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Constanca Providˆncia
           ¸        e




Experiˆncias no 1o ciclo
      e




     Departamento de F´ ısica
     Universidade de Coimbra
               2005
Conte´do
     u

1 A ´gua e o ar
     a                                                                                            3
  1.1 Afunda ou flutua? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                     .   .    5
  1.2 Porque ´ mais f´cil boiar no mar? . . . . . . . . . . . . . .
               e      a                                                                  .   .    7
  1.3 Porque que ´ que a tinta se mistura? . . . . . . . . . . . .
                   e                                                                     .   .    8
  1.4 Como bebem as flores? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                       .   .    9
  1.5 Onde est´ o ar? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                 a                                                                       .   .   11
  1.6 Como bebem as flores? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                       .   .   15
  1.7 Quanto choveu? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                     .   .   17
  1.8 O que ´ uma nuvem? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
              e                                                                          .   .   19
  1.9 Vai chover? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                    .   .   20
  1.10 Aonde h´ agua? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                a´                                                                       .   .   21
  1.11 O que ´ um term´metro? . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
              e         o                                                                .   .   25
  1.12 A agua e o ar: coment´rios . . . . . . . . . . . . . . . . . .
          ´                 a                                                            .   .   28
  1.13 Ainda a agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                ´                                                                        .   .   31
       1.13.1 Porque flutuam alguns objectos e outros afundam?                            .   .   31
       1.13.2 Propriedades das agua . . . . . . . . . . . . . . . .
                               ´                                                         .   .   32
       1.13.3 O Tempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                      .   .   34

2 A luz                                                                                          37
  2.1 Quantas cores tem a luz? . . . . . . . . . .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   39
  2.2 Quantas cores tem a tua caneta preferida?      .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   40
  2.3 Consegues acertar no alvo? . . . . . . . . .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   41
  2.4 Quantas imagens vˆs? . . . . . . . . . . .
                        e                            .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   42
  2.5 Consegues espreitar sem ser visto? . . . . .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   44
  2.6 Quando ´ a sombra mais curta? . . . . . .
               e                                     .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   46
  2.7 Constr´i um rel´gio de Sol horizontal! . . .
             o       o                               .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   48
      2.7.1 Rel´gio de Sol: objectivos . . . . .
                 o                                   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   51
  2.8 A luz: coment´rios . . . . . . . . . . . . .
                   a                                 .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   52

3 Os materiais                                                           55
  3.1 Para que serve o fermento? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

                                      1
3.2    Qual absorve mais? . . . . . . . . . . . . . . . .                .   .   .   .   .   .   .   59
   3.3   ´ ´
         E acido? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .             .   .   .   .   .   .   .   62
   3.4   Porque tˆm os fios de electricidade metal dentro?
                  e                                                         .   .   .   .   .   .   .   64
   3.5   O que ´ atra´ por um magnete? . . . . . . . . .
                e    ıdo                                                    .   .   .   .   .   .   .   66
   3.6   Sabes construir uma b´ssola? . . . . . . . . . . .
                                u                                           .   .   .   .   .   .   .   67
   3.7   Para onde vai o a¸ucar? . . . . . . . . . . . . . .
                           c                                                .   .   .   .   .   .   .   68
   3.8   Qual ´ o mais duro? . . . . . . . . . . . . . . . .
              e                                                             .   .   .   .   .   .   .   70
   3.9   Os materiais: coment´rios . . . . . . . . . . . . .
                               a                                            .   .   .   .   .   .   .   72

4 A Terra                                                                                               75
  4.1 Porque est´ quente numa estufa? . . .
                a                                   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   77
  4.2 O que ´ um vulc˜o? . . . . . . . . . . .
             e         a                            .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   78
  4.3 Sabes fazer um vulc˜o submarino? . .
                          a                         .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   80
  4.4 Porque vibra? . . . . . . . . . . . . . .     .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   81
  4.5 O que ´ um sism´grafo? . . . . . . . .
             e         o                            .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   83
  4.6 Ser´ que as plantas precisam de luz? .
         a                                          .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   85
  4.7 O que faz mal as plantas? . . . . . . .
                     `                              .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   87
  4.8 O que acontece a planta numa estufa?
                      `                             .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   89
  4.9 A Terra: coment´rios . . . . . . . . . .
                       a                            .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   90

5 O espa¸o
        c                                                                                                93
  5.1 Porque ´ que a Lua n˜o cai? . . . . . .
              e            a                        .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .    95
  5.2 Porque ´ que ´ mais quente no Ver˜o?
              e    e                    a           .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .    96
  5.3 Quanto ´ que eu peso em Marte? . . .
               e                                    .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .    98
  5.4 Porque ´ que a forma da Lua varia? . .
              e                                     .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   100
  5.5 Qual ´ a forma da Lua? . . . . . . . .
           e                                        .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   103
  5.6 Constr´i um foguet˜o! . . . . . . . . .
             o           a                          .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   105
  5.7 O espa¸o: coment´rios . . . . . . . . .
             c         a                            .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   106
Cap´
   ıtulo 1

A ´gua e o ar
  a




                3
1.1           Afunda ou flutua?
Material: ta¸a com agua, v´rios objectos: clipe, pedra, rolha, ma¸a, batata,
              c      ´    a                                      c˜
plasticina, madeira.

Quais s˜o os objectos que flutuam? Quais s˜o os objectos que afundam?
              a                                                                       a
Como podes descobrir?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Completa a tabela seguinte (para responderes ter´s de experimentar mergu-
                                                a
lhando os objectos na agua).
                      ´
 Objecto                                        afunda                    flutua

 ma¸a
   c˜

 batata

 prego

 clipe

 borracha

 madeira

 plasticina

 moeda

 rolha

 pedra




Ser´ que os objectos pesados sempre afundam?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
      a
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ser´ que os objectos leves sempre flutuam?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
      a
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


                                                                          5
Ser´ que o tamanho faz diferen¸a?
   a                          c
Experimenta a deitar na ta¸a bocados de ma¸a e batata de diferentes tama-
                          c               c˜
nhos
 Objecto                                        afunda                    flutua



 1 ma¸a
     c˜

 1/2 ma¸a
       c˜

 1/4 ma¸a
       c˜
 um bocadinho
 ma¸a
    c˜

 1 batata

 1/2 batata

 1/4 batata
 um bocadinho
 batata
O que conclu´ Ser´ que o tamanho faz diferen¸a?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                         ıs?           a                                                       c
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Sem querer misturas bocados de batata descascada com bocados de ma¸a                                                                              c˜
descascada. Como poderias separar os bocados sem teres de provar todos?
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


Ser´ que a forma faz diferen¸a? Consegues pˆr um bocado de plasticina a
      a                                                  c                                 o
flutuar? Como? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Faz o desenho do que fizeste.




                                                                          6
1.2           Porque ´ mais f´cil boiar no mar?
                     e       a

Material: sal, agua, copo, ovo, pedra e batata
               ´

Onde ´ mais f´cil boiar: no mar ou na piscina? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
     e       a

Sabes porquˆ?           e
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Completa o seguinte quadro indicando se afunda ou flutua

                  agua
                  ´                                                            agua com sal
                                                                               ´
 ovo
 batata
 ma¸a
   c˜
 pedra

Como poder´             ıamos voltar a separar o sal da agua?                         ´
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Deita num prato a agua com sal e noutro prato deita agua do mar. Cola
                    ´                                ´
uma etiqueta em cada prato indicando agua com sal ou agua do mar. Deixa
                                     ´               ´
a janela durante uns dias.
`

O que aconteceu a agua? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                                 `´
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O que observas em cada prato? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Observa os cristais com uma lupa binocular e faz um desenho

Porque ´ mais f´cil boiar no mar? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
               e              a
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Faz um esquema das diferentes etapas desta experiˆncia.
                                                 e


                                                                          7
1.3           Porque que ´ que a tinta se mistura?
                         e
Material: 2 frascos iguais, corante, agua quente e fria, gota-gotas.
                                     ´

Enche um dos frascos com agua fria da torneira e o outro com agua quente.
                          ´                                  ´
Deita uma gota de corante em cada frasco e observa.

O que aconteceu a tinta no frasco com agua fria? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                                  `                                          ´
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O que aconteceu a tinta no frasco com agua quente? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Em qual dos frascos se misturou mais depressa a tinta com a agua?. . . . . . . .                                          ´
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Porque ser´? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                    a
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Faz um desenho do que observaste.




                                                                          8
1.4           Como bebem as flores?
Material: 2 copos, corante e uma fita de algod˜o
                                             a

Sabes como chega a agua a todas as partes duma flor? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                                        ´
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Faz o seguinte:
Enche um copo com agua e adiciona-lhe um pouco de corante. Pega numa
                      ´
tira de algod˜o e p˜e uma das pontas dentro do copo com agua de modo que
             a     o                                    ´
a ponta toque no fundo do copo. P˜e a outra ponta do algod˜o num copo
                                   o                        a
vazio. Deixa ficar.

Observa o que se passa passado duas horas. O que vˆs? . . . . . . . . . . . . . . . . . . .             e
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Volta a observar no dia seguinte. O que vˆs? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                                                                                  e
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Qual ´ a altura da agua em ambos os copos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
          e                          ´
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                                                                          9
Repete a experiˆncia pondo o copo com agua mais alto que o copo vazio. Por
                              e                                               ´
exemplo p˜e o copo com agua em cima de um livro. O que observas passado
                   o                             ´
um dia? .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Repete a experiˆncia pondo o copo com agua mais baixo que o copo vazio.
                               e                                                 ´
Por exemplo p˜e o copo vazio em cima de um livro. O que observas passado
                            o
um dia? .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Faz um esquema de cada uma das observa¸oes.
                                      c˜




O que conclu´ com esta experiˆncia? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                         ıste                                    e
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                                                                         10
1.5           Onde est´ o ar?
                      a
H´ ar em toda a parte mas n˜o o vemos, n˜o tem cheiro e geralmente n˜o
   a                                                       a                           a                                                          a
o sentimos. No entanto, sem ar n˜o haveria vida no planeta Terra. Como
                                                                    a
podemos mostrar que o ar nos rodeia? Indica situa¸oes em que sentes a pre-                          c˜
sen¸a do ar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
      c
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Faz as seguintes experiˆncias e tenta explicar o que se passa
                       e
    1. Enche bem um copo com agua e tapa-o com um peda¸o de papel. Se-
                                            ´                                                        c
       gurando com a m˜o o papel, vira o copo ao contr´rio e retira a m˜o. O
                          a                                                               a                               a
       que se passa? .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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       .......................................................................

         Como explicas o que observaste? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
         .......................................................................
         .......................................................................

         Faz um esquema da experiˆncia:
                                 e




                                                                         11
2. Calca um len¸o no fundo de um copo de vidro. Vira o copo e verifica
                 c
   que o len¸o n˜o cai. Nessa posi¸ao enfia o copo dentro de uma ta¸a
             c a                    c˜                                                           c
   grande com agua. Mant´m sempre a boca do copo virada para baixo.
                ´           e
   Consegues ver se a agua entrou no copo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                      ´
   .......................................................................

   Retira o copo da agua sempre com a boca virada para baixo. Como est´
                    ´                                                                                              a
   o len¸o, seco ou molhado? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
        c

   Sabes explicar o que se passou? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
   .......................................................................

   Volta a pˆr o copo na agua com a boca para baixo. Vira-o lentamente.
            o                 ´
   O que observas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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   O que se passou? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
   .......................................................................
   Faz um esquema da experiˆncia:    e




                                                          12
3. Corta uma espiral de um peda¸o de papel com a forma de um c´
                                  c                                                             ırculo.
   Prende o centro a uma linha com a ajuda de uma agulha. Acende uma
   vela e pendura a espiral por cima da vela, mas bem afastada para n˜o                                a
   tocar na chama!. O que observas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
   .......................................................................

   Sabes explicar o que se observaste? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
   .......................................................................
   .......................................................................

   Faz um esquema da experiˆncia:
                           e




                                                  13
4. Enche com agua uma garrafa de pl´stico com um pequeno furo no fundo.
              ´                      a
   Verifica se a agua cai pelo buraco ou n˜o.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                ´                        a

   Agora, fecha bem a garrafa com a tampa. A agua continua a cair? . . .
                                                ´
   .......................................................................

   Como poderemos explicar o que se passou? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
   .......................................................................
   .......................................................................

   Quando abrimos um pacote de leite, o leite sai com dificuldade se o bu-
   raco n˜o for muito grande. Sugere o que poderemos fazer para o leite
          a
   sair sem dificuldade. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
   .......................................................................

   Faz um esquema da experiˆncia:
                           e




                                                        14
1.6           Como bebem as flores?
Material: 2 copos, corante e uma fita de algod˜o
                                             a

Sabes como chega a agua a todas as partes duma flor? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                                        ´
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Faz o seguinte:
Enche um copo com agua e adiciona-lhe um pouco de corante. Pega numa
                      ´
tira de algod˜o e p˜e uma das pontas dentro do copo com agua de modo que
             a     o                                    ´
a ponta toque no fundo do copo. P˜e a outra ponta do algod˜o num copo
                                   o                        a
vazio. Deixa ficar.

