Nel cuore dei saperi - Scienze 5

saperi

Storytelling Didattica laboratoriale

Stem

Tante Scienze

Sintesi

Mappe attive Verifiche formative

ELi Oltre l’insegnamento Educ Ability

Luisella Meda • Cristina Sperlari

Per scoprire

2 Le Scienze

Infinitamente piccolo, infinitamente grande

L’ANGOLO DELL’ASTRONOMIA

4 Niccolò Copernico

5 Che cos’è l’astronomia?

6 L’Universo

L’Universo e i corpi celesti

8 SPECIALE STEM

Il mappamondo parallelo

10 Metà in luce e metà in ombra

11 ESPERIMENTO

12 Il Sistema Solare

14 I moti terrestri

Storytelling

16 Nello Spazio con Samantha

18 La forza di gravità e il peso

19 La Luna

20 SPECIALE STEM

Osservare la Luna

21 Le fasi lunari

22 Nascita e morte delle stelle

23 Le costellazioni

24 SCIENZA E… TECNOLOGIA

Strumenti per osservare lo Spazio

26 PAGINA CHIARA

27 TAPPA IN MAPPA

28 Facciamo il punto

L’ANGOLO DELLA FISICA

30 Alessandro Volta

31 Che cos’è l’energetica?

32 L’energia

Tante forme di energia

34 Le fonti di energia

36 La luce

37 ESPERIMENTO

38 I fenomeni luminosi

39 La luce e i colori

40 SPECIALE STEM

Il disco di Newton

41 Perché vediamo gli oggetti colorati?

42 Il suono

43 SCIENZA E… TECNOLOGIA

Il diapason

44 I conduttori del suono

I fenomeni del suono

45 L’elettricità

46 PAGINA CHIARA

47 TAPPA IN MAPPA

48 Facciamo il punto

50 il mio PERCORSO

L’ANGOLO DELLDELL’ANATOMIA

52 Rita Levi Montalcini

53 Che cos’è l’anatomia?

54 Il corpo umano

Le cellule si organizzano

56 Apparati e sistemi del nostro corpo

Storytelling

58 Gli uomini a motore

59 SCIENZA E… TECNOLOGIA

Il corpo come una macchina

60 Il sistema nervoso

63 SPECIALE STEM

Il gioco del sistema nervoso

64 Gli organi di senso

Educazione alla salute

68 Il fototipo

70 Il sistema scheletrico

72 Il sistema muscolare

74 L’apparato digerente

76 Le sostanze nutritive

Educazione civica

77 Cibo per tutti e tutte

Educazione alla salute

78 Semplici regole per stare bene

79 L’apparato escretore

80 L’apparato respiratorio

82 L’apparato circolatorio

84 ESPERIMENTO

85 La doppia circolazione del sangue

86 Il sistema immunitario

88 L’apparato riproduttore

90 PAGINA CHIARA

93 TAPPA IN MAPPA

96 Facciamo il punto

98 il mio PERCORSO

Per divertirsi

100 Indovina il personaggio!

101

QUADERNO OPERATIVO

Contenuti digitali del volume

per scoprire

LE SCIENZE

Infinitamente piccolo, infinitamente grande

L’essere umano da sempre si pone domande su quello che vede e percepisce attorno a sé ma, a volte, per poter rispondere ha bisogno di andare a indagare anche più in là di ciò che riesce a osservare con i propri sensi.

Altre volte, invece, per cercare le risposte, bisogna osservare le cose minuscole, infinitamente piccole. Per esempio, per scoprire come sono fatte le varie parti del corpo di un essere umano o di un animale, dovresti osservarle prima in grande e poi sempre di più in piccolo, analizzando la loro struttura, le loro cellule e servendoti di strumenti che ti aiutino a potenziare la vista, come lenti d’ingrandimento o microscopi. Talvolta, invece, bisogna allargare il più possibile la propria visione sui fenomeni naturali e, partendo dalla realtà vicina a noi, cercare di andare sempre più oltre, per osservare l’infinitamente grande, cioè le enormi strutture in cui essi sono inseriti. Per esempio, se vuoi scoprire qualcosa in più sulla Terra o sul Sole, dovrai allargare i tuoi orizzonti e osservare l’enorme struttura in cui questi corpi celesti sono inseriti: il Sistema Solare e l’Universo.

Anche in questo caso, per osservare l’infinitamente grande serviranno strumenti che allarghino e potenzino i nostri sensi come telescopi ottici, ma anche telescopi a raggi infrarossi e telescopi spaziali.

Le cellule di una pianta viste al microscopio.

Le cellule della pelle viste al microscopio.

Telescopio spaziale.

Telescopio ottico.

Alcune delle scienze che si occupano di studiare l’infinitamente piccolo sono la fisica, la chimica e la biologia, mentre la più importante delle scienze che studia l’infinitamente grande è l’astronomia

In questo Sussidiario ci occuperemo di studiare principalmente questi due aspetti: ciò che è piccolissimo e sta dentro di noi (il corpo umano e la nostra biolo

a TU per TU con... LE SCIENZE

L’ANGOLO dell’ ASTRONOMIA

Niccolò Copernico

Niccolò Copernico nacque in Polonia nel 1473. Quando aveva solo 10 anni suo padre morì e lui andò a vivere con suo zio, che gli fece studiare astronomia, giurisprudenza e medicina

Durante i suoi studi astronomici, Niccolò Copernico scoprì il sistema tolemaico: una spiegazione di come, secondo le teorie di allora, si muovevano i corpi celesti che aveva messo a punto lo scienziato Tolomeo. Secondo il sistema tolemaico, la Terra era al centro dell’Universo e tutti i corpi celesti (compresi Sole, pianeti e stelle) le giravano attorno.

Oggi sappiamo che non è così. Per poter spiegare gli “strani” movimenti dei pianeti che si osservavano in cielo (sembrava che a volte andassero da una parte e poi tornassero indietro!), Niccolò Copernico decise di studiare a fondo il sistema di Tolomeo, perché le sue intenzioni erano quelle di perfezionare il modello e semplificarlo. Copernico si accorse presto che, in realtà, è il Sole al centro e che tutti i pianeti, Terra compresa, gli girano attorno.

Copernico aveva timore a rivelare la sua scoperta: a quel tempo le conoscenze erano fondate su ciò che diceva la Bibbia, cioè che era il Sole a ruotare attorno alla Terra (in realtà, però, già al tempo degli antichi Greci gli scienziati sostenevano che la Terra ruotasse attorno al Sole).

Fu un allievo di Copernico, Giorgio Gioacchino Retico, a convincerlo a scrivere un trattato chiamato De Revolitionibus Orbium Coelestrium e lo aiutò a completarlo e a perfezionare i suoi studi. Ai tempi di Copernico, il trattato non ebbe grande successo, anzi venne preso come un libro senza fondamenti scientifici. Nel tempo, però, le sue teorie vennero studiate e ritenute corrette.

Che cos’è l’astronomia?

L’astronomia è la scienza che si occupa di studiare i corpi celesti, la loro struttura, i loro movimenti e la loro origine ed evoluzione. In particolare, l’astronomia parte dallo studio dei pianeti del Sistema Solare e dei loro movimenti rispetto alla nostra stella, il Sole. Utilizzando strumenti scientifici anche molto potenti (come i telescopi spaziali), gli astronomi e le astronome osservano come sono fatti alcuni corpi celesti come le stelle o i buchi neri e, soprattutto, cercano di capire come si è generato l’Universo e come si modificherà in futuro.

ESPERIMENTO

a TU per TU con... L'ASTRONOMIA

Anche se sappiamo che è la Terra a ruotare su sé stessa e intorno al Sole, in realtà la nostra percezione è di un Sole che apparentemente si muove nel cielo.

Prova a fare un’osservazione diretta del Sole e dei suoi movimenti apparenti (che in realtà sono quelli della Terra) attraverso la registrazione dello spostamento dell’ombra di un oggetto.

PROCEDIMENTO

• In un luogo ben esposto al Sole, stendi a terra un grande foglio bianco fermandolo alle estremità. Appoggia sul foglio alcuni oggetti abbastanza alti che possono rimanere in piedi solidamente (una bottiglia piena d’acqua, una scatola…).

• Osserva quello che succede alle ombre degli oggetti in momenti diversi di una stessa giornata, iniziando al mattino. Ogni volta, con un pennarello, disegna sul foglio il contorno dell’ombra degli oggetti e scrivi accanto l’ora della rilevazione. Che cosa osservi? Come cambia la posizione dell’ombra nel corso della giornata? E la sua lunghezza?

• Prova a ripetere lo stesso esperimento anche in stagioni diverse, negli stessi orari della prima volta. Come cambia la posizione dell’ombra e la sua lunghezza nel corso del tempo? Quali informazioni puoi ricavare rispetto al movimento apparente del Sole nel cielo e alla sua altezza?

L’UNIVERSO

L’Universo e i corpi celesti

Galassia.

Gli astronomi e le astronome, cioè gli scienziati e le scienziate che studiano il cielo, con il termine Universo indicano tutto ciò che esiste e chiamano corpi celesti tutti gli elementi che si trovano all’interno dell’Universo. Gli scienziati e le scienziate pensano che l’Universo sia nato circa 14 miliardi di anni fa con una grandissima esplosione chiamata Big Bang. Durante quest’esplosione si sono formati tutti i corpi celesti. Possiamo classificare i corpi celesti in base alle loro caratteristiche.

• I corpi celesti più grandi sono le galassie, cioè giganteschi ammassi di altri corpi celesti che spesso hanno una forma a spirale o tondeggiante.

• I sistemi stellari fanno parte delle galassie e sono formati da una stella (o anche più di una) e da tutti i corpi celesti che vi ruotano attorno. Uno di questi è il Sistema Solare.

• Le stelle sono corpi celesti di grandi dimensioni che emettono luce e calore, come per esempio il Sole.

Venere.

• I pianeti sono corpi celesti freddi, cioè non emettono né luce né calore, e ruotano attorno a una stella (Terra, Saturno e Venere, per esempio, sono pianeti). Tra i pianeti, ce ne sono alcuni di dimensione più piccola e di forma irregolare chiamati pianeti nani. Anche i pianeti nani ruotano attorno a una stella (Plutone è un pianeta nano).

• I satelliti sono simili ai pianeti, ma più piccoli e ruotano attorno a un pianeta (la Luna è un satellite ed è l’unico della Terra).

Terra.

Luna.

Sole. Saturno.

• Esistono corpi celesti ancora più piccoli, gli asteroidi, che sono formati da materiale roccioso. Se un loro frammento entra nell’atmosfera terrestre s’incendia: si ha allora una stella cadente o meteora. L’eventuale residuo non bruciato che raggiunge la superficie terrestre prende il nome di meteorite

• Le comete sono ammassi di roccia formati soprattutto da ghiaccio. Quando si avvicinano al Sole, il calore di questa stella in parte scioglie la cometa, dando origine a una specie di “coda”: è la scia di ghiaccio che fonde dietro di sé.

• Nell’Universo ci sono anche le nebulose, cioè ammassi di polvere e di gas che assomigliano a delle nuvole. Le nebulose sono residui di materiale cosmico che possono essersi formati dopo l’esplosione di una stella. Le nebulose, a volte, danno origine a nuove stelle.

• Tra gli altri corpi celesti presenti nell’Universo, ci sono anche i buchi neri, corpi celesti il cui campo gravitazionale è così intenso che non possono emettere nulla, neppure la luce. Per questo sono neri e non possiamo osservarli direttamente. Nell’Universo ne esistono alcuni giganteschi.

Elenca sul quaderno i vari corpi celesti nell’ordine con il quale li ricordi e di ognuno scrivi le principali caratteristiche e, eventualmente, altre informazioni di tua conoscenza.

Stelle cadenti.

Nebulosa.

Buco nero.

Speciale Stem

IL MAPPAMONDO PARALLELO

Osserva un mappamondo e descrivilo.

• Di che cosa si tratta?

• A che cosa serve?

• Perché è un po’ inclinato da una parte e non è ben diritto?

• Quali movimenti puoi fargli compiere?

La Terra è rappresentata dal punto di vista dello spazio e, in effetti, l’asse terrestre (cioè la linea immaginaria attorno a cui ruota su sé stessa) rispetto alla sua orbita (cioè la “strada” che percorre costantemente attorno al Sole) non è precisamente diritto, ma un po’ inclinato. Il mappamondo classico ci può dare questa importante informazione rispetto al punto di vista dello spazio, ma poco altro.

Però, se usiamo una piccola accortezza, potremmo osservare il mappamondo dal punto di vista terrestre e scoprire moltissime informazioni in più. Che cosa bisogna fare? Basta costruire un mappamondo parallelo.

Costruiamo un mappamondo parallelo

MATERIALE OCCORRENTE

Un mappamondo, un bicchiere o una tazza, una bussola, un pupazzetto a forma di omino che possa stare con i piedi sul mappamondo, plastilina.

PROCEDIMENTO

Con l’aiuto di una persona adulta, sfila il mappamondo dal suo supporto e procedi seguendo queste istruzioni.

1. Scegli un luogo ben esposto al Sole per posizionare il mappamondo.

2. Individua l’Italia e, più o meno precisamente, il luogo in cui abiti e domandati: rispetto a me, dove si trova il pianeta Terra? Rispetto al tuo punto di vista, la Terra è tutta sotto i tuoi piedi. Fai in modo che anche il luogo in cui abiti, che hai individuato sul mappamondo, si trovi nel punto “più in alto”, cioè simuli il tuo punto di vista. Con la plastilina posiziona l’omino sul punto più alto del mappamondo, cioè quello in cui hai individuato il tuo paese o la tua città.

3. Per individuare dove si trova il Nord, con la bussola osserva dove viene segnato il Nord e ruota delicatamente il mappamondo in modo che il Polo Nord del tuo mappamondo sia orientato precisamente a nord.

CONCLUSIONI

Lo strumento che hai costruito è un mappamondo parallelo, cioè un mappamondo in cui il luogo in cui ti trovi è parallelo allo stesso punto sulla Terra: infatti, l’omino, che hai posizionato ben in equilibrio lì, riesce a stare in piedi esattamente come te e parallelamente a te. Si può anche chiamare globo locale, perché questo mappamondo si orienta in modi diversi a seconda del luogo del mondo in cui ci si trova.

Se si va in Sudafrica, per esempio, il mappamondo dovrà essere orientato con il Sudafrica nel punto più alto, quindi in modo ben diverso da come lo orientiamo in Italia.

Metà in luce e metà in ombra

Se hai messo il mappamondo parallelo al Sole, questo strumento ti sta mostrando tutto quello che nello stesso momento accade alla Terra: da una parte il globo è illuminato dal Sole, mentre dall’altra parte è in ombra. I luoghi del mondo illuminati sono proprio quelli in cui ora è dì, mentre quelli al buio sono quelli in cui ora è notte.

Sul mappamondo è presente una linea che divide la parte illuminata dalla parte al buio: è la linea del Terminatore. Nei Paesi che si trovano dove ora c’è la linea del Terminatore, in questo preciso momento, sta sorgen do oppure tramontando il Sole.

Come puoi capire da che parte sta sorgendo e da che parte sta tramontando il Sole? Lascia passare qualche minuto e torna a osservare il mappamondo: i Paesi che erano sulla linea del Terminatore prima e ora sono in luce sono quelli su cui è sorto il Sole, mentre quelli che prima erano sul Terminatore e ora sono in ombra sono quelli su cui il Sole è tramontato.

Di osservazione in osservazione

1. Osserva la posizione del Terminatore rispetto all’Equatore La Terra è convenzionalmente divisa dall’Equatore in due emisferi (cioè metà della sfera). L’Equatore è una linea immaginaria che si trova alla stessa distanza dal Polo Nord e dal Polo Sud e che segna la circonferenza massima terrestre.

2. Osserva di nuovo il Terminatore e le zone in luce e in ombra del mappamondo parallelo. Il Terminatore tocca i due Poli oppure c’è un Polo in luce e un altro in ombra? I due emisferi nord e sud sono illuminati nella stessa maniera oppure c’è un emisfero con una parte maggiore di luce e l’altro con una parte maggiore di ombra?

Prova a effettuare ancora le stesse osservazioni nel corso dell’anno, in momenti diversi e in stagioni diverse: come cambiano le cose?

Il mappamondo parallelo ti aiuterà a capire che cosa succede alla Terra nel corso delle stagioni.

La linea del Terminatore.

ESPERIMENTO

MATERIALE OCCORRENTE

Mappamondo parallelo, plastilina, stuzzicadenti.

PROCEDIMENTO

1. Lascia il mappamondo parallelo fermo e orientato così com’è, prendi alcune palline di plastilina e alcuni stuzzicadenti.

2. Fissa gli “omini-stecchini” nella parte illuminata di vari luoghi del mondo, facendo in modo che ognuno di loro sia posizionato in modo perpendicolare al punto su cui “appoggia i piedi”.

OSSERVAZIONI

1. Osserva attentamente le ombre degli “omini-stecchini”: le persone che in questo momento si trovano in quei luoghi del mondo ora proiettano a terra proprio la stessa ombra. Che cosa noti di interessante? Ci sono degli omini con un’ombra più lunga e degli omini con un’ombra più corta? Perché?

In che direzione vanno le ombre? In alcuni casi verso nord-ovest, in altri verso nord-est, in altri ancora verso sud-ovest e in altri verso sud-est. Solo in alcuni casi le ombre vanno precisamente verso nord o verso sud: che ore saranno in quei luoghi?

2. Osserva ancora: in un preciso punto del mondo troverai un omino “senza ombra” perfettamente sotto i suoi piedi e il Sole esattamente sopra alla sua testa: è il punto in cui l’ombra è la più corta possibile. Sembra non esserci, ma in realtà è perpendicolare all’omino. In quale punto del mondo (o su quale parallelo particolare) si trova l’omino “senza ombra”? L’omino può essere “senza ombra” solo a mezzogiorno (il momento in cui il Sole è nel punto più alto del cielo e l’ombra è la più corta possibile), ma in orari diversi alla stessa latitudine (cioè sullo stesso parallelo) in che direzione va l’ombra? E in momenti diversi dell’anno, dove si trova l’omino “senza ombra”? Sempre alla stessa latitudine o a latitudini diverse?

Il Sistema Solare

Il Sole è una stella di media grandezza, con un’età di circa 5 miliardi di anni. Come tutte le stelle, il Sole è una massa di gas caldissimo: produce energia che arriva a noi sotto forma di luce e calore

Intorno al Sole ruotano otto pianeti, i loro satelliti, le comete, gli asteroidi e i meteoriti; tutti insieme formano il Sistema Solare.

Tutti i pianeti che ruotano intorno al Sole percorrono un’orbita, cioè un percorso di forma ellittica (un cerchio leggermente schiacciato).

Osservali dal più vicino al più lontano dal Sole.

Sole

Mercurio è il pianeta più vicino al Sole, ma non è il più caldo: la sua faccia illuminata raggiunge la temperatura di 430 °C, mentre le zone al buio scendono fino a −170 °C. Non ha atmosfera.

La Terra, per ora, risulta essere l’unico pianeta su cui si è sviluppata la vita. È ricoperta quasi interamente da acqua e ha una temperatura che va da −50 °C a 50 °C circa.

Venere è il pianeta più caldo, con temperature che si aggirano intorno ai 460 °C. Ha un’atmosfera formata da anidride carbonica che trattiene il calore del Sole. Inoltre, è il pianeta più vicino alla Terra.

Giove è il pianeta più grande. È formato interamente da gas ed è coperto da nubi. Ha una macchia rossa grande due volte la Terra, che è una specie di gigantesco uragano. Attorno a Giove orbitano più di 60 satelliti.

Marte è il pianeta più simile alla Terra. Sulla sua superficie sono presenti deserti e catene montuose. Il suo colore rosso è dovuto alla presenza di ossido di ferro, che non è altro che... ruggine!

Saturno è il secondo pianeta più grande, dopo Giove. È facilmente riconoscibile per la presenza di caratteristici anelli, formati principalmente da sabbia e ghiaccio. Come Giove, ha più di 60 satelliti.

Esiste un nono corpo celeste che orbita attorno al Sole: Plutone. Fino al 2006 era considerato un pianeta come gli altri, poi è stato classificato come pianeta nano. Plutone non è un pianeta perché ha altri corpi celesti nella sua orbita ed è troppo piccolo rispetto agli altri. Plutone è talmente lontano dal Sole che per compiere un giro completo impiega 248 anni.

Urano e Nettuno hanno entrambi un’atmosfera che dà loro un colore verde-azzurro. Questi due pianeti sono molto simili, per questo sono detti “pianeti gemelli”. Tuttavia, Urano è riconoscibile per la presenza di un sottile anello simile a quello di Saturno. Le conoscenze che abbiamo su di essi ci vengono dalla sonda Voyager 2, lanciata nel 1977, che sta ancora viaggiando verso i confini del Sistema Solare.

a TU per TU con... LO STUDIO

Rispondi.

• Che cos’è il Sole e che cosa produce?

• Quanti sono i pianeti del Sistema Solare e come si chiamano?

