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Projeto 1 Os materiais em nosso dia a dia
Os objetos que utilizamos em nosso cotidiano são feitos de diferentes materiais.
Você já pensou por que determinados materiais são utilizados na confecção de alguns objetos e outros não? Por que os fios elétricos são de metal e recobertos por um material plástico? Por que há panelas cujos cabos são de madeira ou de outro material? Por que há materiais que permitem segurar uma assadeira quente sem que a pessoa queime as mãos?
Você já percebeu que há substâncias que podem ser dissòlvidas e outras que não podem?
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Vamos conversar
1. Observe as imagens das páginas 12 e 13. Em sua residência há objetos semelhantes? Como eles são usados?
2. Você sabe de que material eles são feitos?
3. Observe alguns objetos na sala de aula. Escolha três deles e anote no caderno de quais materiais eles são feitos: metal, madeira, vidro, plástico etc.
4. Em sua opinião, por que foi utilizado esse material para a confecção do objeto?
5. Converse com os colegas e verifique se eles escolheram objetos feitos do mesmo material que você escolheu e se as hipóteses deles a respeito do material de que são feitos são semelhantes às que você respondeu na atividade 4.
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Conhecendo o projeto
Os objetos são compostos de diferentes materiais, e cada material tem características específicas.
Algumas dessas características são chamadas de propriedades físicas.
Estudando os materiais, podemos conhecer suas propriedades e entender qual é o uso apropriado deles no cotidiano. Esse estudo justifica a realização deste projeto.
O objetivo deste projeto é investigar as propriedades físicas de materiais utilizados em objetos do nosso cotidiano.
O produto final do projeto será uma exposição para orientar a comunidade escolar sobre as propriedades dos objetos utilizados em nosso dia a dia e por que são importantes.
Etapas do projeto
Etapa 1: Afunda ou flutua?
Etapa 2: Acende ou não acende?
Etapa 3: Esquenta ou não esquenta?
Etapa 4: Atrai ou não atrai?
ANDERSON DE ANDRADE PIMENTEL
Vamos começar? Anote abaixo as datas previstas de início e término do projeto.
Início do projeto:
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Término do projeto:
//
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Etapa 1 Afunda ou flutua?
Você já observou que há objetos que afundam na água e outros que não afundam? Por que isso acontece? Reúna-se com os colegas de grupo para responder a essas questões realizando os experimentos a seguir, com as orientações do professor.
Vamos experimentar
Material necessário
- 2 copos plásticos limpos e vazios, como os de requeijão
- 2 ovos crus
- 2 colheres de sopa de sal
- Etiquetas brancas adesivas ou fita-crepe
- Caneta
- 400 mL de água
Como fazer
- Escrevam em uma etiqueta "1. Água sem sal" e em outra "2. Água com sal". Colem uma etiqueta em cada copo para identificá-los.
- Coloquem 200 mL de água no copo 1.
- Coloquem um ovo no copo 1 e observem se ele afunda ou flutua.
- Coloquem 200 mL de água no copo 2.
- Adicionem 2 colheres de sal ao copo 2 e misturem bem até que o sal se dissolva.
- Coloquem o outro ovo no copo 2 e observem se ele afunda ou flutua.
Atividades
1. Por que depois de misturar sal e água no copo 2 não conseguimos mais enxergar o sal no copo?
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2. Escrevam uma hipótese explicando por que o ovo afundou no copo 1 e por que flutuou no copo 2.
Para compreender o que ocorreu no experimento anterior é preciso conhecer as propriedades dos materiais. Cada material tem propriedades físicas específicas que permitem identificá-lo e diferenciá-lo de outros materiais.
Veja a seguir algumas propriedades dos materiais.
Solubilidade
Uma propriedade física dos materiais é a solubilidade, que é a capacidade de um material dissolver o outro. A água dissolve o açúcar, o sal, a gelatina, o cimento, as tintas, entre outras substâncias; até poluentes são dissolvidos pela água, tornando-a contaminada e poluída.
No experimento realizado anteriormente, ao adicionar o sal na água e mexer, ele foi dissolvido pela água.
Densidade
Outra propriedade dos materiais que foi verificada no experimento anterior é a densidade, que é o quociente entre a medida da massa e a medida do volume de um corpo.
Quando o ovo cru foi colocado na água sem sal (copo 1 na foto abaixo), ele afundou porque a densidade do ovo é maior que a densidade da água sem sal.