Observa o que se passa passado duas horas. O que vˆs? . . . . . . . . . . . . . . . . . . .             e
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Volta a observar no dia seguinte. O que vˆs? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                                                                                  e
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Qual ´ a altura da agua em ambos os copos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
          e                          ´
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                                                                         15
Repete a experiˆncia pondo o copo com agua mais alto que o copo vazio. Por
                              e                                               ´
exemplo p˜e o copo com agua em cima de um livro. O que observas passado
                   o                             ´
um dia? .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Repete a experiˆncia pondo o copo com agua mais baixo que o copo vazio.
                               e                                                 ´
Por exemplo p˜e o copo vazio em cima de um livro. O que observas passado
                            o
um dia? .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Faz um esquema de cada uma das observa¸oes.
                                      c˜




O que conclu´ com esta experiˆncia? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                         ıste                                    e
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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                                                                         16
1.7           Quanto choveu?
Material: copos, corante e uma fita de v´rios materiais
                                       a

No in´ de Janeiro choveu muito. Ter´ chovido sempre o mesmo? Como
          ıcio                                                                 a
poderemos saber em que dia choveu mais e em que choveu menos? . . . . . . . .
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Num dia de chuva p˜e v´rias vasilhas a apanhar chuva. Tem o cuidado de n˜o
                                      o a                                                                                                         a
pores nenhuma debaixo de uma arvore ou do telhado da escola (porquˆ?).
                                                                  ´                                                                            e
Escolher vasilhas com o fundo do mesmo tamanho da abertura.
Deixa passar umas horas, ou mesmo um dia. Quando as vasilhas j´ tiverem                                                             a
uma quantidade razo´vel de agua compara a altura da agua nas diferentes
                                          a               ´                                                     ´
vasilhas. O que conclu´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                                            ıs?
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Faz um desenho das vasilhas com a agua da chuva.
                                  ´




                                                                         17
Constr´i um pluvi´metro!
      o          o

Precisas de uma garrafa de pl´stico. Corta-lhe o topo e vira-o para baixo
                              a
sobre a garrafa. Cola com dois peda¸os de fita-cola. De lado cola uma tira
                                     c
de fita adesiva e com a ajuda de uma r´gua marca uma escala. Deita agua
                                       e                               ´
na garrafa at´ a primeira marca (0). Deste modo a garrafa n˜o tomba t˜o
             e`                                               a          a
facilmente. N˜o te esque¸as de medir a agua da chuva a partir do 0 e n˜o do
             a          c              ´                              a
fundo da garrafa. Coloca a garrafa num vaso de barro e prende-o com pedras
para que n˜o se vire com a chuva e o vento.
           a

Tens o teu higr´metro preparado!
               o

Quando o quiseres usar coloca o vaso num local aberto longe de arvores e
                                                                  ´
telhados. Faz a leitura da agua na garrafa todos os dias. Para o preparares
                           ´
para o pr´ximo dia, deita a agua fora e deixa agua apenas at´ a marca 0.
         o                   ´                ´             e`

Toma nota das leituras durante uma semana e depois faz um gr´fico de barras
                                                            a
com os resultados.

                                 data                                       altura da agua
                                                                                      ´




Em que dia choveu mais? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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E para saberes se o teu higr´metro est´ a funcionar bem compara as tuas
                            o          a
medi¸oes com os valores indicados no jornal!
    c˜



                                                                         18
1.8           O que ´ uma nuvem?
                    e
Sabes o que ´ uma nuvem? Antes de responderes cria uma nuvem num frasco
            e
e observa.

Deita num frasco de vidro agua quente e junta sal. Podemos pensar que ´ a
                           ´                                            e
agua do mar aquecida pelo Sol. Vira a tampa do frasco ao contr´rio, enche-a
´                                                             a
de gelos e tapa o frasco com a tampa virada ao contr´rio. O gelo representa
                                                    a
a atmosfera fria que cobre o planeta Terra.

Fecha a luz e as janelas da sala. Aponta uma lanterna acesa para o frasco.
O que observas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Est´s a ver uma pequena nuvem num frasco. As nuvens s˜o formadas por
      a                                                                                                              a
pequenas gotinhas de agua. Quando as gotas ficam grandes come¸a a chover.
                                          ´                                                                                    c
Ser´ que no teu frasco j´ come¸ou a chover? Levanta a tampa e escreve o
      a                                         a             c
que observas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Prova a agua que se formou na tampa do frasco. E salgada? .. . . . . . . . . . . . . .
        ´
Sabes porquˆ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
           e

Que material precisaste para fazer esta experiˆncia? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                                                                                          e
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                                                                         19
1.9       Vai chover?


Certas substˆncias mudam de cor com a agua. Um exemplo ´ o cloreto de
             a                              ´                  e
cobalto que os qu´ımicos usam nos laborat´rios. O cloreto de cobalto ´ um p´
                                           o                         e      o
azul forte quando est´ bem seco e cor de rosa quando est´ h´mido. Vamos
                      a                                    a u
usar esta substˆncia para construir um higr´metro, isto ´, um aparelho que
                a                             o          e
nos diz se o ar est´ h´mido ou seco. Quando chove o ar fica muito h´mido.
                   a u                                                 u
Pelo contr´rio, nos dias de sol o ar est´ seco.
           a                             a
Numa cartolina desenha o boneco que tu quiseres. Recorta o boneco e pinta-o
todo excepto duas partes, por exemplo a crista e a asa da galinha, as orelhas
e a barriga do urso, o cabelo e o la¸o do palha¸o, a chamin´ e as janelas
                                       c          c            e
do barco. Pede ajuda para cortares em papel de filtro com cloreto de co-
balto precisamente as partes do teu desenho que ficaram em branco. Esta
substˆncia ´ t´xica e por isso n˜o lhe deves tocar e no final da experiˆncia
      a     e o                  a                                       e
deves lavar bem as m˜os. Usa luvas para colar o papel de filtro com cloreto de
                     a
cobalto no lugar ou pede a tua professora que o fa¸a. Nas costas do desenho
                          `                        c
cola com fita adesiva uma argola de fio para o pendurares. O teu higr´metro
                                                                      o
est´ pronto! Pendura-o num local bem vis´
   a                                        ıvel.

Nos dias secos a crista e a asa da galinha ter˜o uma linda cor .. . . . . . . . . . . . .
                                                  a
nos dias de chuva ter˜o uma linda cor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                      a
e nos dias h´midos mas sem chuva a cor ser´ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
            u                                   a

Agora podes passar a registar todos os dias a temperatura indicada pelo
term´metro, a cor do higr´metro e se est´ chuva, sol, enevoado, vento trovo-
    o                    o              a
ada ou neve.




                                                      20
1.10             Aonde h´ ´gua?
                        aa
Escreve palavras relacionadas com agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                                                                     ´
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O que acontece se puseres um copo com agua no congelador? . . . . . . . . . . . . . .
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Qual ´ a temperatura do congelador?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
          e

Onde podes encontrar agua em forma de gelo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                                             ´
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A que temperatura a agua se transforma em gelo?.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                                          ´
Como podes descobrir? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Quando a agua se transforma em gelo, dizemos que a agua solidificou.
                    ´                                                                                      ´

P˜e um copo com agua no congelador e mede a temperatura da agua de 30
 o               ´                                         ´
em 30 minutos. Regista os teus dados na tabela:

 hora                         temperatura gelo?




A que temperatura a agua se transforma em gelo?.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                                          ´
Aonde se forma o gelo primeiro? No fundo ou a superf´                                       `               ıcie? . . . . . . . . . . . . . . . .
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Sabes o que ´ geada? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
            e

                                                                         21
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Tira do congelador um acumulador bem frio dos que s˜o utilizados nas cai-                                   a
xas frigor´       ıficas. Deixa-o ficar durante algum tempo ao ar e observa o que se
passa. Consegues explicar o que se passou? .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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O que acontece a um cubo de gelo na sala, fora do frigor´                                                       ıfico? . . . . . . . . . . . . .
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Dizemos que o gelo fundiu. Qual ´ a temperatura da sala?. . . . . . . . . . . . . . . .
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O que acontece se deixares um prato com agua ao sol? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                                                                                   ´
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Dizemos que a agua se evaporou. D´ outros exemplos: . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                              ´                                          a
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O que acontece as paredes de fora de um copo com gelo? . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                               `
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Dizemos que o vapor de agua condensou. D´ outros exemplos: . . . . . . . . . . .
                                                ´                                        a
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Como sabemos que o ar tem vapor de agua? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                                                                            ´
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A que temperatura ferve a agua?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                          ´
Quando a agua ferve dizemos que ela entrou em ebuli¸˜o.
         ´                                                               ca


A temperatura do Tit˜, uma lua do planeta Saturno, ´ de cerca de -180 oC.
                       a                              e
Se existir agua neste planeta em que forma ´ que ela se encontra? . . . . . . . . .
           ´                               e

A temperatura da superf´ de V´nus varia entre 130oC e 500oC. Se existir
                                                 ıcie              e
agua neste planeta em que forma ela se encontra? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
´
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .




                                                                         22
Estados da água
                                         temperatura aumenta
                                                                                               o
                                                                 água a ferver (água ferve a 100 C)
                                     o                           água evapora nas salinas
                gelo derrete acima de 0 C                        roupa a secar
                neve derrete quando aquece                       poças de água evaporam

                            fusão                                    vaporização
                                                                        evaporaçao
                                                                        ebuliçao
     sólido                                        líquido                                     gasoso
23




     gelo                                          água                                  vapor de água
       neve                                        chuva                                           existe no ar
     granizo           solidificação               nuvens          condensação
     icebergs                                      nevoeiro
                 água congela no congelador
     geada                                         orvalho    espelho da casa de banho embacia−se
                 formação de granizo
                                          o
                 água arrefece abaixo de 0 C                  garrafa de refresco embacia−se
                                                              formação de orvalho
                                                              formação de nuvens




                                             temperatura diminui
Estados da água
                          temperatura aumenta




                 fusão                               vaporização
                                                       evaporaçao
                                                       ebuliçao
     sólido                         líquido                            gasoso
24




     gelo                           água                            vapor de água

              solidificação                         condensação




                              temperatura diminui
1.11             O que ´ um term´metro?
                       e        o
Observa bem um term´metro.                  o
Indica como ´ que ´ formado o term´metro:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                         e           e                                 o
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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De que cor ´ o l´
           e ıquido dentro dele? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Consegues fazer variar a altura do l´                                 ıquido?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Como?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Faz um desenho do term´metro
                      o




                                                                         25
Qual   ´ a temperatura da ´gua gelada?
       e                    a
E da   ´gua fria da torneira?
       a
E da   ´gua de um banho quente?
       a
Qual   ´ a temperatura do teu congelador?
       e

P˜e o term´metro dentro do congelador, e dentro de uma vasilha com agua
  o        o                                                          ´
gelada, agua da torneira e agua quente. Regista a temperatura nos esquemas
        ´                  ´
e por baixo de cada term´metro completa com:
                          o

          congelador, ´gua gelada, ´gua fria, ´gua quente
                      a            a          a




            80                 80                 80                 80
            70                 70                 70                 70
            60                 60                 60                 60
            50                 50                 50                 50
            40                 40                 40                 40
            30                 30                 30                 30
            20                 20                 20                 20
            10                 10                 10                 10
              0                  0                 0                  0
            −10                −10               −10                −10
            −20                −20               −20                −20
            −30                −30               −30                −30




Regista a temperatura da tua sala de aula e a do recreio. Indica tamb´m o
                                                                       e
tempo que faz: sol, nuvens, chuva, vento, trovoada, granizo, nevoeiro.




                                     26
Sala:
        data:




                       80    80    80    80    80
                       70    70    70    70    70
                       60    60    60    60    60
                       50    50    50    50    50
                       40    40    40    40    40
                       30    30    30    30    30
                        20    20    20    20   20
                        10    10    10    10    10
                         0     0     0     0     0
                       −10   −10   −10   −10   −10
                       −20   −20   −20   −20   −20
                       −30   −30   −30   −30   −30




        temperatura:


Recreio:
        data:




                       80    80    80    80    80
                       70    70    70    70    70
                       60    60    60    60    60
                       50    50    50    50    50
                       40    40    40    40    40
                       30    30    30    30    30
                       20    20    20    20    20
                       10    10    10    10    10
                         0     0     0     0     0
                       −10   −10   −10   −10   −10
                       −20   −20   −20   −20   −20
                       −30   −30   −30   −30   −30




        temperatura:



        tempo:




                             27
1.12     A ´gua e o ar: coment´rios
           a                  a

1.1 Afunda ou flutua?

Com esta experiˆncia as crian¸as poder˜o ter um primeiro contacto com a
                   e              c       a
no¸ao de densidade (raz˜o entre a massa e o volume da substˆncia). Espera-
   c˜                     a                                    a
se que elas descubram que n˜o ´ por ser pesado ou leve que um objecto
                                 a e
afunda ou flutua. Um peda¸o maci¸o de madeira flutua mesmo que seja t˜o
                              c      c                                       a
grande como uma arvore. Um peda¸o maci¸o de ferro afunda mesmo que seja
                     ´               c      c
t˜o pequeno como um alfinete. Dizemos que a madeira ´ menos densa que a
 a                                                        e
agua e que o ferro ´ mais denso que a agua. Se tivessemos trˆs objectos, um
´                     e                 ´                      e
de madeira, outro de ferro e terceiro de agua, todos com o mesmo volume, o
                                          ´
mais leve seria o de madeira e o mais pesado o de ferro.
A t´cnica de separa¸ao de uma mistura de substˆncias com densidades dife-
    e                  c˜                          a
rentes ´ utilizada nos laborat´rios.
        e                       o
Com alunos mais velhos poder´ iniciar-se a actividade perguntando que ma-
                                  a
teriais s˜o usados para construir barcos e porquˆ. Alguns materiais, como a
          a                                       e
madeira e o pl´stico poder˜o ser sugeridos com o argumento de que flutuam.
                a           a
Mas os navios s˜o feitos de a¸o por ser mais resistente. Por que ´ que ser´ que
                 a            c                                  e        a
os navios n˜o afundam? Esta pergunta pode ser explorada com plasticina e
            a
agua. Uma bola de plasticina afunda mas se lhe dermos a forma de um barco,
´
de modo a ficar ar dentro da plasticina, ela flutua.
A presente actividade por ser realizada com crian¸as de todas as idades, desde
                                                   c
os quatro at´ aos dez anos, com diferentes graus de aprofundamento.
             e



1.2 Porque ´ mais f´cil boiar no mar?
           e       a

Como continua¸ao da actividade anterior poder´ ser explorada a diferen¸a
                 c˜                             a                      c
entre agua doce e a agua salgada. A agua salgada ´ mais densa que a agua
      ´                ´             ´            e                  ´
doce (se deitassemos um corante na agua salgada e com cuidado despejasse-
                                   ´
mos um pouco de agua salgada em agua doce veriamos que ela ia ao fundo).
                     ´            ´
Como consequˆncia materiais que afundam em agua doce poder˜o flutuar em
               e                              ´             a
agua salgada (desde que suficientemente salgada). Um exemplo ´ a batata,
´                                                             e
outro ´ um ovo fresco.
      e
No final da actividade poder´ perguntar-se as crian¸as como poderiam elas
                            a              `       c
separar o sal da agua. Poss´
                    ´       ıvelmente elas dir˜o filtrando. Deixe-as expe-
                                              a
rimentar. O m´todo de separa¸ao ´ a evapora¸ao, o m´todo utilizado nas
                 e             c˜ e            c˜      e
salinas.