• Qual è il pianeta più grande del Sistema Solare?

• Che cos’è un’orbita?

ROTAZIONE

Polo Sud raggi solari

asse terrestre

I moti terrestri

Nello spazio, la Terra compie due movimenti:

• il moto di rotazione;

• il moto di rivoluzione

Moto di rotazione

La rotazione avviene intorno all’asse terrestre da ovest vero est, cioè in senso antiorario.

Una rotazione completa dura 24 ore (un giorno) e determina l’alternarsi del dì (ore di luce) e della notte (ore di buio).

Nella parte della Terra che è rivolta verso il Sole è dì; nella parte della Terra che è opposta al Sole è notte; nelle zone di passaggio da buio o luce o viceversa (linea del Terminatore) è l’alba oppure il tramonto.

Moto di rivoluzione

La rivoluzione, che avviene in senso antiorario su un’orbita ellittica, dura un anno (esattamente 365 giorni e 6 ore) e determina l’alternarsi delle stagioni. Poiché l’asse di rotazione terrestre è inclinato di circa 23 gradi rispetto alla perpendicolare al piano dell’orbita, la parte di Terra che riceve la luce e il calore del Sole varia durante l’anno. Se l’asse fosse perpendicolare al piano dell’orbita, le stagioni non ci sarebbero, ma ci sarebbe sempre la stessa quantità di ore di luce e di buio e lo stesso clima tutto l’anno. Nell’Emisfero Sud la rotazione delle stagioni è invertita.

RIVOLUZIONE

Il 20 o 21 marzo è l’equinozio di primavera, quando il dì e la notte hanno la stessa durata; inizia la primavera.

Il 20 o 21 giugno è il solstizio d’estate: il dì è il più lungo dell’anno e inizia il periodo più caldo, l’estate.

Il 21 o 22 dicembre è il solstizio d’inverno: la notte è la più lunga dell’anno e inizia il periodo più freddo, l’inverno.

Il 22 o 23 settembre, equinozio d’autunno, il dì e la notte hanno la stessa durata: ha inizio l’autunno.

Polo Nord

Equinozi e solstizi

Durante la sua orbita attorno al Sole, la Terra raggiunge alcuni punti particolarmente interessanti dal punto di vista astronomico: l’equinozio di primavera, il solstizio d’estate, l’equinozio d’autunno e il solstizio d’inverno. Nell’arco di un anno, le ore di luce (il dì) e le ore di buio (la notte) non sono sempre uguali: d’estate le ore di luce sono molte di più di quelle di buio, mentre d’inverno la notte dura molto più a lungo del giorno. Durante gli equinozi di primavera e d’autunno, le ore di luce sono uguali alle ore di buio. Nel solstizio d’estate, le ore di luce sono al massimo e quelle di buio al minimo, mentre nel solstizio d’inverno accade il contrario Durante i periodi dell’anno intermedi, invece, le ore di luce si allungano o si accorciano, con la differenza di pochi minuti da un giorno all’altro.

PRIMAVERA

2024 29 febbraio

Perché alcuni anni sono bisestili?

Alcuni anni sono di 366 giorni invece di 365: per questo vengono chiamati anni bisestili. Per compiere un movimento di rivoluzione, la Terra impiega 365 giorni e 6 ore. Osserva l’immagine 1 : se calcoliamo quanto impiega la Terra a compiere un giro completo attorno al Sole, notiamo che dopo 4 anni, il giro si “sfasa” di 24 ore (6 + 6 + 6 + 6 = 24), quindi, ogni 4 anni, si è deciso di aggiungere al mese di febbraio un giorno in più. Altrimenti, con il passare dei decenni, il nostro calendario non corrisponderebbe alla reale posizione della Terra.

a TU per TU con... LO STUDIO

Indica con RO le affermazioni relative al moto di ROTAZIONE della Terra e con RI quelle che si riferiscono al moto di RIVOLUZIONE.

Determina il dì e la notte. Avviene attorno a un asse. Determina l’alternanza delle stagioni.

Dura sempre 24 ore. Determina gli anni bisestili. Avviene lungo un’orbita ellittica.

NELLO SPAZIO CON SAMANTHA

– Samantha – le faccio, forse con una punta di acidità nella voce, – Scusa se te lo chiedo: ma perché vai sulla Stazione Spaziale? A che cosa serve?

Te lo chiedo perché, sai, immagino che non sia gratis.

La zia Camilla sospira e mormora un – Porta pazienza, Samantha –la quale invece non fa una piega, anzi, sorride e poi parte in quarta.

– Sai, Anna, la Stazione Spaziale Internazionale è un grande laboratorio in assenza di peso – ci spiega lei.

– A dire la verità, non ho affatto capito a che cosa serve la missione –intervengo. – Voglio dire: un’astronauta vive in assenza di peso, dorme in assenza di peso, mangia in assenza di peso, lavora in assenza di peso.

E fa esperimenti in assenza di peso. Ma a che cosa servono? Di sicuro non a capire come funzionano le cose sulla Terra, visto che qui il peso c’è.

– Non è più semplice farli in un laboratorio normale? – aggiunge Luca.

– Avete quasi ragione. Ma l’importanza della Stazione Spaziale sta proprio nel “quasi”. Vi faccio un esempio. Avete mai provato a prendere un po’ di terra, a metterla in una bottiglia con dell’acqua e a vedere, dopo qualche ora, come si è depositata sul fondo?

– Penso di aver fatto qualcosa del genere – faccio io.

– Hai mescolato bene terra e acqua, e poi hai lasciato che la terra si depositasse sul fondo, no?

– Ma è un esperimento da bambini piccoli – dice Luca.

– È un esperimento molto semplice; ma è interessante riflettere sul risultato: se mescolate bene e poi lasciate la bottiglia a riposo per tutta la notte, per esempio, il giorno dopo vedrete che la terra si è depositata in vari strati di colore diverso: i sassolini sono in fondo, la parte di argilla più vicina alla superficie.

– Le cose più pesanti sono andate a fondo – conclude Luca.

– Appunto. E sulla Stazione Spaziale invece che cosa succederebbe? Dato che non c’è peso…

– Non si formano gli strati...

Nello Spazio con Samantha

– Anche peggio: la terra non si deposita. Rimane in sospensione, tutta mescolata. Osservarla ci permette, per esempio, di capire che cosa succede quando due sassolini urtano l’uno contro l’altro. È solo un esempio per farvi capire che andiamo nello Spazio proprio per eliminare il peso. Faremo un sacco di esperimenti. E poi studieremo anche i cambiamenti nel mio corpo: il sistema cardiocircolatorio, l’indebolimento delle ossa, le strategie usate dal cervello per adattarsi alla nuova situazione, i disturbi del sonno. In realtà, spero proprio di dormire bene, in orbita.

– Farai degli esperimenti su te stessa? – chiede Luca, guardandola stupita.

– Forte! – dico io. – E poi?

– Non esagerare Anna – interviene zia Camilla.

– Non preoccuparti, Camilla, ci sono abituata. Una cosa che potrebbe interessarti è che useremo una stampante 3D.

– Che cos’è una stampante 3D? – chiedo io.

– È una stampante vera e propria, ma invece di produrre disegni su fogli, produce veri e propri oggetti di plastica. In futuro, in orbita, potremmo fabbricarci pezzi di ricambio e, avendo stampanti in grado di lavorare con il metallo, anche attrezzi come chiavi o cacciaviti.

– Fighissimo!– ripeto, mentre Samantha ride.

– Facciamo così – dice, – durante la missione mandatemi le domande per email e vi risponderò. Non vergognatevi, domandatemi tutto quello che volete, ok?

S. Cristoforetti - S. Sandrelli, Nello spazio con Samantha, Feltrinelli Kids

Se puoi scegliere fra una cosa facile e una difficile, è sempre più divertente scegliere quella difficile.

Rispondi confrontandoti con i compagni e le compagne.

• Sei d’accordo con l’affermazione di Samantha riportata nel fumetto? Perché?

• Tu quali domande faresti a Samantha? Concordatene alcune in classe e preparate un’ipotetica intervista da fare all’astronauta.

La forza di gravità e il peso

Ogni pianeta o corpo celeste possiede una forza, chiamata forza di gravità, che attrae tutti gli altri corpi verso di sé. Per esempio, tutti gli oggetti sulla Terra “cadono” verso il centro della Terra a causa della forza di gravità. Questa forza ci permette di stare “attaccati” alla superficie terrestre in qualunque luogo del mondo.

La forza di gravità agisce anche sulla Luna che, essendo più piccola, rimane “ancorata” alla Terra e le ruota attorno continuamente. Anche la forza di gravità del Sole tiene “ancorata” la Terra e tutti gli altri pianeti e corpi celesti che gli ruotano attorno.

La forza di gravità ha una grande influenza sul peso: esso infatti dipende dalla forza con cui il corpo viene attratto verso il centro del pianeta. Sulla Terra conosciamo il nostro peso, ma se fossimo su un pianeta con una massa maggiore, la forza di gravità sarebbe molto più forte e quindi il peso aumenterebbe, perché la forza che ci attirerebbe verso il centro del pianeta sarebbe maggiore. Al contrario, su un pianeta la cui massa è inferiore a quella terrestre, la forza di gravità sarebbe più debole e di conseguenza il nostro peso diminuirebbe.

Mentre la massa (quantità di materia) rimane sempre invariata, il peso può cambiare

a TU per TU con... LE SCIENZE

Gli astronauti sulla Luna hanno un peso inferiore perché la Luna ha una massa più piccola rispetto a quella della Terra.

Scopri quale sarebbe il tuo peso su altri pianeti del Sistema Solare moltiplicando il tuo peso per il numero indicato accanto al nome di ogni pianeta.

Mercurio 0,38

Venere 0,91

Marte 0,38

Giove 2,36

Saturno 0,92

Urano 0,89

Nettuno 1,14

PIANETA

IL MIO PESO

SUllA TERRA

CALCOLO

IL MIO PESO

SU QUESTO PIANETA

La Luna

La Luna è l’unico satellite naturale della Terra

Non è molto grande (il suo diametro è di circa 3 474 km) e, soprattutto, non splende: riflette semplicemente la luce del Sole che la illumina (così come tutti i pianeti del Sistema Solare).

La sua superficie è molto irregolare: queste irregolarità, viste dalla Terra, appaiono come zone più chiare e zone più scure.

Sulla Luna ci sono montagne, crateri e vaste depressioni dette “mari”, che si sono formate in seguito all’impatto con meteoriti. A differenza della Terra, la Luna non ha l’atmosfera. L’assenza dell’atmosfera provoca grandi differenze di temperatura fra la parte illuminata e quella al buio: si può passare da 110 °C a circa –150 °C.

La Luna.

I moti della Luna

La Luna compie tre diversi movimenti:

• rotazione: come la Terra, la Luna ruota intorno al proprio asse, impiegando 27 giorni circa;

• rivoluzione: la Luna ruota intorno alla Terra e, così, cambia la sua posizione nel cielo. La rivoluzione ha la stessa durata della rotazione: per questa ragione quando guardiamo la Luna vediamo sempre la stessa faccia;

• traslazione: la Luna ruota insieme alla Terra intorno al Sole.

Il Mare Imbrium, sulla Luna.

Il cratere Copernico, sulla Luna.

Speciale Stem

OSSERVARE LA LUNA

Impara a “tenere d’occhio” la Luna. Per circa un mese o poco più, ogni giorno cercala in cielo. Ogni volta che la vedrai, registra le informazioni in una tabella simile a quella qui sotto. Utilizza anche una bussola per indicare il punto cardinale o la direzione in cui l’avvisterai.

DATA ORA PUNTO CARDINALE

Disegna l’aspetto della Luna. Vicino a quali oggetti o elementi del paesaggio che vedo si trova (per esempio, è vicino all’orizzonte? È vicino al campanile? È alta nel cielo?…)?

La sua forma a che cosa assomiglia?

Alla lettera C.

Alla lettera D.

Alla lettera O.

Secondo te, dove e quando potresti riuscire a vederla domani?

Altre curiosità o informazioni importanti che vuoi segnalare.

Le fasi lunari

Dalla Terra vediamo la Luna in posizioni diverse rispetto al Sole: ciò determina il succedersi delle fasi lunari

aspetto della Luna cambia giorno dopo giorno: a volte non si vede ed è completamente nera (Luna nuova), poi appare come una sottile falce che cresce a mano a mano (Luna crescente), fino a diventare tonda (Luna piena), quindi si riduce sempre più (Luna calante) fino a tornare non visibile (Luna nuova). Un ciclo lunare completo dura circa 27 giorni. La Luna, naturalmente, rimane sempre uguale: metà illuminata dal Sole e metà al buio, come avviene sulla Terra. Cambia invece la porzione di Luna illuminata che vediamo dalla Terra: dipende dal punto in cui la Luna si trova nella sua orbita di rotazione intorno alla Terra.

LUNA PIENA

La parte della Luna illuminata dal Sole è rivolta verso la Terra e noi la vediamo interamente.

a TU per TU con... LO STUDIO

Rispondi.

• Da che cosa dipendono le fasi lunari?

• Che cos’è il ciclo lunare e quanto dura?

LUNA NUOVA

La Luna rivolge verso di noi la parte non illuminata dal Sole, perciò non è visibile.

PRIMO E ULTIMO QUARTO

Dalla Terra vediamo solo metà della superficie lunare illuminata dal Sole, quindi circa un quarto dell’intera superficie lunare.

Nascita e morte delle stelle

Le stelle sono enormi ammassi di gas che bruciano continuamente. Anche le stelle hanno una storia: “nascono”, si trasformano e infine “muoiono”. Una stella nasce quando una nube di materia (chiamata anche nebulosa) si concentra e viene attratta in un punto, formando un nucleo caldo attorno al quale ruota velocissimamente tutto il gas. Dentro al nucleo, una grande energia trasforma la materia rendendola sempre più calda e luminosa, fino a formare la stella vera e propria. Arrivando a temperature elevatissime, i gas iniziano a emettere moltissimi raggi luce, infrarossi e ultravioletti che viaggiano nell’Universo.

Una stella “vive” finché la materia e l’energia di cui è fatta si possono trasformare; quando ha esaurito la sua energia, si trasforma. A seconda delle loro dimensioni, delle loro masse e delle loro composizioni, le stelle possono avere destini diversi.

• Una stella molto grande di solito diventa una supergigante che esplode e lascia una nebulosa, oppure diventa una supernova, cioè una stella che di colpo si ingigantisce e che brilla per un breve tempo nel cielo per poi trasformarsi in un buco nero che inghiotte ogni cosa.

• Altre stelle più piccole si consumano piano piano, si trasformano in giganti rosse e, infine, si raffreddano a poco a poco diventando delle nane bianche

A prima vista le stelle sembrano tutte bianche, ma non è così. Il loro colore indica sia la diversa composizione della stella sia la sua diversa temperatura.

COLORE E TEMPERATURA DELLE STELLE

Le costellazioni

Osservando il cielo, gli uomini e le donne dei popoli antichi inventarono un modo per ricordarsi la posizione delle stelle: unirono gruppi di stelle vicini tra loro con linee immaginarie, inventando delle costellazioni.

Una costellazione è un gruppo di stelle che per convenzione viene “unito” da linee e che assomiglia a un’immagine particolare.

Gli antichi hanno ideato delle storie e delle leggende che hanno associato a ciascuna figura delle costellazioni. Secondo il mito greco, Orione era un valoroso cacciatore, figlio di Poseidone, dio del mare. Se osservi bene la costellazione di Orione, ha la forma di un uomo con arco e frecce in mano, intento a cacciare.

Costruiamo il Grande carro della costellazione Orsa maggiore

MATERIALE OCCORRENTE

Nastro di rame conduttivo adesivo, una pila a bottone 3 volt, nastro isolante, led bianchi o gialli, un cartoncino bianco e uno nero.

PROCEDIMENTO

1. Disegna sul cartoncino bianco la costellazione e i collegamenti tra le stelle. Stendi il nastro di rame sui collegamenti e posiziona i led nei punti corrispondenti alle stelle. Copri il circuito con un cartoncino nero e fai dei fori in corrispondenza delle stelle.

2. Collega le due estremità del circuito di rame alla pila a bottone e… la costellazione è pronta!

PENSIERO COMPUTAZIONALE

Si accendono le stelle?

SÌ NO

La costellazione è pronta.

Che cosa devo controllare?

La costellazione di Orione.

Scienza e... Tecnologia

STRUMENTI PER OSSERVARE LO SPAZIO

Il telescopio spaziale Hubble

Hubble è un telescopio spaziale che orbita attorno alla Terra a una distanza di 600 km. Lanciato in orbita nel 1990, fino a oggi ha fotografato oltre 25 000 corpi celesti, inviando le immagini sulla Terra, a disposizione di astronomi e astronome di diversi centri spaziali e istituti scientifici. È in grado di scattare fotografie molto dettagliate, così è possibile vedere le galassie più lontane dalla nostra, le prime che si sono formate dopo il Big Bang, e approfondire le conoscenze sulle origini dell’Universo.

Il telescopio Hubble produce tutta l’energia elettrica che gli è necessaria grazie a due grandi pannelli solari montati lungo i suoi fianchi.

Il telescopio spaziale James Webb

Il James Webb Space Telescope (abbreviato JWST) è un telescopio spaziale a raggi infrarossi lanciato nello spazio alla fine del 2021. Questo telescopio utilizza i raggi infrarossi per osservare l’Universo e si trova in orbita attorno al Sole (non attorno alla Terra come i precedenti telescopi spaziali). Il James Webb ci aiuterà a rispondere a molte domande sull’Universo e su come si è formato. Da quando è entrato in orbita, questo telescopio ci ha regalato immagini spettacolari e nitidissime di corpi celesti dell’Universo, anche molto lontani. Alcune delle recenti scoperte di questo telescopio sono state:

• la scoperta di acqua ghiacciata su una cometa che raggiunge luoghi molto lontani del nostro Sistema Solare (questo potrebbe aiutarci a capire dove si trova l’acqua nell’Universo e anche a comprendere da dove sia arrivata l’acqua sul nostro pianeta);

• immagini di lontanissime nuvole di gas da cui stanno nascendo nuove stelle;

• immagini di diversi anelli attorno al pianeta Urano;

• immagini incredibilmente dettagliate del pianeta Giove e delle sue tempeste.

Telescopio spaziale Hubble.

Telescopio spaziale James Webb.

I piu grandi telescopi riflettori del mondo

Su una montagna dell’isola di La Palma, nelle isole Canarie, alla quota di 2 267 metri, c’è il telescopio attualmente più grande del mondo: il Gran Telescopio Canarias (GranTeCan): è alto come un edificio di 14 piani e pesa 400 tonnellate e, dal 2009, produce dati scientifici. Il suo grande occhio riesce a raccogliere le deboli luci degli astri più distanti: pensa, potrebbe vedere anche una candela accesa su Marte! Infatti, riesce a captare i “segnali” che hanno impiegato miliardi di anni per arrivare fino a noi dal passato più remoto dell’Universo. Il suo primato, però, durerà ancora per pochi anni; infatti, nel 2028, nel deserto di Atacama, in Cile, entrerà in funzione un nuovo telescopio riflettore ancora più potente: l’Extremely Large Telescope (ELT).

Gran Telescopio Canarias.

Extremely

Large Telescope.

PAGINA CHIARA

• Usa queste sintesi per ripassare le tue conoscenze.

L’UNIVERSO E IL SISTEMA SOLARE

L’Universo è l’insieme di tutti i corpi celesti (stelle, pianeti, satelliti, steroidi, comete, galassie, nebulose, buchi neri…) e dello spazio nel quale si muovono.

L’Universo si è formato circa 14 miliardi di anni fa con l’esplosione Big Bang.

Il Sistema Solare comprende il Sole, gli otto pianeti che gli ruotano attorno (Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano, Nettuno) e i satelliti naturali che orbitano attorno ad alcuni di questi pianeti.

Il Sole è una stella di media grandezza . Come tutte le stelle, è una massa di gas caldissimo.

LA TERRA

Il nostro Pianeta compie due movimenti :

• il moto di rotazione, ruotando in 24 ore su sé stessa attorno all’asse terrestre; questo movimento produce l’alternarsi del dì e della notte;

• il moto di rivoluzione, ruotando in 365 giorni e 6 ore intorno al Sole secondo un’orbita ellittica ; questo movimento produce l’alternarsi delle stagioni .

LA LUNA

La Luna è l’unico satellite naturale della Terra

Non splende, ma riflette la luce del Sole

La Luna ruota:

• su sé stessa (rotazione), in circa 27 giorni; questo movimento produce le fasi lunari;

• attorno alla Terra (rivoluzione);

• attorno al Sole insieme alla Terra (traslazione).

STELLE E COSTELLAZIONI

Le stelle sono enormi ammassi di gas che bruciano continuamente a temperature molto alte . Il colore delle stelle cambia in base alla loro temperatura . La costellazione è un gruppo di stelle che per convenzione viene “unito” da linee e che assomiglia a un’immagine particolare .

