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i d r a u g r T@ T S 5
LINE P I C S 4 DI UN SAPERE PER
n c o e l ogia e e z n e i c
con QUADERNO OPER ATIVO e MAPPE ATTIVE
U.A. DIDATTICA PARTECIPATA Didattica Digitale Integrata
CLASSE CAPOVOLTA METACOGNIZIONE
LIBRO DIGITALE
VIDEO
IL GIOCO DELLO SVILUPPO SOSTENIBILE
PEER TEACHING
Scienze 218 IL NOSTRO CORPO U.A. 1 220 221 222 224
Il corpo: una “macchina” ben organizzata Le funzioni vitali Apparati e sistemi L’organizzazione delle parti
U.A. 2 226
Elaborare gli stimoli Gli organi di senso Sensi “bestiali” Il sistema nervoso Gli organi del sistema nervoso
U.A. 3 236
Muoversi, stare in pedi, proteggere Il sistema scheletrico Le ossa Il sistema muscolare
U.A. 4 242
Produrre e utilizzare energia L’apparato respiratorio L’apparato digerente La trasformazione del cibo Le sostanze nutritive L’apparato cardio-circolatorio La circolazione del sangue L’apparato escretore L’apparato riproduttore Geni, cromosomi, DNA
227 231 232 234
237 238 240
243 246 248 249 250 252 254 256 258 259 260 261
Educazione civica
Stare bene in salute Compito di realtà
Nutrirsi con intelligenza Sintesi
Il nostro corpo
262
L’UNIVERSO E L’ENERGIA
U.A. 5 264
L’Universo 265 La nascita dell’Universo 266 Galassie e corpi celesti 268 Il Sistema Solare 270 Strani pianeti! 272 La Terra 274 La Luna 276 La forza di gravità ScienzeStoria 278 Da Aristotele a Galileo 280 Compito di realtà Il giorno più lungo 281 Sintesi L’Universo
U.A. 6 282
L’energia Che cos’è l’energia Le forme dell’energia L’energia si trasforma Le fonti di energia L’energia elettrica SPERIMENTARE per capire L’elettricità
U.A. 7 302
La tecnologia Le macchine senza motore Le macchine di Leonardo Il motore I computer La storia del computer Il computer e le comunicazioni
283 284 286 288 290 292 293 Educazione ambientale Risparmiare energia elettrica 294 La luce 296 La luce e gli oggetti SPERIMENTARE per capire La luce 297 298 Il suono SPERIMENTARE per capire II suono 300 301 Sintesi L’energia
303 305 306 307 308 309 310 311 312
TecnologiaArte
Le macchine di Munari Compito di realtà
Gli strumenti tecnologici: amici o nemici? Sintesi
La tecnologia
Didattica partecipata Lo scorso anno hai studiato il mondo dei viventi: hai visto le caratteristiche di animali, vegetali, organismi microscopici e hai capito che sono tutti collegati. La salute dell’ambiente in cui vivono dipende proprio da queste relazioni. Quest’anno studierai un animale molto particolare: l’uomo. Le “parti” dell’uomo (cuore, polmoni…) sono connesse tra loro o ognuna è indipendente? Noi come siamo fatti? Non puoi “smontare” il tuo corpo, ma lo puoi “ascoltare”. Senti il cuore che batte? Ti accorgi del movimento dei polmoni mentre respiri? I tuoi muscoli sono perfettamente fermi o stai muovendo una mano o un piede? Anche a occhi chiusi percepisci stimoli che provengono dall’esterno? Se fa caldo e stai sudando, da dove arriva il sudore?
Il nostro 218
CORPO
Siamo interessati al funzionamento di una macchina o a quello di un giocattolo, ma il nostro corpo come funziona? Che cosa ci aiuta a stare bene e che cosa ci fa male? Spesso paragoniamo il corpo umano a una macchina perfetta, ma in realtà è molto di più, perché non è solo una “macchina”. Siamo noi a decidere come agire e come comportarci, proviamo sentimenti, gioie e dolori, e anche quando siamo profondamente addormentati miliardi di cellule lavorano per noi.
Per costruire le Unità di Apprendimento Competenza fondamentale Avere consapevolezza della struttura e dello sviluppo del proprio corpo, nei suoi diversi organi e apparati; riconoscerne e descriverne il funzionamento, utilizzando modelli intuitivi; avere cura della propria salute.
Materiali • Guida insegnante
approfondimento e sviluppo U.A. 1, 2, 3, 4 • Traguardo Discipline pp. 218-261 • Flip Poster pp. 12-15 • Quaderno operativo pp. 2-37 • Mappe Attive pp. 10-11, 16-17, 20-21, 26-27, 30-31 • Mappe Mentali pp. 42-53 • Quaderno delle Verifiche pp. 30-37 • Atlante pp. 58-65
Unità di Apprendimento
1. Il corpo: una “macchina” ben organizzata 2. Elaborare gli stimoli 3. Muoversi, stare in piedi, proteggere 4. Produrre e utilizzare energia
Realtà aumentata
Il nostro corpo
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Il CORPO : una “macchina”
to Unità di Apprendimen
ben organizzata Metacognizione
Rifletti su ciò che già sai L’uomo è il più evoluto tra gli animali e ha le caratteristiche di ogni essere vivente: nasce, cresce, si nutre… Tutti i viventi sono formati da cellule: gli organismi più complessi, tra i quali anche l’uomo, sono formati da miliardi di cellule. Classe capovolta
Apprendo da solo/a Osserva lʼimmagine e leggi la didascalia. Per riuscire a giocare, il bambino deve mettere “in gioco” molte parti del suo corpo: deve vedere l’ambiente circostante, decidere dove andare, ordinare alle sue gambe di muoversi… Le gambe sono lo strumento “più evidente” che permette al bambino di muoversi: sono formate da muscoli, ma anche da ossa, pelle, sangue, grasso. Se poi osservi al microscopio una cellula di un muscolo o di un osso o del sangue, vedrai che sono molto diverse!
Che cosa hai imparato da solo/a Hai osservato come un’azione abbastanza semplice metta in gioco parti differenti del corpo. Prepara un brevissimo testo in cui esponi tutto ciò che hai imparato dalle immagini e dalle didascalie, collegando tra loro le informazioni.
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1
1
A.
L’‰ uomo
U.
Le funzioni vitali
Le funzioni vitali
PARLIAMO di ... Le funzioni necessarie per vivere sono svolte da differenti parti del corpo. Esse sono specializzate a svolgere compiti specifici, ma sono anche tutte collegate e dipendono reciprocamente una dall’altra. Funzioni L’uomo, come tutti gli altri esseri viventi, nasce, cresce, specifiche… si muove, respira, risponde agli stimoli esterni. Perciò ci sono parti del corpo umano che servono per muoversi, altre per respirare, altre per ricavare energia. Nel nostro corpo ciascuna parte ha una funzione specifica. … ma tutte Tutti gli organi sono formati da cellule. Ma ogni orconnesse gano, per poter svolgere le proprie funzioni, ha cellule particolari, diverse da quelle degli altri organi. Ad esempio, per formare la pelle, che è elastica e resistente, occorrono cellule con caratteristiche differenti da quelle del sangue, che è liquido. Pur se diverse, ciascuna parte del corpo è strettamente collegata a tutte le altre perché tutte insieme devono lavorare perfettamente in sintonia per poter permettere ogni azione, movimento, respiro, pensiero. Nutrirsi, ad esempio, è fondamentale, ma a che cosa servirebbe il cibo digerito dal nostro stomaco se il sangue non lo trasportasse in tutto il corpo?
221
L’ uomo
Il nostro corpo
Apparati e sistemi PARLIAMO di ... Le funzioni vitali sono svolte da apparati e sistemi. Ciascun apparato e sistema ha compiti precisi. Gli apparati e i sistemi sono gruppi di organi che, insieme, svolgono le stesse funzioni vitali. Ciascuno ha un compito specifico, ma sono tutti interconnessi e devono funzionare in perfetta sintonia. I principali apparati o sistemi sono: digerente, respiratorio, cardio-circolatorio, escretore, riproduttore, scheletrico, muscolare, nervoso. Il sistema muscolare permette ciascun movimento sia delle parti esterne sia di quelle interne al corpo. Si muovono le braccia, le gambe, ma si muovono anche il cuore, lo stomaco.