                                      28
1.3 Porque que ´ que a tinta se mistura?
               e
Com esta experiˆncia simples poder´ introduzir-se a no¸ao que as substˆncias
                 e                    a                    c˜              a
s˜o formadas por part´
 a                      ıculas pequen´ ıssimas. As part´ ıculas do corante v˜o-se
                                                                             a
distribuir no espa¸o livre entre as part´
                    c                       ıculas de agua. Ser´ f´cil observar
                                                      ´           a a
que o corante se mistura muito mais depressa na agua quente. Poder´ ser
                                                       ´                     a
explicado que as pequenas part´  ıculas que formam a agua (mol´culas de agua)
                                                       ´           e       ´
movem-se tanto mais depressa quanto maior for a temperatura da agua e essa
                                                                      ´
agita¸ao facilita e acelera a mistura das duas substˆncias, agua e corante.
      c˜                                               a        ´

1.4 Como bebem as flores?
A agua ´ formada por mol´culas polares, i.e. numa parte da mol´cula
   ´      e                  e                                      e
concentra-se carga positiva e noutra carga negativa. Devido a esta distri-
bui¸ao de carga n˜o uniforme as mol´culas agarram-se umas as outras e
   c˜               a                  e                      `
aderem a superf´ do algod˜o, ocupando os espa¸os livres existentes entre
         `       ıcie        a                   c
as fibras do algod˜o. Deste modo elas sobem pela tira de algod˜o e depois
                   a                                          a
descem para o copo vazio. O mesmo acontece as plantas. A agua sobe por
                                               `           ´
pequen´ ıssimos tubos existentes dentro delas. Este fen´meno denomina-se
                                                       o
capilaridade.
Este m´todo pode ser usado para filtrar agua suja. Experimente a colocar
        e                                ´
agua com terra numa vasilha. Coloque um peda¸o de algod˜o entre esta
´                                                 c         a
vasilha e uma outra colocada num plano mais baixo. Observe o aspecto da
agua que passou para a segunda vasilha e compare-o com a agua da primeira
´                                                        ´
vasilha.

1.5 Onde est´ o ar?
            a
O ar n˜o se vˆ por ser invis´ mas pode ser sentido ou a sua presen¸a pode
      a      e              ıvel                                    c
ser observada pelos efeitos que observamos noutros objectos. A primeira e
quarta experiˆncia baseiam-se no fen´meno da press˜o exercida pelo ar. A
              e                       o              a
segunda parte do princ´ıpio que o ar ocupa espa¸o e, se o n˜o deixarmos sair
                                               c           a
do copo, a agua n˜o conseguir´ entrar. A terceira experiˆncia tira partido
           ´       a             a                         e
das correntes de convec¸ao que se geram quando aquecemos o ar. Ar quente
                        c˜
(aquecido pela vela) ´ menos denso que o ar frio e por isso sobe. No seu
                     e
movimento de ascens˜o p˜e em movimento a espiral de papel.
                     a o

1.6 Como despejar um aqu´rio?
                        a
Esta ´, em parte, uma aplica¸ao da experiˆncia anterior. Quando enchemos o
     e                      c˜           e
tubo com agua e colocamos uma ponta no aqu´rio e a outra num balde a um
          ´                                   a

                                       29
n´ mais baixo, a agua que est´ no tubo cai devido a for¸a da gravidade.
 ıvel             ´           a                   `    c
No seu lugar fica o vazio e autom´ticamente a press˜o do ar a superf´
                                a                 a         `       ıcie
do aqu´rio empurra mais agua para dentro do tubo. A agua continuar´ a
       a                 ´                           ´              a
despejar

1.7 Quanto choveu?
Esta e as experiˆncias seguintes est˜o relacionadas com o tempo e poder˜o
                 e                  a                                    a
ser exploradas quando se aborda o tema das esta¸oes do ano. Esta, em
                                                    c˜
particular, envolve a constru¸ao de um pluvi´metro, o registo de medi¸oes, o
                             c˜              o                       c˜
tratamento e an´lise dos dados recolhidos. Uma actividade interessante ´ a
                 a                                                      e
compara¸ao da pluviosidade durante um certo per´
         c˜                                      ıodo num local de Portugal
e compara¸ao com outros locais. Os dados s˜o facilmente obtidos a partir de
           c˜                               a
um jornal di´rio.
             a

1.8 O que ´ uma nuvem?
          e
Quantas vezes os livros escolares d˜o, erradamente, o exemplo de uma nuvem
                                   a
para representar agua no estado gasoso. Com esta experiˆncia as crian¸as
                 ´                                         e             c
observar˜o que na verdade uma nuvem ´ formada por pequen´
        a                               e                   ıssimas gotinhas
de agua que s˜o levadas para o cimo pelo o ar quente/vapor de agua no seu
   ´         a                                                   ´
movimento de ascens˜o.
                     a

1.9 Vai chover?
O cloreto de cobalto II ´ uma substˆncia t´xica e recentemente foi indicada
                         e           a      o
como sendo possivelmente cancer´  ıgena. As crian¸as n˜o dever˜o manipular o
                                                 c    a       a
papel embebido em cloreto de cobalto II. A/o professor(a) dever´ falar sobre
                                                                 a
os cuidados a ter quando se lida com substˆncias t´xicas. Em particular
                                               a      o
dever´ usar luvas na prepara¸ao do papel embebido. Se levar um secador de
       a                      c˜
cabelo para a aula as crian¸as poder˜o ver a passagem da cor do papel de rosa
                           c         a
(molhado) para azul˜o (seco). As luvas finas de borracha compram-se numa
                     a
farm´cia ou poder˜o comprar-se em caixas de 100 a empresas de material
      a            a
did´tico. Por precau¸ao no final da aula todas as crian¸as deveriam lavar as
    a                c˜                                 c
m˜os.
  a

1.10 Aonde h´ ´gua?
            aa
Esta actividade ´ optima quando os estados da agua s˜o estudados. Se quiser
                e´                            ´     a
ver a forma¸ao de geada num acumulador de frio dever´ utilizar um conge-
            c˜                                         a

                                     30
lador com temparaturas bem baixas. Se a temperatura do congelador for
pr´xima de zero graus n˜o conseguir´.
  o                    a           a

1.11 O que ´ um term´metro?
           e        o
Com esta actividade s˜o abordados v´rios temas: a propriedade que a maior
                      a               a
parte das substˆncias tˆm de dilatar quando a temperatura aumenta, o modo
               a       e
como essa propriedade pode ser utilizada associada a uma escala, a no¸ao de
                                                                     c˜
temperatura, a necessidade de fornecer calor para aumentar a temperatura.
Ap´s o registo da temperatura durante v´rios dias e de preferˆncia em v´rias
   o                                     a                   e         a
esta¸oes do ano poder˜o ser construidos gr´ficos de barras e comparadas
    c˜                  a                    a
as temperaturas. Alguns term´metros tˆm n´meros negativos o que n˜o ´
                               o         e    u                        a e
problema. As crian¸as frequentemente j´ tˆm de lidar com n´meros negativos
                    c                   a e                u
nos elevadores. Poder´ explicar-se que s˜o n´meros menores que o zero, e em
                      a                 a u
particular no term´metro, representam temperaturas mais frias que 0 C.
                   o


1.13     Ainda a ´gua
                 a
1.13.1   Porque flutuam alguns objectos e outros afundam?
Se largarmos um objecto ele cai porque a for¸a da gravidade o puxa para o
                                                 c
centro da Terra. O objecto s´ p´ra quando tiver um suporte que o segure.
                              o a
Se largarmos um objecto sobre a agua ele poder´ afundar ou flutuar. Ele s´
                                    ´               a                        o
flutua se alguma for¸a actuar sobre ele que se oponha a for¸a da gravidade.
                      c                                   `    c
Deve ser uma for¸a vertical e que aponte para cima. Esta for¸a ´ exercida
                   c                                               c e
pela agua e chama-se impuls˜o. Arquimedes foi quem percebeu primeiro
     ´                          a
como funcionava.
Mas ent˜o e os corpos que afundam n˜o sentem a impuls˜o? Estes corpos
         a                               a                    a
tamb´m sentem a impuls˜o da agua mas neste caso ela ´ menor que o peso
     e                      a     ´                         e
do objecto e este afunda. Se o objecto afundar na agua podemos medir a
                                                        ´
impuls˜o que a agua exerce sobre o corpo medindo o peso do objecto no ar e
       a         ´
dentro da agua: a impuls˜o ´ igual a diferen¸a destas duas quantidades. Se
           ´                a e       `         c
o objecto flutuar sabemos que a impuls˜o exercida sobre o objecto ´ igual ao
                                         a                            e
seu peso.
Quando o objecto entra na agua ele desloca um volume de agua igual ao
                              ´                                   ´
volume mergulhado: o volume total se o objecto afundar ou uma parte do
seu volume se o objecto flutuar. A for¸a exercida pela agua ´ precisamente
                                         c                 ´     e
igual ao peso da agua deslocada.
                   ´
Um prego afunda, um clipe afunda, porque n˜o afunda um navio? Num
                                                   a
navio o casco ´ feito de a¸o mas o seu interior cont´m muitos outros materiais
              e           c                           e

                                      31
incluindo ar. A parte do navio que fica dentro da agua ocupa um volume de
                                                        ´
agua que pesa o mesmo que o barco. Se o navio receber mais carga ele entra
´
mais dentro da agua mas desde que n˜o tenha um excesso de carga a agua
                ´                           a                               ´
n˜o passa a borda e n˜o inunda o barco.
  a                    a
Podemos concluir afirmando que um objecto com volume V e peso P objecto
afunda na agua se um volume V de agua tiver um peso Pagua menor que o
           ´                              ´
peso do objecto Pobjecto , i.e. Pobjecto > Pagua . Dizemos que o objecto tem uma
densidade superior a da agua.
                   `        ´
No entanto, se Pobjecto for menor que Pagua, i.e. Pobjecto < Pagua, o objecto
flutua. Neste caso o objecto tem uma densidade menor que a da agua.     ´
Aten¸ao que s´ podemos comparar os pesos se considerarmos iguais volumes
     c˜       o
dos diferentes materiais/objectos.

1.13.2   Propriedades das ´gua
                          a
A agua tem propriedades muitos especiais porque as suas mol´culas s˜o pola-
  ´                                                          e     a
res, i.e. a carga el´ctrica n˜o est´ distribu´ uniformemente. Uma mol´cula
                    e        a     a         ıda                      e
de agua ´ formada por um atomo de oxig´nio e dois de hidrog´nio.
   ´      e                   ´              e                 e
                                        −

                                       O
                                  H          H+
                              +

H´ uma predominˆncia de carga positiva nos atomos de hidrog´nio e carga ne-
  a                 a                             ´                e
gativa no atomo de oxig´nio. Este facto permite estabelecer liga¸oes intermo-
           ´              e                                          c˜
leculares bastante fortes, os atomo de hidrog´nio de uma mol´cula ´ atra´
                                 ´                e                e     e    ıdo
pelo atomo de oxig´nio de outras mol´culas. Na verdade, cada mol´cula de
      ´               e                   e                               e
agua pode estabelecer quatro liga¸oes de hidrog´nio com as mol´culas vizi-
´                                     c˜              e                e
nhas, sendo, portanto, muito intensas as for¸as que as mantˆm unidas.` ainda
                                                c              e            e
por ser formada por uma mol´cula polar que a agua ´ um bom solvente, dis-
                                  e                 ´    e
solvendo uma grande variedade de compostos i´nicos ou moleculares.
                                                    o
Esta propriedade permite, por exemplo, que a agua transporte nutrientes
                                                      ´
dissolvidos atrav´s de organismos vivos e retire os desperd´
                   e                                            ıcios dos mesmos
tecidos, servindo como agente de limpeza.
A agua ´ a unica substˆncia que existe na natureza, simultaneamente, nos
   ´     e ´               a
trˆs estados f´
  e           ısicos: s´lido, l´
                        o      ıquido e gasoso. press˜o normal (uma atmosfera)
                                                       a
ela existe no estado s´lido abaixo de 0
                        o                 o C, no estado de vapor acima 100o C, e

nos estado l´ıquido entre essas temperaturas. Estes valores s˜o diferentes se a
                                                                a
press˜o for maior ou menor do que 1 atm.
      a

                                       32
Uma das propriedades especiais da agua ´ o facto de o gelo (´gua s´lida)
                                      ´     e                     a      o
flutuar na agua: o gelo ´ menos denso que a agua. Na verdade as liga¸oes es-
           ´            e                     ´                        c˜
tabelecidas pelos atomos de hidrog´nio formam an´is hexagonais com “bura-
                  ´                 e               e
cos”. Na agua l´
         ´      ıquida n˜o existem estes buracos e ´ por isso que ´ mais densa
                        a                           e             e
que o gelo. Quando o gelo funde v˜o-se rompendo as liga¸oes de hidrog´nio
                                    a                       c˜             e
diminuindo gradualmente os espa¸o entre as mol´culas e aumentando a den-
                                  c               e
                                          o
sidade. Esta tem o valor m´ximo a 4 C: subindo mais a temperatura as
                              a
mol´culas come¸am a afastar-se devido a agita¸ao t´rmica.
    e           c                         `     c˜ e
Esta propriedade ´ muito importante para a manuten¸ao da vida aqu´tica
                   e                                    c˜                a
em climas muito frios,uma vez que as grandes extens˜es de agua congelam
                                                       o        ´
de cima para baixo e n˜o ao contr´rio.
                        a          a
A expans˜o (aumento de volume) da agua ao congelar pode ser a raz˜o da
         a                              ´                                a
fractura de rochas e de pavimentos de ruas, do rebentamento dos canos da
agua e da quebra do bloco do motor dos autom´veis (da´ a utiliza¸ao de
´                                                   o         ı         c˜
anticongelantes).