• Completa la mappa con i seguenti termini.

rotazione • pianeti • Sole • Giove • Venere • Luna • traslazione • Nettuno • Urano • rivoluzione

IL SISTEMA SOLARE

è formato da

alcuni pianeti nani, come Plutone

8 che orbitano intorno al

Mercurio la

Terra

ha un satellite compie due moti

• rotazione

•

Marte ....................................................................

Saturno ....................................................................

compie tre moti

•

• rivoluzione

•

FACCIAMO IL PUNTO

1 Scrivi il nome relativo a ogni affermazione.

• È la stella che illumina e riscalda la Terra.

• È il pianeta più grande del Sistema Solare.

• Il suo colore rosso è dovuto alla presenza di ossido di ferro.

• È circondato da anelli formati da sabbia e ghiaccio.

• È un pianeta nano.

• È il pianeta più caldo e il più vicino alla Terra.

• È il pianeta più vicino al Sole.

• Ha un sottile anello simile a quello di Saturno.

• È il pianeta “gemello” di Urano.

2 Scrivi il nome dei pianeti del Sistema Solare.

3 Scrivi di quale corpo celeste si tratta.

SOLE

4 Assegna a ogni definizione il numero del rispettivo corpo celeste.

1) ASTEROIDE 2) METEORITE 3) COMETA 4) PIANETA 5) SATELLITE

Frammento di asteroide che rimane quando viene a contatto con l’atmosfera e il suolo terrestri.

Corpio che orbita attorno a un pianeta.

Corpo roccioso di forma allungata e irregolare che vaga nello Spazio.

Corpo che orbita attorno a una stella e che non emette né luce né calore.

Ammasso di gas, ghiaccio e polveri che, avvicinandosi al Sole, forma una lunga “coda” luminosa.

5 Collega ogni affermazione al rispettivo corpo celeste.

Compie la sua orbita in circa 27 giorni.

La sua orbita completa è di circa 365 giorni.

È una stella di media grandezza.

6 Indica con una X.

Per orbita si intende:

il giro che un pianeta compe su sé stesso.

LUNA

La sua rotazione determina il dì e la notte.

Compie anche il movimento di traslazione.

il percorso che un corpo celeste compie attorno a uno più grande.

il percorso di un asteroide in avvicinamento a un pianeta.

7 Completa l’immagine del moto di rivoluzione della Terra con le didascalie esatte.

RIFLETTO SUL MIO LAVORO

• Ti è piaciuto il percorso sull’Universo? Sì. No. Abbastanza.

• Quale aspetto ti è piaciuto di più? Perché?

• Quali esercizi di queste pagine ti sono sembrati più semplici? Colora il quadratino di verde.

• Quali ti sono sembrati più difficili? Colora il quadratino di rosso.

L’ANGOLO della FISICA

Alessandro Volta

Alessandro Volta, nato a Como nel 1745, fu un fisico e si oc cupò soprattutto di studiare l’energia, inventando uno degli strumenti che oggi rende la nostra vita davvero mol to comoda: la pila, l’antenata delle nostre batterie. Fin da giovane, Alessandro dimostrò molto interesse verso le Scienze e fece numerosi esperimenti. A quel tempo, di elettricità si sapeva ben poco, ma erano state fatte alcune interessanti scoperte: per esempio, si era notato che se si strofinavano dei pezzi di ambra sulla lana e poi si avvicinavano all’ambra dei pezzetti di carta, questa resina era in grado di attrarli. Un’altra scoperta era quella relativa ai materiali che isolano, cioè fermano l’elettricità, e di altri materiali che, invece, la conducono, cioè che la fanno passare velocemente. Volta realizzò uno strumento in grado di misurare l’elettricità; ancora oggi, per misurare la tensione elettrica, si usa l’unità di misura chiamata Volt, proprio in suo onore.

Dopo diversi anni di sperimentazioni e ricerche, Alessandro Volta riuscì a realizzare uno strumento in grado di produrre elettricità: la pila. Era una colonna composta da dischetti di zinco e di rame uno sull’altro, con in mezzo uno strato di feltro imbevuto di acqua salata. Collegando un filo elettrico alle due estremità, si poteva prelevare l’elettricità generata dalla reazione chimica.

Si dice che Volta abbia preso come modello per ideare la sua pila la torpedine, un pesce piatto che vive sul fondo del mare e che ha un organo elettrico capace di dare la scossa, fatto proprio da tanti dischetti sovrapposti di tessuto diverso.

L’invenzione di Volta fece ben presto il giro del mondo e tantissimi scienziati e tantissime scienziate provarono a costruire questo strumento rendendosi conto della genialità della scoperta.

Che cos’è l’energetica?

L’energetica è una branca della fisica che si occupa di studiare le varie forme di energia, le sue trasformazioni e le diverse fonti di energia La parola “energia” deriva dalla lingua greca e significa “forza in azione”. L’energia, infatti, è il motore di qualsiasi cosa succeda e viene definita come la capacità di compiere un lavoro.

a TU per TU con... L'ENERGETICA

MATERIALE OCCORRENTE

Un palloncino.

PROCEDIMENTO

1. Prendi il palloncino e gonfialo attraverso la bocca con l’aria presente nei tuoi polmoni, poi tienilo chiuso solo con due dita.

2. Osservalo qualche secondo, poi alza il braccio, apri le dita e lascia andare il palloncino. Osserva che cosa succede.

CONCLUSIONI

1. Per gonfiare il palloncino hai dovuto utilizzare l’energia meccanica dei tuoi muscoli, che hanno spinto l’aria dei tuoi polmoni al suo interno.

2. Una parte di questa energia meccanica si è inoltre trasformata in energia termica. Prova a toccarti le guance subito dopo aver gonfiato il palloncino: non sono più calde e arrossate?

3. Nel momento in cui tieni il palloncino gonfio chiuso tra le tue dita, l’energia meccanica che hai utilizzato per gonfiarlo si sarà trasformata in energia potenziale: il palloncino infatti a quel punto possiede un’energia che può generarsi, ma che ancora non ha avuto la possibilità di sviluppare.

4. Quando lasci il palloncino, esso ti sfuggirà dalle mani e inizierà a volare nello spazio circostante, fino a terminare il suo volo per terra. L’energia potenziale si è trasformata in energia cinetica, che ha permesso al palloncino di muoversi e di sgonfiarsi.

L’ENERGIA

Queste sono solo alcune forme di energia, ma ne esistono molte altre!

• L’energia nucleare viene prodotta dalla rottura di atomi di particolari sostanze;

• l’energia solare è quella prodotta dal Sole;

• l’energia eolica viene prodotta dalla forza del vento;

• l’energia cinetica è l’energia che possiede un oggetto o un corpo per il movimento che ha;

• l’energia potenziale è l’energia che un oggetto o un corpo possiede e che ha la possibilità di svilupparsi, ma che ancora non si è sviluppata (per esempio l’energia che può avere un bacino d’acqua ad alta quota, chiuso all’interno di una diga, che può cadere verso il basso).

Tante forme di energia

L’energia ci serve per muoverci, spostare gli oggetti, scaldarci, far funzionare le macchine...

Esistono diverse forme di energia:

• l’energia luminosa proviene dalla luce, in particolare dal Sole;

• l’energia termica è il calore, che hai osservato lo scorso anno;

• l’energia chimica è contenuta, per esempio, nel cibo;

• l’energia elettrica deriva dal movimento di piccolissime particelle presenti negli atomi, gli elettroni. Essa è la forma di energia più utilizzata da noi esseri umani;

• l’energia muscolare permette il movimento del nostro corpo.

L’acqua, prima di cadere, possedeva energia cinetica.

Il fuoco produce energia termica.

L’energia si trasforma L’energia impiegata per compiere un lavoro non si consuma, ma si trasforma; passa da una forma a un’altra, ma la sua quantità rimane la stessa. Si formano così le catene energetiche. Osserva qui sotto una catena energetica.

Il Sole produce energia solare che viene catturata dalle foglie delle piante.

Energia solare.

Con la fotosintesi, l’energia solare viene trasformata in energia chimica, contenuta nelle sostanze nutritive prodotte dalle piante.

Quando mangiamo frutta e verdura, immagazziniamo l’energia chimica e la trasformiamo in energia muscolare.

Circonda gli oggetti che producono energia termica.

Le fonti di energia

Tutto ciò da cui è possibile ottenere energia è una fonte di energia. Le fonti di energia vengono divise in due gruppi: le fonti non rinnovabili, che con il tempo finiscono, e le fonti rinnovabili, che non finiscono mai.

Le fonti non rinnovabili

Le fonti energetiche finora più sfruttate dagli esseri umani sono il metano, il petrolio e il carbone, sostanze estraibili dal sottosuolo. Nel tempo però è stato dimostrato che tali sostanze sono inquinanti ed esauribili. Le fonti energetiche non rinnovabili vengono chiamate anche combustibili fossili:

• sono “combustibili” perché bruciano facilmente;

• sono “fossili” perché derivano dalla trasformazione di organismi viventi vissuti migliaia di anni fa sepolti in profondità nel terreno.

La combustione del metano, del petrolio e del carbone libera grandi quantità di energia termica che viene trasformata in energia elettrica nelle centrali termoelettriche

Un altro tipo di fonte non rinnovabile si ricava dagli atomi di uranio nelle centrali nucleari dove si produce energia nucleare, che viene trasformata in energia elettrica. Questo tipo di produzione di energia presenta numerosi rischi in caso di guasti o malfunzionamento degli impianti.

CARBONE

METANO

Il metano è un gas, perciò non ha colore né odore. Al metano usato in cucina, infatti, viene aggiunto un odore per accorgersi di eventuali perdite. Il metano è molto usato sia per i veicoli a motore sia negli impianti di riscaldamento, perché è il combustibile fossile meno inquinante.

PETROLIO

Il carbone è il combustibile che ha permesso la nascita e lo sviluppo dell’industria. Dalla fine dell’Ottocento, e per tutto il Novecento, è stata la fonte energetica più utilizzata. Esso si trova in natura allo stato solido

Il petrolio è un combustibile liquido che viene estratto da pozzi nel terreno o nei fondali marini. Nelle raffinerie, dal petrolio si ricavano combustibili come benzina, gasolio e cherosene. Con il petrolio si producono anche materie plastiche, fibre tessili e l’asfalto delle strade.

Le fonti rinnovabili

Le fonti rinnovabili hanno la caratteristica di non inquinare l’ambiente e di non esaurirsi perché si rinnovano continuamente. Esse sono ancora poco sfruttate, ma il loro impiego è destinato ad aumentare sempre di più. Sono fonti di energia rinnovabili:

• il vento, che è utilizzato nelle centrali eoliche 1 , dove la sua energia viene trasformata in energia elettrica;

• il Sole, che fornisce energia termica e solare. Questi due tipi di energia vengono sfruttati nei pannelli solari 2 : il calore del Sole riscalda l’acqua con i pannelli solari termici; l’energia solare, invece, viene trasformata in energia elettrica con i pannelli solari fotovoltaici;

a L’energia

TU per TU con... LO STUDIO

Completa il testo con i termini esatti: sceglili tra quelli in neretto in queste pagine.

Tra le fonti energetiche distinguiamo quelle non rinnovabili e quelle , cioè che possono rinnovarsi continuamente. Alcune fonti di energia non rinnovabili sono il , il petrolio e il

• l’acqua, che è utilizzata nelle centrali idroelettriche 3 . In questi impianti l’energia idrica, cioè l’energia dell’acqua in movimento, viene trasformata in energia elettrica;

• l’energia geotermica, che è costituita da acqua e getti di vapore caldissimi provenienti dall’interno della Terra. Essi vengono utilizzati negli impianti geotermici 4 per produrre energia elettrica;

• la biomassa, che è una fonte di energia formata da materiali soprattutto di origine vegetale (legno, mais, paglia...). Questi materiali, dopo essere stati lavorati, con la combustione producono energia. Inoltre, anche molti rifiuti domestici, trattati e bruciati nei termovalorizzatori 5 , producono energia.

Termovalorizzatori: inceneritori che sfruttano il calore prodotto dalla combustione dei rifiuti per produrre vapore, con il quale viene generata energia elettrica.

La luce

Senza la luce del Sole o quella prodotta dalle lampadine non riusciremmo a vedere quello che ci circonda: i nostri occhi, infatti, senza luce non funzionano. Ma come funziona la luce?

La luce trasporta energia e si propaga in linea retta sotto forma di radiazioni luminose. Queste ultime si spostano a una velocità altissima: 300 000 chilometri al secondo!

La luce del Sole impiega 500 secondi (poco più di 8 minuti) a raggiungere la Terra, perché il Sole è lontano quasi 150 milioni di chilometri dal nostro pianeta. Le radiazioni luminose, inoltre, sono capaci di muoversi nel vuoto: per questo la luce del Sole arriva fino alla Terra.

Le sorgenti di luce

Sono sorgenti di luce, o corpi luminosi quei corpi in grado di emettere luce, come per esempio il Sole, una lampadina o una candela accesa. Tra queste possiamo distinguere sor genti di luce naturali, come il Sole, o artificiali, come le lampadine.

ESPERIMENTO

MATERIALE OCCORRENTE

Farina, una torcia elettrica.

PROCEDIMENTO

1. In una stanza al buio, prendi una manciata di farina e lanciala in aria, poi accendi la torcia elettrica e direziona il fascio di luce verso la farina. In questo modo il fascio di luce sarà interamente visibile, e tu potrai osservare che non fa curve.

CONCLUSIONI

Grazie a questo semplice esperimento, hai potuto vedere che la luce procede in linea retta.

PROCEDIMENTO

1. Accendi la lampada in un locale completamente buio e proietta la luce su una parete bianca o su un cartellone bianco appeso a una parete.

2. Uno alla volta, posiziona i vari oggetti tra la fonte luminosa e la parete.

OSSERVAZIONI

• Quali oggetti fanno ombra?

1

2

• Quali lasciano passare la luce e la loro ombra si intravede leggermente sulla parete?

• Quali fermano in parte la luce, ma creano un’ombra chiara sulla parete?

CONCLUSIONI

In base a come reagiscono alla luce, i corpi vengono classificati in trasparenti, opachi, traslucidi

2

a TU per TU con...

STUDIO

I corpi, per la maggior parte, non sono in grado di emettere luce. Essi, infatti, sono visibili solo quando vengono colpiti dalla luce emessa dai corpi luminosi. Sono perciò detti corpi illuminati. Non tutti i corpi illuminati, però, quando sono colpiti dalla luce, si comportano allo stesso modo:

• i corpi trasparenti 1 si lasciano attraversare completamente dalla luce e permettono una visione nitida degli oggetti posti dietro;

• i corpi traslucidi 2 si lasciano attraversare parzialmente dalla luce, perciò impediscono di distinguere nitidamente gli oggetti posti dietro;

• i corpi opachi 3 non si lasciano attraversare dalla luce ma la assorbono, per cui gli oggetti posti dietro non si possono vedere.

Spiega oralmente con parole tue e con qualche esempio le seguenti espressioni.

MATERIALE OCCORRENTE

37 L’energia

I corpi e la luce

I fenomeni luminosi

La luce viaggia in linea retta. Ma che cosa succede quando i raggi luminosi incontrano un corpo?

Una parte dei raggi viene assorbita dall’oggetto, ma un’altra parte si comporta in modo diverso a seconda delle caratteristiche della superficie del corpo.

• Se il corpo è lucido e la sua superficie è perfettamente liscia, i raggi di luce rimbalzano tutti nella stessa direzione. Questo è il fenomeno della riflessione 1 , che ci permette di vedere le immagini riflesse negli specchi

• Se il corpo è opaco e la superficie ruvida, i raggi di luce rimbalzano in tantissime direzioni e intorno al corpo si forma una debole lumi nosità. Questo fenomeno è conosciuto come diffusione 2 e consen te alla luce di diffondersi nell’ambiente. Pensa, per esempio, a quello che succede quando si illumina la parete di una stanza.

• La rifrazione 3 avviene quando la luce attraversa, uno dopo l’altro, pi trasparenti diversi, per esempio l’aria e l’acqua. In questo caso i raggi luminosi, passando dal primo al secondo corpo, subiscono una piccola deviazione nella loro direzione. Se immergiamo una matita in un bicchiere d’acqua, per esempio, essa ci può sembrare spezzata proprio nel punto di passaggio tra aria e acqua.

ESPERIMENTO

MATERIALE OCCORRENTE

Un cucchiaio.

PROCEDIMENTO

Specchiati nel cucchiaio, prima nella parte concava, poi nella parte convessa.

OSSERVAZIONI

Nel primo caso la tua immagine è capovolta e ingrandita; nel secondo caso è invece dritta e rimpicciolita.

CONCLUSIONI

I raggi di luce, colpendo la superficie concava, si incrociano e riflettono un’immagine capovolta; colpendo una superficie convessa, i raggi si allontanano dal centro e riflettono un’immagine rimpicciolita.

La luce e i colori

ESPERIMENTO

MATERIALE OCCORRENTE

Un bicchiere di vetro trasparente, acqua, un foglio bianco.

PROCEDIMENTO

1. Riempi in bicchiere con l’acqua e appoggialo sul foglio bianco in modo che venga colpito direttamente dai raggi del Sole.

2. Ruota o inclina leggermente il bicchiere.

CONCLUSIONI

Per effetto della rifrazione, l’acqua nel bicchiere ha scomposto la luce bianca deviando in diverse direzioni le differenti radiazioni luminose.

Ogni radiazione è di un colore diverso e va in una precisa direzione, differente rispetto alle altre.

La scoperta di Isaac Newton

La luce del Sole ci appare bianca, ma in realtà è formata da molti colori: i sette principali sono chiamati “colori dell’iride” e sono il rosso, l’arancione, il giallo, il verde, l’azzurro, l’indaco e il violetto. Insieme, i colori dell’iride formano lo spettro luminoso. Questa scoperta è da attribuire a Isaac Newton, lo scienziato inglese che hai già conosciuto l’anno scorso. Verso la fine del XVII secolo, notò che se un raggio di luce bianca attraversa un prisma di vetro esce scomposto nei diversi colori.

Lo spettro luminoso.

Speciale Stem

DISCO DI NEWTON

MATERIALE OCCORRENTE

Cartoncino bianco, compasso, matita, pennarelli, forbici, ferro da maglia, plastilina.

PROCEDIMENTO

1. Sul cartoncino disegna un cerchio con il raggio di circa 10 cm.

2. Suddividi il cerchio in sette settori, rispettando le ampiezze indicate nel disegno qui a fianco.

3. Colora ogni settore rispettando i colori indicati nel disegno.

4. Ritaglia il cerchio.

5. Da una persona adulta, fai infilare il disco ottenuto su un ferro da maglia facendo uscire la punta dalla parte non colorata. Poi fissalo con un po’ di plastilina.

6. Utilizza il disco come se fosse una trottola, facendolo ruotare il più velocemente possibile su sé stesso.

OSSERVAZIONI

I colori mescolati tra loro dalla velocità danno origine al colore bianco.

CONCLUSIONI

Tutte le radiazioni luminose mescolate insieme danno origine alla luce bianca.

Perché vediamo gli oggetti colorati?

Un oggetto colpito dalla luce assorbe e riflette diverse radiazioni colorate. I colori riflessi sono quelli che raggiungono i nostri occhi e che ci fanno vedere le cose colorate.

1. Un oggetto che ci appare verde, come per esempio una foglia, assorbe tutti i colori eccetto il verde, che viene riflesso e arriva ai nostri occhi.

2. Un oggetto che ci appare di colore rosso, come per esempio una mela, ha assorbito tutti i colori eccetto il rosso, che vediamo.

3. Un oggetto che ci appare di colore bianco, come per esempio la neve, non assorbe nessun colore, ma li riflette tutti verso i nostri occhi: tutti i colori, insieme, formano il bianco.

4. Gli oggetti che percepiamo di colore nero, come per esempio la superficie di una lavagna di ardesia, assorbono tutti i colori e non ne riflettono nessuno.

Completa le affermazioni con parole tue.

• Vedo il limone giallo perché

• Vedo l’albicocca arancione perché

Il suono

Tic-Tac... Buuum... Miaoooo...

Da che cosa sono originati i suoni che giungono alle nostre orecchie?

ESPERIMENTO

MATERIALE OCCORRENTE

Elastici da cancelleria diversi per dimensione e spessore.

PROCEDIMENTO

Scegliendo ogni volta un elastico di dimensione e spessore diversi, tendili tra pollice il più possibile e chiedi a un compagno o una compagna di pizzicarli mentre li tieni il più possibile vicino all’orecchio.

OSSERVAZIONI

Tutti gli elastici producono un suono? I suoni prodotti da elastici diversi sono tutti uguali? Perché?

CONCLUSIONI

Più l’elastico è corto e sottile, più il suono è acuto. Al contrario, più l’elastico è lungo e spesso, più il suono è grave.