Il sistema scheletrico costituisce l’impalcatura del nostro corpo: lo sostiene e protegge gli organi interni. Ciascuna parte del corpo, anche la più piccola cellula, ha bisogno di ossigeno e di energia: questo è il compito del sangue, che, attraverso l’apparato cardio-circolatorio, arriva dappertutto.
Il sistema nervoso raccoglie gli stimoli che arrivano dal mondo esterno e coordina tutte le funzioni del corpo.
Grazie allʼapparato respiratorio, che immette ossigeno ed elimina anidride carbonica, possiamo respirare.
222
1
L’‰ uomo
U.
A.
Le funzioni vitali
Come tutti i motori, anche il “motore” del nostro corpo, funzionando, produce delle scorie, che vanno eliminate attraverso l’apparato escretore.
L’apparato riproduttore consente di generare altri individui, garantendo così la continuità della specie.
Pensiero computazionale
Per studiare
Cibo e acqua sono fondamentali per darci energia, ma per fare ciò devono essere trasformati dall’apparato digerente.
Completa la tabella. funzione
apparato o sistema
Coordina e controlla il funzionamento di tutto il corpo.
Sistema ....................................
Immette ossigeno ed elimina anidride carbonica.
Apparato ..................................
Fornisce energia.
Apparato ..................................
Trasporta in tutto il corpo ossigeno e sostanze nutritive.
Apparato ..................................
Sostiene il corpo e protegge gli organi interni.
Sistema ....................................
Consente ciascun movimento.
Sistema ....................................
Permette di continuare la specie.
Apparato ..................................
Elimina le sostanze di rifiuto.
Apparato ..................................
Peer teaching
Insieme agli altri Lavorate a coppie. A turno ciascuno di voi dirà il nome di uno degli apparati o sistemi del corpo umano, il compagno o la compagna ne specificherà la funzione.
223
L’ uomo
Il nostro corpo
L’organizzazione delle parti PARLIAMO di ... Il corpo umano è formato da miliardi di cellule che hanno forma diversa in base alla funzione che svolgono. Le cellule dello stesso tipo formano i tessuti, che a loro volta formano gli organi. Gli organi che collaborano per una stessa funzione vitale formano gli apparati e i sistemi.
La cellula e i tessuti
Le cellule umane hanno dimensione e aspetto differenti in base alla funzione che devono svolgere. Le cellule simili per forma e funzione, insieme, formano i tessuti. I principali tessuti del corpo umano sono quattro: nervoso, epiteliale, muscolare, connettivo.
Le cellule epiteliali sono piatte e si uniscono strettamente tra di loro, senza lasciare spazi, per ricoprire e proteggere il corpo. Il tessuto epiteliale riveste e protegge non solo la superficie esterna del corpo, ma anche gli organi interni.
224
Le cellule nervose hanno filamenti che le collegano tra loro e trasportano i messaggi da una cellula all’altra. Il tessuto nervoso forma i nervi, il cervello, il midollo spinale e trasmette le informazioni necessarie a tutte le parti del corpo.
Le cellule muscolari sono lunghe, affusolate e cilindriche: in questo modo possono contrarsi e allungarsi per permettere il movimento.
Le cellule ossee sono tondeggianti e si collegano tra di loro per essere più resistenti.
Il tessuto muscolare forma i muscoli esterni, ma anche il cuore, parti dello stomaco e dell’intestino e altri muscoli che si trovano all’interno del corpo.
Il tessuto connettivo forma le ossa, i tendini, le cartilagini, i legamenti, il sangue, il grasso. È il tessuto più abbondante nel nostro corpo. Le cellule del tessuto connettivo non sono a stretto contatto tra di loro, ma si trovano immerse in altre sostanze.
Il tessuto osseo è un particolare tipo di tessuto connettivo.
Tessuti Gli organi (il cuore, lo stomaco, le ossa…) sono formati da più tessue organi ti. Ad esempio, l’intestino è formato da tessuto epiteliale, muscolare e connettivo. Organi Ciascun organo ha una propria funzione: il cuore pompa il sangue e apparati e lo fa circolare, lo stomaco digerisce i cibi, i polmoni fanno entrare e uscire l’aria. Per permettere le funzioni vitali, alcuni organi lavorano insieme. Così, per respirare abbiamo bisogno dei polmoni, ma anche del naso e della trachea; bocca, denti, stomaco, intestino e altri organi collaborano per digerire i cibi. Gli organi che svolgono una stessa funzione formano i sistemi e gli apparati. Sistema e apparato sono parole spesso usate come sinonimi perché entrambe indicano gruppi di organi collegati per svolgere la stessa funzione. I sistemi sono formati da organi dello stesso tessuto, gli apparati da organi di tessuti diversi.
1
A.
Per costruire una casa occorrono mattoni per le pareti, vetri per le finestre, metalli per le condutture. Anche il corpo umano è un insieme di miliardi di cellule microscopiche, organizzate in tessuti differenti che formano gli organi, ognuno con la sua funzione.
L’‰ uomo
cellula
U.
Organi, apparati, sistemi
Le funzioni vitali
tessuto
organo
apparato
Pensiero computazionale
Per studiare Sottolinea nel testo, con i colori indicati: • i differenti tipi di cellule e le loro particolarità; • i differenti tipi di tessuti e le loro particolarità; • il collegamento tra tessuti e organi e tra organi e apparati/sistemi.
Quaderno operativo, p. 3
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Elaborare gli
STIMOLI Metacognizione
Rifletti su ciò che già sai L’uomo, come tutti i viventi, è sensibile agli stimoli esterni e li utilizza per organizzare la sua vita. Classe capovolta
Apprendo da solo/a Oggi nella mensa scolastica hanno servito dei broccoli. A Luigi proprio non piacciono e allontana il piatto. Sonia invece li gradisce molto!
Che cosa hai imparato da solo/a • Metti in ordine, numerando, le azioni che hanno coinvolto i sensi e il cervello dei due bambini.
Le informazioni giungono al cervello. Il naso sente l’odore e gli occhi
percepiscono le caratteristiche esterne del cibo.
Il cervello suggerisce il comportamento da tenere. • Questo “percorso” delle informazioni è valido per tutti i bambini? Perché un bambino rifiuta il cibo e l’altro no? Indica quella che ritieni sia la risposta più adatta.
Il cervello ha ricordato a Sonia che
i broccoli le piacciono e a Luigi che i broccoli non gli piacciono. Il cervello non ha dato le informazioni corrette a uno dei bambini.
226
to Unità di Apprendimen
2
L’‰ uomo
I cinque sensi
U.
A.
2
Gli organi di senso PARLIAMO di ...
Tutto ciò che accade nel mondo esterno lo percepiamo e trasmettiamo al nostro cervello per mezzo dei cinque sensi. Ciascun organo di senso ha dei recettori che trasformano le informazioni in impulsi elettrici, che arrivano al cervello attraverso i nervi. Cinque Noi percepiamo il mondo attraverso i cinque sensi: sensi vista, udito, tatto, gusto, olfatto. Occhi, orecchie, naso, pelle, lingua sono i canali attraverso cui “entrano” le informazioni che ci permettono di captare ciò che succede all’esterno. Queste informazioni giungono tutte alla centrale di comando, il cervello, che, con gli altri organi del sistema nervoso, le elabora come un sofisticato computer. Recettori Tutti gli organi di senso hanno una caratteristica in comune: in tutti sono presenti i recettori, piccole cellule nervose che trasmettono al cervello, attraverso i nervi, le sensazioni che hanno percepito.
L’olfatto e il gusto
Naso Il naso è l’organo di senso dell’olfatto. Con esso possiamo percepire moltissimi odori diversi. In realtà gli odori di base sono pochi, ma possono combinarsi tra di loro in modi innumerevoli. Gli odori sono elementi chimici liberati dalle varie sostanze, entrano attraverso le narici e raggiungono i recettori olfattivi, che sono ben protetti nella parte alta del naso. epiglottide
papille gustative
Quaderno operativo, p. 4
fosse nasali
recettori olfattivi faringe
narice
Lingua La lingua è l’organo del gusto. I sapori vengono riconosciuti dai recettori delle papille gustative, piccole protuberanze che si possono osservare sulla lingua. I sapori fondamentali sono pochi, ma anch’essi ghiandole si combinano tra loro. Sono: aspro, salato, dolce, salivari amaro, grasso. Negli ultimi anni i ricercatori hanno individuato un altro sapore: l’umami, un sapore presente nella carne e nei formaggi.
