemas.
[...]
OLIVEIRA, Bárbara Renata de; MALANSK, Lawrence Mayer. O uso da maquete no ensino de geografia. Extensão em Foco, Curitiba, Editora da UFPR, n. 2, p. 181-189, jul./dez., 2008. Disponível em: https://oeds.link/BsHyqy. Acesso em: 14 jun. 2021.
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O QUE VOCÊ ESTUDOU?
Veja nas orientações ao professor sugestões de uso dessas atividades como instrumento de avaliação.
1. Observe o comportamento das barras de ímã do experimento a seguir.
Copie o desenho em seu caderno e indique onde estão os polos magnéticos Norte e Sul de cada ímã.
Espera-se que os alunos indiquem que na primeira situação está ocorrendo a repulsão entre polos magnéticos iguais, Norte-Norte ou Sul-Sul, e na segunda situação está ocorrendo a aproximação de polos magnéticos opostos, Norte-Sul ou Sul-Norte.
2. Pedro está fazendo um experimento em que ele adiciona uma colher de açúcar e uma colher de areia em copos com água. Observe na imagem a seguir.
Considere que após a adição Pedro misturou bem os materiais com a colher.
- Os dois materiais que Pedro utilizou vão se dissolver na água? Espera-se que os alunos respondam que não, que apenas o açúcar vai se dissolver.
- Qual é o nome da propriedade de um material que se dissolve em outro? Solubilidade.
- Você acha que Pedro conseguiria dissolver quatro colheres de açúcar no copo com água, a temperatura ambiente?
2. c. Espera-se que os alunos respondam que não, pois após uma determinada quantidade o açúcar começaria a se depositar no fundo do copo.
3. Escreva no caderno um texto apresentando uma situação em que você precisou improvisar uma atividade que necessitava de energia elétrica, mas estava sem esse recurso. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos indiquem atitudes que podem ter diante da falta de eletricidade.
MANUAL DO PROFESSOR
Acompanhando a aprendizagem
1 Objetivo
- Esta atividade permite avaliar se os alunos compreenderam o comportamento da interação entre dois ímãs.
Como proceder
- Caso algum aluno apresente dificuldade em atribuir os polos magnéticos nas barras de ímã, faça primeiramente questionamentos sobre a coloração dos ímãs.
- Após os questionamentos sobre a função das cores, pergunte quantos tipos de polos magnéticos existem e quais são eles. Pergunte também o que as setas presentes na imagem representam.
2 Objetivo
- Esta atividade possibilita verificar se os alunos entenderam o conceito de solubilidade.
Como proceder
- Se os alunos tiverem dificuldade de responder ao item a, pergunte a eles como fica o ambiente fora de casa depois de uma chuva. Pergunte se eles já observaram o que acontece com a areia de uma construção que fica exposta à chuva, se a areia some do local ou fica apenas molhada.
- Caso tenham dificuldade de se lembrar do nome da propriedade no item b, peça a eles que digam quais são os termos que podem ser utilizados no lugar de dissolver ou dissolvido. Ajude-os a se lembrar das palavras solubilizar, solubilizado e solúvel, para que consigam resgatar o nome da propriedade.
- Se tiverem dificuldade de responder ao item c, pergunte se eles já prepararam achocolatado ou suco em pó para beber e o que acontece nas ocasiões em que se adiciona mais do que a quantidade apropriada.
3 Objetivo
- Esta atividade possibilita verificar se os alunos percebem a importância da energia elétrica nos dias atuais, pois muitas de nossas atividades dependem de sua utilização.
Como proceder
- Oriente os alunos a lerem novamente o texto da personagem Vítor, da questão 6 da página 122, para elaborarem o próprio texto. Peça a eles que anotem em um dia todos os momentos que utilizaram equipamentos elétricos e depois aproveitem as anotações para elaboração do texto.