L’origine del suono

Dagli scienziati e dalle scienziate, il suono viene considerato come energia sonora e si trasmette attraverso l’aria. Tutti i suoni derivano dalla vibrazione di un corpo, un movimento molto veloce compiuto in sensi opposti: si tratta, cioè, di un movimento che può andare da avanti a indietro, dall’alto al basso, da destra a sinistra... Le vibrazioni si trasmettono all’aria che vibra a sua volta e trasmette i suoni alle nostre orecchie. Le vibrazioni prodotte sono le onde sonore che dalla sorgente (cioè da dove nascono) si diffondono nell’aria (mezzo) come onde concentriche in ogni direzione e vengono percepite dal nostro orecchio. sorgente sonora propagazione mezzo orecchio corpo vibrante

Scienza e... Tecnologia

IL DIAPASON

Il diapason è uno strumento di metallo piccolo e tascabile che i musicisti e le musiciste utilizzano per accordare i loro strumenti.

1

È formato da un’impugnatura 1 da cui partono due rebbi 2 , cioè due astine di metallo sottili e parallele tra loro che, se percossi, iniziano a vibrare producendo una particolare nota: il ”la”. Questa nota ha una frequenza che è uguale per tutti i diapason: 440 Hertz, cioè i rebbi compiono ben 440 oscillazioni in un solo secondo.

Per osservare la vibrazione che dà origine a questo suono, esegui gli esperimenti suggeriti qui sotto.

a) Prendi un diapason e colpisci i rebbi, poi avvicinalo all’orecchio: potrai sentire distintamente un suono bello e pulito, il ”la”. Se osservi da vicino i rebbi dopo averli percossi, li vedrai vibrare leggermente e velocemente.

b) Prendi un filo e una pallina di carta stagnola e costruisci un semplicissimo pendolino. Metti in vibrazione i rebbi del diapason e avvicina a essi la pallina appesa al filo che terrai in una mano: la pallina rimbalzerà sui rebbi e verrà spinta via velocemente.

c) Prendi un bicchiere d’acqua, metti in vibrazione i rebbi del diapason e infilali velocemente sul pelo dell’acqua: l’acqua schizzerà per un attimo da tutte le parti creando un effetto fontana.

d) Tenendolo per l’impugnatura, appoggia il diapason in vibrazione al piano di un tavolo: sentirai amplificarsi moltissimo il suono. Prova a fare lo stesso esperimento su diversi materiali: legno, vetro, cemento, plastica, stoffa, ceramica e così via. Come cambia l’amplificazione sui diversi materiali? Qual è il materiale che amplifica meglio il suono del diapason?

Le pareti degli studi di registrazione sono rivestite di materiale fonoassorbente per evitare i fenomeni di eco e rimbombo.

I conduttori del suono

I suoni non si propagano nel vuoto: hanno sempre bisogno di avere un materiale da attraversare. Inoltre, la velocità di propagazione dei suoni dipende dal materiale che attraversano. Per esempio, i suoni attraversano l’aria a una velocità di circa 340 metri al secondo; viaggiano molto più rapidamente nell’acqua e nel vetro, materiali in cui la velocità di propagazione è rispettivamente di 1 500 e 5 000 metri al secondo, perché sono buoni conduttori del suono

I fenomeni del suono

Alcuni materiali, al contrario, riducono notevolmente la velocità di trasmissione dei suoni. Si tratta dei cattivi conduttori del suono, detti fonoassorbenti, come per esempio il polistirolo, la gomma, la stoffa, la sabbia

a TU per TU con... LO STUDIO

Per studiare il testo di una pagina, puoi suddividerlo in sequenze. Per suddividere il testo in sequenze procedi così:

Quando ti trovi in un ambiente non molto grande, le onde sonore si riflettono in continuazione sulle pareti e producono un effetto sonoro in cui il suono riflesso e quello originato dalla voce si sovrappongono e non si distinguono più. Questo fenomeno è conosciuto come rimbombo

La riflessione dei suoni, inoltre, può generare un altro fenomeno, l’eco. Per esempio, se ti trovi in un ambiente aperto come in montagna e lanci un urlo, il suono ritornerà verso le tue orecchie in modo molto chiaro. Perché si verifichi questo fenomeno è necessario che l’ostacolo che riflette il suono (in questo caso la parete della montagna) sia distante almeno 17 metri dalla sorgente sonora (la tua bocca).

• individua nel testo gli argomenti principali e traccia una linea orizzontale tra un argomento e il successivo: hai individuato le sequenze;

• in ogni sequenza sottolinea le informazioni più importanti (per esempio: dove non si propagano i suoni, dove si propagano...);

• esponi il testo facendoti guidare dalle parti che hai sottolineato;

• infine, esponi di nuovo il testo senza guardare il libro.

L’elettricità

Per spiegare che cos’è l’elettricità è necessario analizzare la struttura dell’atomo. Infatti, l’elettricità è provocata dal movimento di alcune particelle che si trovano nell’atomo: gli elettroni.

Ogni atomo è formato da un nucleo che contiene un certo numero di particelle chiamate protoni (che hanno una carica positiva) e neutroni (che hanno una carica neutra). Attorno al nucleo invece orbitano velocemente gli elettroni, particelle più piccole con carica negativa

Alcuni elettroni ruotano attorno al nucleo tenendo gli atomi vicini tra loro, mentre altri elettroni si muovono più liberamente tra gli atomi o tra un atomo e l’altro. Tanti elettroni in movimento tra un atomo e l’altro formano una corrente elettrica.

L’elettricità si trova prima di tutto in natura: i fulmini, per esempio, sono fenomeni elettrici generati dal passaggio di cariche elettriche tra la terra e il cielo, tra due nubi o all’interno della stessa nuvola.

Materiali conduttori e isolanti

La corrente elettrica è un flusso di cariche elettriche che passano attraverso un conduttore

• Alcuni materiali, come i metalli, hanno più elettroni liberi di muoversi e sono quindi buoni conduttori elettrici, perché fanno scorrere bene la corrente al loro interno. È per questo che i cavi elettrici nelle nostre case sono fatti da più fili metallici (di solito di rame) intrecciati tra loro, rivestiti da una guaina di protezione.

• Altri materiali invece sono isolan ti perché non permettono agli elettroni di muoversi liberamente e interrompono il flusso di corrente. Per esempio la plastica, la gomma, il legno sono dei buoni isolanti.

ATOMO

neutrone orbite

protone

elettrone nucleo

a TU per TU con... LO STUDIO

Indica con C i materiali CONDUTTORI di elettricità e con I i materiali ISOLANTI rame legno acciaio ferro plastica carta gomma lana sughero

PAGINA CHIARA

• Usa queste sintesi per ripassare le tue conoscenze.

L’energia

L’energia è la capacità di compiere un lavoro e si presenta in forme diverse : luminosa, solare, termica, chimica, muscolare, elettrica… Le fonti di energia si distinguono in:

• non rinnovabili (carbone, petrolio, metano…), cioè che si esauriscono;

• rinnovabili (Sole, acqua, vento…), cioè che non si esauriscono.

LA LUCE

La luce viene emessa da corpi luminosi come il Sole e da corpi illuminati che la riflettono. Le sorgenti di luce possono essere naturali (Sole) o artificiali (lampadina).

La luce si comporta in modo differente in base alla superficie del corpo che illumina, per cui si ha:

• la riflessione, quando la luce colpisce un corpo dalla superficie lucida e liscia ;

• la diffusione, quando la luce colpisce un corpo dalla superficie ruvida e opaca ;

• la rifrazione, quando la luce passa da una sostanza trasparente all’altra .

I corpi illuminati si comportano diversamente quando vengono colpiti dalla luce :

• i corpi trasparenti (vetro naturale) lasciano passare completamente la luce;

• i corpi traslucidi (vetro colorato) lasciano passare in parte la luce;

• i corpi opachi (ceramica) non si lasciano attraversare dalla luce e la assorbono.

IL SUONO

Il suono è una forma di energia (energia sonora).

Le vibrazioni prodotte, onde sonore, dalla sorgente (cioè da dove nascono) si diffondono nell’aria (mezzo) come onde concentriche in ogni direzione e vengono percepite dal nostro orecchio.

L’ELETTRICITÀ

È una forma di energia che si trova anche in natura (fulmini). La corrente elettrica è un flusso di cariche elettriche attraverso un conduttore .

• Completa la mappa con i seguenti termini.

vento • sonora • acqua • carbone • forme • rinnovabili • fonti • luminosa • conduttori

L’ENERGIA

deriva da

si presenta in

possono essere

diverse

tra le quali

energetiche

(Sole, , geotermica)

non rinnovabili (petrolio, , metano)

energia (della luce) energia (del suono)

energia elettrica

si trasmette attraverso

materiali

FACCIAMO IL PUNTO

1 Collega ogni forma di energia alla rispettiva immagine.

ENERGIA TERMICA

ENERGIA MUSCOLARE

ENERGIA ELETTRICA

ENERGIA EOLICA

2 Collega ogni definizione alla rispettiva forma di energia.

È l’energia originata dalla forza del vento.

È l’energia che si sprigiona dalla rottura degli atomi di particolari sostanze.

È l’energia che proviene dal Sole, sotto forma di raggi, ma anche quella prodotta da una lampadina.

È l’energia che possiede un oggetto o un corpo per il movimento che ha.

3 Indica con NR le fonti energetiche non rinnovabili e con RI quelle rinnovabili. metano vento Sole carbone petrolio acqua biomassa geotermica

4 Osserva il disegno e completa.

• Con quale nome viene indicato l’asse di legno posto tra il ragazzo e la lampada? Corpo opaco. Corpo liscio. Corpo trasparente.

• Perché?

• Che cosa si forma dietro l’asse?

ENERGIA CINETICA

ENERGIA LUMINOSA

ENERGIA EOLICA

ENERGIA NUCLEARE

5 In ogni coppia di termini, cancella con una riga quello non esatto.

La luce trasporta calore/energia e si propaga in linea retta/obliqua sotto forma di radiazioni altissime/luminose

Tutti quei corpi in grado di emettere luce sono sorgenti/sostanze luminose e si distinguono in primarie/naturali e artificiali/secondarie

6 Completa con i seguenti termini. Fai attenzione a quelli intrusi.

rifrazione • vibrazioni • assorbita • diffusione • aria • fenomeni • raggi • riflessione • sorgente • corpo • deviata • deviazione

Quando i luminosi incontrano un , una parte di essi viene dal corpo stesso e un’altra parte viene e può dar luogo a tre diversi:

a) la , se il corpo è lucido e la sua superficie completamente liscia;

b) la ...................................................................., se il corpo è opaco e la sua superficie è ruvida;

c) la , quando la luce attraversa uno dopo l’altro due corpi trasparenti.

7 Indica con una X se le affermazioni sono vere ( V ) o false (F).

• Il suono si trasmette attraverso l’aria.

• Il suono si trasmette anche nel vuoto.

• Tutti i suoni derivano dalle vibrazioni di un corpo.

• Le vibrazioni prodotte sono le onde sonore.

• Le onde sonore si diffondono in linea retta.

• Il suono viaggia più rapidamente nell’acqua e nel vetro.

8 Colora il delle affermazioni esatte.

V F

V F

V F

V F

V F

V F

Tanti elettroni in movimento tra un atomo e l’altro formano una corrente elettrica.

L’elettricità è una forma di energia che non esiste in natura.

La corrente elettrica è un flusso di cariche elettriche attraverso un conduttore.

Un conduttore è un materiale in cui le cariche elettriche scorrono facilmente.

Tutti i metalli sono buoni conduttori di elettricità.

RIFLETTO SUL MIO LAVORO

• Ti è piaciuto il percorso sull’energia? Sì. No. Abbastanza.

• Quale aspetto ti è piaciuto di più? Perché?

• Quali esercizi di queste pagine ti sono sembrati più semplici? Colora il quadratino di verde.

• Quali ti sono sembrati più difficili? Colora il quadratino di rosso.

il mio PERCORSO

CHE COSA MI È PIACIUTO

Quale branca delle Scienze ti ha maggiormente affascinato/a?

L’astronomia. La fisica.

Motiva la tua scelta.

Ordina da 1 a 4 gli argomenti, da quello che ti ha interessato di più (1) a quello che ti ha interessato di meno (4).

Il Sistema Solare.

L’energia.

La luce.

Il suono.

Motiva la tua scelta.

CHE COSA HO IMPARATO PIÙ FACILMENTE

Quale argomento presentato ti è risultato più facile da apprendere?

Motiva la tua risposta.

Di quale argomento avevi già alcune conoscenze?

In quale modo le hai acquisite?

Quale argomento vorresti approfondire? Perché?

L’ANGOLO dell’ ANATOMIA

Rita Levi Montalcini

Rita Levi Montalcini fu una scienziata nata a Torino all’inizio del 1900. Studiò medicina e, in particolare, si occupò di approfondire le conoscenze sul sistema nervoso

Dopo essersi laureata e aver lavorato anche all’Università di Bruxelles, tornò a Torino e decise di installare nella sua casa un piccolo laboratorio di ricerca per approfondire i suoi studi. Con lei collaboravano altri importanti scienziati e scienziate, medici e mediche.

Durante la Seconda guerra mondiale, fu costretta a interrompere i suoi studi per rifugiarsi a Firenze, ma appena finì la guerra riprese le sue ricerche che, dopo alcuni anni, la portarono a identificare una particolare proteina (chiamata NGF) che ha un ruolo importante per la crescita di cellule e organi. Tale scoperta le ha permesso di comprendere molte cose su come si sviluppano malattie come il cancro, il morbo di Alzheimer e di Parkinson. Grazie a questa scoperta, la ricerca in campo medico ha fatto enormi passi in avanti verso la prevenzione e la cura di queste malattie. Nel 1986, Rita Levi Montalcini ricevette il Premio Nobel per la medicina. Nella motivazione del Premio si legge: “La scoperta dell’NGF è un esempio affascinante di come un osservatore acuto possa estrarre ipotesi valide da un apparente caos. In precedenza, i neurobiologi non avevano idea di quali processi intervenissero nella corretta innervazione degli organi e tessuti dell’organismo”.

Rita Levi Montalcini ricoprì moltissime cariche importanti: fu direttrice del Laboratorio di Biologia del Consiglio Nazionale delle Ricerche, fu ambasciatrice dell’Organizzazione per l’Alimentazione e l’Agricoltura (FAO) e fu membro delle maggiori accademie scientifiche internazionali.

Contenuti digitali

Osserva i disegni a fianco e nomina tutte le parti del corpo che ti vengono in mente, indicandole. Se vuoi, puoi fare riferimento anche alle parti interne del tuo corpo, che non puoi vedere, ma che riesci a percepire.

Che cos’è l’anatomia?

L’anatomia è una branca della biologia che si occupa di studiare la struttura degli organismi viventi. In particolare, l’anatomia umana studia com’è fatto il corpo umano e come funziona.

L’anatomia si suddivide in due categorie:

• l’anatomia macroscopica, che analizza le parti del corpo umano che possono essere osservate a occhio nudo, anche senza il microscopio;

• l’anatomia microscopica, che studia gli elementi più piccoli che costituiscono il corpo umano e che possono essere osservati solo tramite il microscopio.

Oltre all’anatomia, anche la medicina è una scienza che studia il corpo umano; si occupa in particolare di conoscere le malattie e cerca di garantire la salute delle persone attraverso la prevenzione e la cura.

a TU per TU con... L'ANATOMIA

IL CORPO UMANO

Il corpo umano è un organismo che funziona attraverso una precisa organizzazione di tutte le sue diverse parti. Cresce insieme a noi dal momento della nascita fino a quando diventiamo adulti. Camminare, correre, saltare, giocare, studiare, parlare, ascoltare... sono solo alcune delle attività che il nostro corpo è in grado di compiere. Dall’esterno, possiamo distinguere nel corpo umano: la testa, il tronco e gli arti, distinti a loro volta in superiori e inferiori Proprio come una macchina, il corpo umano è formato da varie parti che svolgono compiti diversi, collaborano tra loro e contribuiscono al funzionamento generale dell’intero organismo Ogni parte non agisce da sola, ma lavora assieme alle altre in modo coordinato, inviando e ricevendo continui messaggi. A differenza di una macchina, tuttavia, il nostro corpo è vivo; infatti, è composto da cellule, le parti più piccole che costituiscono un essere vivente.

Le cellule si organizzano

Il corpo umano è composto da moltissime cellule con forme e funzioni differenti.

Arti superiori

Arti inferiori

Cellule della pelle

Cellula adiposa

Globulo bianco

Globulo rosso

Cellula intestinale

Cellula ossea

Cellula nervosa

Cellula uovo

Testa

Tronco

• Cellule di uno stesso tipo si aggregano e formano i tessuti. Per esempio, il tessuto osseo che forma le ossa, quello muscolare che forma i muscoli, quello epiteliale che forma la pelle…

• Tessuti diversi si uniscono, collaborano insieme e formano gli organi (stomaco, polmoni, fegato…), che svolgono una specifica funzione.

• Più organi possono lavorare insieme e formare sistemi e apparati. Il sistema è formato da organi con lo stesso tipo di tessuto; per esempio, il sistema nervoso è formato da un unico tipo di tessuto (il tessuto nervoso, formato da cellule nervose). L’apparato comprende organi che, pur svolgendo compiti simili, sono formati da tessuti diversi; per esempio, l’apparato digerente è formato da molti organi diversi composti da differenti tipi di tessuto, come il tessuto epiteliale e il tessuto muscolare.

Tutti i sistemi e gli apparati sono collegati tra loro e contribuiscono a formare il nostro organismo.

a TU per TU con... LO STUDIO

Collega ogni immagine al termine corrispondente.

Tessuto epiteliale.

Tessuto muscolare.

TESSUTO SISTEMA CELLULA

Apparati e sistemi del nostro corpo

Il corpo umano è una macchina straordinaria, composta da numerose parti diverse che funzionano anche senza che noi ce ne accorgiamo. Il nostro corpo è formato da decine di organi, muscoli e ossa, chilometri di vasi sanguigni, centinaia di miliardi di cellule e un cervello più potente di un computer.

Tutte queste parti lavorano insieme senza sosta per mantenerci in vita e sono raccolte in sistemi e apparati: ciascuno di essi svolge una funzione specifica e necessaria all’interno dell’organismo. Ecco i sistemi e gli apparati principali del corpo umano: qui te li mostriamo utilizzando illustrazioni distinte, ma ricorda che in realtà sono raccolti tutti insieme all’interno del nostro corpo.

SISTEMA NERVOSO

È la centrale di comando che elabora le informazioni e ci mette in comunicazione con il mondo esterno.

SISTEMA SCHELETRICO

Comprende le ossa che sostengono il corpo e proteggono gli organi interni.

SISTEMA MUSCOLARE

È costituito dai muscoli che sono collegati alle ossa e permettono il movimento del corpo.

APPARATO DIGERENTE

Elabora i cibi che mangiamo per ricavare le sostanze chimiche e l’energia necessarie al nostro corpo.

APPARATO ESCRETORE

Elimina dal nostro corpo tutte le sostanze di rifiuto e le sostanze che abbiamo già utilizzato.

APPARATO RESPIRATORIO

Immette aria nel corpo per prelevare l’ossigeno ed espellere l’anidride carbonica

SISTEMA IMMUNITARIO

È l’arma di difesa del nostro corpo contro gli agenti esterni (principalmente virus e batteri) che potrebbero causare malattie o infezioni.

APPARATO CIRCOLATORIO

Rifornisce tutte le cellule di ossigeno e nutrimento e raccoglie le sostanze di rifiuto.

APPARATO RIPRODUTTORE

È diverso nell’uomo e nella donna; è formato dagli organi genitali. La collaborazione dei due apparati permette di dare vita a un nuovo individuo.

Storytelling

GLI UOMINI A MOTORE

Giovannino Perdigiorno, viaggiando in ascensore, capitò nel paese degli uomini a motore.

Al posto del cuore avevano un pistone. Bevevano olio a pranzo e benzina a colazione.

Al posto dei piedi avevano le rotelle, le cinghie di trasmissione erano le bretelle.

Al posto del naso avevano una trombetta per chiedere la strada e correre più in fretta.

Correvano tutto il giorno senza mai fermarsi. Non avevano nemmeno il tempo di salutarsi.

E non scambiando mai né parole né saluti, pian piano i poveretti diventarono muti.

Facevano soltanto brum brum e perepè, e Giovannino disse: “Questo posto non fa per me”.

G. Rodari, I viaggi di Giovannino Perdigiorno, Einaudi Ragazzi

Rodari cita alcune parti del corpo che gli uomini a motore hanno modificato con oggetti meccanici. Sottolinea le parti del corpo che vengono nominate, scrivile sul quaderno in una tabella come quella qui sotto associandole all’oggetto meccanico in cui sono state modificate nel paese degli uomini a motore.

Completa sul quaderno una tabella come quella qui sotto. Scrivi il nome di alcune parti del corpo a tua scelta, gli oggetti, gli strumenti o le macchine che ti ricordano e perché essi secondo te hanno una funzione simile.

PARTE DEL CORPO A CHE COSA ASSOMIGLIA

PARTE DEL CORPO A CHE COSA ASSOMIGLIA PERCHÉ

Scienza e... Tecnologia

IL CORPO COME UNA MACCHINA

Il corpo umano ha tante parti specializzate in diverse funzioni che ci permettono di compiere azioni particolari. Ma l’essere umano, nel tempo, ha avuto bisogno di potenziare alcune parti del corpo costruendo macchine o strumenti in grado di aiutarlo a svolgere compiti più complessi e a facilitargli la vita.