227
L’ uomo
Elaborare gli stimoli cranio
La vista
muscolo retto La vista è il senso attraverso cui raccoglia- Gli occhi superiore mo il maggior numero di informazioni. I suoi organi sono gli occhi, due bulbi che “intrappolano” la luce e le immagini e le trasformano in impulsi elettrici che inviano al cervello. Sono organi delicati, perciò sono protetti sia nervo dalle ossa del cranio sia da palpebre, ciglia ottico e sopracciglia. Anche le lacrime proteggono l’occhio mantenendolo sempre umido: in muscolo retto questo modo può ruotare meglio e non esseinferiore re irritato dalla polvere. cristallino
retina
pupilla
iride
cornea
Le immagini che si formano sulla retina sono sempre capovolte e rimpicciolite.
Pensiero computazionale
Per studiare Utilizza le parole chiave scritte in rosso per descrivere come le immagini giungono al cervello. A differenza dell’uomo, molti serpenti hanno pupille verticali per cacciare meglio le prede.
228
retina palpebra ciglia iride cornea pupilla
cristallino
Come I raggi di luce entrano nell’occhio attraverso la vediamo cornea, una membrana trasparente che riveste l’occhio, e la pupilla, il forellino nero che si trova al centro dell’iride, che è la parte colorata. Attraversano poi il cristallino, che funziona come una lente, e colpiscono la retina, che si trova nella parte posteriore dell’occhio ed è formata da migliaia di recettori visivi. Sono questi che, sempre attraverso i nervi, trasmetteranno le immagini al cervello.
2
U.
A.
L’‰ uomo
L’udito
Come un Ai lati della nostra testa ci sono le orecchie, gli organi dell’udito, microfono che captano le onde sonore trasmesse attraverso l’aria. Per Avere due orecchie ci permette di capire da dove arriva il suono, orientarci perché un orecchio lo capta prima dell’altro e il cervello, in questo meglio modo, comprende da quale parte si trova la sorgente del rumore. Le orecchie non servono solo per sentire, ma ci aiutano anche a restare in equilibrio e a non cadere. Infatti, nella parte interna dell’orecchio vi sono dei tubicini pieni di liquido che oscilla con i nostri movimenti. Sono queste oscillazioni che danno al cervello informazioni sulla posizione del nostro corpo e, di conseguenza, ci permettono di stare in equilibrio. Come Il suono si trasmette nell’aria attraverso onde sonore. sentiamo
I pipistrelli riescono a volare anche al buio più completo grazie all’eco degli ultrasuoni che emettono: ascoltandolo, riescono a costruirsi una mappa del paesaggio intorno a loro.
Parti Lʼorecchio è formato da tre parti: dell'orecchio l’orecchio esterno, la parte più visibiincudine staffa nervo acustico le che ha il compito di captare le onde martello sonore, l’orecchio medio e l’orecchio interno. I padiglioni auricolari incanalano le onde sonore che attraversano il condotto uditivo e colpiscono, nell’orecchio medio, il timpano, un organo fortimpano mato da una membrana che vibra. La vibrazione del timpano viene trapadiglione condotto auricolare smessa prima a tre ossicini, il marchiocciola uditivo tello, l’incudine, la staffa, e poi alla chiocciola, nell’orecchio interno. Pensiero computazionale La chiocciola trasforma la vibrazione in Per studiare impulsi elettrici che porteranno l’informazione al cervello, attraverso il nervo Utilizza le parole chiave scritte in rosso per descrivere il viaggio del suono all’interno dell’orecchio. acustico. Quaderno operativo, p. 5
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L’ uomo
Elaborare gli stimoli
I serpenti, con la muta, rinnovano tutta la loro pelle. Sotto lo strato di pelle vecchia si forma quello nuovo.
Il tatto Percepire le sensazioni
L’organo di senso del tatto è la pelle. Attraverso la pelle percepiamo il caldo, il freddo, il dolore e riconosciamo le caratteristiche degli oggetti: sentiamo se sono morbidi, duri, ruvidi.
Proteggere
La pelle ha anche l’importante compito di proteggere sia il corpo sia gli organi interni dalle infezioni, facendo da barriera ai germi che possono causare malattie.
Regolare il calore
È anche il nostro miglior sistema per regolare il calore interno: i pori, minuscoli forellini della pelle, si dilatano o si chiudono. Attraverso di essi esce anche il sudore che, evaporando, raffredda l’organismo.
Dentro la pelle
La pelle è l’organo più esteso che abbiamo perché ricopre tutto il nostro corpo: ha una superficie di circa 1,5 metri quadrati. La pelle ha vari strati: uno più esterno, l’epidermide, e uno più profondo, il derma, dove si trovano le ghiandole che secernono il sudore, le radici dei peli e i recettori del dolore, del freddo, della pressione. Alcune parti del nostro corpo sono più sensibili di altre perché hanno un maggior numero di recettori: la pelle delle mani, dei piedi, del viso è più sensibile al freddo, al caldo… Pensiero computazionale derma
vasi sanguigni ghiandole sudoripare tessuto adiposo
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recettori tattili
epidermide
Per studiare Ora che hai studiato tutti i cinque sensi, rispondi alle domande. • Qual è la funzione dei cinque sensi? • Che cosa sono i recettori? • Quali sono gli organi di senso dell’olfatto, del gusto, del tatto, della vista, dell’udito? • A che cosa serve la pelle? Atlante, p. 62
Quaderno operativo, p. 6
A.
2
L’‰ uomo
U.
Sensi “bestiali”
I cinque sensi
Tutti gli animali, non solo l’uomo, sono dotati dei cinque sensi. Non tutti però hanno la stessa sensibilità: ci sono animali che hanno una vista eccezionale (falchi, aquile, molti insetti) e altri ciechi (i pesci abissali che vivono dove la luce non arriva e il senso della vista non serve). Osserva alcuni campioni di sensibilità: animali che hanno particolarissimi modi di percepire la realtà e di utilizzare i sensi! Le sule bassane riescono ad avvistare i pescherecci carichi di pesce anche da 11 chilometri di distanza!
L’orso polare ha un olfatto molto sviluppato tanto che è in grado di percepire l’odore di una foca a 20 chilometri di distanza.
Il tarsio è un piccolo primate che ha un orecchio così acuto che percepisce gli ultrasuoni. Gli esseri umani possono udire suoni fino a 20 000 Hz. Il tarsio raggiunge 90 000 Hz, quindi ha un udito molto più fine di quello umano.
} }
Gli elefanti si servono delle loro zampe per ascoltare i segnali dei loro simili, grazie alle vibrazioni trasmesse a terra.
Per costruire competenze
Hai un animale domestico? C’è un animale che ti interessa in particolar modo? Scegli un animale e informati su quali sono le caratteristiche dei suoi sensi. Ha un udito sviluppato? Com’è il suo olfatto? Dove è concentrato il senso del tatto: sul muso, sui baffi o è diffuso in tutto il corpo? È capace di vedere al buio? Percepisce i colori? Percepisce i sapori? Fai una piccola ricerca ed esponila ai compagni e alle compagne.
231
L’ uomo
Elaborare gli stimoli
Il sistema nervoso PARLIAMO di ... Tutte le nostre azioni sono coordinate dal sistema nervoso. Ciascuna parte del sistema nervoso ha compiti specifici, ma tutti sono coordinati e interdipendenti. I sensi trasmettono messaggi dalla periferia del corpo al cervello. Da questo partono informazioni e ordini a tutte le parti del corpo.