Uma outra propriedade particular ´ a tens˜o superficial: um efeito que ocorre
                                      e       a
na camada superficial de um liquido que leva a sua superf´ a se comportar
                                                            ıcie
como uma membrana el´stica.a
Quando um l´    ıquido est´ em repouso e em contacto com o ar, as for¸as de
                           a                                              c
atrac¸ao que se exercem entre as mol´culas do l´
      c˜                                   e         ıquido s˜o diferentes para
                                                             a
as que est˜o a superf´
            a `          ıcie e para as que est˜o no interior do l´
                                                 a                  ıquido. No
interior do l´ıquido, cada mol´cula liga-se as restantes por for¸as iguais em
                                 e             `                 c
todas as direc¸oes. superf´
                 c˜             ıcie, as mol´culas s˜o apenas puxadas para o
                                             e      a
interior l´
          ıquido, pois n˜o existem mol´culas na parte exterior do l´
                        a                e                           ıquido para
exercerem qualquer for¸a, formando-se assim uma esp´cie de pel´
                         c                              e         ıcula el´stica.
                                                                          a
A agua l´
   ´      ıquida tem uma tens˜o superficial extremamente elevada, explicada
                                 a
pelas liga¸oes de hidrog´nio que mantˆm as mol´culas fortemente ligadas.
           c˜              e              e        e
A tens˜o superficial explica v´rios fen´menos:
       a                         a        o

                                       33
A forma das gotas de agua do orvalho ilustram bem a tens˜o superficial: as
                       ´                                 a
mais pequenas formam esferas perfeitas, um pouco maiores s˜o ovais, acha-
                                                            a
tadas e as maiores de todas, demasiado pesadas para serem sustentadas pela
tens˜o superficial, espalham-se. Alguns insectos como o alfaiate passeiam
    a
sobre a agua devido a sua tens˜o superficial.
        ´            `         a
O fen´meno da capilaridade tamb´m est´ relacionado com a tens˜o superfi-
      o                           e      a                        a
cial: quando se introduz um tubo capilar em agua, esta sobe espontaneamente
                                            ´
pela parede do tubo, formando um filme fino e aderente.
A explica¸ao da capilaridade baseia-se na existˆncia de dois tipos de for¸as
          c˜                                   e                          c
que competem entre si: as for¸as intermoleculares de coes˜o entre mol´culas
                              c                          a            e
do l´
    ıquido e for¸as intermoleculares de ades˜o entre mol´culas do l´
                c                           a            e          ıquido e
a superf´ de contacto. esta propriedade que explica a absor¸ao da agua
        ıcie                                                    c˜      ´
pelas plantas: a agua sobe por pequen´
                 ´                    ıssimos tubos existentes dentro delas.




1.13.3   O Tempo

Orvalho ´ agua em forma de gotas que aparece em superf´
          e´                                            ıcies expostas de
manh˜ cedo ou ao anoitecer. A forma¸ao das gotas ´ devido a condensa¸ao
     a                             c˜            e          `          c˜
do vapor de agua existente no ar em contacto com superf´
             ´                                           ıcies frias. Se a
temperatura da superf´ estiver abaixo do ponto solidifi¸ao da agua ent˜o
                     ıcie                             c˜       ´        a
forma-se geada em vez de orvalho.
Geada, ´ tal como a neve, resultante da sublima¸ao do vapor de agua em ar
         e                                        c˜               ´
saturado. Se as superf´
                      ıcies s´lidas em contaco com o ar est˜o abaixo do ponto
                             o                             a
solidifi¸ao da agua crescem cristais de gelo nessas supef´
       c˜     ´                                           ıcies. O tamanho e
quantidade de cristais depende da quantidade de vapor de agua existente no
                                                             ´
ar.

                                     34
De um modo semelhante forma-se a neve nas nuvens: na atmosfera, a tem-
peraturas abaixo da temperatura de solidifica¸ao da agua, o vapor de agua
                                              c˜       ´                ´
sublima passando directamente a forma s´lida formando bonitos cristais e
                                 `        o
depois cai.
Granizo ´ um tipo de precitpita¸ao em forma de peda¸os irregulares de
           e                       c˜                       c
gelo. O granizo forma-se quando a agua super-arrefecida das nuvens entra
                                     ´
em contacto com um centro de condensa¸ao como p´ ou cristais de gelo e
                                         c˜            o
congela muito depressa.
As nuvens que existem na Terra s˜o massas vis´
                                    a             ıveis de pequenas gotas de
agua ou cristais de gelo suspensas na atmosfera. Formam-se quando o vapor
´
de agua invis´ do ar se condensa em pequenas gotas de agua ou cristais de
   ´          ıvel                                          ´
gelo. As nuvens refletem igualmente bem todos os comprimentos de onda da
luz e por isso s˜o geralmente brancas. No entanto, se forem muito densas e
                 a
espessas a luz do Sol n˜o consegue atravess´-las tornando-se cinzentas.
                       a                   a
A chuva ´ uma forma de precipita¸ao tal como a neve e o granizo e forma-se
          e                        c˜
quando gotas de agua caem das nuvens sobre a superf´ da Terra.
                   ´                                   ıcie
O vento ´ um movimento aproximadamente horizontal do ar devido ao aque-
         e
cimento desigual da superf´ da Terra. Podem ocorrer tanto ventos locais
                            ıcie
(como as brisas a beira mar devido ao aquecimento desigual da agua e do
                   `                                              ´
solo) como a n´ global devido ao aquecimento da Terra pelo Sol.
                ıvel




                                     35
36
Cap´
   ıtulo 2

A luz




             37
38
2.1           Quantas cores tem a luz?
Material: vasilha com agua, espelho e luz do Sol.
                      ´

J´ viste um arco-´
  a                               ıris? Descreve as condi¸oes em que o viste. . . . . . . . . . . . . . . .
                                                                               c˜
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Que cores tem o arco-´                     ıris?.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Como conseguiste obter um arco-´ na sala de aula?.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                                                                  ıris
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Desenha o arco-´ que observaste.
               ıris




                                                                         39
2.2           Quantas cores tem a tua caneta preferida?
Faz uma pinta com uma caneta de feltro preta num len¸o de papel e deita                                         c
uma gota de agua por cima da pinta. O que observas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                         ´
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

O que poder´s fazer para descobrir quantas cores tem a tua caneta preferida?
                        a
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Que material precisas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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 cor da caneta                                                                 que cores tem?




                                                                         40
2.3    Consegues acertar no alvo?
Material: espelho, alvo, lanterna

Escolhe um alvo. Consegues acertar no alvo com a luz da lanterna? Repre-
senta num desenho o que se passa.




Consegues acertar no alvo sem apontares a lanterna directamente? O que
fizeste?




Consegues fazer a luz ir onde queres movendo o espelho?

Consegues fazer a luz ir onde queres mantendo o espelho fixo e movendo a
lanterna?

Regista o que descobriste em desenho ou por palavras.




                                    41
2.4   Quantas imagens vˆs?
                       e




Material: espelhos, suportes, folha com marcas, boneco, transferidor




Quantas imagens da figura obtens com um espelho?




Quantas imagens da figura obtens com dois espelhos?




O que acontece ao n´mero de imagens quando diminu´ o angulo entre os
                   u                             ıs ˆ
espelhos?




Para responderes as duas ultimas perguntas coloca os espelhos de modo a
                 `        ´
formarem os diferentes angulos indicados na folha que te ´ fornecida. Para
                       ˆ                                 e
cada posi¸ao conta o n´mero de reflex˜es e completa a tabela:
         c˜           u              o


                                    42
Esquema        angulo
                   ˆ        n´mero de imagens
                             u




Qual deveria ser o angulo para veres 8 imagens?
                   ˆ




                                    43
2.5       Consegues espreitar sem ser visto?

Material
   • duas caixas de leite de sec¸ao quadrada (ou cart˜o)
                                c˜                   a

   • tesoura, cola, fita adesiva e uma r´gua
                                       e

   • 2 espelhos de 5 x 8 cm, 3 mm de espessura com arestas limadas


Constr´i um perisc´pio!
      o           o
Imagina que est´s no submarino dentro do mar e queres saber o que se passa
               a
a superf´ sem que ningu´m te veja.
`       ıcie              e
Precisas de um perisc´pio! Um perisc´pio tamb´m te permite espreitar por
                     o              o         e
detr´s de uma esquina sem que os teus amigos ou amigas te vejam.
    a

´ a
E f´cil construir um perisc´pio.
                           o


                                                     caixa 2




                A
                                    A
          5cm




                              5cm




                B
                                    B                caixa 1
          A
                              A
                                                 A
caixa 1             caixa 2

                                                 B

                                             A




  1. Precisas de duas caixas de leite vazias, das que tˆm sec¸ao quadrada.
                                                       e     c˜
     Corta o topo das caixas. Come¸a por uma das caixas.
                                    c

  2. Marca na aresta da caixa um risco AB igual ao comprimento do fundo
     da caixa, e une os dois pontos A conforme o desenho. Repete o mesmo
     do lado oposto.

                                        44
3. Pede a um adulto que te corte com uma tesoura ou um canivete, pelas
     marcas feitas, duas fendas de 5 cm de comprimento a 2 cm de distˆncia
                                                                     a
     do v´rtice.
         e
  4. Enfia nas fendas um espelho virado para cima e com fita adesiva fixa-o
     bem a caixa.
         `
  5. Corta um buraco na face para a qual est´ virado o espelho, como mostra
                                            a
     o desenho.
  6. Faz o mesmo na segunda caixa mas desta vez faz um buraco mais pe-
     queno.
  7. Enfia a primeira caixa na segunda caixa de modo a obteres uma caixa
     longa com os dois buracos em faces opostas, um em cima e outro em
     baixo. Cola uma caixa a outra com fita adesiva. Ser´ mais f´cil enfiares
                           `                           a       a
     as caixas uma na outra se deres uns pequenos golpes na caixa que fica
     de fora.

O teu perisc´pio est´ pronto!
            o       a

Agora j´ te podes esconder do lado de fora da tua sala, espreitar para dentro
       a
e ver o que os teus colegas fazem, sem seres visto! Espreita pelo buraco
menor, mantendo-te escondido, e vira o buraco maior para o local que queres
observar. O que vˆs?
                  e




                                     45
2.6           Quando ´ a sombra mais curta?
                     e
Quando andas na rua e o sol brilha, a tua sombra nunca se separa de ti.
Lembras-te se ela ´ sempre do mesmo tamanho? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                                   e
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Em que altura do dia ´ mais curta? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                     e

E em que altura do dia ´ mais longa? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                       e

De que lado aparece a sombra? .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Se n˜o te lembras o que se passa experimenta fazer esta experiˆncia. Numa
    a                                                         e
cartolina prendes meia palhinha com fita cola de modo a ficar perpendicular
a cartolina. Incide com a lanterna na palhinha e
`
   a) descobre quando ´ a sombra mais curta.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                      e
   b) descobre quando ´ a sombra sai da folha.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                      e
Desenha as duas situa¸oes no espa¸o a seguir.
                     c˜          c




                   a)                                                                                                         b)
De que lado aparece a sombra, do lado da lanterna ou do lado oposto? . . . .
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Agora j´ sabes dizer em que altura do dia a tua sombra ´ mais longa? E em
              a                                                                                                e
que altura ´ mais curta? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                     e
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                                                                         46
At´ a descoberta do rel´gio as pessoas usavam as sombras para saberem as
   e`                  o
horas. Um rel´gio de sol bem constru´ pode dar as horas com muita pre-
             o                       ıdo
cis˜o.
   a

Durante as f´rias informa-te se h´ algum rel´gio de sol na zona onde vives e
             e                   a           o
tenta obter informa¸ao sobre rel´gios de sol.
                    c˜          o

O rel´gio de sol mais simples ´ formado por uma placa horizontal e uma
     o                         e
estaca vertical. Pode dar as horas correctas apenas durante alguns dias se-
guidos. Experimenta construir um!

Utiliza a cartolina com a palhinha que preparaste na aula. Faz quatro mar-
cas na cartolina uma em cada lado da cartolina. Coloca a cartolina numa
varanda, no quintal ou no parapeito da janela, num local onde apanhe sol
de manh˜ e de tarde. Nesse local faz 4 marcas coincidentes com as marcas
         a
da cartolina para poderes orientar o rel´gio se eles se deslocar. Num dia
                                        o
de sol, marca regularmente ( de hora a hora) o comprimento da sombra e a
hora. Indica ainda num canto da cartolina a data do dia em que registastes
as sombras.




                     16h
                              14h



No dia seguinte verifica se o teu rel´gio est´ certo. Continua a ler as horas
                                    o       a
no teu rel´gio e toma nota do dia em que deixou de dar as horas correctas.
          o



                                     47
2.7     Constr´i um rel´gio de Sol horizontal!
              o        o
Coimbra ´ uma cidade com latitude 40o 12’ Norte e longitude 8o 25’ O. Pre-
         e
cisamos de conhecer estes n´meros se queremos construir o rel´gio de Sol.
                           u                                 o

Um quadrado de cart˜o servir´ para construirmos a base. Marcamos a linha
                    a       a
que divide o quadrado ao meio. Essa linha ir´ indicar o meio-dia solar.
                                            a

Para marcarmos os tra¸os que indicam as outras horas vamos utilizar os re-
                       c
sultados de c´lculos que matem´ticos fizeram. A folha que te deram tem
              a                 a
essas linhas tra¸adas para um rel´gio de Sol que seja utilizado num local a
                c                o                                        `
latitude de Coimbra.

Completa o rel´gio de Sol marcando as horas que faltam.
              o

Mede os angulos a partir da linha do meio dia e completa a tabela.
        ˆ


 hora         angulo
              ˆ




Poder´s usar estes angulos sempre que queiras construir um rel´gio de Sol.
     a             ˆ                                          o

Decora a base do teu rel´gio como mais gostares.
                        o

Para teres as horas ainda te falta o gn´mon que far´ a sombra sobre a base
                                         o            a
indicando a hora e saber orientar o rel´gio. Para o rel´gio de Sol que estamos
                                       o               o
a construir precisamos de uma haste ou gn´mon que nos indique a direc¸ao
                                             o                             c˜
do eixo da Terra.