Tanti oggetti che utilizziamo tutti i giorni sono delle versioni simili ad alcune parti del corpo, ma più potenti o più precise, che ci permettono di svolgere azioni più complesse di quelle che potremmo realizzare solo con il nostro corpo.

Per esempio, la ruspa è in grado di sollevare pesi importanti e di scavare: è un potenziamento dei nostri arti e, in particolare, delle nostre braccia. Infatti si chiama proprio braccio quello che solleva la benna per scavare.

Un altro esempio di macchina che l’essere umano ha costruito è la leva

Le leve permettono di modificare la forza esercitata su un corpo: grazie a loro, per esempio, è possibile sollevare un oggetto molto pesante o prendere oggetti molto delicati. La leva è formata da un’asta rigida che si appoggia su un punto fisso, chiamato fulcro (F). Ai lati dell’asta ci sono la forza che fa resistenza (R) e la potenza (P) che deve superare la resistenza.

Fulcro

Fulcro

Potenza

Resistenza

Resistenza

Potenza

Il corpo umano

Il sistema nervoso

Il sistema nervoso svolge diversi compiti:

• organizza e controlla il lavoro di tutti gli organi, i sistemi e gli apparati e fa in modo che tutto il nostro organismo funzioni correttamente;

• ci mette in comunicazione con l’ambiente e con il nostro corpo, raccogliendo e leggendo gli stimoli che ci arrivano dall’esterno e dall’interno, come la sensazione di fame;

• ci permette di pensare, parlare, ricordare, emozionarci

Il sistema nervoso è diviso in due parti:

• il sistema nervoso centrale, che comprende l’encefalo e il midollo spinale;

• il sistema nervoso periferico, che è formato dai nervi

I neuroni

Le cellule che formano il tessuto del sistema nervoso si chiamano neuroni. Ogni neurone è formato da un corpo cellulare, in cui si trovano il nucleo e gli organelli, e da ramificazioni diverse tra loro:

• i dendriti, più corti, sono la parte della cellula che riceve gli impulsi (cioè i messaggi);

• l’assone trasmette gli impulsi al cervello.

All’estremità dell’assone si trovano dei prolungamenti che terminano in piccoli rigonfiamenti, le sinapsi: grazie a loro, i neuroni possono comunicare con altri neuroni o con altre cellule, per esempio con quelle muscolari. Fasci di assoni, cioè più assoni uniti insieme, formano i nervi

cervello

nervi

intercostali

nucleo

assone

dendriti sinapsi

nervi

periferici

delle braccia

nervi

periferici

delle gambe

midollo

spinale

Il sistema nervoso centrale

L’encefalo e il midollo spinale costituiscono il sistema nervoso centrale. All’interno della scatola cranica, protetto da tre membrane, dette meningi, c’è l’encefalo.

L’encefalo, a sua volta, è costituito da tre parti:

• il cervello è la vera centrale operativa del sistema nervoso: riceve e interpreta le informazioni che arrivano all’organismo, organizza le risposte. Esso è diviso in due parti uguali: gli emisferi. L’emisfero destro controlla la parte sinistra del corpo, quello sinistro controlla la parte destra. Nello strato più superficiale, la corteccia cerebrale, ci sono aree distinte per il controllo del linguaggio, della memoria, del pensiero e delle abilità motorie;

• il cervelletto si trova alla base del cervello e controlla l’equilibrio e i movimenti volontari;

Il midollo spinale si trova all’interno del canale vertebrale che lo protegge; è formato da nervi e collega il sistema nervoso centrale a quello periferico.

Il midollo spinale è anche responsabile dei riflessi, cioè i movimenti involontari che non coinvolgono il cervello. Per esempio, è un riflesso mettere le mani in avanti se stiamo per cadere o togliere rapidamente la mano da qualcosa che scotta.

cervello

cervelletto midollo allungato

midollo spinale

Il sistema nervoso periferico

ghiandole salivari

cervello cuore polmoni stomaco fegato rene intestino

a TU per TU con... LO STUDIO

Segui le indicazioni.

• Per ogni paragrafo, formula tre domande che, secondo te, sono importanti per comprendere in modo approfondito gli argomenti trattati.

• Rivolgi le domande a un compagno o una compagna, scambiandovi i ruoli in modo che tu risponda alle loro.

• Per ogni risposta, controllate insieme sul testo se sono esatte e complete.

• In caso contrario, rileggete la parte relativa alla domanda e riformulate la risposta.

I nervi, che partono dal sistema nervoso centrale e si diramano in tutto il corpo, formano il sistema nervoso periferico

Attraverso esso passano sia gli stimoli esterni, che vanno all’encefalo o al midollo spinale, sia gli impulsi di risposta che il sistema nervoso centrale invia alle diverse zone del corpo.

I nervi possono partire direttamente dal cranio (nervi cranici) e raggiungono gli organi di senso come le orecchie, la bocca, gli occhi o il naso, oppure dal midollo spinale (nervi spinali) che, uscendo dalla colonna vertebrale, raggiungono il tronco e gli arti permettendo il movimento di tutte le parti del corpo.

Esistono due tipi di nervi:

• i nervi sensori, che trasmettono le informazioni raccolte dagli organi di senso verso l’encefalo;

• i nervi motori, che trasmettono le risposte dall’encefalo a tutto il resto del corpo.

Il sistema nervoso neurovegetativo o autonomo è una parte del sistema nervoso periferico che controlla gli organi in grado di funzionare indipendentemente dalla nostra volontà, come il cuore, i polmoni, lo stomaco e l’intestino. Questa parte del sistema nervoso entra in azione, per esempio, quando c’è bisogno di accelerare il battito cardiaco o di stimolare gli organi dell’apparato digerente a produrre succhi gastrici.

Periferico: che è lontano dal centro.

Speciale Stem Speciale Stem

IL

GIOCO DEL SISTEMA NERVOSO

Attraverso un gioco, con i compagni e le compagne puoi simulare il funzionamento del sistema nervoso.

Tre di voi si siedono vicini tra loro e simulano l’encefalo (ognuno rappresenta una funzione diversa): ciascuno con il braccio sinistro riceve le informazioni dall’esterno, mentre con il braccio destro dà il comando per una risposta.

Il resto della classe (tranne uno/a) si dispone invece su sei file, come per fare il “gioco della scossa”: tre file rappresentano i nervi sensori e si agganciano alle braccia sinistre dei bambini/e-encefalo e le altre tre file, attaccate alle braccia destre, simulano i nervi motori. Durante il gioco, è indispensabile tenere gli occhi chiusi e stare in assoluto silenzio: le uniche sensazioni dovranno arrivare dalle strette di mano.

Chi non fa parte delle catene dovrà di volta in volta toccare la mano a un compagno o compagna delle tre file dei nervi sensori, che il più velocemente possibile dovranno trasmettere, tramite la stretta di mano, l’impulso al cervello il quale, rielaborando l’informazione, dovrà trasmetterla ai nervi motori.

L’ultimo o l’ultima della fila dei nervi motori, una volta ricevuto l’impulso, dovrà alzare e agitare il braccio.

Gli organi di senso

Le informazioni che ci arrivano dal mondo esterno vengono raccolte dai nostri organi di senso

Le cellule degli organi di senso sono chiamate recettori. Abbiamo recettori del tatto, dell’olfatto, del gusto, della vista e dell’udito. Essi recepiscono gli stimoli (cioè le informazioni) che arrivano dall’esterno e li trasmettono al cervello, sotto forma di impulsi nervosi.

Il cervello poi interpreta le informazioni ricevute ed elabora le risposte.

La pelle e il tatto

Il nostro corpo è rivestito interamente dalla pelle o cute. La pelle costituisce la prima barriera contro le aggressioni dei microrganismi come i batteri, dei raggi solari ultravioletti, del freddo e del vento. Essa svolge quindi una funzione di protezione. Nella pelle ci sono i recettori del tatto, i quali non sono distribuiti in maniera uguale su tutta la pelle. Le zone che contengono più recettori tattili sono le più sensibili; sono le labbra, i polpastrelli delle dita, il palmo della mano e la pianta del piede.

La pelle è resistente, elastica e formata da tre strati sovrapposti:

• l’epidermide, lo strato più esterno e sottile che contiene la melanina, la sostanza da cui dipende la colorazione della pelle;

• il derma, lo strato più interno e più spesso, che contiene molti vasi sanguigni, le ghiandole sudoripare che producono il sudore e le ghiandole sebacee che producono il sebo. Questa sostanza è un grasso che mantiene la pelle impermeabile e la rende morbida. Sempre nel derma ci sono le radici dei peli e i recettori tattili;

• l’ipoderma, uno strato di tessuto connettivo che collega la pelle ai muscoli. È qui che immagazziniamo i grassi che ci tengono al caldo: i grassi, infatti, sono cattivi conduttori.

recettore tattile pelo

ipoderma

epidermide

ghiandola sebacea

Il naso e l’olfatto

papille gustative

L’organo dell’olfatto, che ci fa distinguere gli odori, è il naso. I recettori olfattivi si trovano nella parte superiore delle fosse nasali.

Le particelle odorose possono trovarsi nell’aria o nei cibi che mangiamo. Quindi esse possono entrare direttamente nel naso oppure raggiungere le fosse nasali attraverso la faringe

Gli stimoli dei recettori olfattivi vengono inviati al cervello attraverso il nervo olfattivo.

L’olfatto influenza moltissimo il gusto: infatti, quando abbiamo il raffreddore e il naso fatica a distinguere gli odori, anche i sapori ci sembrano tutti uguali. Prova a fare questo semplice esperimento: assaggia un cibo che ti piace con il naso tappato. Senti ugualmente bene il sapore del cibo o c’è qualche differenza?

a TU per TU con...

LO STUDIO

Collega correttamente, poi spiega la funzione dei due organi nei rispettivi apparati.

La lingua e il gusto

All’interno della bocca c’è un muscolo particolare: è l’organo del gusto, la lingua

Sulla superficie della lingua sono presenti piccole sporgenze, dette papille gustative. Esse sono i recettori del gusto che ci fanno distinguere i sapori: amaro, acido, salato, dolce e umami. Attraverso altri recettori, sempre sulla lingua, percepiamo la temperatura di cibo e bevande e la consistenza di ciò che mettiamo in bocca (in questo caso il senso che entra in gioco è il tatto).

Umami: termine di origine giapponese che significa “saporito” o “sapido” e indica un sapore intenso ma non eccessivamente salato, come quello tipico dei brodi e degli arrosti di carne.

recettori olfattivi

cellule olfattive

fossa nasale

Apparato digerente

Apparato respiratorio

Il

L’orecchio e l’udito

I suoni e i rumori arrivano alle nostre orecchie sotto forma di onde sonore. La parte esterna dell’orecchio, fatta di cartilagine, è il padiglione auricolare, il quale raccoglie le onde sonore e le fa entrare nel condotto uditivo, un canaletto di circa due centimetri. In fondo al condotto c’è il timpano, una membrana elastica in grado di vibrare quando è raggiunta da un suono. Le vibrazioni vengono trasmesse in successione al martello, all’incudine e alla staffa, tre ossicini disposti in quest’ordine. Dalla staffa le vibrazioni passano alla coclea o chiocciola, un piccolo organo dalla forma a spirale dove si trovano i recettori acustici che, attraverso il nervo acustico, inviano gli stimoli al cervello.

Cartilagine: speciale tessuto flessibile; costituisce il padiglione auricolare e la punta del naso, ma unisce anche le articolazioni delle ossa.

Il nostro corpo mantiene l’equilibrio grazie a tre canali semicircolari presenti nell’orecchio. Al loro interno è contenuto un liquido che si muove se spostiamo la testa. I recettori per l’equilibrio segnalano al cervello il cambiamento di posizione del corpo. Dal cervello partono, quindi, gli impulsi nervosi che fanno tornare il corpo in equilibrio.

orecchio esterno

martello

suoni

orecchio medio orecchio interno

incudine nervo acustico staffa

timpano chiocciola condotto uditivo padiglione auricolare

ESPERIMENTO

MATERIALE OCCORRENTE

Una ciotola, pellicola trasparente, sale o zucchero, un tamburello.

PROCEDIMENTO

1. Ricopri la ciotola con la pellicola trasparente tendendola bene e spargi sopra qualche granello di sale o di zucchero.

2. Batti forte sul tamburello stando a diversi centimetri di distanza dalla ciotola.

OSSERVAZIONI

Che cosa succede ai granelli sulla pellicola?

CONCLUSIONI

La pellicola è come la membrana del timpano che sta nel nostro orecchio. Quando c’è un rumore o un suono, l’aria vibra; le onde sonore, attraverso l’aria, entrano nel condotto uditivo e raggiungono il timpano che vibra anch’esso, propagando poi la vibrazione ai tre ossicini e alla coclea.

L’occhio e la vista

Gli occhi, i nostri organi della vista, sono due sfere delicate, situate nel cranio in due cavità ossee, le orbite

Fuori dall’occhio, nella parte superiore, ci sono le sopracciglia, che impediscono al sudore di entrare nell’occhio. Le ciglia bloccano l’entrata dei granelli di polvere. Le palpebre difendono l’occhio dalla luce troppo intensa e le ghiandole lacrimali mantengono l’occhio umido e pulito e lo lavano con le lacrime in caso di bisogno.

Al centro dell’occhio c’è un piccolo disco nero circondato da un disco colorato e una parte bianca:

• il disco nero è la pupilla, un forellino attraverso cui passa la luce;

• il disco colorato è l’iride, che si allarga o si stringe per regolare la quantità di luce che entra nella pupilla;

• la parte bianca, detta sclerotica o sclera, è una membrana protettiva che avvolge tutto l’occhio; è trasparente al centro, dove forma la cornea

All’interno dell’orbita, dietro la pupilla, c’è il cristallino, una specie di lente che devia i raggi luminosi in entrata e li invia sulla retina, una membrana che riveste il fondo dell’occhio. Qui si formano le immagini, rimpicciolite e capovolte, di quello che stiamo guardando. I recettori visivi sulla retina trasformano le immagini in impulsi nervosi che, attraverso il nervo ottico, vengono inviati al cervello.

sopracciglio Il corpo umano

ciglia

palpebra superiore cornea (trasparente sopra l’iride pupilla iride

pupilla

nervo ottico retina

cristallino Rispondi.

a TU per TU con... LO STUDIO

• Quali sono le varie funzioni della pelle?

• Quali sono i due sensi che si influenzano a vicenda?

• In quale organo risiede il senso dell’equilibrio?

• Quali sono le funzioni dei peli che si trovano esternamente all’occhio?

• A quale organo centrale vengono mandati gli impulsi nervosi di ogni organo di senso?

Educazione alla salute

IL FOTOTIPO

D’estate i raggi del Sole cadono più diretti verso la Terra. Se si sta per molto tempo all’aperto, è necessario ripararsi dal Sole con abiti o cappelli adatti o con le protezioni solari, altrimenti si rischia di bruciarsi la pelle. Ma il nostro corpo ha già una difesa naturale contro i raggi del Sole: la melanina, una sostanza contenuta all’interno della pelle che la fa diventare più scura e la protegge (è lei, infatti, che ci fa abbronzare!).

La melanina si trova anche nei capelli e nell’iride dei nostri occhi; viene prodotta dalla pelle soprattutto dopo il contatto con i raggi del Sole, ma è in parte già presente nel nostro corpo fin dalla nascita, in misura maggiore o minore.

Ognuno di noi, a seconda delle sue caratteristiche fisiche, appartiene a un particolare fototipo, cioè a una categoria che si può individuare guardando il colore della pelle, dei capelli e degli occhi di una persona. Osserva la tabella a pagina 69: più il fototipo è basso, più le persone sono a rischio di scottature; più il fototipo è alto, più la pelle è meno esposta alle scottature. È importante conoscere il proprio fototipo per potersi proteggere dal Sole in maniera adeguata e non rischiare di scottarsi o procurarsi bruciature e macchie sulla pelle.

Su ciascuna crema solare è indicato un fattore di protezione: per tutti però è consigliato usare il fattore di protezione più alto e, comunque, rimanere al Sole per breve tempo.

Osserva la tabella dei fototipi nella pagina successiva e completa.

IL COLORE DELLA MIA PELLE È…

I MIEI CAPELLI SONO DI COLORE…

I MIEI OCCHI SONO DI COLORE…

IL MIO FOTOTIPO È IL NUMERO…

Tabella dei fototipi

FOTOTIPO 1

CARATTERISTICHE FISICHE CHE COSA SUCCEDE AL SOLE

Pelle molto chiara, color latte. Presenza di lentiggini.

Capelli rossi o biondi. Occhi azzurri o verdi.

FOTOTIPO 2

FOTOTIPO 3

FOTOTIPO 4

Pelle chiara e sensibile.

Capelli biondi. Occhi chiari.

Pelle chiara. Capelli castani o biondi.

Occhi chiari o scuri.

Pelle leggermente scura. Capelli castani o neri.

Occhi chiari o scuri.

Si scotta facilmente, non si abbronza, ma si arrossa. Si deve proteggere in modo totale.

Si scotta facilmente, si abbronza poco e deve proteggersi molto per non avere danni alla pelle.

Si abbronza abbastanza, ma solo se si espone al Sole poco alla volta.

Si abbronza facilmente, ma non è da escludere una scottatura.

FOTOTIPO 5

FOTOTIPO 6

Pelle scura, olivastra.

Capelli castani o neri. Occhi scuri.

Pelle molto scura. Capelli neri. Occhi scuri.

Si abbronza velocemente ed è a basso rischio di scottature.

Rischio di scottatura bassissimo.

Il sistema scheletrico

Il nostro corpo è in grado di compiere i movimenti grazie all’apparato locomotore, formato dallo scheletro, dalle articolazioni e dai muscoli Lo scheletro, formato dalle ossa, è la struttura interna rigida che ci sostiene permettendoci di stare diritti, in posizione eretta. Nello stesso tempo, protegge anche molti organi come il cervello, il cuore e i polmoni. Lo scheletro inoltre, insieme ai muscoli, permette il nostro movimento Nello scheletro si distinguono tre parti principali:

mascella

mandibola

cranio

omero

radio

ulna

carpo

metacarpo

• lo scheletro della testa, formato dalle ossa del cranio e da quelle della faccia. Le ossa del cranio sono saldate tra loro per proteggere il cervello e formano la scatola cranica. Nella faccia, la mascella è fissa, mentre la mandibola è mobile e ci permette di aprire la bocca per parlare e masticare;

• lo scheletro del tronco, costituito dalla colonna vertebrale o spina dorsale e dalla gabbia toracica. La colonna vertebrale è il principale sostegno dello scheletro. Essa è formata dalle vertebre, piccole ossa ad anello sovrapposte una all’altra. La gabbia toracica è formata da dodici paia di ossa, le costole: le prime dieci paia di costole sono attaccate anteriormente allo sterno; le ultime due paia di costole, invece, sono libere per permettere la dilatazione dei polmoni. La gabbia toracica protegge il cuore e i polmoni. Il bacino racchiude l’intestino e altri organi interni;

• lo scheletro degli arti nella parte superiore è formato da clavicola e scapola, che si attaccano agli arti superiori. Questi, a loro volta, sono composti da omero, radio e ulna più le ossa della mano. Gli arti inferiori sono formati da femore, tibia e perone più le ossa del piede.

falange

clavicola

sterno

scapola

colonna

vertebrale

costole

femore Il corpo umano

tibia

perone

bacino

rotula

metatarso

calcagno

falange

Le ossa

Le ossa del corpo umano sono più di 200 e, per le funzioni che svolgono, devono essere resistenti e difficili da rompere. Il tessuto osseo che le forma contiene sia sali minerali come il calcio e il fosforo, che le rendono dure e resistenti, sia l’osseina, una sostanza che le rende abbastanza elastiche da evitare che si rompano a qualsiasi urto. Ogni osso, che è una struttura rigida, è coperto esternamente da una membrana protettiva, il periostio. Sotto c’è uno strato di tessuto compatto seguito da uno strato di tessuto spugnoso a ogni estremità

Alcune ossa, come il femore della coscia, contengono il midollo osseo, che produce cellule del sangue.

Le ossa, in base alla loro funzione, hanno forme differenti:

• piatte, come quelle del cranio, le scapole, lo sterno...;

• lunghe, come la tibia, il perone, l’omero...;

• corte, come le ossa del polso, le vertebre...

Le articolazioni

Per poter muovere il corpo, è necessario che le ossa siano collegate tra loro attraverso le articolazioni. Nel nostro corpo ci sono articolazioni di diverso tipo:

• fisse, che saldano le ossa tra loro e non permettono movimenti, come quelle tra le ossa del cranio;

• semimobili, che consentono movimenti limitati, come quelle tra le vertebre;

• mobili, che permettono movimenti molto ampi, come quelle del braccio o del ginocchio.

a TU per TU con... LO STUDIO

Nelle articolazioni, le ossa sono tenute insieme grazie ai legamenti, robusti cordoni elastici. Rispondi.