Mas, quando o ovo cru foi colocado na água com sal (copo 2 na foto abaixo), ele flutuou porque a densidade da água ficou maior que a densidade do ovo. A flutuação é um fenômeno que está relacionado à densidade.
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Ou seja, quando a densidade de um objeto é maior que a densidade da água, ele afunda. E, se a densidade desse objeto for menor que a da água, ele flutua.
Se quisermos identificar, entre dois ou mais materiais, qual deles possui maior densidade, podemos comparar a medida da massa e a medida do volume deles. Veja dois casos.
1o caso:
Usando uma balança de cozinha, colocamos em um recipiente 28 g de farinha de milho (foto 1) e, em outro recipiente igual ao primeiro, colocamos 28 g de água (foto 2), como apresentado a seguir. Observe.
Veja que, apesar de a quantidade de água e a quantidade de farinha apresentarem massa de medidas iguais na balança, o espaço ocupado pela farinha de milho no copinho é maior que o espaço ocupado pela água. Nesse caso, dizemos que a medida do volume de farinha de milho é maior que a medida do volume de água.
Podemos considerar que isso acontece porque a farinha de milho é menos "compacta" que a água, ou seja, a densidade da farinha de milho é menor que a densidade da água. Logo, se dois materiais têm massa de medidas iguais, aquele que ocupa maior espaço é o material menos denso.
2o caso:
Quando dois materiais diferentes possuem volume de medidas iguais, para identificar o material que possui a maior densidade, basta verificar qual deles tem a massa de maior medida.
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Por exemplo: considere dois cubos com volume de mesma medida, um feito de isopor (figura 1) e o outro feito de metal (figura 2). Veja a medida de massa desses cubos.
Nesse caso, o espaço ocupado pelos dois cubos é o mesmo; por isso, dizemos que a medida do volume de isopor é igual à medida do volume de metal.
Como a medida da massa do cubo de isopor é menor que a medida da massa do cubo de metal, podemos concluir que o isopor é menos "compacto" que o metal, ou seja, a densidade do isopor é menor que a densidade do metal. Logo, se dois materiais têm volume de mesma medida, aquele que tem a massa de menor medida é o material menos denso.
1 Complete as frases com mais denso ou menos denso.
- Se dois materiais têm massa de medidas iguais, aquele que ocupa menos espaço é o material .
- Se dois materiais têm volume de mesma medida, aquele que tem a massa de menor medida é o material .
2 Observe no quadro a seguir a densidade de alguns materiais.
Material | Densidade (g/cm3) |
---|---|
Água (a 4 °C) | 1,0 |
Gelo (a 0 °C) | 0,998 |
Cobre | 8,9 |
Prata | 10,5 |
Ouro | 19,3 |
Mercúrio | 13,6 |
Alumínio | 2,7 |
Disponível em: https://oeds.link/HwbkNz. Acesso em: 9 jun. 2021.
-
Escreva os números do quadro em ordem crescente.
-
Agora responda: qual é o material mais denso apresentado no quadro?
-
E qual é o material menos denso apresentado no quadro?
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Etapa 2 Acende ou nâo acende?
Uma propriedade muito importante dos materiais é a condutibilidade elétrica, ou seja, a capacidade de conduzir eletricidade. Há materiais que são bons condutores de eletricidade e materiais que não são.
Em grupo com seus colegas e de acordo com a orientação do professor, você vai fazer uma experiência para verificar quais materiais são bons condutores de eletricidade e quais não são.
Atenção!
A experiência será orientada pelo professor, que vai fornecer para cada grupo 3 fios de cobre com uma parte desencapada.
Vamos experimentar
Material necessário
- LED vermelho ou verde, como os usados em pisca-piscas
- 3 fios de cobre com 0,5 mm de diâmetro fornecidos pelo seu professor (cada fio deve ter comprimento de 10 cm, com 1 cm desencapado em cada ponta)
- 2 pilhas AA
- Fita isolante
- Clipe de metal
- Borracha escolar
- Tampa plástica de caneta
- Moeda
Como fazer
- Unam as duas pilhas com a fita isolante, de maneira que o polo negativo de uma se junte ao polo positivo da outra.
- No polo positivo das pilhas que vocês uniram fixem, com fita isolante, uma das pontas de um fio (fio 1).
- No polo negativo, fixem a ponta de outro fio (fio 2).
- Na maior haste de metal do LED fixem uma ponta do último fio (fio 3).
- Fixem a outra ponta do fio 2 na menor haste de metal do LED.
- Note que sobraram duas pontas desencapadas, uma do fio 1 e outra do fio 3. Encostem essas duas pontas uma na outra e observem se o LED acende ou não.