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4. A obra de arte abaixo é uma pintura feita pelo pintor brasileiro Candido Portinari (1903-1962) que retrata uma criança segurando um estilingue, objeto utilizado para arremessar artefatos.
- Observe que o estilingue é formado por três objetos com propriedades diferentes. Quais são essas propriedades? Espera-se que os alunos respondam que o cabo do estilingue é feito de material duro, normalmente de madeira. Para impulsionar os artefatos, utilizam-se materiais elásticos, normalmente feitos de látex. O suporte para artefatos é feito de material flexível para que possa se moldar ao formato do artefato a ser arremessado, normalmente feito de couro.
5. Apesar das facilidades e do conforto que a energia elétrica fornece à sociedade, a construção ou o funcionamento de uma usina pode causar prejuízos à natureza. Associe em seu caderno o tipo de usina ao possível impacto ambiental que ela pode causar ao ambiente. A - 4. B - 3. C - 2. D - 1.
- Usina hidrelétrica.
- Usina nuclear.
- Usina eólica.
- Usina termelétrica.
- Libera gases poluentes na atmosfera.
- Pode causar poluição sonora e interferir em transmissões de rádio e televisão.
- Durante seu funcionamento, forma-se lixo tóxico radioativo.
- O alagamento de grandes áreas necessárias à sua construção causa a destruição de vegetação e morte de animais.
6. Além da utilização da energia de rede elétrica, as casas também podem ter sistemas de geração de energia próprios. Veja a foto abaixo.
- O que são os painéis no telhado da casa e qual é a função deles?
6. a. São painéis fotovoltaicos, também conhecidos como placas solares. Eles têm a função de transformar a energia solar em energia elétrica. - Eles podem funcionar o dia todo? Espera-se que os alunos respondam que não, pois o painel só funciona quando há luz solar.
MANUAL DO PROFESSOR
Acompanhando a aprendizagem
4 Objetivo
- Esta atividade permite avaliar se os alunos conhecem as aplicações de determinados materiais.
Como proceder
- Se os alunos não conseguirem responder à atividade, questione se eles já manusearam um estilingue. Pergunte que tipo de comportamento é esperado quanto ao cabo do estilingue, se ele pode dobrar ou deve ser feito de material sólido que ofereça estabilidade no momento do uso. Sobre o material que une o cabo ao suporte, pergunte que tipo de material consegue sofrer grandes deformações e voltar ao tamanho original. Quanto ao suporte para o artefato, questione-os sobre qual característica o material deve ter para que ele possa se moldar ao formato de diferentes tipos de artefatos.
5 Objetivo
- Esta atividade possibilita avaliar se os alunos têm conhecimento sobre os impactos que os diversos tipos de usinas podem causar ao ambiente.
Como proceder
- Se os alunos apresentarem dificuldade, pergunte se eles são capazes de associar os nomes dos tipos de usinas ao seu modo de funcionamento. Pergunte se conseguem se lembrar de como é o aspecto de cada tipo de usina e se sabem quais componentes do ambiente cada uma delas utiliza para funcionar.
6 Objetivo
- Esta atividade permite avaliar se os alunos entendem o funcionamento dos painéis fotovoltaicos.
Como proceder
- Se tiverem dificuldade para responder ao item a, diga aos alunos que o calor produzido pelo Sol pode ser aproveitado em aquecedores de água e questione se a luz também pode ser aproveitada.
- Caso não consigam responder ao item b, questione se já viram painéis fotovoltaicos em alguma residência e se ocorre a emissão de poluentes.
Conclusão da unidade 3
Com a finalidade de avaliar o aprendizado dos alunos em relação aos objetivos propostos nesta unidade, desenvolva as atividades do quadro. Esse trabalho favorecerá a observação da trajetória, dos avanços e das aprendizagens dos alunos de maneira individual e coletiva, evidenciando a progressão ocorrida durante o trabalho com a unidade.