• Quali sono le funzioni dello scheletro?

• Quali tipi di tessuto compongono le ossa?

• Come si classificano le ossa in base alla forma?

tessuto spugnoso

midollo osseo sangue

tessuto compatto periostio

ESPERIMENTO

MATERIALE OCCORRENTE

Osso di pollo, aceto, un barattolo di vetro con tappo.

PROCEDIMENTO

1. Inserisci l’osso di pollo nel vasetto e riempilo di aceto.

2. Richiudi con il tappo e lascia riposare per una settimana.

3. Estrai l’osso e osserva che cos’è successo.

OSSERVAZIONI

2

3 Il corpo umano

L’osso è diventato molto più molle, flessibile, si può modificare, piegare, deformare, ma nonostante ciò non si spezza.

CONCLUSIONI

L’aceto ha la capacità di sciogliere i sali minerali e di rimuoverli dall’osso. Nell’osso rimane però l’osseina

Il sistema muscolare

Le ossa e le articolazioni sono importanti per muovere il corpo, ma i veri responsabili del nostro movimento sono i muscoli. Senza di loro, infatti, non potremmo muovere un dito! Nel loro insieme essi formano il sistema muscolare. Ogni muscolo è formato da tessuto muscolare, a sua volta composto da cellule lunghe e sottili: le fibre muscolari. Le fibre muscolari hanno la capacità di contrarsi e di rilassarsi ritornando nella situazione di partenza; questo permette il movimento sia delle ossa sia di alcuni organi interni, come il cuore.

Muscoli volontari e involontari Esistono due tipi di muscoli:

• i muscoli volontari 1 sono attivati dalla nostra volontà: grazie a questi muscoli pieghiamo le braccia, apriamo e chiudiamo le mani, muoviamo le gambe... Se osservati al microscopio, que sti muscoli presentano strisce chiare e scure che si alternano: per questo sono detti muscoli striati, perché sono formati da un tessuto muscolare striato, cioè da fasci di fibre muscolari chiare e scure;

1 2 Il corpo umano

• i muscoli involontari 2 si muovono senza il controllo della nostra volontà e non si fermano mai, neanche quando dormiamo. Sono i muscoli che rivestono gli organi interni come lo stomaco, il fegato e l’intestino e li fanno funzionare. Al microscopio han no un aspetto uniforme e bian castro: per questo sono detti muscoli lisci, formati da un tessuto muscolare liscio, di colore uniforme, che permette movimenti lenti e costanti.

muscoli degli arti superiori

muscoli della faccia

muscoli del collo

muscoli del tronco

muscoli degli arti inferiori

I muscoli striati

I muscoli striati sono detti anche muscoli scheletrici, perché muovono le ossa dello scheletro. Essi sono fatti di fasci di fibre muscolari che, contraendosi e rilassandosi, permettono di muoverci. La maggior parte di questi muscoli è collegata alle ossa mediante i tendini, cordoni robusti di colore biancastro. Altri, invece, come i muscoli presenti nel nostro viso, sono collegati direttamente alla pelle.

I muscoli antagonisti

MATERIALE OCCORRENTE

Due strisce di cartone di uguale lunghezza, un fermacampione, forbici, nastro adesivo, due strisce di carta.

PROCEDIMENTO

1. Fai un buco a un’estremità di ogni striscia di cartone che rappresenta le ossa del braccio: una l’omero e l’altra l’ulna e il radio e inserisci un fermacampione per unire le due strisce: hai simulato l’articolazione del gomito.

2. Piega a fisarmonica le due striscioline di carta e uniscile. La strisciolina più interna rappresenta il bicipite, mentre quella più esterna il tricipite, due muscoli del braccio.

OSSERVAZIONI

Muovi l’articolazione e osserva che cosa succede.

CONCLUSIONI

Quando l’avambraccio si avvicina al braccio, il bicipite si contrae, mentre il tricipite si rilassa; al contrario, quando l’avambraccio si distende, il tricipite si contrae e il bicipite si rilassa.

fasci

fibre

L’apparato digerente

Per poter funzionare, il nostro corpo ha bisogno di energia: il cibo è la principale fonte di energia per il nostro organismo. Per poter essere utilizzato da tutte le nostre cellule, il cibo che mangiamo deve essere trasformato in sostanze nutritive. Il processo di trasformazione avviene nell’apparato digerente e si chiama digestione. La digestione inizia in bocca, prosegue nello stomaco e finisce nell’intestino

corona colletto

radice

incisivi incisivi Il corpo umano

I denti

dentina smalto polpa gengiva osso

a TU per TU con... LO STUDIO

Osserva l’immagine e indica con C i canini, con P i premolari e con M i molari.

arcata superiore

Nella bocca, i denti frammentano il cibo in parti minuscole così che possa essere digerito più facilmente; è quindi molto importante masticare a lungo i cibi prima di inghiottirli e praticare una corretta igiene dei denti. Ogni dente è composto dalla corona, la parte esterna che è bianca perché è coperta dallo smalto che protegge il tessuto sottostante, la dentina.

In corrispondenza della gengiva c’è il colletto e sotto, nascosta, la radice del dente.

Nella parte più interna di ogni dente c’è la polpa, ricca di nervi e di vasi sanguigni

La dentatura completa di una persona adulta è formata da 32 denti, distribuiti su due arcate dentarie. Per ogni arcata abbiamo 4 incisivi centrali, 2 canini, 4 premolari e 6 molari.

A seconda della funzione, la corona del dente ha una forma diversa. Gli incisivi, che devono tagliare e incidere, hanno un margine sottile e tagliente; i canini, fatti per lacerare, sono appuntiti. I premolari e i molari funzionano da macine e hanno una superficie larga. Negli esseri umani ci sono due dentizioni, cioè due processi di formazione dei denti: quella da latte che viene poi sostituita da quella definitiva. Quest’ultima deve essere ben tenuta e curata se necessario, perché dura per tutta la vita!

bocca

fegato

intestino tenue

faringe ano

3. Nell’intestino

retto

ghiandole

salivari

esofago

stomaco

pancreas

intestino crasso

Le tre tappe della digestione

1. In bocca

La prima parte della digestione avviene in bocca. Qui il cibo, triturato e sminuzzato dai denti viene rimescolato dalla lingua e impastato e ammorbidito con la saliva prodotta dalle ghiandole salivari. In questo modo si forma il bolo alimentare, una massa morbida che viene spinta dalla lingua nella faringe, poi passa nell’esofago e da qui nello stomaco.

2. Nello stomaco

La digestione vera e propria avviene nello stomaco, un organo a forma di sacco con pareti elastiche che si contraggono e si distendono impastando il bolo Le pareti dello stomaco producono i succhi gastrici, che trasformano il bolo in una poltiglia liquida detta chimo.

La digestione del cibo si completa nell’intestino. Il primo tratto, l’intestino tenue, è un lungo tubo raggomitolato nell’addome. Questo organo a forma di tubo è lungo in totale circa 8 metri ed è ripiegato più volte su sé stesso. La digestione viene completata grazie a numerose sostanze: il succo enterico prodotto dall’intestino, la bile prodotta dal fegato e il succo pancreatico prodotto dal pancreas. Il chimo arrivato dallo stomaco viene trasformato in un liquido, il chilo, composto da sostanze nutritive che possono essere utilizzate dalle cellule. Perché questo possa avvenire, le sostanze devono essere assorbite, cioè passare dall’intestino al sangue. I villi intestinali, piccoli ripiegamenti delle pareti dell’intestino ricchi di sangue, favoriscono l’assorbimento

Tutte le sostanze che non sono state trasformate passano nell’intestino crasso: qui vengono assorbiti l’acqua e i sali minerali.

Il resto viene espulso dall’ano sotto forma di feci, il materiale di scarto del nostro organismo.

Fegato e pancreas: sono due ghiandole, cioè organi, che hanno la funzione di produrre sostanze utili per l’organismo.

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Collega i nomi delle trasformazioni subite dal cibo nel corso della digestione all’organo corretto.

BOLO Stomaco

CHIMO Intestino

CHILO Bocca

Le sostanze nutritive

Per restare in salute, il nostro organismo ha bisogno di so stanze differenti: alcune ci riforniscono di energia, altre co stituiscono i pezzi di ricambio per i tessuti danneggiati o in crescita, altre ancora servono a regolare le funzioni del nostro corpo. A cibi diversi, come la carne o la pasta, corrispondono sostanze nutritive differenti, che svolgono particolari funzioni per il nostro organismo.

CARBOIDRATI

La nostra principale fonte di energia sono i carboidrati contenuti nella pasta, nel riso, nel pane e anche nelle patate. I carboidrati sono chiamati anche zuccheri o glucidi

PROTEINE

I nutrienti fondamentali che dobbiamo procurarci per mantenerci in salute sono le proteine, necessarie per costruire e rinnovare le cellule e i tessuti danneggiati. Esse si trovano principalmente nella carne, nelle uova, nel pesce e nei legumi.

ACQUA

Anche se non si tratta di un alimento vero e proprio, è bene ricordare l’importanza dell’acqua, presente in tutte le cellule e in tutti i liquidi corporei. Benché l’acqua sia presente in quasi tutti gli alimenti, dobbiamo anche berla (almeno 1,5 litri al giorno!) perché ne perdiamo molta nel corso della giornata sottoforma sudore e di urina

Le vitamine e i sali minerali sono principalmente contenuti nella frutta e nella verdura. Sono sostanze indispensabili per regolare molti processi interni e anche per aiutare l’organismo a difedersi dalle malattie

GRASSI

L’energia “di riserva” accumulata dall’organismo per essere usata quando scarseggiano i carboidrati, è data dai grassi o lipidi, contenuti, per esempio, nel burro, nell’olio e nel formaggio.

a TU per TU con... LO STUDIO

Rispondi.

• Qual è la nostra principale fonte di energia?

• Dove si trovano le vitamine?

• Qual è la funzione delle proteine?

• Quali sono gli alimenti che ci forniscono energia “di riserva”? Quando viene utilizzata?

Educazione civica

CIBO PER TUTTI E TUTTE

Sulla Terra, ogni essere umano ha il diritto di alimentarsi in modo sufficiente per poter vivere. È quindi importante che tutti abbiano la possibilità di accedere al cibo e che, quindi, la sua distribuzione avvenga in modo giusto ed equilibrato

Il nostro Pianeta produce cibo a sufficienza per sfamare tutti i suoi abitanti, però ogni giorno moltissime persone non riescono a sfamare sé stesse e i propri figli e figlie. Mangiare troppo poco crea molti problemi alla salute e toglie energie per il lavoro.

Per sensibilizzare tutto il mondo sul problema dell’accesso al cibo, la FAO (Food Agriculture Organization), l’Organizzazione Internazionale che si occupa di Cibo e Agricoltura, ha istituito nel 1979 la Giornata Mondiale dell’Alimentazione che si celebra il 16 ottobre. Nel mondo, poi, ogni giorno vengono prodotte grandi quantità di cibo che vengono buttate. Produrre alimenti senza consumarli è uno spreco di risorse naturali preziose: si è calcolato che per produrre il cibo non consumato si utilizza una quantità d’acqua pari a quella di uno dei grandi fiumi della Terra.

In molti Paesi, per risolvere questo problema, esistono delle leggi che obbligano a donare i prodotti alimentari in eccesso a organizzazioni di beneficenza

I GOAL

dell’Agenda 2030

Obiettivo 12 • Consumo e produzione responsabili

Entro il 2030 i Paesi dell’ONU vogliono dimezzare lo spreco alimentare globale e ridurre le perdite di cibo.

Educazione alla salute

SEMPLICI REGOLE PER STARE BENE

Avere un corpo sano e stare bene dipende sia da quello che mangiamo sia dalla cura che abbiamo per noi stessi. Osservare alcune semplici regole è indispensabile per la nostra salute.

• È molto importante prendersi cura dei denti, spazzolandoli con il dentifricio e usando il filo interdentale dopo ogni pasto per rimuovere quello che è rimasto del cibo e che potrebbe favorire la formazione della carie.

• Lavarsi le mani prima di mangiare è una regola molto importante per la nostra salute: le mani sporche, infatti, trasportano microbi che, se ingeriti, possono essere la causa di malattie. Per lo stesso motivo, è necessario lavare con cura la frutta e la verdura prima di mangiarle.

• Per digerire bene, una buona abitudine è quella di masticare il cibo a lungo e anche molto lentamente, stando seduti correttamente perché… la prima digestione avviene in bocca!

• Per consentire al nostro organismo di svolgere il lungo e complesso lavoro che richiede il processo della digestione, è bene evitare attività fisiche pesanti dopo aver mangiato, come correre o nuotare.

• Poiché la digestione è un processo lungo, per non affaticare il nostro organismo è importante rispettare gli orari dei pasti principali e quelli degli spuntini di metà mattina e metà pomeriggio (questi due dovranno essere leggeri). Infatti, mangiare in continuazione produce un super lavoro per il nostro organismo che potrebbe causare nausea o dolori allo stomaco e all’intestino.

• Se la pancia brontola, prova a pensare a quante bevande gassate sono passate per il tuo stomaco. Infatti i gas, con i loro movimenti, fanno gonfiare sia lo stomaco sia l’intestino, premendo sulle loro pareti. È quindi meglio evitare le bevande gassate.

L’apparato escretore

Dove vanno a finire le sostanze di rifiuto che il nostro organismo accumula?

I rifiuti solidi della digestione vengono espulsi sotto forma di feci dall’intestino crasso.

L’anidride carbonica viene espulsa nella respirazione attraverso i polmoni.

Il sudore, una sostanza di scarto composta da acqua e sali minerali, è espulso attraverso la pelle.

Ma ciò non basta a “ripulirci” completamente: per questo possediamo un vero e proprio apparato escretore

L’apparato escretore, detto anche apparato urinario, depura il sangue dall’acqua in eccesso e dai sali minerali che non escono attraverso le altre vie.

Gli organi principali sono i reni, due organi a forma di fagiolo e della grandezza di un pugno. Essi si trovano nella parte posteriore dell’addome, ai lati della colonna vertebrale.

Il sangue arriva ai reni e passa attraverso i nefroni, veri e propri filtri che trattengono le sostanze di scarto.

Queste sostanze, insieme a una parte di acqua, prendono il nome di urina, un liquido giallastro.

Dai reni, l’urina entra nei due ureteri che sboccano nella vescica, un organo muscolare cavo.

Quando la vescica si riempie, sentiamo lo stimolo di urinare: l’urina viene espulsa attraverso l’uretra, un piccolo canale. Un essere umano produce in media 1,5 litri di urina al giorno. Anche per questo dobbiamo bere molto: l’acqua che eliminiamo va rimpiazzata!

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Collega ogni sostenza di rifiuto agli organi che si occupano della sua espulsione, poi colora solo i cartellini che riguardano l’apparato escretore.

PELLE POLMONI INTESTINO CRASSO RENI

anidride carbonica sudore feci urina

vena reni ureteri uretra

L’apparato respiratorio

Respirare significa prendere l’ossigeno dell’aria ed espellere l’anidride carbonica. Questo è il lavoro che fa il nostro apparato respiratorio Le cellule hanno bisogno dell’ossigeno per ricavare energia dalle sostanze nutritive. Grazie all’ossigeno, infatti, i nutrienti ricavati dal cibo vengono “bruciati” e trasformati in energia per il nostro organismo. L’anidride carbonica è il prodotto di rifiuto che si forma dopo queste trasformazioni.

bocca Il corpo umano

Espellere: significa mandar fuori, far uscire.

alveoli polmonari naso

Gli organi della respirazione

L’apparato respiratorio è formato da molti organi diversi. L’ingresso dell’aria può avvenire sia attraverso la bocca sia attraverso il naso

faringe

laringe

bronchi 80

Nel naso, i peli delle cavità nasali hanno il compito di trattenere particelle e impurità e di scaldare l’aria. Una volta entrata, l’aria passa attraverso la faringe, la laringe e la trachea.

La trachea si divide in due rami, i bronchi, che si suddividono ulteriormente nei bronchioli.

I bronchioli terminano con piccole sacche, gli alveoli polmonari, dove avviene lo scambio di gas. Gli alveoli sono avvolti da una fitta rete di capillari, sottilissimi canali in cui scorre il sangue. Bronchi, bronchioli e alveoli sono contenuti nei polmoni, due organi spugnosi ed elastici. I polmoni sono ricoperti da una membrana protettiva, la pleura, e sono protetti dalla gabbia toracica.

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Cerca e sottolinea le informazioni necessarie per rispondere alle domande, poi esponi con parole tue.

• Che cosa significa respirare?

• Attraverso quali organi avviene l’ingresso dell’aria nel nostro corpo?

• Qual è il gas di scarico che viene espulso?

• Dove avviene lo scambio di gas?

• Da quali ossa sono protetti i polmoni?

• Che cos’è la pleura?

I movimenti respiratori

Quando respiriamo, compiamo due movi menti che coinvolgono il diaframma muscolo a forma di cupola che si trova al di sotto dei polmoni.

• Durante l’inspirazione, il diaframma si abbassa e provoca sia l’espansione della gabbia toracica sia la dilatazione dei pol moni: così l’aria entra nel corpo.

• Durante l’espirazione, il diaframma si solleva, la gabbia toracica torna nella po sizione iniziale, i polmoni si comprimono e l’aria esce

faringe

laringe

esofago

aria inspirata aria espirata

le costole si spostano in alto

il diaframma si abbassa

La voce e le corde vocali

le costole si abbassano il diaframma si alza

corde vocali aperte

corde vocali chiuse

L’apparato respiratorio, oltre a rifornirci di ossigeno, svolge un’altra funzione importante: ci permette di emettere suoni e, quindi, di avere una voce.

Il passaggio dell’aria all’interno della laringe fa vibrare due piccole membrane, le corde vocali. La vibrazione produce suoni e in questo modo, possiamo parlare, cantare, urlare... L’emissione di suoni articolati come le parole coinvolge, oltre alle corde vocali, la lingua, i denti e le labbra: pensa a tutti i movimenti che fa la tua bocca quando parli.

aria cibo bolo faringe Il corpo umano INSPIRAZIONE ESPIRAZIONE

L’apparato digerente e quello respiratorio hanno in comune la faringe, da cui passano aria e cibo. Nella laringe passa solo aria. Per evitare che il bolo finisca nella laringe, quest’ultima è dotata di una valvola, l’epiglottide, che si apre per far passare l’aria e si chiude quando passa il cibo.

faringe

epiglottide sollevata epiglottide abbassata esofago

L’apparato circolatorio

Sangue, cuore e vasi sanguigni sono le tre componenti principali dell’apparato circolatorio. La funzione di questo apparato è quella di trasportare in ogni cellula dell’organismo le sostanze nutritive e l’ossigeno e di raccogliere le sostanze di rifiuto, compresa l’anidride carbonica.

Il sangue

Il sangue che scorre nel nostro organismo è formato da due parti. Una parte è liquida, il plasma, composta soprattutto da acqua in cui sono disciolte varie sostanze, come sali minerali e sostanze di rifiuto. La seconda parte, detta parte corpuscolata, è formata da cellule sospese nel plasma. Queste cellule sono di tre tipi:

• i globuli rossi 1 , privi di nucleo, contengono l’emoglobina una sostanza che trasporta ossigeno e anidride carbonica. I globu li rossi sono tantissimi, più di 5 milioni in una sola goccia. Hanno una vita breve e devono essere continuamente sostituiti;

• i globuli bianchi 2 , più grandi e meno numerosi dei globuli rossi, hanno il compito di difenderci dall’attacco di microrganismi dannosi, come i batteri e i virus. Per questo motivo, il loro numero varia in base alla salute della persona;

• le piastrine 3 fanno parte del meccanismo di coagulazione del sangue. In caso di piccole ferite, contribuiscono all’arresto della fuoriuscita del sangue e alla formazione della crosta.

Sospese: una sostanza solida si dice “sospesa” quando è dispersa in un liquido, ma non è sciolta; per esempio, mescolando un cucchiaio di farina in un bicchiere d’acqua otteniamo una sospensione.

globulo

rosso

piastrina

globulo

bianco

plasma

1

2

3

Il cuore

Il cuore è un muscolo cavo, cioè vuoto, e involontario Questo organo si trova in mezzo alla gabbia toracica, tra i due polmoni, ed è grande all’incirca quanto un pugno. Ha un compito molto importante: pompare il sangue in tutto l’organismo attraverso i movimenti di contrazione e distensione, che prendono il nome di battiti cardiaci o pulsazioni. L’interno del cuore è diviso in due parti, destra e sinistra, che non comunicano tra loro. Queste due parti sono a loro volta divise in una cavità superiore, l’atrio, e una inferiore, il ventricolo. Le due cavità comunicano tra loro: il sangue passa sempre dall’atrio al ventricolo, ma non può tornare indietro per la presenza di una valvola che separa i due comparti.

I vasi sanguigni

Il sangue scorre all’interno di piccoli o grandi canali, detti vasi sanguigni. Ne esistono di tre tipi, distinti in base alle dimensioni e alla funzione che svolgono.