                                      48
Se estiv´ssemos sobre o P´lo Norte bastava pormos a haste perpendicular a
        e                o                                              `
                                               o
base. Como estamos num ponto com latitude 40 12’ Norte teremos de pˆr  o
a haste com uma inclina¸ao igual a latitude.
                        c˜       `

E como orientamos o rel´gio? A linha do meio dia ter a direc¸ao Norte-Sul,
                         o                                     c˜
com o 12 virado para o Norte. Esta direc¸ao pode ser obtida com um b´ssola
                                         c˜                             u
se corrigirmos o Norte magn´tico indicado pela b´ssola de uma quantidade
                              e                   u
chamada declina¸ao magn´tica. Em Coimbra a declina¸ao magn´tica ´ 4 o
                 c˜         e                             c˜       e      e
                                                         o
2’ Oeste. Isto quer dizer que o Norte magn´tico fica 4 2’ Oeste do Norte
                                             e
geogr´fico.
     a
                                                  o            ´
Agora ainda falta saber ler as horas usando um rel´gio de Sol! E que o rel´gio
                                                                          o
de Sol d´-nos a hora solar e n˜o a hora indicada pelos rel´gios que usamos
        a                     a                           o
no pulso, chamada hora legal.
Portugal, no Inverno, usa a hora dos locais que ficam no meridiano de Gre-
enwich. Ora Portugal fica 8o a Oeste, por isso a nossa hora legal est´ adian-                      a
                   `                                    ´ o
tada relativamente a hora solar. De quanto? E s´ preciso fazer um c´lculo                              a
                                                                              o
simples. Uma hora ou sessenta minutos corresponde a 15 .
1 o a quantos minutos corresponde?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
E 8 o a quantos minutos corresponde?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

No Inverno a hora legal ´ determinada por:
                        e
hora legal=hora solar+ 33,67 min + correc¸ao da equa¸ao do tempo
                                         c˜         c˜

No Ver˜o a hora legal ´ determinada por:
      a               e
hora legal=hora solar+ 1 hora+ 33,67 min + correc¸ao da equa¸ao do tempo
                                                 c˜         c˜

A correc¸ao da equa¸ao do tempo pode ser lida em tabelas ou gr´ficos e ´
         c˜         c˜                                                                    a               e
a correc¸ao que precisamos de fazer porque o eixo da Terra est´ inclinado e
        c˜                                                                         a
porque orbita da Terra em torno do Sol n˜o ´ bem circular.
        ´                                 a e
Que correc¸ao ´ preciso fazer no dia 3 de Junho?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
            c˜ e
Indica um dia em que a correc¸ao ´ nula?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
                               c˜ e




                                                       49
12




50
2.7.1   Rel´gio de Sol: objectivos
           o
Objectivos cient´
                ıficos

  • perceber que o movimento aparente do Sol ao longo do dia ´ devido ao
                                                             e
    movimento de rota¸ao da Terra;
                     c˜
  • observar que o comprimento e direc¸ao das sombras variam ao longo do
                                      c˜
    dia;
  • identificar em que altura do dia as sombras s˜o mais curtas e em que
                                                a
    altura s˜o mais longas;
            a
  • identificar a posi¸ao das sombras relativamente ao Sol;
                     c˜
  • determinar o sul a partir das sombras;
  • aprender o que ´ latitude e longitude;
                   e
  • ler a latitude e longitude de Coimbra;
  • construir um rel´gio de Sol horizontal;
                    o
  • marcar as horas num rel´gio de Sol;
                           o
  • construir um rel´gio de Sol vertical;
                    o
  • verificar que num rel´gio horizontal/vertical as horas n˜o est˜o igual-
                        o                                  a     a
    mente espa¸adas;
               c
  • saber orientar um rel´gio de Sol;
                         o
  • saber a diferen¸a entre hora legal e hora solar;
                   c
  • perceber o que ´ hora de Inverno e hora de Ver˜o
                   e                              a
  • aprender a ler as horas num rel´gio de sol.
                                   o