- Desencostem as duas pontas dos fios e coloquem entre elas, um de cada vez, os materiais que serão testados: clipe, borracha, tampa de caneta e moeda.
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Atividades
1. Marque um X no quadro para indicar se o LED acende ou não em cada caso.
Acende | Não acende | |
---|---|---|
Fio de cobre + clipe | ||
Fio de cobre + borracha | ||
Fio de cobre + tampa de caneta | ||
Fio de cobre + moeda |
2. De acordo com os dados do quadro, quais objetos são bons condutores de eletricidade?
3. Quais objetos não são bons condutores de eletricidade?
4. De que material são feitos os objetos que são bons condutores?
Se o experimento foi bem-sucedido, você deve ter observado que, para acender o LED, foi preciso uma fonte de energia elétrica - as pilhas - e um condutor de energia elétrica - os fios.
Os materiais como o cobre, o ouro, a prata, entre outros, são bons condutores de eletricidade e permitem a passagem de corrente elétrica. Já os materiais isolantes, como a borracha, o plástico, o vidro e a cerâmica, não são bons condutores de eletricidade, pois impedem a passagem de corrente elétrica.
No experimento, a borracha e a tampa plástica funcionaram como isolantes e a moeda e o clipe funcionaram como condutores de energia elétrica.
Vamos avaliar
-
Quais materiais em seu cotidiano são bons condutores de eletricidade?
-
Assinale a alternativa correta.
- A flutuação é um fenómeno que está ligado à densidade do material.
- A água não dissolve o açúcar e o sal.
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Etapa 3 Esquenta ou não esquenta?
Outra propriedade física importante dos materiais é a condutibilidade térmica. Alguns materiais são bons condutores de calor, enquanto outros são bons isolantes de calor.
Geralmente, as panelas são feitas de metal e o cabo é de outro material, como madeira ou baquelite. Muitas pessoas preferem usar colheres de madeira, bambu ou silicone para mexer a comida na panela.
- Baquelite:
- um tipo de resina sintética e resistente ao calor.
A madeira, a baquelite e outros materiais usados nos cabos das panelas não são bons condutores de calor, por isso o calor transmitido da chama para o metal demora mais tempo para aquecer o cabo, evitando que a pessoa queime as mãos ao cozinhar.
- Proponha a um adulto as questões a seguir. Depois, compartilhe com seus colegas as respostas obtidas. Você NÃO pode fazer as experiências. O adulto deve responder.
-
O que acontece se deixarmos uma colher de metal apoiada em uma panela que está sobre a chama do fogão? Por que isso ocorre?
-
O mesmo ocorre se a colher for de madeira?
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-
Há tampas de panelas que também são inteiramente de metal. Que cuidados devem ser tomados ao manusear essas tampas quando estão aquecidas?
-
É necessário usar alguma proteção para retirar objetos do forno?
-
Quais são as vantagens de o cabo de uma panela ser feito de madeira?
- Na foto abaixo, podemos ver a imagem obtida em uma camera termográfica ao registrar duas panelas sendo aquecidas.
Os registros vermelhos mostram as superfícies mais quentes e os azuis, as superfícies mais frias. É possível ver que o calor se propaga a partir da fonte de calor, que nesse caso é o fogo do fogão, e vai se espalhando por toda a superfície aquecida, como nos esquemas abaixo.
Considerando as pesquisas realizadas com um adulto, explique por que o calor é mais intenso perto da fonte de calor.
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3 Por que, geralmente, as panelas são de metal e o cabo é feito de outro material?
Na etapa anterior, vimos como se dá o processo de condução de calor e que o metal conduz o calor melhor que a madeira. Na atividade a seguir, você e seus colegas de grupo vão investigar se a transmissão de calor ocorre de maneira diferente em diferentes materiais e como o gelo, que é água no estado sólido, se comporta em contato com esses materiais.
Vamos experimentar
Material necessário
- Cubos de gelo
- 1 recipiente de madeira
- 1 recipiente de cerâmica
- 1 recipiente metálico
- 1 relógio
- Caderno para anotações
Como fazer
- Coloque o recipiente metálico, o recipiente de madeira e o recipiente de cerâmica lado a lado em uma mesa.
- Pegue três cubos de gelo de mesmos formato e medida e coloque 1 cubo em cada um dos recipientes, como indicado na figura abaixo.