La funzione
L’essere umano Si pensa che l’essere umano sia il più “intelligente” tra i viè “intelligente” venti. Ma che cos’è l’intelligenza? A questa parola vengono attribuiti vari significati, in particolare quello di saper analizzare e risolvere un problema. Sicuramente l’uomo nella sua storia ha affrontato e risolto grandi problemi e, grazie alla sua intelligenza, ha saputo migliorare le proprie condizioni di vita. Questo è stato possibile perché nel corso dell’evoluzione il sistema nervoso dell’uomo si è modificato, aumentando sia le dimensioni del cervello, che oggi è più grande di quello che aveva l’homo habilis, sia aumentando il numero di neuroni, cioè le cellule che formano gli organi di questo sistema. Funzioni Tutti gli stimoli che provengono dall’ambiente esterno arridel sistema vano al nostro sistema nervoso che riceve le informazioni e nervoso le rielabora fornendo delle risposte adeguate. Se sei all’aperto in una giornata invernale, il sistema nervoso percepirà il freddo e attiverà alcuni meccanismi di difesa, come i brividi. Il sistema nervoso gestisce anche gli stimoli che provengono dal corpo, come la fame, la sete o la stanchezza e invierà delle risposte alle diverse parti del corpo, ad esempio incomincerai a sentire i morsi della fame o avrai la bocca secca o inizierai a sbadigliare. Il sistema nervoso ci permette di: • ricevere gli stimoli esterni attraverso i recettori dei sensi; • coordinare qualsiasi movimento dei muscoli degli organi interni, sia quando siamo svegli sia mentre dormiamo; • imparare, provare emozioni ed essere creativi; • entrare in rapporto con gli altri; • crescere.
232
Atlante, p. 61
L’‰ uomo
Per poter svolgere tutte queste complesse funzioni il sistema nervoso ha parti “specializzate”. Perciò si divide in: centrale, periferico, autonomo.
encefalo
U.
Le parti “specializzate”
A.
2
Il sistema nervoso
midollo spinale
Il sistema nervoso centrale è formato dall’encefalo, Sistema che comprende cervello, cervelletto, midollo allungato, nervoso centrale e dal midollo spinale, che si trova nella colonna vertebrale. Il suo compito è ricevere informazioni e dare risposte. Il sistema nervoso periferico volontario è formato da Sistema una fitta rete di nervi che trasmettono le informazioni nervoso periferico da e per il midollo spinale e l’encefalo. Il suo compito è di controllare il movimento dei muscoli volontari. Il sistema nervoso autonomo (o neurovegetativo) è for- Sistema mato da gangli, piccoli gruppi di cellule nervose che si nervoso autonomo trovano ai lati della colonna vertebrale, e da nervi spinali, situati nel midollo spinale. Questa parte del sistema nervoso ha il compito di controllare le azioni involontarie (ad esempio le funzioni del cuore, dello stomaco…).
nervi
Le parti del sistema nervoso, pur avendo compiti speci- Un sistema unico, sempre collegato fici, sono sempre collegate tra di loro. Se ad esempio stai andando in bicicletta, i tuoi sensi, attraverso i nervi, portano al sistema centrale informazioni sulla strada, sul paesaggio che stai osservando, sugli odori… Gli stimoli arrivano al cervello, che, sempre attraverso i nervi, dà istruzioni ai vari organi: dà il ritmo di pedalata ai muscoli, impone alle mani di stringere il manubrio o di frenare… Intanto il cuore batte, i polmoni respirano e, se hai mangiato qualcosa, lo stomaco è in funzione.
Pensiero computazionale
Per studiare Sottolinea nel testo, con i colori indicati, le risposte alle seguenti domande. • Quali sono i compiti del sistema nervoso? • In quali parti si suddivide il sistema nervoso? • Quali organi formano il sistema nervoso centrale, quello periferico e quello autonomo?
Quaderno operativo, p. 7
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L’ uomo
Elaborare gli stimoli
Gli organi del sistema nervoso PARLIAMO di ...
cervello
cervelletto
Il cervello è una parte dell’encefalo, l’organo principale del sistema nervoso. Gli altri organi di questo sistema sono i nervi, che trasmettono le informazioni, e il midollo spinale, che collega l’encefalo con i nervi. midollo allungato
Encefalo L’encefalo è il principale organo del sistema nervoso: è formato da cervello, cervelletto e midollo allungato. L’encefalo è avvolto da tre membrane, le meningi, che lo proteggono e lo nutrono, ed è racchiuso dalle ossa del cranio che lo riparano da colpi e traumi. Cervello Il cervello è diviso in due emisferi: destro e sinistro. La parte più esterna, la corteccia cerebrale, è grigiastra, mentre la parte più interna è biancastra. Il cervello è la centrale di comando: controlla tutte le azioni volontarie, ma è anche sede delle emozioni, della memoria, del pensiero.
midollo spinale
Cervelletto Il cervelletto è situato sotto il cervello. Il suo compito è coordinare i movimenti e mantenere l’equilibrio: è grazie a lui che possiamo alzare una mano mentre ne abbassiamo un’altra o mentre rimaniamo in piedi su un solo piede.
emisfero sinistro
emisfero destro emisfero destro
Midollo Il midollo allungato collega il cervello al midollo spinale allungato e regola alcune azioni involontarie come la respirazione e la circolazione del sangue. Nel cervello ci sono aree specifiche destinate al linguaggio, alle emozioni, alla percezione delle immagini.
emisfero sinistro
area prefrontale
area frontale
area uditiva area motoria
234
area motoria primaria area sensitiva
area visiva
L’‰ uomo
A.
2
Il sistema nervoso
Midollo Il midollo spinale è contenuto e protetto dalspinale le ossa della colonna vertebrale. Anch’esso, come l’encefalo, è avvolto dalle meningi. È un “ponte” tra i nervi e il cervello. Dal midollo spinale si dipartono i nervi che arrivano in tutte le parti del corpo.
U.
Il sistema nervoso periferico I neuroni sono le cellule che formano la maggior parte degli organi del sistema nervoso. Sono costituiti da un corpo cellulare, che contiene il nucleo, dagli assoni, filamenti che li collegano alle altre cellule nervose, e dai dendriti. Le informazioni passano da una cellula all’altra attraverso gli assoni e i dendriti.
Nervi I nervi, lunghi filamenti di cellule nervose, sono collegati al midollo spinale o direttamente all’encefalo. Si dividono in nervi sensori e nervi motori.
dendriti
Nervi Se hai molto caldo, i nervi sensori capteranno sensori questa sensazione e la trasmetteranno al cere motori vello. I nervi motori dal cervello porteranno al tuo corpo l’ordine di togliere il maglione o di aprire la finestra. Arco Se appoggi la mano su una superficie bollenriflesso te, la sposterai immediatamente ancora prima di averlo deciso. Il messaggio di dolore viene portato al cervello, ma è il midollo spinale stesso che ti ordina immediatamente di ritirare la mano. In questi casi si attiva l’arco riflesso, cioè movimenti che sono attivati direttamente dal midollo spinale.
} }
Pensiero computazionale
Per la mappa
nucleo corpo cellulare
assone
Pensiero computazionale
Per studiare Osserva l’immagine dell’encefalo e descrivi le parti che lo formano e la loro funzione. Spiega la diversa funzione dei nervi sensori e dei nervi motori. Fai alcuni esempi di situazioni in cui si attiva l’arco riflesso.
Il capodoglio è lʼanimale con il cervello più grande.
Collega le tue conoscenze sul sistema nervoso con quelle relative agli organi di senso. Sintetizza in una mappa. Mappa, Quaderno operativo, pp. 10-11
Quaderno operativo, pp. 8-9
235
MUOVERSI, stare
to Unità di Apprendimen
in piedi, proteggere Metacognizione
Rifletti su ciò che già sai Sono i muscoli e le ossa che permettono il movimento. Il sistema nervoso invia i comandi per coordinare tutte le azioni necessarie anche per compiere il più piccolo movimento.
3
Le ossa che formano la colonna vertebrale possono muoversi; le costole che danno forma alla parte anteriore del busto, invece, sono fisse.
Classe capovolta
Apprendo da solo/a Osserva le immagini e leggi le didascalie.
Che cosa hai imparato da solo/a Tutte le ossa del corpo umano sono mobili? Proietta sulla Lim la rappresentazione di uno scheletro umano e le due immagini che hai osservato in questa pagina. Con un puntatore luminoso indica le varie ossa e spiega se sono fisse o mobili. Se non puoi usare la Lim, serviti di un poster che rappresenti lo scheletro. Hai imparato che i gruppi di ossa del cranio e del busto non sono mobili. Qual è allora la loro funzione, secondo te?
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La testa è formata da più ossa. Un solo osso si può muovere e consente di parlare e mangiare; le altre ossa sono tutte attaccate insieme.
Il sistema scheletrico
U.
A.