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  • 1. Constanca Providˆncia ¸ e Experiˆncias no 1o ciclo e Departamento de F´ ısica Universidade de Coimbra 2005
  • 2.
  • 3. Conte´do u 1 A ´gua e o ar a 3 1.1 Afunda ou flutua? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.2 Porque ´ mais f´cil boiar no mar? . . . . . . . . . . . . . . e a . . 7 1.3 Porque que ´ que a tinta se mistura? . . . . . . . . . . . . e . . 8 1.4 Como bebem as flores? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.5 Onde est´ o ar? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a . . 11 1.6 Como bebem as flores? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.7 Quanto choveu? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.8 O que ´ uma nuvem? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e . . 19 1.9 Vai chover? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.10 Aonde h´ agua? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a´ . . 21 1.11 O que ´ um term´metro? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e o . . 25 1.12 A agua e o ar: coment´rios . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ a . . 28 1.13 Ainda a agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ . . 31 1.13.1 Porque flutuam alguns objectos e outros afundam? . . 31 1.13.2 Propriedades das agua . . . . . . . . . . . . . . . . ´ . . 32 1.13.3 O Tempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2 A luz 37 2.1 Quantas cores tem a luz? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.2 Quantas cores tem a tua caneta preferida? . . . . . . . . . . . 40 2.3 Consegues acertar no alvo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.4 Quantas imagens vˆs? . . . . . . . . . . . e . . . . . . . . . . . 42 2.5 Consegues espreitar sem ser visto? . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.6 Quando ´ a sombra mais curta? . . . . . . e . . . . . . . . . . . 46 2.7 Constr´i um rel´gio de Sol horizontal! . . . o o . . . . . . . . . . . 48 2.7.1 Rel´gio de Sol: objectivos . . . . . o . . . . . . . . . . . 51 2.8 A luz: coment´rios . . . . . . . . . . . . . a . . . . . . . . . . . 52 3 Os materiais 55 3.1 Para que serve o fermento? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 1
  • 4. 3.2 Qual absorve mais? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.3 ´ ´ E acido? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 3.4 Porque tˆm os fios de electricidade metal dentro? e . . . . . . . 64 3.5 O que ´ atra´ por um magnete? . . . . . . . . . e ıdo . . . . . . . 66 3.6 Sabes construir uma b´ssola? . . . . . . . . . . . u . . . . . . . 67 3.7 Para onde vai o a¸ucar? . . . . . . . . . . . . . . c . . . . . . . 68 3.8 Qual ´ o mais duro? . . . . . . . . . . . . . . . . e . . . . . . . 70 3.9 Os materiais: coment´rios . . . . . . . . . . . . . a . . . . . . . 72 4 A Terra 75 4.1 Porque est´ quente numa estufa? . . . a . . . . . . . . . . . . . 77 4.2 O que ´ um vulc˜o? . . . . . . . . . . . e a . . . . . . . . . . . . . 78 4.3 Sabes fazer um vulc˜o submarino? . . a . . . . . . . . . . . . . 80 4.4 Porque vibra? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 4.5 O que ´ um sism´grafo? . . . . . . . . e o . . . . . . . . . . . . . 83 4.6 Ser´ que as plantas precisam de luz? . a . . . . . . . . . . . . . 85 4.7 O que faz mal as plantas? . . . . . . . ` . . . . . . . . . . . . . 87 4.8 O que acontece a planta numa estufa? ` . . . . . . . . . . . . . 89 4.9 A Terra: coment´rios . . . . . . . . . . a . . . . . . . . . . . . . 90 5 O espa¸o c 93 5.1 Porque ´ que a Lua n˜o cai? . . . . . . e a . . . . . . . . . . . . . 95 5.2 Porque ´ que ´ mais quente no Ver˜o? e e a . . . . . . . . . . . . . 96 5.3 Quanto ´ que eu peso em Marte? . . . e . . . . . . . . . . . . . 98 5.4 Porque ´ que a forma da Lua varia? . . e . . . . . . . . . . . . . 100 5.5 Qual ´ a forma da Lua? . . . . . . . . e . . . . . . . . . . . . . 103 5.6 Constr´i um foguet˜o! . . . . . . . . . o a . . . . . . . . . . . . . 105 5.7 O espa¸o: coment´rios . . . . . . . . . c a . . . . . . . . . . . . . 106
  • 5. Cap´ ıtulo 1 A ´gua e o ar a 3
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  • 7. 1.1 Afunda ou flutua? Material: ta¸a com agua, v´rios objectos: clipe, pedra, rolha, ma¸a, batata, c ´ a c˜ plasticina, madeira. Quais s˜o os objectos que flutuam? Quais s˜o os objectos que afundam? a a Como podes descobrir?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Completa a tabela seguinte (para responderes ter´s de experimentar mergu- a lhando os objectos na agua). ´ Objecto afunda flutua ma¸a c˜ batata prego clipe borracha madeira plasticina moeda rolha pedra Ser´ que os objectos pesados sempre afundam?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ser´ que os objectos leves sempre flutuam?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
  • 8. Ser´ que o tamanho faz diferen¸a? a c Experimenta a deitar na ta¸a bocados de ma¸a e batata de diferentes tama- c c˜ nhos Objecto afunda flutua 1 ma¸a c˜ 1/2 ma¸a c˜ 1/4 ma¸a c˜ um bocadinho ma¸a c˜ 1 batata 1/2 batata 1/4 batata um bocadinho batata O que conclu´ Ser´ que o tamanho faz diferen¸a?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ıs? a c .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sem querer misturas bocados de batata descascada com bocados de ma¸a c˜ descascada. Como poderias separar os bocados sem teres de provar todos? .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ser´ que a forma faz diferen¸a? Consegues pˆr um bocado de plasticina a a c o flutuar? Como? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Faz o desenho do que fizeste. 6
  • 9. 1.2 Porque ´ mais f´cil boiar no mar? e a Material: sal, agua, copo, ovo, pedra e batata ´ Onde ´ mais f´cil boiar: no mar ou na piscina? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e a Sabes porquˆ? e .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Completa o seguinte quadro indicando se afunda ou flutua agua ´ agua com sal ´ ovo batata ma¸a c˜ pedra Como poder´ ıamos voltar a separar o sal da agua? ´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Deita num prato a agua com sal e noutro prato deita agua do mar. Cola ´ ´ uma etiqueta em cada prato indicando agua com sal ou agua do mar. Deixa ´ ´ a janela durante uns dias. ` O que aconteceu a agua? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . `´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O que observas em cada prato? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Observa os cristais com uma lupa binocular e faz um desenho Porque ´ mais f´cil boiar no mar? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e a .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Faz um esquema das diferentes etapas desta experiˆncia. e 7
  • 10. 1.3 Porque que ´ que a tinta se mistura? e Material: 2 frascos iguais, corante, agua quente e fria, gota-gotas. ´ Enche um dos frascos com agua fria da torneira e o outro com agua quente. ´ ´ Deita uma gota de corante em cada frasco e observa. O que aconteceu a tinta no frasco com agua fria? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ` ´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O que aconteceu a tinta no frasco com agua quente? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ` ´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Em qual dos frascos se misturou mais depressa a tinta com a agua?. . . . . . . . ´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Porque ser´? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Faz um desenho do que observaste. 8
  • 11. 1.4 Como bebem as flores? Material: 2 copos, corante e uma fita de algod˜o a Sabes como chega a agua a todas as partes duma flor? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Faz o seguinte: Enche um copo com agua e adiciona-lhe um pouco de corante. Pega numa ´ tira de algod˜o e p˜e uma das pontas dentro do copo com agua de modo que a o ´ a ponta toque no fundo do copo. P˜e a outra ponta do algod˜o num copo o a vazio. Deixa ficar. Observa o que se passa passado duas horas. O que vˆs? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Volta a observar no dia seguinte. O que vˆs? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Qual ´ a altura da agua em ambos os copos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e ´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
  • 12. Repete a experiˆncia pondo o copo com agua mais alto que o copo vazio. Por e ´ exemplo p˜e o copo com agua em cima de um livro. O que observas passado o ´ um dia? .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Repete a experiˆncia pondo o copo com agua mais baixo que o copo vazio. e ´ Por exemplo p˜e o copo vazio em cima de um livro. O que observas passado o um dia? .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Faz um esquema de cada uma das observa¸oes. c˜ O que conclu´ com esta experiˆncia? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ıste e .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
  • 13. 1.5 Onde est´ o ar? a H´ ar em toda a parte mas n˜o o vemos, n˜o tem cheiro e geralmente n˜o a a a a o sentimos. No entanto, sem ar n˜o haveria vida no planeta Terra. Como a podemos mostrar que o ar nos rodeia? Indica situa¸oes em que sentes a pre- c˜ sen¸a do ar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Faz as seguintes experiˆncias e tenta explicar o que se passa e 1. Enche bem um copo com agua e tapa-o com um peda¸o de papel. Se- ´ c gurando com a m˜o o papel, vira o copo ao contr´rio e retira a m˜o. O a a a que se passa? .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....................................................................... ....................................................................... Como explicas o que observaste? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....................................................................... ....................................................................... Faz um esquema da experiˆncia: e 11
  • 14. 2. Calca um len¸o no fundo de um copo de vidro. Vira o copo e verifica c que o len¸o n˜o cai. Nessa posi¸ao enfia o copo dentro de uma ta¸a c a c˜ c grande com agua. Mant´m sempre a boca do copo virada para baixo. ´ e Consegues ver se a agua entrou no copo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ ....................................................................... Retira o copo da agua sempre com a boca virada para baixo. Como est´ ´ a o len¸o, seco ou molhado? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c Sabes explicar o que se passou? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....................................................................... Volta a pˆr o copo na agua com a boca para baixo. Vira-o lentamente. o ´ O que observas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....................................................................... O que se passou? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....................................................................... Faz um esquema da experiˆncia: e 12
  • 15. 3. Corta uma espiral de um peda¸o de papel com a forma de um c´ c ırculo. Prende o centro a uma linha com a ajuda de uma agulha. Acende uma vela e pendura a espiral por cima da vela, mas bem afastada para n˜o a tocar na chama!. O que observas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....................................................................... Sabes explicar o que se observaste? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....................................................................... ....................................................................... Faz um esquema da experiˆncia: e 13
  • 16. 4. Enche com agua uma garrafa de pl´stico com um pequeno furo no fundo. ´ a Verifica se a agua cai pelo buraco ou n˜o.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ a Agora, fecha bem a garrafa com a tampa. A agua continua a cair? . . . ´ ....................................................................... Como poderemos explicar o que se passou? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....................................................................... ....................................................................... Quando abrimos um pacote de leite, o leite sai com dificuldade se o bu- raco n˜o for muito grande. Sugere o que poderemos fazer para o leite a sair sem dificuldade. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....................................................................... Faz um esquema da experiˆncia: e 14
  • 17. 1.6 Como bebem as flores? Material: 2 copos, corante e uma fita de algod˜o a Sabes como chega a agua a todas as partes duma flor? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Faz o seguinte: Enche um copo com agua e adiciona-lhe um pouco de corante. Pega numa ´ tira de algod˜o e p˜e uma das pontas dentro do copo com agua de modo que a o ´ a ponta toque no fundo do copo. P˜e a outra ponta do algod˜o num copo o a vazio. Deixa ficar. Observa o que se passa passado duas horas. O que vˆs? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Volta a observar no dia seguinte. O que vˆs? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Qual ´ a altura da agua em ambos os copos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e ´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
  • 18. Repete a experiˆncia pondo o copo com agua mais alto que o copo vazio. Por e ´ exemplo p˜e o copo com agua em cima de um livro. O que observas passado o ´ um dia? .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Repete a experiˆncia pondo o copo com agua mais baixo que o copo vazio. e ´ Por exemplo p˜e o copo vazio em cima de um livro. O que observas passado o um dia? .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Faz um esquema de cada uma das observa¸oes. c˜ O que conclu´ com esta experiˆncia? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ıste e .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
  • 19. 1.7 Quanto choveu? Material: copos, corante e uma fita de v´rios materiais a No in´ de Janeiro choveu muito. Ter´ chovido sempre o mesmo? Como ıcio a poderemos saber em que dia choveu mais e em que choveu menos? . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Num dia de chuva p˜e v´rias vasilhas a apanhar chuva. Tem o cuidado de n˜o o a a pores nenhuma debaixo de uma arvore ou do telhado da escola (porquˆ?). ´ e Escolher vasilhas com o fundo do mesmo tamanho da abertura. Deixa passar umas horas, ou mesmo um dia. Quando as vasilhas j´ tiverem a uma quantidade razo´vel de agua compara a altura da agua nas diferentes a ´ ´ vasilhas. O que conclu´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ıs? .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Faz um desenho das vasilhas com a agua da chuva. ´ 17
  • 20. Constr´i um pluvi´metro! o o Precisas de uma garrafa de pl´stico. Corta-lhe o topo e vira-o para baixo a sobre a garrafa. Cola com dois peda¸os de fita-cola. De lado cola uma tira c de fita adesiva e com a ajuda de uma r´gua marca uma escala. Deita agua e ´ na garrafa at´ a primeira marca (0). Deste modo a garrafa n˜o tomba t˜o e` a a facilmente. N˜o te esque¸as de medir a agua da chuva a partir do 0 e n˜o do a c ´ a fundo da garrafa. Coloca a garrafa num vaso de barro e prende-o com pedras para que n˜o se vire com a chuva e o vento. a Tens o teu higr´metro preparado! o Quando o quiseres usar coloca o vaso num local aberto longe de arvores e ´ telhados. Faz a leitura da agua na garrafa todos os dias. Para o preparares ´ para o pr´ximo dia, deita a agua fora e deixa agua apenas at´ a marca 0. o ´ ´ e` Toma nota das leituras durante uma semana e depois faz um gr´fico de barras a com os resultados. data altura da agua ´ Em que dia choveu mais? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . E para saberes se o teu higr´metro est´ a funcionar bem compara as tuas o a medi¸oes com os valores indicados no jornal! c˜ 18
  • 21. 1.8 O que ´ uma nuvem? e Sabes o que ´ uma nuvem? Antes de responderes cria uma nuvem num frasco e e observa. Deita num frasco de vidro agua quente e junta sal. Podemos pensar que ´ a ´ e agua do mar aquecida pelo Sol. Vira a tampa do frasco ao contr´rio, enche-a ´ a de gelos e tapa o frasco com a tampa virada ao contr´rio. O gelo representa a a atmosfera fria que cobre o planeta Terra. Fecha a luz e as janelas da sala. Aponta uma lanterna acesa para o frasco. O que observas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Est´s a ver uma pequena nuvem num frasco. As nuvens s˜o formadas por a a pequenas gotinhas de agua. Quando as gotas ficam grandes come¸a a chover. ´ c Ser´ que no teu frasco j´ come¸ou a chover? Levanta a tampa e escreve o a a c que observas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ Prova a agua que se formou na tampa do frasco. E salgada? .. . . . . . . . . . . . . . ´ Sabes porquˆ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e Que material precisaste para fazer esta experiˆncia? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