Dica
Sugerimos a você que reproduza e complete o quadro da página 10 - MP deste Manual do professor com os objetivos de aprendizagem listados a seguir e registre a trajetória de cada aluno, destacando os avanços e as conquistas.
Objetivos | Como proceder |
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Proponha aos alunos que identifiquem as propriedades de materiais que serão apresentados a eles. Para trabalhar a elasticidade, leve para a sala de aula um balão de festa ou outro material elástico que possa ser inflado, como luva descartável, touca de natação, ou esticado. Para a condutibilidade, represente uma situação ao pegar uma forma de alumínio (alta condutibilidade térmica) com uma luva térmica (baixa condutibilidade térmica). Para a condução elétrica, mostre aos alunos um pedaço de um fio elétrico e verifique se os alunos citam a alta condutividade elétrica do cobre e a baixa condutividade elétrica do plástico que encapa o fio. Para a propriedade de densidade, complete um recipiente transparente com água, coloque, por exemplo, um parafuso e um pedaço de isopor, e peça aos alunos que observem o comportamento de cada material. Para a solubilidade, é possível dissolver açúcar na água. Para a dureza, pode-se usar o giz (mole), que é riscado pela lousa (dura). |
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Escreva na lousa algumas sentenças que dizem respeito às atividades que precisam de energia elétrica para que possam ser realizadas, como: ver televisão, tomar banho, carregar a bateria do telefone celular, usar o computador, iluminar o ambiente acendendo as lâmpadas, usar eletrodomésticos como ventilador, liquidificador, torradeira, ar condicionado, entre outros. Em seguida, peça aos alunos que citem as que consideram mais importantes, ordenando as sentenças do primeiro ao último lugar. Permita que todos participem escrevendo ao lado das sentenças as respostas correspondentes de cada um dos alunos. Com os dados, peça a eles que ajudem na construção de um gráfico de barras, que mostrará a importância de cada atividade citada. Para finalizar, peça aos alunos que escrevam um pequeno parágrafo que mostre qual é a importância da energia elétrica na vida cotidiana e, depois, leiam suas produções para os colegas. |
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Proponha aos alunos a realização da atividade prática da seção Investigue e compartilhe das páginas 130 e 131 do Livro do estudante. Peça-lhes que observem as etapas da atividade e anotem suas conclusões para explicar quando podemos dizer que o circuito está aberto e quando ele está fechado. Verifique se todos percebem que a lâmpada se acende quando o circuito está fechado, pois a corrente elétrica consegue percorrer por todas as partes do circuito. Mostre a eles que, ao ligar e desligar o interruptor, a luz da sala de aula se apaga e se acende, então o circuito está sendo aberto e fechado, como apresentado de forma simplificada na atividade prática. |
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Leve para a sala de aula imagens impressas de diferentes usinas de geração de energia elétrica ou mostre aos alunos imagens de sites da internet. Peça a eles que respondam às seguintes perguntas: "Qual é a fonte da natureza usada para gerar eletricidade em cada uma dessas usinas?"; "Essa fonte é renovável ou não?"; "Qual dano cada uma delas pode provocar ao ambiente com a sua instalação?"; "Quais vantagens e desvantagens cada uma apresenta?". Você pode propor aos alunos a produção de um mural usando as imagens e as respostas deles para cada tipo de usina trabalhada. Depois, deixe-o exposto na sala de aula para que eles possam consultar sempre que necessário. |
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Peça aos alunos que citem exemplos de pilhas e baterias que eles utilizam no dia a dia. Permita que os alunos se expressem livremente e anote na lousa todas as respostas. Em seguida, retome o texto Pilhas e baterias são fontes de energia elétrica!, da página 134 do Livro do estudante. Certifique-se de que os alunos compreenderam que pilhas e baterias apresentam vida útil limitada, entretanto, as baterias podem ser recarregadas antes do término de sua vida útil. Classifique as respostas dos alunos em "recarregáveis" e "não recarregáveis". |
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