3
Il sistema scheletrico PARLIAMO di ... Lo scheletro sostiene il corpo e protegge gli organi interni. Insieme al sistema muscolare permette il movimento. È formato da ossa: quelle della testa, del tronco, degli arti.
La funzione Nel corpo umano ci sono circa 200 ossa: il loro insieme costituisce lo scheletro. Esso determina il nostro particolare aspetto: in base alla forma delle nostre ossa siamo infatti più o meno alti, abbiamo mani piccole o grandi. Lo scheletro ha l’importante funzione di sostenerci e di proteggere gli organi interni (cuore, polmoni, midollo spinale, cervello…). Le ossa sono fondamentali anche per la produzione delle cellule del sangue e come riserva di calcio.
L’‰ uomo
mandibola
cranio clavicola
scapola
gabbia toracica
colonna vertebrale
omero
radio
bacino
ulna
Le parti dello scheletro
femore
Possiamo suddividere lo scheletro in tre parti: testa, tronco, arti. Le ossa della testa formano la scatola cranica. Testa Sono tutte saldate tra di loro in modo da formare una forte struttura protettiva per l’encefalo. L’unico osso mobile è la mandibola, che permette la masticazione. Le ossa del tronco sono formate da: colonna vertebrale, Tronco clavicola, scapola, gabbia toracica, ossa del bacino. La colonna vertebrale è un insieme di 33 vertebre disposte una sull’altra. Le vertebre non sono saldate tra loro. Tra una vertebra e l’altra vi è un disco di cartilagine che assorbe gli urti e che permette alle vertebre alcuni movimenti. All’interno delle vertebre si trova, ben protetto, il midollo spinale, da cui si diramano i nervi. Dalla colonna vertebrale partono le costole, 12 paia di ossa curve, che formano la gabbia toracica. La clavicola supporta la scapola e il braccio e lo collega al tronco. Le ossa del bacino hanno il compito di sostenere la parte superiore del corpo e di collegare il tronco agli arti.
tibia perone
Le mante, come alcuni squali, hanno lo scheletro fatto di cartilagine.
Negli arti ci sono ossa molto lunghe: il femore, la tibia e il Arti perone nella gamba, l’omero, il radio e l’ulna nel braccio.
Atlante, p. 58
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L’ uomo
Muoversi
Le ossa PARLIAMO di ...
Le ossa sono formate da osseina e calcio; possono essere corte, lunghe, piatte. Le articolazioni permettono il movimento: sono fisse, semimobili, mobili. Le ossa del corpo umano non sono tutte uguali, né sono distribuite in modo omogeneo. In una sola mano ce ne sono 27, circa un ottavo di tutte quelle che abbiamo. Ciò succede perché alcune parti devono potersi muovere in modo più articolato di altre. Anche la forma delle ossa è diversa: dipende dalla funzione che deve svolgere. Legamenti e Le ossa sono collegate tra di loro per mezzo dei legamenti, articolazioni fibre robuste e flessibili che le uniscono, e per mezzo delle articolazioni, che sono il punto in cui due ossa si “toccano”. Differenti tipi Le articolazioni sono suddivise in: di articolazioni • articolazioni fisse, come quelle del cranio, che non permettono alcun movimento. Le ossa sono saldate tra di loro; • articolazioni semimobili, che permettono solo dei piccoli movimenti. La colonna vertebrale ha articolazioni semimobili: le vertebre possono flettersi, ma non ruotare una sull’altra; • articolazioni mobili, che permettono movimenti molto ampi, come le articolazioni del ginocchio, del gomito, della spalla, dell’anca. Pensiero computazionale
Per studiare
ossa lunghe, come quelle delle gambe
ossa corte, come quelle delle mani
ossa piatte, come quelle delle testa
articolazione mobile
Esponi ciò che hai imparato utilizzando le parole chiave: sostenere • proteggere • ossa • testa • tronco • arti • ossa corte/lunghe/piatte • articolazioni articolazione semimobile
articolazione fissa
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L’‰ uomo
A.
3
Il sistema scheletrico
Le ossa sono forti, ma anche leggere ed elastiche: cresco- Calcio e osseina no insieme alla persona di cui formano lo scheletro. Sono costituite soprattutto da calcio, che le rende resistenti, e da osseina, che dà elasticità. Le ossa sono formate da uno strato esterno, duro e resi- Strati stente, e da uno interno, spugnoso, dentro cui si trova il esterno e interno midollo osseo. La parte spugnosa permette di avere ossa più leggere, ma molto resistenti. La parte esterna è rivestita da una membrana che si rigenera in continuazione, permettendo anche alle ossa fratturate di guarire. Produzione Il midollo osseo produce globuli bianchi, globuli rossi e delle cellule del sangue piastrine, che formano il sangue.
U.
Come sono fatte le ossa Midollo osseo
Osso spugnoso
vasi sanguigni
cartilagine
Muovendosi una vicino all’altra, le ossa si consumerebbero Cartilagini in fretta se non fossero protette alle estremità dalla cartilagine. Il tessuto che forma la cartilagine è molto elastico e resistente: è simile al tessuto osseo, ma meno compatto e duro. Nel corpo umano sono presenti dischi di cartilagine tra le vertebre, come hai già visto: parti cartilaginee sono presenti anche nel naso e nelle orecchie.
Educazione civica Per crescere bene e mantenersi sane, le ossa hanno bisogno di calcio che viene assorbito dal corpo grazie anche alla vitamina D. La vitamina D è contenuta in alcuni cibi, ma viene anche prodotta dal nostro corpo quando stiamo al Sole. Perciò è importante stare all’aria aperta.
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Pensiero computazionale
Per la mappa
Per ripetere in modo coerente le tue conoscenze, scomponi ciò che hai imparato nelle seguenti parti: funzione del sistema scheletrico • divisione dello scheletro • forma delle ossa • articolazioni tra le ossa • composizione delle ossa. Per ciascuna parte, organizza in uno schema le informazioni principali. Poi esponi. Mappa, Quaderno operativo, p. 16 Quaderno operativo, pp. 12-13
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L’ uomo
Muoversi
Il sistema muscolare PARLIAMO di ... Il sistema muscolare permette ogni movimento. Comprende muscoli volontari, che consentono di muoverci, e muscoli involontari, che fanno funzionare gli organi interni.
grandi pettorali
La funzione addominali
bicipite tricipite
quadricipite
Gli organi
Muscoli Il sistema muscolare è formato da circa 650 muscoli: alcuni sono grandi, come i grandi glutei, altri piccoli, come quelli delle orbite; alcuni sono lunghi, come quelli delle gambe, altri sono corti, come quelli delle dita; alcuni sono piatti, come quelli della pancia. Insieme i muscoli formano un po’ meno della metà del peso corporeo. Ad esempio, in un bambino dal peso di 40 kg, solo i muscoli pesano circa 16 kg. I muscoli che si notano maggiormente sono quelli scheletrici, cioè quelli attaccati alle ossa attraverso i tendini. I muscoli funzionano come un motore: ricevono ordini dal cervello e la loro “benzina” è fornita dagli alimenti. muscoli del polpaccio
Le nostre gambe sono particolarmente muscolose perché abbiamo adottato la posizione eretta, mentre molte scimmie hanno muscoli robusti nella coda prensile, che funziona come se fosse un quinto arto.
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Il sistema muscolare, insieme al sistema scheletrico, ci sorregge, permette di muoverci, parlare, camminare. Ha anche una sua funzione particolare: mette in moto gli organi interni per attivare le funzioni vitali ogni volta che respiri, che il tuo cuore batte… E anche quando dormi alcuni muscoli continuano la loro attività instancabile!
L’‰ uomo
A.
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Il sistema muscolare
U.
Diversi tipi di muscoli
I muscoli sono formati da fibre muscolari, fasce di tessuto che possono contrarsi e rilassarsi. Possono essere classificati in base alla loro funzione e al tipo di tessuto muscolare da cui sono formati. Il tessuto muscolare si suddivide in: • tessuto muscolare liscio (fibre corte e biancastre); compone i muscoli involontari, come le pareti dello stomaco e dell’intestino, che funzionano autonomamente, senza che la nostra volontà possa fermarli; • tessuto muscolare striato (fibre lunghe); compone i muscoli volontari, cioè i muscoli scheletrici che vengono mossi in maniera cosciente, ad esempio quelli del braccio; • tessuto cardiaco (striato) che forma il cuore. È l'unico muscolo che, pur essendo un muscolo involontario, è formato da un tessuto striato.