  • 22. 1.9 Vai chover? Certas substˆncias mudam de cor com a agua. Um exemplo ´ o cloreto de a ´ e cobalto que os qu´ımicos usam nos laborat´rios. O cloreto de cobalto ´ um p´ o e o azul forte quando est´ bem seco e cor de rosa quando est´ h´mido. Vamos a a u usar esta substˆncia para construir um higr´metro, isto ´, um aparelho que a o e nos diz se o ar est´ h´mido ou seco. Quando chove o ar fica muito h´mido. a u u Pelo contr´rio, nos dias de sol o ar est´ seco. a a Numa cartolina desenha o boneco que tu quiseres. Recorta o boneco e pinta-o todo excepto duas partes, por exemplo a crista e a asa da galinha, as orelhas e a barriga do urso, o cabelo e o la¸o do palha¸o, a chamin´ e as janelas c c e do barco. Pede ajuda para cortares em papel de filtro com cloreto de co- balto precisamente as partes do teu desenho que ficaram em branco. Esta substˆncia ´ t´xica e por isso n˜o lhe deves tocar e no final da experiˆncia a e o a e deves lavar bem as m˜os. Usa luvas para colar o papel de filtro com cloreto de a cobalto no lugar ou pede a tua professora que o fa¸a. Nas costas do desenho ` c cola com fita adesiva uma argola de fio para o pendurares. O teu higr´metro o est´ pronto! Pendura-o num local bem vis´ a ıvel. Nos dias secos a crista e a asa da galinha ter˜o uma linda cor .. . . . . . . . . . . . . a nos dias de chuva ter˜o uma linda cor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a e nos dias h´midos mas sem chuva a cor ser´ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . u a Agora podes passar a registar todos os dias a temperatura indicada pelo term´metro, a cor do higr´metro e se est´ chuva, sol, enevoado, vento trovo- o o a ada ou neve. 20
  • 23. 1.10 Aonde h´ ´gua? aa Escreve palavras relacionadas com agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O que acontece se puseres um copo com agua no congelador? . . . . . . . . . . . . . . ´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Qual ´ a temperatura do congelador?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e Onde podes encontrar agua em forma de gelo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A que temperatura a agua se transforma em gelo?.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ Como podes descobrir? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Quando a agua se transforma em gelo, dizemos que a agua solidificou. ´ ´ P˜e um copo com agua no congelador e mede a temperatura da agua de 30 o ´ ´ em 30 minutos. Regista os teus dados na tabela: hora temperatura gelo? A que temperatura a agua se transforma em gelo?.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ Aonde se forma o gelo primeiro? No fundo ou a superf´ ` ıcie? . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sabes o que ´ geada? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e 21
  • 24. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tira do congelador um acumulador bem frio dos que s˜o utilizados nas cai- a xas frigor´ ıficas. Deixa-o ficar durante algum tempo ao ar e observa o que se passa. Consegues explicar o que se passou? .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O que acontece a um cubo de gelo na sala, fora do frigor´ ıfico? . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dizemos que o gelo fundiu. Qual ´ a temperatura da sala?. . . . . . . . . . . . . . . . e O que acontece se deixares um prato com agua ao sol? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dizemos que a agua se evaporou. D´ outros exemplos: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ a .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O que acontece as paredes de fora de um copo com gelo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . ` .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dizemos que o vapor de agua condensou. D´ outros exemplos: . . . . . . . . . . . ´ a .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Como sabemos que o ar tem vapor de agua? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A que temperatura ferve a agua?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ Quando a agua ferve dizemos que ela entrou em ebuli¸˜o. ´ ca A temperatura do Tit˜, uma lua do planeta Saturno, ´ de cerca de -180 oC. a e Se existir agua neste planeta em que forma ´ que ela se encontra? . . . . . . . . . ´ e A temperatura da superf´ de V´nus varia entre 130oC e 500oC. Se existir ıcie e agua neste planeta em que forma ela se encontra? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
  • 25. Estados da água temperatura aumenta o água a ferver (água ferve a 100 C) o água evapora nas salinas gelo derrete acima de 0 C roupa a secar neve derrete quando aquece poças de água evaporam fusão vaporização evaporaçao ebuliçao sólido líquido gasoso 23 gelo água vapor de água neve chuva existe no ar granizo solidificação nuvens condensação icebergs nevoeiro água congela no congelador geada orvalho espelho da casa de banho embacia−se formação de granizo o água arrefece abaixo de 0 C garrafa de refresco embacia−se formação de orvalho formação de nuvens temperatura diminui
  • 26. Estados da água temperatura aumenta fusão vaporização evaporaçao ebuliçao sólido líquido gasoso 24 gelo água vapor de água solidificação condensação temperatura diminui
  • 27. 1.11 O que ´ um term´metro? e o Observa bem um term´metro. o Indica como ´ que ´ formado o term´metro:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e e o .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . De que cor ´ o l´ e ıquido dentro dele? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Consegues fazer variar a altura do l´ ıquido?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Como?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Faz um desenho do term´metro o 25
  • 28. Qual ´ a temperatura da ´gua gelada? e a E da ´gua fria da torneira? a E da ´gua de um banho quente? a Qual ´ a temperatura do teu congelador? e P˜e o term´metro dentro do congelador, e dentro de uma vasilha com agua o o ´ gelada, agua da torneira e agua quente. Regista a temperatura nos esquemas ´ ´ e por baixo de cada term´metro completa com: o congelador, ´gua gelada, ´gua fria, ´gua quente a a a 80 80 80 80 70 70 70 70 60 60 60 60 50 50 50 50 40 40 40 40 30 30 30 30 20 20 20 20 10 10 10 10 0 0 0 0 −10 −10 −10 −10 −20 −20 −20 −20 −30 −30 −30 −30 Regista a temperatura da tua sala de aula e a do recreio. Indica tamb´m o e tempo que faz: sol, nuvens, chuva, vento, trovoada, granizo, nevoeiro. 26
  • 29. Sala: data: 80 80 80 80 80 70 70 70 70 70 60 60 60 60 60 50 50 50 50 50 40 40 40 40 40 30 30 30 30 30 20 20 20 20 20 10 10 10 10 10 0 0 0 0 0 −10 −10 −10 −10 −10 −20 −20 −20 −20 −20 −30 −30 −30 −30 −30 temperatura: Recreio: data: 80 80 80 80 80 70 70 70 70 70 60 60 60 60 60 50 50 50 50 50 40 40 40 40 40 30 30 30 30 30 20 20 20 20 20 10 10 10 10 10 0 0 0 0 0 −10 −10 −10 −10 −10 −20 −20 −20 −20 −20 −30 −30 −30 −30 −30 temperatura: tempo: 27
  • 30. 1.12 A ´gua e o ar: coment´rios a a 1.1 Afunda ou flutua? Com esta experiˆncia as crian¸as poder˜o ter um primeiro contacto com a e c a no¸ao de densidade (raz˜o entre a massa e o volume da substˆncia). Espera- c˜ a a se que elas descubram que n˜o ´ por ser pesado ou leve que um objecto a e afunda ou flutua. Um peda¸o maci¸o de madeira flutua mesmo que seja t˜o c c a grande como uma arvore. Um peda¸o maci¸o de ferro afunda mesmo que seja ´ c c t˜o pequeno como um alfinete. Dizemos que a madeira ´ menos densa que a a e agua e que o ferro ´ mais denso que a agua. Se tivessemos trˆs objectos, um ´ e ´ e de madeira, outro de ferro e terceiro de agua, todos com o mesmo volume, o ´ mais leve seria o de madeira e o mais pesado o de ferro. A t´cnica de separa¸ao de uma mistura de substˆncias com densidades dife- e c˜ a rentes ´ utilizada nos laborat´rios. e o Com alunos mais velhos poder´ iniciar-se a actividade perguntando que ma- a teriais s˜o usados para construir barcos e porquˆ. Alguns materiais, como a a e madeira e o pl´stico poder˜o ser sugeridos com o argumento de que flutuam. a a Mas os navios s˜o feitos de a¸o por ser mais resistente. Por que ´ que ser´ que a c e a os navios n˜o afundam? Esta pergunta pode ser explorada com plasticina e a agua. Uma bola de plasticina afunda mas se lhe dermos a forma de um barco, ´ de modo a ficar ar dentro da plasticina, ela flutua. A presente actividade por ser realizada com crian¸as de todas as idades, desde c os quatro at´ aos dez anos, com diferentes graus de aprofundamento. e 1.2 Porque ´ mais f´cil boiar no mar? e a Como continua¸ao da actividade anterior poder´ ser explorada a diferen¸a c˜ a c entre agua doce e a agua salgada. A agua salgada ´ mais densa que a agua ´ ´ ´ e ´ doce (se deitassemos um corante na agua salgada e com cuidado despejasse- ´ mos um pouco de agua salgada em agua doce veriamos que ela ia ao fundo). ´ ´ Como consequˆncia materiais que afundam em agua doce poder˜o flutuar em e ´ a agua salgada (desde que suficientemente salgada). Um exemplo ´ a batata, ´ e outro ´ um ovo fresco. e No final da actividade poder´ perguntar-se as crian¸as como poderiam elas a ` c separar o sal da agua. Poss´ ´ ıvelmente elas dir˜o filtrando. Deixe-as expe- a rimentar. O m´todo de separa¸ao ´ a evapora¸ao, o m´todo utilizado nas e c˜ e c˜ e salinas. 28
  • 31. 1.3 Porque que ´ que a tinta se mistura? e Com esta experiˆncia simples poder´ introduzir-se a no¸ao que as substˆncias e a c˜ a s˜o formadas por part´ a ıculas pequen´ ıssimas. As part´ ıculas do corante v˜o-se a distribuir no espa¸o livre entre as part´ c ıculas de agua. Ser´ f´cil observar ´ a a que o corante se mistura muito mais depressa na agua quente. Poder´ ser ´ a explicado que as pequenas part´ ıculas que formam a agua (mol´culas de agua) ´ e ´ movem-se tanto mais depressa quanto maior for a temperatura da agua e essa ´ agita¸ao facilita e acelera a mistura das duas substˆncias, agua e corante. c˜ a ´ 1.4 Como bebem as flores? A agua ´ formada por mol´culas polares, i.e. numa parte da mol´cula ´ e e e concentra-se carga positiva e noutra carga negativa. Devido a esta distri- bui¸ao de carga n˜o uniforme as mol´culas agarram-se umas as outras e c˜ a e ` aderem a superf´ do algod˜o, ocupando os espa¸os livres existentes entre ` ıcie a c as fibras do algod˜o. Deste modo elas sobem pela tira de algod˜o e depois a a descem para o copo vazio. O mesmo acontece as plantas. A agua sobe por ` ´ pequen´ ıssimos tubos existentes dentro delas. Este fen´meno denomina-se o capilaridade. Este m´todo pode ser usado para filtrar agua suja. Experimente a colocar e ´ agua com terra numa vasilha. Coloque um peda¸o de algod˜o entre esta ´ c a vasilha e uma outra colocada num plano mais baixo. Observe o aspecto da agua que passou para a segunda vasilha e compare-o com a agua da primeira ´ ´ vasilha. 1.5 Onde est´ o ar? a O ar n˜o se vˆ por ser invis´ mas pode ser sentido ou a sua presen¸a pode a e ıvel c ser observada pelos efeitos que observamos noutros objectos. A primeira e quarta experiˆncia baseiam-se no fen´meno da press˜o exercida pelo ar. A e o a segunda parte do princ´ıpio que o ar ocupa espa¸o e, se o n˜o deixarmos sair c a do copo, a agua n˜o conseguir´ entrar. A terceira experiˆncia tira partido ´ a a e das correntes de convec¸ao que se geram quando aquecemos o ar. Ar quente c˜ (aquecido pela vela) ´ menos denso que o ar frio e por isso sobe. No seu e movimento de ascens˜o p˜e em movimento a espiral de papel. a o 1.6 Como despejar um aqu´rio? a Esta ´, em parte, uma aplica¸ao da experiˆncia anterior. Quando enchemos o e c˜ e tubo com agua e colocamos uma ponta no aqu´rio e a outra num balde a um ´ a 29
  • 32. n´ mais baixo, a agua que est´ no tubo cai devido a for¸a da gravidade. ıvel ´ a ` c No seu lugar fica o vazio e autom´ticamente a press˜o do ar a superf´ a a ` ıcie do aqu´rio empurra mais agua para dentro do tubo. A agua continuar´ a a ´ ´ a despejar 1.7 Quanto choveu? Esta e as experiˆncias seguintes est˜o relacionadas com o tempo e poder˜o e a a ser exploradas quando se aborda o tema das esta¸oes do ano. Esta, em c˜ particular, envolve a constru¸ao de um pluvi´metro, o registo de medi¸oes, o c˜ o c˜ tratamento e an´lise dos dados recolhidos. Uma actividade interessante ´ a a e compara¸ao da pluviosidade durante um certo per´ c˜ ıodo num local de Portugal e compara¸ao com outros locais. Os dados s˜o facilmente obtidos a partir de c˜ a um jornal di´rio. a 1.8 O que ´ uma nuvem? e Quantas vezes os livros escolares d˜o, erradamente, o exemplo de uma nuvem a para representar agua no estado gasoso. Com esta experiˆncia as crian¸as ´ e c observar˜o que na verdade uma nuvem ´ formada por pequen´ a e ıssimas gotinhas de agua que s˜o levadas para o cimo pelo o ar quente/vapor de agua no seu ´ a ´ movimento de ascens˜o. a 1.9 Vai chover? O cloreto de cobalto II ´ uma substˆncia t´xica e recentemente foi indicada e a o como sendo possivelmente cancer´ ıgena. As crian¸as n˜o dever˜o manipular o c a a papel embebido em cloreto de cobalto II. A/o professor(a) dever´ falar sobre a os cuidados a ter quando se lida com substˆncias t´xicas. Em particular a o dever´ usar luvas na prepara¸ao do papel embebido. Se levar um secador de a c˜ cabelo para a aula as crian¸as poder˜o ver a passagem da cor do papel de rosa c a (molhado) para azul˜o (seco). As luvas finas de borracha compram-se numa a farm´cia ou poder˜o comprar-se em caixas de 100 a empresas de material a a did´tico. Por precau¸ao no final da aula todas as crian¸as deveriam lavar as a c˜ c m˜os. a 1.10 Aonde h´ ´gua? aa Esta actividade ´ optima quando os estados da agua s˜o estudados. Se quiser e´ ´ a ver a forma¸ao de geada num acumulador de frio dever´ utilizar um conge- c˜ a 30
  • 33. lador com temparaturas bem baixas. Se a temperatura do congelador for pr´xima de zero graus n˜o conseguir´. o a a 1.11 O que ´ um term´metro? e o Com esta actividade s˜o abordados v´rios temas: a propriedade que a maior a a parte das substˆncias tˆm de dilatar quando a temperatura aumenta, o modo a e como essa propriedade pode ser utilizada associada a uma escala, a no¸ao de c˜ temperatura, a necessidade de fornecer calor para aumentar a temperatura. Ap´s o registo da temperatura durante v´rios dias e de preferˆncia em v´rias o a e a esta¸oes do ano poder˜o ser construidos gr´ficos de barras e comparadas c˜ a a as temperaturas. Alguns term´metros tˆm n´meros negativos o que n˜o ´ o e u a e problema. As crian¸as frequentemente j´ tˆm de lidar com n´meros negativos c a e u nos elevadores. Poder´ explicar-se que s˜o n´meros menores que o zero, e em a a u particular no term´metro, representam temperaturas mais frias que 0 C. o 1.13 Ainda a ´gua a 1.13.1 Porque flutuam alguns objectos e outros afundam? Se largarmos um objecto ele cai porque a for¸a da gravidade o puxa para o c centro da Terra. O objecto s´ p´ra quando tiver um suporte que o segure. o a Se largarmos um objecto sobre a agua ele poder´ afundar ou flutuar. Ele s´ ´ a o flutua se alguma for¸a actuar sobre ele que se oponha a for¸a da gravidade. c ` c Deve ser uma for¸a vertical e que aponte para cima. Esta for¸a ´ exercida c c e pela agua e chama-se impuls˜o. Arquimedes foi quem percebeu primeiro ´ a como funcionava. Mas ent˜o e os corpos que afundam n˜o sentem a impuls˜o? Estes corpos a a a tamb´m sentem a impuls˜o da agua mas neste caso ela ´ menor que o peso e a ´ e do objecto e este afunda. Se o objecto afundar na agua podemos medir a ´ impuls˜o que a agua exerce sobre o corpo medindo o peso do objecto no ar e a ´ dentro da agua: a impuls˜o ´ igual a diferen¸a destas duas quantidades. Se ´ a e ` c o objecto flutuar sabemos que a impuls˜o exercida sobre o objecto ´ igual ao a e seu peso. Quando o objecto entra na agua ele desloca um volume de agua igual ao ´ ´ volume mergulhado: o volume total se o objecto afundar ou uma parte do seu volume se o objecto flutuar. A for¸a exercida pela agua ´ precisamente c ´ e igual ao peso da agua deslocada. ´ Um prego afunda, um clipe afunda, porque n˜o afunda um navio? Num a navio o casco ´ feito de a¸o mas o seu interior cont´m muitos outros materiais e c e 31