• Le arterie sono grossi vasi con pareti elastiche che trasportano il sangue dal cuore a tutto l’organismo. Sono molto resistenti perché il sangue che passa al loro interno ha una forte pressione.

• Le vene, invece, riportano il sangue al cuore. Hanno pareti meno elastiche e sono dotate di valvole che non permettono al sangue di tornare indietro.

• I capillari sono vasi sottilissimi. Si trovano tra arterie e vene e sono distribuiti in tutti i tessuti del corpo. Grazie a essi avviene lo scambio tra sangue e cellule.

Completa.

Le tre componenti principali dell’apparato circolatorio sono:

L’emoglobina, che si trova , è una sostanza che

La coagulazione del sangue avviene per mezzo I battiti cardiaci o pulsazioni sono

atrio destro

atrio sinistro

ventricolo destro ventricolo sinistro

cuore

polmoni

vene

arterie

ESPERIMENTO

MATERIALE OCCORRENTE

Un barattolo di vetro, una cannuccia, un elastico, un palloncino, del nastro adesivo, acqua.

PROCEDIMENTO

1. Versa un po’ d’acqua nel barattolo di vetro in modo da riempirlo circa fino a metà.

2. Taglia il collo del palloncino e stendilo bene sull’imboccatura del barattolo, in modo da formare una membrana che lo tappi.

3. Con un oggetto appuntito, fai fare da una persona adulta un piccolo foro sulla superficie del palloncino che copre il barattolo e inserisci con cautela una cannuccia fino a toccare l’acqua. Il buco non si deve allargare troppo né lasciare spazi in cui possa passare aria: per evitare perdite d’aria tra cannuccia e foro, fissa la cannuccia al palloncino con del nastro adesivo.

4. Ripiega la parte in alto della cannuccia, poi spingi e rilascia il palloncino fissato al barattolo numerose volte esercitando una leggera pressione sul palloncino teso. Spingendo e rilasciando il palloncino, l’acqua uscirà attraverso la cannuccia. La “valvola” si richiude appena l’acqua è uscita.

CONCLUSIONI

Il barattolo simula il cuore e la cannuccia un’arteria. Il cuore funziona come una pompa. In un primo momento si dilata e richiama il sangue dentro alle sue cavità, successivamente si contrae, spingendo il sangue nelle arterie e, attraverso esse, alla periferia del corpo. Il cuore contiene valvole che dirigono il flusso del sangue in un’unica direzione. Il collo di palloncino fissato alla cannuccia rappresenta la valvola che collega il cuore a un’arteria.

La doppia circolazione del sangue

Il cuore pompa il sangue in due sistemi distinti: la piccola circolazione e la grande circolazione

La piccola circolazione

È la circolazione che avviene tra cuore e polmoni: qui il sangue scambia l’anidride carbonica con l’ossigeno. Il sangue, ricco di anidride carbonica che ha raccolto in tutte le parti del corpo, arriva all’atrio destro del cuore, passa nel ventricolo destro e da qui viene spinto nei polmoni per mezzo dell’arteria polmonare. Negli alveoli polmonari il sangue cede l’anidride carbonica e acquista ossigeno. A questo punto torna all’atrio sinistro del cuore per mezzo della vena polmonare

atrio sinistro

vena cava

capillari

a TU per TU con... LO STUDIO

aorta

ventricolo sinistro

polmoni

arteria polmonare

atrio destro

ventricolo destro

La grande circolazione

vena polmonare

ventricolo sinistro

atrio sinistro

Nell’atrio sinistro del cuore inizia la grande circolazione, che porta sangue carico di ossigeno all’intero organismo. Dall’atrio sinistro il sangue passa al ventricolo sinistro e viene immesso nell’arteria aorta, l’arteria più grande del corpo. L’aorta si dirama in arterie sempre più piccole e poi nei vari capillari attraverso i quali il sangue arriva alle cellule, dove deposita ossigeno e sostanze nutritive e raccoglie anidride carbonica e sostanze di rifiuto.

Le sostanze di rifiuto e l’anidride carbonica entrano nei capillari venosi, poi nelle vene fino a raggiungere la vena cava che riporta il sangue all’atrio destro del cuore... e tutto ricomincia! Completa.

CIRCOLAZIONE CIRCOLAZIONE sangue ricco di anidride carbonica

sangue ricco di

sangue ricco di

sangue ricco di ossigeno

Il sistema immunitario

Tutto quello che si trova nell’ambiente esterno può essere un potenziale pericolo per la nostra salute, ma il nostro corpo ha un sistema che ci può difendere dalle aggressioni esterne: si chiama sistema immunitario. Il sistema immunitario è in grado di riconoscere ciò che è pericoloso per l’organismo e di difenderlo dai possibili danni.

Per difendere l’organismo, gli organi che formano il sistema immunitario devono riuscire a comunicare tra di loro, e lo fanno tramite il sangue, che è il più importante mezzo di comunicazione tra le cellule del corpo umano. Nella prima linea di difesa ci sono la pelle (che è la difesa più esterna del corpo), le membrane mucose (che ricoprono le parti del corpo a contatto con l’ambiente esterno come bocca, naso, orecchie...) e le secrezioni (il sudore, per esempio, è un liquido molto acido, che può uccidere alcuni batteri). Questa linea di difesa è la prima barriera che il nostro corpo utilizza per difendersi da virus e batteri, ma se questa viene superata, allora si attiva la seconda linea di difesa: il sistema linfatico. Linfociti: speciali globuli bianchi che sono le cellule immunitarie più importanti.

tonsille

timo

linfonodi midollo

osseo

milza

Accanto ai vasi sanguigni ci sono i vasi linfatici, cioè canali simili alle vene dove scorre la linfa, un liquido chiaro che contiene i linfociti. Lungo i vasi linfatici ci sono i linfonodi, piccoli ammassi di linfociti. Le strutture capaci di produrre linfociti sono gli organi linfatici: il midollo osseo, le tonsille, il timo e la milza. I linfociti si attivano per difendere il corpo attraverso la produzione di anticorpi, cioè specifiche molecole che vengono prodotte per attaccare i virus e i batteri pericolosi per l’organismo. Gli anticorpi rimangono nell’organismo come memoria immunitaria, cioè la capacità dei globuli bianchi di riconoscere subito l’antigene in caso di una nuova infezione. Quindi, se il corpo verrà ancora a contatto con lo stesso virus, la difesa sarà molto più rapida con la produzione immediata di anticorpi specifici.

Antigene: sostanza che provoca la formazione di anticorpi.

I vaccini

La memoria immunologica o immunitaria può essere sviluppata anche senza per forza contrarre l’infezione, ma con la somministrazione di un vaccino

Il vaccino è una forma attenuata o innocua di un agente patogeno che viene iniettata nel sangue. Il vaccino simula nel nostro corpo il contatto con il virus o il batterio e stimola il corpo a produrre gli anticorpi specifici. Così, se in futuro verrà a contatto con gli agenti patogeni di quella malattia, saprà subito come difendersi.

Senza le vaccinazioni, il nostro corpo potrebbe impiegare anche due settimane di tempo per produrre una quantità di anticorpi sufficiente a contrastare l’invasore, un intervallo di tempo durante il quale l’agente patogeno può causare danni anche gravi al nostro organismo.

Per alcuni vaccini è necessario fare dei richiami, cioè ripetere la somministrazione più volte a distanza di un certo tempo, per rendere efficace la protezione.

Il

a TU per TU con... LO STUDIO

Indica con X.

• Quali sono le difese immunitarie nella prima linea di difesa del nostro organismo?

Le ossa.

La pelle.

Le mucose.

I succhi gastrici.

Le secrezioni.

• Da che cosa vengono prodotti gli anticorpi?

Dai globuli rossi.

Dalle piastrine.

Dai linfociti.

Dalle secrezioni.

• Quali sono gli organi che producono i linfociti?

Stomaco.

Tonsille.

Faringe.

Timo.

Milza.

Cuore.

Midollo osseo.

L’apparato riproduttore

Gli esseri umani si riproducono attraverso l’apparato riproduttore, l’unico apparato che è completamente diverso nei maschi e nelle femmine; infatti, in base al sesso, tale apparato è costituito da organi differenti.

Gli esseri umani hanno una riproduzione sessuata, quindi, perché abbia inizio una nuova vita sono necessari un individuo di sesso maschile e uno di sesso femminile, i quali producono due cellule speciali:

• l’ovulo è la cellula sessuale prodotta dall’apparato riproduttore femminile;

• lo spermatozoo è la cellula sessuale prodotta dall’apparato riproduttore maschile

Solo in seguito alla fecondazione, cioè all’unione di ovulo e spermatozoo, può nascere un nuovo individuo.

L’apparato riproduttore femminile comprende le ovaie, le tube, l’utero e la vagina

Gli ovuli per la riproduzione si trovano nelle ovaie A partire dalla pubertà, circa una volta al mese, un ovulo lascia l’ovaio e va nelle tube. L’utero è un organo cavo molto elastico. È qui che, durante la gravidanza, verrà ospitato per nove mesi il feto (cioè il piccolo/la piccola che dovrà nascere) e si accrescerà. La vagina è un canale che collega l’utero con l’esterno. Essa è la via di uscita del bambino o della bambina che nascerà al termine della gravidanza.

L’apparato riproduttore maschile è costituito fondamentalmente dai testicoli e dal pene e si trova all’esterno del corpo dell’uomo.

Sono i testicoli a produrre gli spermatozoi; questa attività inizia durante la pubertà.

Gli spermatozoi escono all’esterno attraverso il pene, che ha appunto la funzione di far giungere gli spermatozoi nell’apparato riproduttore femminile.

ovulo

utero

vagina

spermatozoo

tube ovaie

testicoli

pene

La fecondazione e la gravidanza

Perché avvenga la fecondazione, deve esserci l’incontro tra uno spermatozoo e un ovulo nelle tube dell’apparato riproduttore femminile: così inizia una nuova vita.

1. La cellula che si forma dall’unione delle cellule sessuali maschili e femminili si chiama zigote ed è la prima cellula del nuovo individuo.

Lo zigote inizia a dividersi mentre scende lungo la tuba, producendo un piccolo gruppo di cellule che si attacca alle pareti dell’utero.

A questo punto ha inizio la gravidanza, cioè lo sviluppo del nuovo individuo nel corpo della madre. Negli esseri umani la gravidanza dura normalmente circa nove mesi.

2. Lo zigote iniziale diventa successivamente embrione Nell’utero della madre si forma la placenta, un organo ricco di vasi sanguigni che comunica con l’embrione attraverso il cordone ombelicale

La placenta nutre l’embrione: attraverso il sangue gli fornisce l’ossigeno e le sostanze nutritive di cui ha bi sogno e ritira i prodotti di rifiuto.

3. Alla fine del terzo mese di gravidanza, le parti e gli or gani principali del nuovo individuo si sono formati e l’embrione viene chiamato feto

4. Alla fine della gravidanza, avviene la so il parto, cioè il passaggio dall’utero e dalla vagina fino all’esterno.

Il nuovo individuo lascia l’ambiente materno ed entra nel mondo esterno come neonato/a.

a TU per TU con... LO STUDIO

Rispondi.

• Qual è la funzione degli apparati riproduttori?

• Com’è fatto l’apparato riproduttore femminile? E quello maschile?

• Che cosa deve succedere perché avvenga la fecondazione?

• A che cosa serve la placenta?

Gli spermatozoi che raggiungono l’ovulo sono molti, ma solo uno riuscirà a fecondare l’ovulo.

PAGINA CHIARA

IL CORPO UMANO

• Usa queste sintesi per ripassare le tue conoscenze.

Il corpo umano è un organismo composto da moltissime cellule con forme e funzioni differenti .

• Cellule di uno stesso tipo si aggregano e formano i tessuti .

• I tessuti si uniscono e formano gli organi .

• Più organi formano sistemi e apparati .

Tutti i sistemi e gli apparati sono collegati tra loro e formano il nostro organismo

IL SISTEMA NERVOSO

Il sistema nervoso elabora le informazioni ed è diviso in due parti :

• il sistema nervoso centrale, che comprende l’encefalo e il midollo spinale; l’encefalo comprende il cervello, il cervelletto e il midollo allungato;

• il sistema nervoso periferico, che è formato dai nervi

GLI ORGANI DI SENSO

Gli organi di senso ci mettono in relazione con l’ambiente mediante cellule specializzate: i recettori .

• La pelle, organo del tatto, è il rivestimento sottile ed elastico del nostro corpo ed è formata da più strati.

• La lingua , organo del gusto, è un muscolo che, attraverso le papille gustative, ci permette di percepire i sapori (dolce, salato, aspro, amaro, umami).

• Il naso, organo dell’olfatto, nella parte superiore delle fosse nasali ha i recettori olfattivi .

• L’orecchio, organo dell’udito, si distingue in tre parti: orecchio esterno, orecchio medio, orecchio interno. L’orecchio interno è anche la sede del senso dell’equilibrio.

• L’occhio, organo della vista , è protetto esternamente da sopracciglia , ciglia , palpebre . La parte bianca visibile è la cornea , al centro della quale c’è l’iride (cerchio colorato) con al centro la pupilla (parte nera).

PAGINA CHIARA

• Usa queste sintesi per ripassare le tue conoscenze.

IL SISTEMA SCHELETRICO

Il sistema scheletrico è formato dallo scheletro che sostiene il corpo, gli permette di stare in posizione eretta e protegge gli organi interni. Nello scheletro si possono riconoscere tre parti: il cranio, il tronco, gli arti (superiori e inferiori).

Le ossa che formano lo scheletro in base alla forma si distinguono in tre gruppi: ossa corte, ossa lunghe, ossa piatte I collegamenti fra due o più ossa sono le articolazioni, che si classificano in fisse, mobili, semimobili .

IL SISTEMA MUSCOLARE

Il sistema muscolare è formato dai muscoli che permettono tutti i nostri movimenti. I muscoli si classificano in:

• muscoli volontari (o scheletrici) che rivestono lo scheletro e che entrano in azione quando decidiamo di compiere un certo movimento (afferrare, stringere, correre, piegarsi, saltare…); essi sono uniti alle ossa dai tendini;

• muscoli involontari che ricoprono gli organi interni e agiscono senza la nostra volontà.

Il cuore, per il tipo di tessuto di cui è fatto, è un muscolo particolare .

L’APPARATO DIGERENTE

L’appartato digerente, attraverso il processo della digestione, ha la funzione di trasformare il cibo che mangiamo in sostanze necessarie al nostro organismo.

La digestione ha inizio nella bocca , poi avviene nello stomaco e infine nell’intestino, dove vengono assorbite le sostanze nutritive ed eliminate quelle di rifiuto.

Le sostanze nutritive sono le sostanze di cui ha bisogno il nostro organismo per funzionare e sono carboidrati, vitamine, proteine e grassi .

L’APPARATO ESCRETORE

L’apparato escretore ha la funzione di eliminare le sostanze di rifiuto attraverso l’urina che, raccolta nei reni, si accumula nella vescica e poi viene espulsa attraverso l’uretra .

PAGINA CHIARA

• Usa queste sintesi per ripassare le tue conoscenze.

L’APPARATO RESPIRATORIO

L’apparato respiratorio ha una duplice funzione; ci consente di:

• respirare : prende l’ossigeno dall’aria (inspirazione) ed espelle anidride carbonica (espirazione);

• emettere suoni attraverso le corde vocali

L’aria entra attraverso la bocca e il naso, tramite la faringe e la laringe arriva alla trachea per arrivare ai bronchi e, da qui, passare nei polmoni . Negli alveoli polmonari avviene lo scambio di gas (anidride carbonica e ossigeno).

L’APPARATO CIRCOLATORIO

L’apparato circolatorio trasporta ossigeno e sostanze nutritive alle cellule e raccoglie sostanze di rifiuto (anidride carbonica). Esso è formato da sangue, cuore e vasi sanguigni (arterie, vene, capillari).

Il sangue è composto da plasma , globuli rossi, globuli bianchi e piastrine

Il cuore pompa il sangue in tutto il corpo.

La circolazione del sangue segue due percorsi distinti:

• la piccola circolazione che avviene tra cuore e polmoni;

• la grande circolazione che avviene tra il cuore e l’intero organismo.

IL SISTEMA IMMUNITARIO

Il sistema immunitario ha la funzione di difendere l’organismo dagli attacchi dei virus e dei batteri presenti nell’ambiente che ci circonda. La pelle e le mucose costituiscono la prima barriera difensiva.

Il sistema linfatico è costituito dai vasi linfatici e da alcuni organi (midollo osseo, tonsille, timo, milza), che producono i linfociti . I linfociti sono speciali globuli bianchi che distruggono i virus e i batteri.

L’APPARATO RIPRODUTTORE

L’apparato riproduttore ha la funzione di far nascere nuovi individui ed è l’unico apparato a essere diverso nei maschi e nelle femmine; infatti è costituto da organi differenti. Esso serve a produrre le cellule sessuali, cioè ovuli per le femmine e spermatozoi per i maschi.

Con l’unione di un ovulo e di uno spermatozoo si ha la fecondazione . La gravidanza è un periodo di circa 9 mesi e porta alla nascita di un nuovo individuo.

• Completa la mappa con i seguenti termini.

centrale • informazioni • periferico • organi

IL SISTEMA NERVOSO

elaborare le ricevute dagli di senso

• sistema nervoso (encefalo)

• sistema nervoso (nervi)

• Completa la mappa con i seguenti termini.

scheletrici • articolazioni • sostenere • scheletrico • movimento • involontari • muscolare

l’apparato locomotore

ha la funzione di è formato da comprende

SISTEMA

ha la funzione di

è formato da

• ossa

•

• cartilagine

il corpo

SISTEMA

ha la funzione di

permettere il del corpo

è formato da

• muscoli volontari o

• muscoli

TAPPA IN MAPPA

• Completa la mappa con i seguenti termini. laringe • cibo • ano • bocca • crasso • ghiandole salivari

L’APPARATO DIGERENTE

ha la funzione di

è formato da

trasformare il

in sostanze necessarie per il corpo

(denti, lingua e ); faringe; ; stomaco; intestino tenue; intestino ;

• Completa la mappa con i seguenti termini. urina • espelle • ureteri • eliminare

l’apparato escretore

ha la funzione di

è formato da

le sostanze di rifiuto

reni, che producono ; ; vescica; uretra, che l’urina

• Completa la mappa con i seguenti termini. alveoli polmonari • laringe • respirare • trachea • suoni • bronchi

l’apparato RESPIRATORIO

ha la funzione di

è formato da

vie respiratorie polmoni

; emettere

e cioè dove si trovano

bocca; ; faringe; • •

• Completa la mappa con i seguenti termini.

vasi • trasportare • raccogliere • cuore • cellule

L’APPARATO CIRCOLATORIO

ha la funzione di

TAPPA IN MAPPA

• l’ossigeno e le sostanze nutritive alle

• le sostanze di rifiuto sanguigni; sangue; è formato da

• Completa la mappa con i seguenti termini.

linfatico • batteri • pelle • difendere

IL SISTEMA IMMUNITARIO

ha la funzione di è formato da

• Completa la mappa con i seguenti termini.

utero • nascere • testicoli • ovaie • femminile

L’APPARATO RIPRODUTTORE

l’organismo da virus e ; mucose; sistema

far nuovi individui ha la funzione di è formato da

• apparato riproduttore maschile ( , pene)

• apparato riproduttore ( , tube, , vagina)

1 Completa l’immagine del sistema nervoso con i seguenti termini. midollo allungato • midollo spinale • cervelletto • cervello

2 Indica con SS i termini che appartengono al sistema scheletrico e con SM quelli che appartengono al sistema muscolare.

gabbia toracica bicipite e tricipite tessuto striato colonna vertebrale articolazioni antagonisti contrazione e rilassamento midollo osseo mascella volontari e involontari tessuto spugnoso mandibola

3 Completa l’immagine dell’apparato digerente con i seguenti termini. intestino crasso • bocca • fegato • esofago • ghiandole salivari • retto • stomaco • ano • intestino tenue • faringe • pancreas

Collega ogni organo alla sostanza di rifiuto che elimina.

5 Completa le immagini con i seguenti termini. diaframma • aria • abbassa • costole • abbassano • espirata inspirata aria le si spostano in alto le costole si il diaframma si il si alza

GLOBULI ROSSI

GLOBULI BIANCHI

PIASTRINE

6 Collega ogni tipo di cellula del sangue alla rispettiva funzione.

Favoriscono la coagulazione del sangue.

Attraverso l’emoglobina, trasportano ossigeno e anidride carbonica.

Difendono l’organismo dagli attacchi di virus e batteri.

RIFLETTO SUL MIO LAVORO

• Ti è piaciuto il percorso sul corpo umano? Sì. No. Abbastanza.

• Quale aspetto ti è piaciuto di più? Perché?

• Quali esercizi di queste pagine ti sono sembrati più semplici? Colora il quadratino di verde.

• Quali ti sono sembrati più difficili? Colora il quadratino di rosso.

il mio PERCORSO

CHE COSA MI È PIACIUTO

Ordina da 1 a 8 gli argomenti, da quello che ti ha interessato di più (1) a quello che ti ha interessato di meno (8).