Tessuto muscolare
Gli insetti battono le ali da 20 a 600 volte al secondo e per farlo usano coppie di muscoli striati antagonisti.
Quando il bicipite si contrae…
I muscoli antagonisti
I muscoli non funzionano mai da soli. Quando camminiamo, ad esempio, i muscoli delle gambe ci fanno avanzare, quelli della schiena e dell’addome ci fanno stare dritti, quelli delle braccia danno equilibrio. Molti muscoli funzionano a coppie: sono detti muscoli antagonisti. Quando pieghi un braccio, il bicipite si contrae e il suo antagonista, il tricipite, si rilassa; quando invece il braccio viene steso, il tricipite si contrae e il bicipite si distende.
… il tricipite si rilassa
Quando il bicipite si rilassa…
… il tricipite si contrae
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Pensiero computazionale
Per la mappa
Come e perché il sistema muscolare è collegato a quello scheletrico? Organizza nella mappa le nuove conoscenze con quelle precedenti. Mappa, Quaderno operativo, p. 17
Atlante, p. 59 Quaderno operativo, pp. 14-15
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Produrre e utilizzare
l’ENERGIA
to Unità di Apprendimen
Il funzionamento della locomotiva umana
Metacognizione
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Rifletti su ciò che già sai Tutti i viventi hanno bisogno di nutrirsi e di respirare. Gli uomini, come gli animali, non sono in grado di produrre da sé il proprio nutrimento: assorbono infatti dai cibi le sostanze necessarie alla sopravvivenza.
Classe capovolta
Apprendo da solo/a
Il carbone era il “carburante” delle vecchie locomotive.
Il carbone brucia solo in presenza di ossigeno: in questo modo produceva energia che metteva in moto la locomotiva.
La riflessione su come funziona una locomotiva ti può aiutare a comprendere come funziona la “locomotiva umana”.
Che cosa hai imparato da solo/a Completa le frasi e collegale alle immagini corrispondenti, numerandole nello stesso modo.
Il carburante della “locomotiva umana”
è .........................................................................
Anche il “carburante” dell’uomo per
produrre energia ha bisogno di bruciare e perciò occorre ...............................................
Anche la “locomotiva umana” produce sostanze di rifiuto.
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Il carbone bruciando produce anche cenere e “fumo” (anidride carbonica).
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A.
U.
L’apparato respiratorio
L’ uomo
PARLIAMO di ... Attraverso la respirazione immettiamo nel corpo aria. La respirazione fornisce al corpo ossigeno, necessario per trasformare i cibi in energia, ed espelle anidride carbonica, un gas tossico prodotto dall’organismo.
Le funzioni
Due funzioni L’apparato respiratorio ha una duplice funzione. Deve: • introdurre l’ossigeno necessario e trasferirlo nel sangue; • espellere l’anidride carbonica. Introdurre Gli esseri viventi hanno la necessità di respirare, cioè di introdurre ossigeno nel corpo. Ricordeossigeno rai che tutte le piante, così come tutti gli animali respirano. Alcuni animali respirano attraverso i polmoni come gli esseri umani, altri utilizzano le branchie, le trachee, o addirittura la pelle. Espellere Le sostanze nutritive che assumiamo con il cibo, per fornire energia, devono “bruciare” e posl’anidride sono farlo solo in presenza dell’ossigeno che introduciamo attraverso la respirazione. carbonica Durante questo processo però, si producono anche dei gas di scarto: puoi pensare al “fumo”, talvolta anche molto tossico, che si sprigiona durante un incendio. Nel nostro corpo una di queste sostanze di scarto è l’anidride carbonica, che deve essere espulsa perché è molto dannosa per l’organismo. Inspirazione L’apparato respiratorio ha dunque due funzioni, fornire un gas necessario ed espellere un gas ed espirazione tossico, e le compie attraverso due movimenti respiratori: • con l’inspirazione immette il gas utile; Pensiero computazionale • con l’espirazione emette i gas tossici o inutili. Per studiare Collegamento L’apparato respiratorio è in stretto contatto con Sottolinea nel testo, con i colori con altri altri apparati: l’ossigeno, infatti, deve essere traindicati, le risposte alle seguenti apparati sportato in tutte le parti del corpo e, allo stesso domande. modo, l’anidride carbonica deve essere prelevata • A che cosa serve l’ossigeno? da tutte le cellule. Questo compito di trasporto è • Come immettiamo l’ossigeno affidato al sangue e agli altri organi dell’apparato nel corpo? • Che cos’è l’anidride carbonica? circolatorio. Le sostanze nutritive, invece, sono for• Come viene eliminata? nite dall’apparato digerente.
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L’ uomo
L’energia per il nostro corpo
Gli organi dell’apparato respiratorio
Naso Quando respiriamo l’aria entra nel nostro corpo attraverso il naso o la bocca. Gola La gola è formata dalla laringe, che è una via respiratoria vera e propria, e dalla faringe che viene attraversata sia dal cibo sia dall’aria. Quando ingeriamo del cibo, la laringe viene automaticamente chiusa da una cartilagine per impedire che il cibo ci soffochi. Corde All’interno della laringe vi sono le corde vocali: sono pieghe della pelle che vibrano, si alvocali lungano e si distendono con il passaggio dell’aria e ci permettono di emettere suoni. Polmoni Gli organi più grandi dell’apparato respiratorio sono i polmoni. Hanno la forma di un sacco e assomigliano a due grandi spugne. Sono formati da più di 300 milioni di alveoli: minuscoli sacchetti riuniti insieme come tanti grappoli d’uva. I polmoni sono avvolti dalla pleura: una doppia membrana che facilita lo scorrimento del polmone dentro la gabbia toracica. Per la respirazione i polmoni sono mossi dal diaframma, un muscolo che si trova sotto di essi.
faringe
naso
bronchioli
vena
bocca
laringe
alveoli
trachea
polmone sinistro
bronchi polmone destro
pleura
alveoli polmonari
capillari
diaframma
Le giraffe non hanno corde vocali. Comunicano fra loro facendo vibrare l’aria attorno al collo.
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Per costruire competenze
La gabbia toracica è composta da 12 paia di costole. Tutte partono dalla colonna vertebrale, ma solo le 7 paia superiori si riuniscono sullo sterno, nella parte anteriore. Delle altre 5 paia, 3 si fissano alla settima costola attraverso cartilagini; le ultime 2 paia non sono connesse alle altre e sono dette “fluttuanti”. Secondo te, perché esistono alcune costole più mobili delle altre?
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L’ uomo
Ascolta la tua respirazione. Ti accorgerai che è formata da due movimenti che segnano l’ingresso e l’uscita dell’aria. Se appoggi una mano sulla pancia, potrai percepire il movimento del diaframma, un muscolo posto sotto i polmoni.
2
Ciascun alveolo polmonare è avvolto in una fitta rete di ca- Scambio pillari, in cui scorre il sangue. È qui che il viaggio dell’aria in di gas ingresso termina. L’ossigeno contenuto nell’aria passa attraverso le sottili pareti dei capillari ed entra nel sangue. Il sangue rilascia l’anidride carbonica che entra negli alveoli e, facendo il percorso inverso, viene espulsa attraverso l’espirazione. Come ricorderai, nell’aria, oltre all’ossigeno, ci sono altri gas, come l’azoto o il metano. Questi gas non entrano nel sangue e vengono anch’essi espulsi con la respirazione.
1
3 4
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I due movimenti della respirazione sono permessi proprio da Movimenti del diaframma questo muscolo: e dei polmoni • quando il diaframma si contrae, si abbassa e tira verso il basso i polmoni, che si espandono e immettono aria; • quando il diaframma si rilassa, si alza e spinge verso l’alto: i polmoni si contraggono ed espellono i gas. Quando inspiriamo l’aria entra attraverso il naso ( 1 ) o la Dalla bocca bocca. Passa nella laringe ( 2 ) e percorre poi la trachea ( 3 ). agli alveoli La trachea si divide in due bronchi ( 4 ), che si dirigono verso i due polmoni ( 5 ). I bronchi si suddividono in rami sempre più piccoli, chiamati bronchioli ( 6 ). Ogni bronchiolo termina con un alveolo polmonare ( 7 ). L’insieme degli alveoli forma i polmoni.