- A intervalos de tempo regulares de um ou dois minutos, observe como ocorre o derretimento de cada um dos cubos de gelo. Anote suas observações no caderno ou, se possível, faça fotos de cada etapa da observação com um celular.
Atividades
1. Por que o gelo derrete?
2. Em qual recipiente o gelo derreteu mais rapidamente?
3. O material de que é feito o recipiente correspondente à resposta da questão 2 é o melhor ou o pior condutor de calor entre os materiais usados no experimento?
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Etapa 4 Atrai ou não atrai?
Alguns materiais possuem a característica de atrair outros objetos. Um exemplo é o ímã. Observe objetos que contêm ímãs.
Eles estão presentes também em muitos aparelhos eletrônicos, como computadores, micro-ondas, televisão, caixas de som, celulares etc. Vamos fazer testes com ímãs?
Com a orientação do professor, reúnam-se em grupos de quatro integrantes. Ele distribuirá para os grupos alguns ímãs e diversos tipos de materiais para vocês realizarem a experiência a seguir.
Vamos experimentar
Material necessário
- Caderno para anotações
- 2 ímãs
- Diversos tipos de materiais: clipes, canetas, borrachas, palitos de sorvete, chaves, lápis, botões, réguas etc.
Como fazer
- Coloquem os ímãs e os materiais sobre a carteira de modo que todos do grupo consigam vê-los e manipulá-los.
- Antes de iniciar, levantem hipóteses sobre como os materiais reagirão ao ímã.
- Iniciem os testes aproximando cada objeto do ímã, verificando sobre quais materiais o ímã tem efeito magnético.
- Depois, façam o mesmo com o ímã, aproximando-o de outro ímã.
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- Durante o experimento, anotem no caderno os objetos, de que material são feitos (por exemplo, madeira, plástico, metal etc.) e se eles são ou não atraídos pelo ímã.
Atividades
1. Quais materiais não foram atraídos pelo ímã?
2. Quais materiais foram atraídos pelo ímã?
3. Em sua opinião, por que determinado tipo de material foi atraído pelo ímã?
4. O que aconteceu quando um ímã foi aproximado de outro?
No experimento, vimos que alguns objetos feitos de metal são atraídos por ímãs. Os ímãs possuem uma propriedade chamada de magnetismo. Eles têm dois polos diferentes: o polo norte (N) e o polo sul (S). Quando aproximamos dois ímãs, eles podem se atrair ou se repelir.
-
Quando aproximamos polos diferentes, eles se atraem.
-
Quando aproximamos polos iguais, eles se repelem.
Vamos avaliar
-
Marque com um X a alternativa correta.
- O vidro e a madeira são bons condutores de calor. ___
- O ferro e o alumínio são metais, por isso são bons condutores de calor. ___
-
Quais são os polos dos ímãs que se atraem?
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Finalizando
Neste projeto, você e sua turma fizeram diversos experimentos sobre as propriedades dos materiais. Agora é o momento de pensar como vocês vão compartilhar os conhecimentos com a comunidade.
Vamos avaliar
Forme uma roda de conversa com seus colegas e o professor e discutam sobre as questões a seguir.
- O que você aprendeu sobre as propriedades dos materiais?
- De que modo os conhecimentos aprendidos ajudam a entender a utilização de determinados materiais na composição dos objetos do dia a dia?
- Você aprendeu a diferenciar materiais bons condutores de calor dos materiais que não são bons condutores? Por que esse conhecimento é útil?
Hora de compartilhar!
Organize com os colegas e o professor uma exposição para apresentar à comunidade escolar o que aprenderam com os experimentos e por que foi importante esse aprendizado. Podem ser feitos, por exemplo, cartazes, vídeos explicativos, um blog etc. demonstrando as propriedades dos materiais utilizados em nosso dia a dia. Registre abaixo os principais conhecimentos adquiridos no projeto que você e seu grupo desejam compartilhar e como será feita a exposição.
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Avaliando o nosso projeto
Ouça com atenção as orientações do professor para compreender o que significa cada item a ser avaliado. Depois, responda a cada pergunta preenchendo o quadrinho correspondente a como você se avalia.
Sim | Às vezes | Nem sempre | |
---|---|---|---|
Ouvi e respeitei a opinião dos colegas e contribuí para manter um bom relacionamento entre todos? | |||
Demonstrei interesse nas atividades propostas e participei de todas ativamente? | |||
Compreendi os conteúdos trabalhados? | |||
Levantei hipóteses e tentei comprová-las? | |||
Realizei os experimentos conforme as orientações do professor? | |||
Atingi os objetivos do projeto? |