  • 34. incluindo ar. A parte do navio que fica dentro da agua ocupa um volume de ´ agua que pesa o mesmo que o barco. Se o navio receber mais carga ele entra ´ mais dentro da agua mas desde que n˜o tenha um excesso de carga a agua ´ a ´ n˜o passa a borda e n˜o inunda o barco. a a Podemos concluir afirmando que um objecto com volume V e peso P objecto afunda na agua se um volume V de agua tiver um peso Pagua menor que o ´ ´ peso do objecto Pobjecto , i.e. Pobjecto > Pagua . Dizemos que o objecto tem uma densidade superior a da agua. ` ´ No entanto, se Pobjecto for menor que Pagua, i.e. Pobjecto < Pagua, o objecto flutua. Neste caso o objecto tem uma densidade menor que a da agua. ´ Aten¸ao que s´ podemos comparar os pesos se considerarmos iguais volumes c˜ o dos diferentes materiais/objectos. 1.13.2 Propriedades das ´gua a A agua tem propriedades muitos especiais porque as suas mol´culas s˜o pola- ´ e a res, i.e. a carga el´ctrica n˜o est´ distribu´ uniformemente. Uma mol´cula e a a ıda e de agua ´ formada por um atomo de oxig´nio e dois de hidrog´nio. ´ e ´ e e − O H H+ + H´ uma predominˆncia de carga positiva nos atomos de hidrog´nio e carga ne- a a ´ e gativa no atomo de oxig´nio. Este facto permite estabelecer liga¸oes intermo- ´ e c˜ leculares bastante fortes, os atomo de hidrog´nio de uma mol´cula ´ atra´ ´ e e e ıdo pelo atomo de oxig´nio de outras mol´culas. Na verdade, cada mol´cula de ´ e e e agua pode estabelecer quatro liga¸oes de hidrog´nio com as mol´culas vizi- ´ c˜ e e nhas, sendo, portanto, muito intensas as for¸as que as mantˆm unidas.` ainda c e e por ser formada por uma mol´cula polar que a agua ´ um bom solvente, dis- e ´ e solvendo uma grande variedade de compostos i´nicos ou moleculares. o Esta propriedade permite, por exemplo, que a agua transporte nutrientes ´ dissolvidos atrav´s de organismos vivos e retire os desperd´ e ıcios dos mesmos tecidos, servindo como agente de limpeza. A agua ´ a unica substˆncia que existe na natureza, simultaneamente, nos ´ e ´ a trˆs estados f´ e ısicos: s´lido, l´ o ıquido e gasoso. press˜o normal (uma atmosfera) a ela existe no estado s´lido abaixo de 0 o o C, no estado de vapor acima 100o C, e nos estado l´ıquido entre essas temperaturas. Estes valores s˜o diferentes se a a press˜o for maior ou menor do que 1 atm. a 32
  • 35. Uma das propriedades especiais da agua ´ o facto de o gelo (´gua s´lida) ´ e a o flutuar na agua: o gelo ´ menos denso que a agua. Na verdade as liga¸oes es- ´ e ´ c˜ tabelecidas pelos atomos de hidrog´nio formam an´is hexagonais com “bura- ´ e e cos”. Na agua l´ ´ ıquida n˜o existem estes buracos e ´ por isso que ´ mais densa a e e que o gelo. Quando o gelo funde v˜o-se rompendo as liga¸oes de hidrog´nio a c˜ e diminuindo gradualmente os espa¸o entre as mol´culas e aumentando a den- c e o sidade. Esta tem o valor m´ximo a 4 C: subindo mais a temperatura as a mol´culas come¸am a afastar-se devido a agita¸ao t´rmica. e c ` c˜ e Esta propriedade ´ muito importante para a manuten¸ao da vida aqu´tica e c˜ a em climas muito frios,uma vez que as grandes extens˜es de agua congelam o ´ de cima para baixo e n˜o ao contr´rio. a a A expans˜o (aumento de volume) da agua ao congelar pode ser a raz˜o da a ´ a fractura de rochas e de pavimentos de ruas, do rebentamento dos canos da agua e da quebra do bloco do motor dos autom´veis (da´ a utiliza¸ao de ´ o ı c˜ anticongelantes). Uma outra propriedade particular ´ a tens˜o superficial: um efeito que ocorre e a na camada superficial de um liquido que leva a sua superf´ a se comportar ıcie como uma membrana el´stica.a Quando um l´ ıquido est´ em repouso e em contacto com o ar, as for¸as de a c atrac¸ao que se exercem entre as mol´culas do l´ c˜ e ıquido s˜o diferentes para a as que est˜o a superf´ a ` ıcie e para as que est˜o no interior do l´ a ıquido. No interior do l´ıquido, cada mol´cula liga-se as restantes por for¸as iguais em e ` c todas as direc¸oes. superf´ c˜ ıcie, as mol´culas s˜o apenas puxadas para o e a interior l´ ıquido, pois n˜o existem mol´culas na parte exterior do l´ a e ıquido para exercerem qualquer for¸a, formando-se assim uma esp´cie de pel´ c e ıcula el´stica. a A agua l´ ´ ıquida tem uma tens˜o superficial extremamente elevada, explicada a pelas liga¸oes de hidrog´nio que mantˆm as mol´culas fortemente ligadas. c˜ e e e A tens˜o superficial explica v´rios fen´menos: a a o 33
  • 36. A forma das gotas de agua do orvalho ilustram bem a tens˜o superficial: as ´ a mais pequenas formam esferas perfeitas, um pouco maiores s˜o ovais, acha- a tadas e as maiores de todas, demasiado pesadas para serem sustentadas pela tens˜o superficial, espalham-se. Alguns insectos como o alfaiate passeiam a sobre a agua devido a sua tens˜o superficial. ´ ` a O fen´meno da capilaridade tamb´m est´ relacionado com a tens˜o superfi- o e a a cial: quando se introduz um tubo capilar em agua, esta sobe espontaneamente ´ pela parede do tubo, formando um filme fino e aderente. A explica¸ao da capilaridade baseia-se na existˆncia de dois tipos de for¸as c˜ e c que competem entre si: as for¸as intermoleculares de coes˜o entre mol´culas c a e do l´ ıquido e for¸as intermoleculares de ades˜o entre mol´culas do l´ c a e ıquido e a superf´ de contacto. esta propriedade que explica a absor¸ao da agua ıcie c˜ ´ pelas plantas: a agua sobe por pequen´ ´ ıssimos tubos existentes dentro delas. 1.13.3 O Tempo Orvalho ´ agua em forma de gotas que aparece em superf´ e´ ıcies expostas de manh˜ cedo ou ao anoitecer. A forma¸ao das gotas ´ devido a condensa¸ao a c˜ e ` c˜ do vapor de agua existente no ar em contacto com superf´ ´ ıcies frias. Se a temperatura da superf´ estiver abaixo do ponto solidifi¸ao da agua ent˜o ıcie c˜ ´ a forma-se geada em vez de orvalho. Geada, ´ tal como a neve, resultante da sublima¸ao do vapor de agua em ar e c˜ ´ saturado. Se as superf´ ıcies s´lidas em contaco com o ar est˜o abaixo do ponto o a solidifi¸ao da agua crescem cristais de gelo nessas supef´ c˜ ´ ıcies. O tamanho e quantidade de cristais depende da quantidade de vapor de agua existente no ´ ar. 34
  • 37. De um modo semelhante forma-se a neve nas nuvens: na atmosfera, a tem- peraturas abaixo da temperatura de solidifica¸ao da agua, o vapor de agua c˜ ´ ´ sublima passando directamente a forma s´lida formando bonitos cristais e ` o depois cai. Granizo ´ um tipo de precitpita¸ao em forma de peda¸os irregulares de e c˜ c gelo. O granizo forma-se quando a agua super-arrefecida das nuvens entra ´ em contacto com um centro de condensa¸ao como p´ ou cristais de gelo e c˜ o congela muito depressa. As nuvens que existem na Terra s˜o massas vis´ a ıveis de pequenas gotas de agua ou cristais de gelo suspensas na atmosfera. Formam-se quando o vapor ´ de agua invis´ do ar se condensa em pequenas gotas de agua ou cristais de ´ ıvel ´ gelo. As nuvens refletem igualmente bem todos os comprimentos de onda da luz e por isso s˜o geralmente brancas. No entanto, se forem muito densas e a espessas a luz do Sol n˜o consegue atravess´-las tornando-se cinzentas. a a A chuva ´ uma forma de precipita¸ao tal como a neve e o granizo e forma-se e c˜ quando gotas de agua caem das nuvens sobre a superf´ da Terra. ´ ıcie O vento ´ um movimento aproximadamente horizontal do ar devido ao aque- e cimento desigual da superf´ da Terra. Podem ocorrer tanto ventos locais ıcie (como as brisas a beira mar devido ao aquecimento desigual da agua e do ` ´ solo) como a n´ global devido ao aquecimento da Terra pelo Sol. ıvel 35
  • 38. 36
  • 39. Cap´ ıtulo 2 A luz 37
  • 40. 38
  • 41. 2.1 Quantas cores tem a luz? Material: vasilha com agua, espelho e luz do Sol. ´ J´ viste um arco-´ a ıris? Descreve as condi¸oes em que o viste. . . . . . . . . . . . . . . . c˜ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Que cores tem o arco-´ ıris?.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Como conseguiste obter um arco-´ na sala de aula?.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ıris .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Desenha o arco-´ que observaste. ıris 39
  • 42. 2.2 Quantas cores tem a tua caneta preferida? Faz uma pinta com uma caneta de feltro preta num len¸o de papel e deita c uma gota de agua por cima da pinta. O que observas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O que poder´s fazer para descobrir quantas cores tem a tua caneta preferida? a .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Que material precisas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cor da caneta que cores tem? 40
  • 43. 2.3 Consegues acertar no alvo? Material: espelho, alvo, lanterna Escolhe um alvo. Consegues acertar no alvo com a luz da lanterna? Repre- senta num desenho o que se passa. Consegues acertar no alvo sem apontares a lanterna directamente? O que fizeste? Consegues fazer a luz ir onde queres movendo o espelho? Consegues fazer a luz ir onde queres mantendo o espelho fixo e movendo a lanterna? Regista o que descobriste em desenho ou por palavras. 41
  • 44. 2.4 Quantas imagens vˆs? e Material: espelhos, suportes, folha com marcas, boneco, transferidor Quantas imagens da figura obtens com um espelho? Quantas imagens da figura obtens com dois espelhos? O que acontece ao n´mero de imagens quando diminu´ o angulo entre os u ıs ˆ espelhos? Para responderes as duas ultimas perguntas coloca os espelhos de modo a ` ´ formarem os diferentes angulos indicados na folha que te ´ fornecida. Para ˆ e cada posi¸ao conta o n´mero de reflex˜es e completa a tabela: c˜ u o 42
  • 45. Esquema angulo ˆ n´mero de imagens u Qual deveria ser o angulo para veres 8 imagens? ˆ 43
  • 46. 2.5 Consegues espreitar sem ser visto? Material • duas caixas de leite de sec¸ao quadrada (ou cart˜o) c˜ a • tesoura, cola, fita adesiva e uma r´gua e • 2 espelhos de 5 x 8 cm, 3 mm de espessura com arestas limadas Constr´i um perisc´pio! o o Imagina que est´s no submarino dentro do mar e queres saber o que se passa a a superf´ sem que ningu´m te veja. ` ıcie e Precisas de um perisc´pio! Um perisc´pio tamb´m te permite espreitar por o o e detr´s de uma esquina sem que os teus amigos ou amigas te vejam. a ´ a E f´cil construir um perisc´pio. o caixa 2 A A 5cm 5cm B B caixa 1 A A A caixa 1 caixa 2 B A 1. Precisas de duas caixas de leite vazias, das que tˆm sec¸ao quadrada. e c˜ Corta o topo das caixas. Come¸a por uma das caixas. c 2. Marca na aresta da caixa um risco AB igual ao comprimento do fundo da caixa, e une os dois pontos A conforme o desenho. Repete o mesmo do lado oposto. 44
  • 47. 3. Pede a um adulto que te corte com uma tesoura ou um canivete, pelas marcas feitas, duas fendas de 5 cm de comprimento a 2 cm de distˆncia a do v´rtice. e 4. Enfia nas fendas um espelho virado para cima e com fita adesiva fixa-o bem a caixa. ` 5. Corta um buraco na face para a qual est´ virado o espelho, como mostra a o desenho. 6. Faz o mesmo na segunda caixa mas desta vez faz um buraco mais pe- queno. 7. Enfia a primeira caixa na segunda caixa de modo a obteres uma caixa longa com os dois buracos em faces opostas, um em cima e outro em baixo. Cola uma caixa a outra com fita adesiva. Ser´ mais f´cil enfiares ` a a as caixas uma na outra se deres uns pequenos golpes na caixa que fica de fora. O teu perisc´pio est´ pronto! o a Agora j´ te podes esconder do lado de fora da tua sala, espreitar para dentro a e ver o que os teus colegas fazem, sem seres visto! Espreita pelo buraco menor, mantendo-te escondido, e vira o buraco maior para o local que queres observar. O que vˆs? e 45
  • 48. 2.6 Quando ´ a sombra mais curta? e Quando andas na rua e o sol brilha, a tua sombra nunca se separa de ti. Lembras-te se ela ´ sempre do mesmo tamanho? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Em que altura do dia ´ mais curta? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e E em que altura do dia ´ mais longa? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e De que lado aparece a sombra? .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Se n˜o te lembras o que se passa experimenta fazer esta experiˆncia. Numa a e cartolina prendes meia palhinha com fita cola de modo a ficar perpendicular a cartolina. Incide com a lanterna na palhinha e ` a) descobre quando ´ a sombra mais curta.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e b) descobre quando ´ a sombra sai da folha.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e Desenha as duas situa¸oes no espa¸o a seguir. c˜ c a) b) De que lado aparece a sombra, do lado da lanterna ou do lado oposto? . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Agora j´ sabes dizer em que altura do dia a tua sombra ´ mais longa? E em a e que altura ´ mais curta? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
  • 49. At´ a descoberta do rel´gio as pessoas usavam as sombras para saberem as e` o horas. Um rel´gio de sol bem constru´ pode dar as horas com muita pre- o ıdo cis˜o. a Durante as f´rias informa-te se h´ algum rel´gio de sol na zona onde vives e e a o tenta obter informa¸ao sobre rel´gios de sol. c˜ o O rel´gio de sol mais simples ´ formado por uma placa horizontal e uma o e estaca vertical. Pode dar as horas correctas apenas durante alguns dias se- guidos. Experimenta construir um! Utiliza a cartolina com a palhinha que preparaste na aula. Faz quatro mar- cas na cartolina uma em cada lado da cartolina. Coloca a cartolina numa varanda, no quintal ou no parapeito da janela, num local onde apanhe sol de manh˜ e de tarde. Nesse local faz 4 marcas coincidentes com as marcas a da cartolina para poderes orientar o rel´gio se eles se deslocar. Num dia o de sol, marca regularmente ( de hora a hora) o comprimento da sombra e a hora. Indica ainda num canto da cartolina a data do dia em que registastes as sombras. 16h 14h No dia seguinte verifica se o teu rel´gio est´ certo. Continua a ler as horas o a no teu rel´gio e toma nota do dia em que deixou de dar as horas correctas. o 47
  • 50. 2.7 Constr´i um rel´gio de Sol horizontal! o o Coimbra ´ uma cidade com latitude 40o 12’ Norte e longitude 8o 25’ O. Pre- e cisamos de conhecer estes n´meros se queremos construir o rel´gio de Sol. u o Um quadrado de cart˜o servir´ para construirmos a base. Marcamos a linha a a que divide o quadrado ao meio. Essa linha ir´ indicar o meio-dia solar. a Para marcarmos os tra¸os que indicam as outras horas vamos utilizar os re- c sultados de c´lculos que matem´ticos fizeram. A folha que te deram tem a a essas linhas tra¸adas para um rel´gio de Sol que seja utilizado num local a c o ` latitude de Coimbra. Completa o rel´gio de Sol marcando as horas que faltam. o Mede os angulos a partir da linha do meio dia e completa a tabela. ˆ hora angulo ˆ Poder´s usar estes angulos sempre que queiras construir um rel´gio de Sol. a ˆ o Decora a base do teu rel´gio como mais gostares. o Para teres as horas ainda te falta o gn´mon que far´ a sombra sobre a base o a indicando a hora e saber orientar o rel´gio. Para o rel´gio de Sol que estamos o o a construir precisamos de uma haste ou gn´mon que nos indique a direc¸ao o c˜ do eixo da Terra. 48
  • 51. Se estiv´ssemos sobre o P´lo Norte bastava pormos a haste perpendicular a e o ` o base. Como estamos num ponto com latitude 40 12’ Norte teremos de pˆr o a haste com uma inclina¸ao igual a latitude. c˜ ` E como orientamos o rel´gio? A linha do meio dia ter a direc¸ao Norte-Sul, o c˜ com o 12 virado para o Norte. Esta direc¸ao pode ser obtida com um b´ssola c˜ u se corrigirmos o Norte magn´tico indicado pela b´ssola de uma quantidade e u chamada declina¸ao magn´tica. Em Coimbra a declina¸ao magn´tica ´ 4 o c˜ e c˜ e e o 2’ Oeste. Isto quer dizer que o Norte magn´tico fica 4 2’ Oeste do Norte e geogr´fico. a o ´ Agora ainda falta saber ler as horas usando um rel´gio de Sol! E que o rel´gio o de Sol d´-nos a hora solar e n˜o a hora indicada pelos rel´gios que usamos a a o no pulso, chamada hora legal. Portugal, no Inverno, usa a hora dos locais que ficam no meridiano de Gre- enwich. Ora Portugal fica 8o a Oeste, por isso a nossa hora legal est´ adian- a ` ´ o tada relativamente a hora solar. De quanto? E s´ preciso fazer um c´lculo a o simples. Uma hora ou sessenta minutos corresponde a 15 . 1 o a quantos minutos corresponde?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . E 8 o a quantos minutos corresponde?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . No Inverno a hora legal ´ determinada por: e hora legal=hora solar+ 33,67 min + correc¸ao da equa¸ao do tempo c˜ c˜ No Ver˜o a hora legal ´ determinada por: a e hora legal=hora solar+ 1 hora+ 33,67 min + correc¸ao da equa¸ao do tempo c˜ c˜ A correc¸ao da equa¸ao do tempo pode ser lida em tabelas ou gr´ficos e ´ c˜ c˜ a e a correc¸ao que precisamos de fazer porque o eixo da Terra est´ inclinado e c˜ a porque orbita da Terra em torno do Sol n˜o ´ bem circular. ´ a e Que correc¸ao ´ preciso fazer no dia 3 de Junho?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c˜ e Indica um dia em que a correc¸ao ´ nula?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c˜ e 49
  • 52. 12 50
  • 53. 2.7.1 Rel´gio de Sol: objectivos o Objectivos cient´ ıficos • perceber que o movimento aparente do Sol ao longo do dia ´ devido ao e movimento de rota¸ao da Terra; c˜ • observar que o comprimento e direc¸ao das sombras variam ao longo do c˜ dia; • identificar em que altura do dia as sombras s˜o mais curtas e em que a altura s˜o mais longas; a • identificar a posi¸ao das sombras relativamente ao Sol; c˜ • determinar o sul a partir das sombras; • aprender o que ´ latitude e longitude; e • ler a latitude e longitude de Coimbra; • construir um rel´gio de Sol horizontal; o • marcar as horas num rel´gio de Sol; o • construir um rel´gio de Sol vertical; o • verificar que num rel´gio horizontal/vertical as horas n˜o est˜o igual- o a a mente espa¸adas; c • saber orientar um rel´gio de Sol; o • saber a diferen¸a entre hora legal e hora solar; c • perceber o que ´ hora de Inverno e hora de Ver˜o e a • aprender a ler as horas num rel´gio de sol. o 51