Il sistema nervoso e gli organi di senso. L’apparato respiratorio.

I sistemi scheletrico e muscolare.

L’apparato digerente.

L’apparato escretore.

Motiva la tua scelta.

L’apparato circolatorio.

Il sistema immunitario.

L’apparato riproduttore.

CHE COSA HO IMPARATO PIÙ FACILMENTE

Quale argomento presentato ti è risultato più facile da apprendere?

Motiva la tua risposta.

Di quale argomento avevi già alcune conoscenze?

In quale modo le hai acquisite?

Quale argomento vorresti approfondire? Perché?

INDOVINA IL PERSONAGGIO!

Completa la didascalia relativa a ogni personaggio, poi collega a ognuno i termini che riguardano la sua specializzazione scientifica. Fai attenzione: alcuni termini possono essere comuni a più personaggi!

NICCOLÒ

Tramite procedimenti matematici dimostrò la sua teoria: è la Terra che attorno al ..............................................

ASTRONAUTA

RITA LEVI

Approfondì le conoscenze sul

Identificò una particolare proteina che ha un ruolo importante per la crescita di organi.

BIOLOGIA

ASTRONOMIA

ANATOMIA

ORBITA

SPERIMENTAZIONE

RICERCA

OSSERVAZIONE

ALESSANDRO

Si interessò particolarmente ai fenomeni relativi all’

Realizzò uno strumento in grado di produrre elettricità: la ..............................................

SAMANTHA

È stata la prima donna europea comandante della .............................................................................................

È suo il record femminile di permanenza nello spazio.

L’angolo dell’astronomia

102 I corpi celesti

103 Cruciverba… astronomico

104 Il giro del mondo in 24 ore!

L’angolo della fisica

105 Le diverse forme di energia

106 Ricavare energia dall’acqua

107 A tutta luce!

L’angolo dell’anatomia

110 Siamo fatti così

111 Che cervello!

112 Le impronte digitali

113 Ossa in primo piano

114 I muscoli

115 L’apparato digerente

116 Sostanze nutritive e sana alimentazione

117 Eliminare i rifiuti

I corpi celesti

1 Collega ogni termine alla rispettiva definizione.

Gruppo di stelle che forma all’apparenza una figura particolare.

Piccolo ammasso di materiale roccioso che vaga nell’Universo.

GALASSIA

STELLA

COSTELLAZIONE

ASTEROIDE

PIANETA

SATELLITE

PIANETA NANO

SISTEMA STELLARE

METEORA

COMETA

NEBULOSA

BUCO NERO

METEORITE

Piccolo corpo celeste che ruota attorno a un pianeta.

Gigantesco ammasso di corpi celesti, spesso a forma di spirale.

Ammasso di polvere cosmica e gas che può dare origine a una stella.

Corpo celeste di piccole e irregolari dimensioni che ruota attorno a una stella.

Corpo celeste di medie dimensioni che non emette né luce né calore e che ruota attorno a una stella.

Corpo celeste di enormi dimensioni che ha una gravitazione così intensa da non riuscire a emettere nulla, nemmeno la luce.

Residuo di un asteroide bruciato dall’atmosfera che raggiunge la superficie terrestre.

Corpo celeste di grandi dimensioni che emette luce e calore.

Asteroide che finisce nell’atmosfera terrestre incendiandosi (anche chiamato stella cadente).

Piccolo ammasso di roccia e ghiaccio che, avvicinandosi a una stella si fonde leggermente, dando origine a una “coda”.

È formato da una stella e da tutti corpi celesti che le ruotano attorno.

Cruciverba... astronomico

1 Risolvi il cruciverba, poi utilizza il termine ottenuto nella colonna colorata per completare la didascalia dell’immagine.

1

1 Nome di un pianeta nano.

2 È l’opposto del dì.

3 Scienziato che si occupa di studiare i corpi celesti, la loro struttura, i loro movimenti e la loro origine ed evoluzione.

4 L’opposto dell’equinozio.

5 Così vengono definiti gli anni con 366 giorni.

6 Moto terrestre che determina l’alternarsi delle stagioni.

7 Il pianeta più grande del Sistema Solare.

8 Forza di ogni pianeta che attrae tutti gli altri corpi verso di sé.

9 Movimento della Terra attorno al proprio asse che causa l’alternarsi del dì e della notte.

10 Nome dello scienziato Copernico.

11 Gruppo di stelle che per convenzione viene “unito” da linee e che assomiglia a un’immagine particolare.

Obiettivo di apprendimento Orientarsi nel linguaggio specifico.

103 L’angolo dell’astronomia

Il giro del mondo in 24 ore!

1 Leggi e osserva con attenzione l’immagine del planisfero.

Come avrai notato dall’osservazione del mappamondo parallelo, le zone del mondo hanno orari differenti, perché il Sole le raggiunge in momenti diversi.

Osserva l’immagine qui sotto che rappresenta i fusi orari di tutto il mondo (in tutto 39), suddivisi in zone. Il punto di riferimento è la zona 0, cioè la fascia dove si trovano il Regno Unito e il Meridiano di Greenwich. Da questa fascia, seguendo le indicazioni delle fasce orarie indicate con il segno + e –, è possibile calcolare che ora è in altre parti del nostro Pianeta.

2 Completa la tabella.

Se a Londra sono le 11:00 del mattino, che ore saranno nelle località indicate?

Le diverse forme di energia

1 Abbina ogni immagine alla rispettiva forma di energia, scrivendo nei cerchiolini i numeri corrispondenti.

1 Energia elettrica

2 Energia chimica

3 Energia luminosa

4 Energia muscolare

5 Energia termica

6 Energia meccanica

2 Per andare in bicicletta devi compiere un lavoro muscolare. Da dove proviene l’energia necessaria ai tuoi muscoli? Osserva le immagini e completa il testo scrivendo al posto giusto le seguenti parole. muscolare • chimica • luminosa

L’energia fa crescere i vegetali, che si fabbricano il nutrimento da soli. L’albero produce mele. Nella mela l’energia dei raggi solari si è trasformata in energia La bambina mangia la mela: l’energia chimica viene immagazzinata nei suoi muscoli e si trasforma in energia

Ricavare energia dall’acqua

1 Leggi il testo e sottolinea gli elementi importanti dell’impianto che sfrutta l’acqua per produrre energia elettrica. Inizia da “diga”.

L’energia ricavata dal movimento dell’acqua (energia cinetica) può essere sfruttata per produrre elettricità.

Perché ciò sia possibile, per prima cosa è necessario avere a disposizione un bacino artificiale 1 , in cui l’acqua viene trattenuta da una diga. Dalla diga l’acqua viene immessa in tubature (le condotte) in pendenza 2 , che la portano alla centrale vera e propria. Qui la sua forza è utilizzata per far muovere le turbine 3 , grandi ruote che mettono in funzione un generatore di energia elettrica.

Questo modo di produrre energia elettrica non è inquinante perché non viene rilasciata nell’ambiente alcuna sostanza nociva. I problemi, in questo caso, sono legati alla trasformazione dell’ambiente naturale necessaria alla costruzione della diga: l’ecosistema di quell’area viene irrimediabilmente modificato.

2 Secondo te, c’è una relazione tra pendenza delle condotte e forza dell’acqua?

Motiva la tua risposta.

3 Come si modifica un ecosistema con la costruzione di una diga?

A tutta luce!

1 Osserva le immagini e indica con N le sorgenti luminose naturali e con A quelle artificiali.

2 Colora il fascio luminoso con i sette colori dell’iride e scrivi il nome di ognuno.

luminose; identificare la composizione cromatica

Immergiamoci… nel suono

1 Esegui il seguente esperimento e completa.

ESPERIMENTO

IPOTESI

Il suono si propaga allo stesso modo in qualsiasi “mezzo”.

MATERIALE OCCORRENTE

Tavolo di legno, sveglia con lancette, pentola di acciaio, scatola di cartone, contenitore di plastica.

PROCEDIMENTO

1. Appoggia la sveglia sul tavolo e ascoltane il ticchettio.

2. Appoggia la sveglia prima sopra la pentola capovolta, poi sopra la scatola di cartone capovolta, infine sopra il contenitore di plastica capovolto e ogni volta ascoltane il ticchettio.

OSSERVAZIONI

• Con quale “mezzo” hai sentito più forte il ticchettio della sveglia?

• Con quale “mezzo” hai sentito più debole il ticchettio della sveglia?

CONCLUSIONI

• L’ipotesi era corretta?

Sì. No.

• Motiva la tua risposta.

1

2

1 Circonda gli oggetti che utilizzano la corrente elettrica.

2 Osserva il locale nel quale ti trovi in questo momento e scrivi l’elenco degli “utilizzatori” di corrente elettrica che riesci a individuare.

3 Indica con X i comportamenti scorretti nell’utilizzo di energia elettrica nelle nostre abitazioni.

Dormire con la TV accesa.

Spegnere le luci quando non servono.

Lasciare in stand by televisore e computer.

Azionare la lavatrice ogni volta che c’è un indumento da lavare.

Aprire continuamente porte e finestre con il riscaldamento in funzione.

Utilizzare lampadine a basso consumo energetico.

Lasciare aperto lo sportello del frigorifero ogni volta che serve pendere qualcosa che vi è contenuto.

Siamo fatti così

1 Collega ogni apparato e sistema alla rispettiva funzione.

SISTEMA SCHELETRICO

Eliminazione delle sostanze di rifiuto.

Continuazione della specie.

SISTEMA MUSCOLARE

Sostegno e protezione di alcuni organi.

APPARATO DIGERENTE

APPARATO RESPIRATORIO

Elaborazione delle informazioni, controllo e coordinamento.

Movimento.

APPARATO CIRCOLATORIO

APPARATO ESECRETORE

Trasporto di ossigeno e nutrimento a tutte le cellule e raccolta di sostanze di rifiuto.

SISTEMA IMMUNITARIO

APPARATO RIPRODUTTORE

SISTEMA NERVOSO

Scambio di gas con l’esterno.

Difesa del nostro corpo contro gli agenti esterni.

Trasformazione degli alimenti ingeriti.

Che cervello!

1 Leggi il testo, osserva l’immagine e ripeti con le tue parole.

Il cervello, che occupa la maggior parte della scatola cranica, è formato da milioni di neuroni che, nel loro insieme, forniscono una colorazione grigia alla superficie esterna, detta corteccia cerebrale, definita anche materia grigia

Nelle diverse aree della corteccia cerebrale, vengono elaborate delle attività specifiche, così che il nostro cervello è in grado di svolgere una pluralità di funzioni come il pensiero, la memoria, i ricordi, il linguaggio, il ragionamento, la capacità di apprendere, quella di prendere decisioni e di risolvere problemi, il comando dei movimenti e delle azioni…

Le aree cerebrali, pur essendo specializzate in una determinata funzione, sono tra loro strettamente interconnesse, cioè hanno tra loro numerosi collegamenti; infatti le nostre azioni, anche le più banali, sono così complesse che richiedono l’intervento di più funzioni.

Il disegno qui sotto, nel quale è schematizzato il cervello visto lateralmente, rappresenta la mappa delle attività elaborate da una particolare area della corteccia.

8 area sensitiva

7 area uditiva

6 centro di comprensione delle frasi scritte

5 area visiva

1 area motoria

2 centro dei movimenti e della scrittura

3 centro del linguaggio articolato (area di Broca)

4 centro di comprensione delle frasi parlate

2 Scrivi il numero delle aree che, secondo te, sono state coinvolte per poter eseguire quanto richiesto dalla precedente attività.

Le impronte digitali

1 Leggi il testo e completa.

Sulla pelle dei polpastrelli delle mani e dei piedi ci sono dei particolari “disegni”, il cui nome scientifico è dermatoglifi: sono le impronte digitali Ogni individuo (compresi i gemelli) sui propri polpastrelli ha “disegni” diversi che rimangono costanti per tutta la vita, per cui le impronte digitali sono strettamente personali. Per questo motivo la polizia utilizza le impronte digitali per riconoscere gli autori di crimini. Le impronte digitali servono anche per alcuni documenti come i passaporti e le carte d’identità di nuova generazione. Anche molti dispositivi elettronici, come sistema di sicurezza, utilizzano le impronte digitali.

Le mie impronte digitali

Prendi un tampone con inchiostro (quelli che si usano per fare i timbri) e, uno alla volta, appoggia i polpastrelli delle tue mani e premi forte. Lascia l’impronta di ogni polpastrello, premendo nella relativa casella.

MANO DESTRA

Pollice Indice Medio Anulare Mignolo

MANO SINISTRA

Pollice Indice Medio Anulare Mignolo

• Osserva le tue impronte: che cosa noti?

• Metti a confronto le tue impronte digitali con quelle di un compagno o una compagna e fate le vostre osservazioni.

Ossa in primo piano

1 Osserva le seguenti radiografie e scrivi a quale parte dello scheletro si riferiscono.

2 Osserva l’immagine e rispondi.

• Di quale articolazione si tratta?

• Come si chiamano le tre ossa che vedi?

• Che cosa noti di “strano” nella radiografia di questa articolazione?

Ossa del Ossa del Ossa della

1 Completa il testo con i seguenti termini.

involontari • volontari • ossa • lisci

Per muovere il corpo e farlo spostare, i muscoli sono fondamentali.

Questi organi sono formati da cellule allungate che hanno la proprietà di contrarsi. Tra i muscoli, distinguiamo i muscoli scheletrici, che sono attaccati alle per mezzo dei tendini;

sono muscoli

I muscoli , invece, si contraggono indipendentemente dalla nostra volontà.

Sono , cioè non presentano striature, e si trovano negli organi interni, come per esempio in quelli che formano l’apparato digerente.

2 Indica con una X se le affermazioni sono vere ( V ) o false (F).

• I muscoli sono i veri responsabili dei nostri movimenti. V F

• Tutti i muscoli hanno una forma allungata. V F

• Tutti i muscoli sono involontari. V F

• I muscoli involontari sono striati. V F

• I muscoli striati sono detti anche scheletrici. V F

• Anche il cuore è un muscolo. V F

3 Osserva le due immagini, leggi la didascalia, poi rispondi alle domande.

Bicipite e tricipite sono muscoli antagonisti.

• Che cosa succede quando il bicipite si contrae?

• Che cosa succede quando si contrae il tricipite?

1 Leggi il testo.

L’apparato digerente

Gli organi dell’apparato digerente hanno la funzione ditrasformare il cibo nelle sostanze di cui l’organismo ha bisogno:

• proteine

• grassi

• carboidrati

• vitamine

• sali minerali.

Per fare ciò, il cibo che ingeriamo subisce una serie di trasformazioni e assume nomi diversi.

2 Indica con una X.

• Dove inizia il viaggio della digestione?

La digestione comincia quando il cibo arriva nello stomaco e viene attaccato dai succhi gastrici.

La digestione inizia nella bocca, dove il cibo è bagnato dalla saliva e triturato dai denti.

La digestione comincia ogni volta che vediamo un cibo.

3 Rispondi.

• Qual è la funzione dei denti?

• Perché i denti non sono tutti uguali?

..........................................................................................................

4 Indica con una X

• La digestione è: una serie di trasformazioni. la masticazione del cibo. un passaggio del cibo attraverso vari organi.

Sostanze nutritive e sana alimentazione

1 Collega ogni alimento alle principali sostanze nutritive che contiene.

CARBOIDRATI VITAMINE, SALI MINERALI E FIBRE GRASSI PROTEINE

2 Completa la tabella giornaliera con alimenti a tua scelta, rispettando però il principio della sana ed equilibrata alimentazione.

COLAZIONE SPUNTINO A METÀ MATTINA

PRANZO SPUNTINO A METÀ POMERIGGIO

CENA

3 Indica con X quali di questi alimenti NON sono adatti per uno spuntino del mattino o del pomeriggio e motiva le tue scelte.

• Ho indicato questi alimenti perché

Eliminare i rifiuti

1 Questi organi hanno la funzione di eliminare sostanze che non servono al corpo. Di ognuno, scrivi il nome e il relativo prodotto di scarto.

ORGANO

ORGANO ORGANO

Nome:

Prodotto di scarto:

Nome: Prodotto di scarto:

Nome: Prodotto di scarto:

2 Osserva l’immagine e completa con i nomi degli organi.

L’apparato respiratorio

1 Completa il testo con i termini dell’immagine.

Due sono le vie aeree attraverso le quali l’aria entra: la e il

L’aria inspirata passa dalla faringe e dalla per arrivare alla , che si divide in due rami: i .......................................................................

Essi si ramificano in ulteriori tubicini, i , che terminano in piccoli rigonfiamenti, chiamati , dove avvengono gli scambi gassosi.

2 Colora il delle affermazioni esatte.

L’atto respiratorio avviene in due fasi.

naso

alveoli polmonari faringe bocca laringe trachea

bronchi

polmoni bronchioli

La fase in cui introduciamo aria è quella dell’espirazione.

Bronchi, bronchioli e alveoli sono contenuti nei polmoni.

Gli alveoli sono avvolti in una fitta rete di capillari in cui scorre il sangue.

I polmoni sono due muscoli volontari.

I polmoni sono ricoperti dalla pleura, una membrana protettiva.

I polmoni sono protetti dalla gabbia toracica.

3 Riscrivi in modo corretto le due affermazioni non esatte dell’esercizio 2.

•

•

4 Indica con una X.

• L’epiglottide è: una ghiandola che regola il flusso dell’aria nei polmoni. una parte della faringe. una valvola della laringe che si apre per far passare l’aria e si chiude quando passa il cibo.

L’apparato circolatorio

1 Completa il testo con i seguenti termini.

vena • polmoni • ventricolo • aorta • carbonica

Alla parte destra del cuore arriva il sangue venoso, ricco di anidride ...................................................................., che deve essere ossigenato. Per questo, il sangue dal cuore passa ai attraverso l’arteria polmonare. Negli alveoli polmonari avviene lo scambio di gas; successivamente il sangue ossigenato torna al cuore per mezzo della polmonare che lo porta all’atrio sinistro. Da qui il sangue passa al sinistro ed esce attraverso l’arteria

2 Completa la tabella relativa alla parte corpuscolata del sangue.

COLAZIONE A CHE COSA SERVONO?

Globuli rossi

Globuli bianchi

Piastrine

3 Completa il testo con i seguenti termini.

globuli rossi • globuli bianchi • sangue • piastrine • plasma

Nei vasi sanguigni scorre il , composto da un liquido acquoso: il , nel quale si trovano numerosi corpuscoli. Questi corpuscoli sono: i , i e le

4 In ogni coppia di termini, cancella quello NON esatto.

• La parte liquida del sangue si chiama linfa/plasma

• Il sangue scorre all’interno di piccoli o grandi canali detti globuli/vasi sanguigni

• I globuli rossi contengono piastrine/emoglobina.

• I movimenti del cuore sono chiamati pulsazioni/ventricoli

• La funzione del cuore è quella di depurare/pompare il sangue

Test di anatomia

1 Osserva le immagini e, per ogni organo, scrivi il numero dell’apparato o sistema di cui fa parte.

1

2 Apparato escretore

3 Sistema immunitario

Apparato riproduttore maschile e femminile

Testicoli Uretra

Timo Pene

Tube Vescica

Reni

Ano Tonsille

Nefroni

2 Con i numeri dell’esercizio 1, assegna le affermazioni al rispettivo apparato o sistema.

È finalizzato alla riproduzione della specie.

Ha il compito di difendere l’organismo da virus e batteri.

È dotato dell’apparato urinario.

Nell’organismo maschile gli organi sono esterni, in quello femminile sono interni.

Il sistema linfatico interviene per impedire che virus e batteri giungano all’interno del nostro corpo.

Ne fanno parte anche la pelle e le mucose di molti organi.

3 Sistemi e apparati lavorano insieme per fornire al corpo le sostanze di cui ha bisogno. Completa la tabella seguendo l’esempio.

Apparato digerente

Apparato respiratorio

Apparato circolaatorio

Utero Ovaie

I nutrienti devono essere distribuiti a tutto il corpo.

Responsabile editoriale: Mafalda Brancaccio

Coordinamento redazionale: Valentina Dell’Aprovitola

Redazione: Giulia Abbiati, Cecilia Barletta

Responsabile di produzione: Francesco Capitano

Progetto grafico e impaginazione: Ilaria Raboni

Illustrazioni: Anna Sosso, Roberta Lonardi

Copertina: A come Ape di Alessia Zucchi

Illustrazione di copertina: Silvia Colombo

Ricerca iconografica: Paola Rainaldi

Referenze iconografiche: Shut terstock, Alamy

Stampa: Tecnostampa – Pigini Group Printing Division Loreto – Trevi 24.84.066.0

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Scienze e Tecnologia saperi

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AMBITO ANTROPOLOGICO

• Sussidiario Storia con Quaderno operativo 5

• Sussidiario Geografia con Quaderno operativo 5

ISBN per l’adozione: 9788847307438

Atlante multidisciplinare 4-5

Allegato biennale

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• Sussidiario Matematica con Quaderno operativo 5

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