U.
INSPIRAZIONE
Il viaggio dell’aria
} }
A.
4
Lʼapparato respiratorio
diaframma contratto ESPIRAZIONE
diaframma rilassato
6 7
Pensiero computazionale
Per la mappa
Organizza in uno schema le fasi della respirazione, rispondendo alle seguenti domande. • Quali organi attraversa l’aria durante l’inspirazione? • Dove avviene lo scambio di gas? • Dove va l’ossigeno respirato? Mappa, Quaderno operativo, pp. 20-21 Quaderno operativo, pp. 18-19
Atlante, p. 63
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L’ uomo
L’energia per il nostro corpo
L’apparato digerente PARLIAMO di ... L’apparato digerente trasforma i cibi in sostanze che forniscono energia e materiale per nuove cellule. Le sostanze nutritive passano nel sangue, che le trasporterà in tutto il corpo.
La funzione
Energia Come ogni macchina ha bisogno di energia per per compiere funzionare, anche il corpo umano deve utilizzaazioni re energia per qualsiasi azione debba compiere: dormire, pensare, camminare, respirare… Materiale Inoltre, il corpo deve crescere: ai bambini servoper costruire no nuove cellule per costruire nuove parti, ma nuove cellule anche gli adulti sostituiscono in continuazione i tessuti. Le molecole necessarie per questo ricambio vengono fornite dal cibo. L’apparato digerente ha perciò il compito di trasformare i cibi che mangiamo in sostanze che il corpo può utilizzare sia per costruire nuove cellule sia per dare energia.
Gli organi
Gli organi Alcune parti dell’apparato digerente sono colattraversati legate in successione come una “strada” che il dal cibo cibo deve percorrere nella sua trasformazione: la bocca, la faringe, l’esofago, lo stomaco, l’intestino. Gli organi Altri organi, invece, come il fegato e il pancreche aiutano as, producono sostanze che vengono immesse la digestione nell’intestino per completare la trasformazione del cibo. La destinazione Il viaggio del cibo termina nell’intestino: le sodel cibo stanze assimilabili attraverseranno le pareti di questo organo per entrare nel sangue che poi le porterà in tutto il corpo; le sostanze di scarto, invece, saranno eliminate attraverso le feci.
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faringe ghiandole salivari
esofago epiglottide
fegato stomaco pancreas intestino crasso intestino tenue
ano
Atlante, p. 64
L’ uomo
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Lʼapparato digerente
U.
La bocca e i denti
La prima fase della digestione avviene in bocca. I denti hanno l’importante funzione di triturare il cibo, in modo che sia ridotto in pezzi piccoli, facilitando l’azione successiva dello stomaco. I bambini nascono senza denti. Denti Nel corso dei primi anni si forma la pri- da latte ma dentatura, detta “da latte”. Sono 20 denti, che cominceranno a essere sostituiti verso i 6, 7 anni. incisivi canino arcata superiore
premolari molari
molari
premolari
arcata inferiore
La seconda dentatura è permanente: è Dentatura composta da 32 denti: 8 incisivi, 4 cani- permanente ni, 8 premolari e 12 molari. I denti hanno forme e funzioni diverse: Diversa • gli incisivi hanno la forma di uno scal- funzione dei denti pello e servono per mordere e tagliare il cibo; • i canini sono appuntiti e servono per strappare il cibo; • i premolari e molari sono appiattiti, grandi e larghi e servono per triturare e macinare il cibo.
canino incisivi
Lo stomaco • Il fegato • Il pancreas
Lo stomaco è un muscolo involontario capace di contrarsi e rilassarsi per mescolare e sminuzzare il cibo. È simile a una sacca e può contenere fino a 2 kg di cibo. Quando è in attività, viene chiuso da due valvole: il cardias lo separa dall’esofago e il piloro dall’intestino. Il fegato è l’organo più grande: quello di una persona adulta pesa circa 1,5 kg. Ha molte funzioni, una delle quali è produrre la bile, un liquido verdastro e amaro, che contribuisce alla digestione dei cibi grassi. La bile è contenuta nella cistifellea e versata nell’intestino quando occorre. Anche il pancreas svolge molte funzioni. Nella digestione ha il compito di produrre un liquido che scioglie l’amido, le proteine e i grassi. Quaderno operativo, p. 22
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Pensiero computazionale
Per la mappa
Sottolinea nel testo, con i colori indicati, le risposte alle seguenti domande. Poi organizzale in uno schema riassuntivo. • Qual è la funzione dell’apparato digerente? • Il cibo serve per due importanti scopi. Quali? • Quali organi dell’apparato digerente vengono percorsi dal cibo? • Quali organi producono sostanze che si riversano nell’intestino? • Dove vanno a finire le sostanze nutritive estratte dal cibo attraverso la digestione? Mappa, Quaderno operativo, p. 26
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L’ uomo
L’energia per il nostro corpo
La trasformazione del cibo PARLIAMO di ... I cibi ingeriti vengono profondamente trasformati in modo da poter passare nel sangue attraverso i villi intestinali. Ciò che non serve viene eliminato con le feci. Il cibo entra nella bocca, dove viene masticato dai denti, Nella bocca che lo triturano e lo sminuzzano. Le ghiandole salivari producono la saliva, che compie una prima trasformazione degli zuccheri contenuti nei cibi. La lingua aiuta a impastare il cibo, che ora si chiama bolo. La lingua spinge il bolo nella faringe. Qui l’epiglottide, una Dalla bocca piccola valvola di cartilagine, impedisce al cibo di entrare allo stomaco nelle vie respiratorie: il bolo passa dunque attraverso l’esofago e giunge nello stomaco. Nello stomaco il cibo viene impastato con i succhi gastrici, che lo trasformano in una poltiglia: il chimo. Dallo stomaco il chimo entra nell’intestino. Qui giungono la Nell’intestino bile, sostanza prodotta del fegato, e il succo pancreatico, prodotto dal pancreas. Queste sostanze completano la digestione, trasformando le sostanze nutritive in parti assimilabili. Il cibo è diventato quasi liquido e viene chiamato chilo.
Peer teaching
Insieme agli altri Suddividetevi in gruppi da tre e drammatizzate il viaggio del cibo nel corpo umano. Insieme decidete quale cibo volete interpretare: un bambino o una bambina racconterà con parole e gesti quanto accade al cibo nella bocca, uno/a come si trasforma nello stomaco e l’ultimo/a parlerà di quanto avviene nell’intestino.
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Ora il cibo è completamente trasformato e può essere assi- Dall’intestino milato. Nella prima parte dell’intestino, chiamata intestino al sangue tenue, vi sono i villi intestinali, delle sporgenze ricche di capillari, i piccoli canali in cui scorre il sangue. Attraverso di essi le sostanze nutritive entrano nel sangue. Ciò che è rimasto del chilo continua a percorrere l’intestino: L’acqua e nell’intestino crasso vengono assorbiti acqua e sali mine- i sali minerali rali. Tutto ciò che non serve termina la sua corsa e viene espulso attraverso l’ano sotto forma di feci.
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Pensiero computazionale
Per la mappa
Analizza la funzione di questi organi dell’apparato digerente: bocca • stomaco • intestino • fegato • pancreas Riporta l’analisi in uno schema. A voce ripeti ciò che hai evidenziato, collegando tra di loro le differenti funzioni. Mappa, Quaderno operativo, p. 27 Quaderno operativo, p. 23
A.
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L’ uomo
U.
Le sostanze nutritive
Lʼapparato digerente
PARLIAMO di ... Le sostanze contenute nei cibi sono differenti, però tutte sono importanti per alimentarsi in maniera equilibrata. Attraverso la digestione il corpo trasforma e assimila i cibi, cioè trae da essi qualsiasi sostanza nutritiva. Se mangiamo troppo, il cibo in eccesso si trasforma in grasso che si deposita in alcune parti del corpo. I cibi contengono elementi nutritivi differenti che non servono a tutte le persone nello stesso modo: un bambino ha bisogno soprattutto di cibo che fornisca materiale per crescere, un atleta ha bisogno di cibi energetici. Perciò occorre mangiare in modo sano e adatto al nostro stile di vita, tenendo conto dei principi nutritivi contenuti in ciascun cibo.
I cibi che contengono carboidrati (amidi e zuccheri), come i cereali e i loro derivati (pasta, pane…), o grassi, come l’olio e il burro, hanno funzione energetica: forniscono il carburante necessario per svolgere qualsiasi azione. Sono utili soprattutto quando si svolge una vita molto attiva.
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Frutta e verdura contengono vitamine e sali minerali, che hanno funzione protettiva: aiutano l’organismo a regolare molte sue funzioni e lo proteggono dalle malattie. Anche l’acqua è indispensabile: occorre berne molta ogni giorno e mangiare alimenti che la contengono, come frutta e verdura.
I cibi ricchi di proteine (carne, pesce, legumi, uova, latte) hanno funzione costruttiva: forniscono al corpo le sostanze necessarie per formare nuove cellule. Sono importanti soprattutto per i bambini che sono in fase di crescita.
Per costruire competenze
Prendi nota di tutti i cibi che hai mangiato in una giornata. Compila un elenco suddividendoli nei tre grandi gruppi che hai conosciuto. La tua dieta è equilibrata? Mangi a sufficienza cibi che forniscono tutte le sostanze nutritive di cui hai bisogno?
Quaderno operativo, pp. 24-25
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L’ uomo
L’energia per il nostro corpo
L’apparato cardio -circolatorio PARLIAMO di ... L’apparato cardio-circolatorio fornisce a tutte le cellule ossigeno e sostanze nutritive e le ripulisce dalle sostanze nocive. È il sangue, che circola nel nostro corpo spinto incessantemente dal cuore, che compie questa funzione. arterie vene
In un bambino il cuore batte circa 80 volte al minuto, più di 120 000 volte al giorno!
La funzione Il sangue, attraverso una rete di vasi sanguigni, raggiunge qualsiasi parte del corpo umano; le uniche parti non irrorate dal sangue sono i capelli e parte delle unghie. I compiti affidati al sangue sono molteplici: • trasporta le sostanze nutritive che sono state riversate in esso attraverso i villi intestinali; • trasporta l’ossigeno preso dall’aria negli alveoli polmonari; • raccoglie le sostanze di scarto, tra cui l’anidride carbonica che sarà espulsa attraverso i polmoni. Ma non basta! Nel sangue sono presenti anche cellule che difendono l’organismo dalle malattie o che riparano le ferite e ormoni, particolari sostanze prodotte da alcune ghiandole, che hanno il compito di regolare la crescita e altre funzioni vitali.
Il cuore del toporagno batte velocissimo: 1 000 volte in un minuto.
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Vasi Per svolgere tutti i suoi compiti, il sangue circola nei vasi sansanguigni guigni. Sono migliaia e migliaia di chilometri di canali che permettono al sangue di scorrere in continuazione in tutto il corpo. Cuore Il motore di questo importante e incessante viaggio è un muscolo molto forte, il cuore, che pompa in continuazione il sangue. Il cuore è un motore “intelligente”: ad esempio è più lento quando dormiamo, ma più veloce quando compiamo degli sforzi; fornisce più sangue agli organi che ne hanno bisogno in quel momento: allo stomaco durante la digestione, ad esempio, o al cervello quando stiamo leggendo.
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A.
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Lʼapparato cardio-circolatorio
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Il cuore
Caratteristiche Il cuore è un muscolo involontario, cioè si muove autonomamente senza che la nostra volontà possa fermarlo, rallentarlo o farlo funzionare più velocemente. È grande circa come un pugno, pesa da 250 a 350 grammi ed è posto sopra il diaframma, tra i due polmoni, leggermente a sinistra, protetto dalla gabbia toracica. Si contrae e si rilassa in continuazione per spingere il sangue nei vasi sanguigni: ciascuna contrazione è chiamata battito. Parte Il cuore è diviso in due parti: la parte destra e la parte sidestra e nistra. sinistra Nella parte sinistra scorre il sangue ricco di ossigeno che dovrà essere portato in tutto il corpo; in quella destra scorre il sangue ricco di anidride carbonica che dovrà essere depurato nei polmoni. La parte destra e quella sinistra non comunicano tra di loro perché i due diversi tipi di sangue non devono mescolarsi. Il polpo ha ben tre cuori: due pompano il sangue nelle branchie e il terzo è responsabile della circolazione nel resto del corpo.
I vasi sanguigni
Atri e A loro volta ciascuna parte è divisa in altre due cavità: ventricoli • l’atrio in alto, la parte da cui il sangue entra nel cuore; • il ventricolo in basso, la parte da cui il sangue esce dal cuore.
I vasi sanguigni sono l’insieme dei canali in cui scorre il sangue. Le arterie sono i canali che partono dal cuore e vanno verso la periferia del corpo. Le vene, invece, sono quelli che dalla periferia ritornano verso il cuore. I capillari sono vasi sanguigni sottilissimi, più piccoli di un capello, così possono raggiungere tutte le cellule.
atrio destro
atrio sinistro
Pensiero computazionale
Per studiare Completa con i nomi mancanti. • ............................................. sinistro e ventricolo ..............................................: in questa parte scorre sangue ricco di ......................................................... • Atrio ................................................... e .................................................. destro: in questa parte scorre sangue ricco di ..........................................................
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ventricolo destro
ventricolo sinistro
Per costruire competenze
Gli organi dell’apparato circolatorio sono tutti cavi, cioè sono vuoti all’interno. Perché?
Quaderno operativo, p. 28
Atlante, p. 60
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L’ uomo
L’energia per il nostro corpo
La circolazione del sangue PARLIAMO di ... Il sangue compie una doppia circolazione: una per portare o prendere le sostanze dalle cellule, l’altra per ripulirsi da anidride carbonica e caricarsi di ossigeno. Doppia Come hai già imparato, il sangue può essere ricco circolazione di ossigeno o di anidride carbonica e questi due tipi del sangue di sangue non si devono mescolare. Perciò il cuore è suddiviso in due parti e il sangue compie due percorsi. Per questo si parla di doppia circolazione. Circolazione La circolazione sistemica (o grande circolazione) sistemica permette al sangue di rifornire le cellule delle so(o grande stanze necessarie e di ripulirle dalle impurità. In circolazione) questo percorso il sangue esce dal ventricolo sinistro attraverso una grande arteria, l’aorta, la quale si dirama in vasi sempre più piccoli che raggiungono ogni singola cellula. Nelle cellule il sangue cede ossigeno e sostanze nutritive e raccoglie le sostanze di scarto. Poi il sangue deve ritornare al cuore e lo fa attraverso le vene, che man mano diventano più grandi fino a confluire nella vena cava inferiore, la quale entra nel cuore attraverso l’atrio destro. Circolazione Il sangue, tornato al cuore dopo la circolazione sistepolmonare mica, ha bisogno di depurarsi. Deve quindi iniziare (o piccola un altro percorso, che viene chiamato circolazione circolazione) polmonare (o piccola circolazione). Dall’atrio destro il sangue passa nel ventricolo destro ed esce dal cuore attraverso l’arteria polmonare: deve raggiungere gli alveoli polmonari dove si libererà dell’anidride carbonica e si caricherà di ossigeno. L’arteria polmonare nel suo viaggio verso i polmoni si suddivide in parti sempre più piccole e sottili fino creare la rete di capillari che avvolgono gli alveoli. Dopo lo scambio di gas, il sangue ritorna al cuore attraverso le vene polmonari ed entra nell’atrio sinistro. Dall’atrio passa nel ventricolo sinistro e la circolazione sistemica può iniziare di nuovo. Per compiere entrambe le circolazioni ciascuna particella di sangue impiega circa un minuto.
252
GRANDE CIRCOLAZIONE arteria aorta
vena
atrio e ventricolo sinistro
atrio e ventricolo destro
PICCOLA CIRCOLAZIONE arteria polmonare
polmone sinistro
polmone destro vena polmonare
L’ uomo
A.
4
L’apparato cardio-circolatorio
U.
Il sangue
In ciascuna persona il sangue rappresenta circa il 7,5% del peso corporeo; un adulto ha circa 5 litri di sangue. Il sangue è un tessuto liquido ed è formato per più di metà da un liquido giallognolo, il plasma. Nel plasma nuotano le cellule del sangue, che hanno funzioni specifiche: i globuli rossi, i globuli bianchi, le piastrine. Globuli I globuli rossi contengono l’emoglobina, una sostanrossi za che trasporta l’ossigeno e l’anidride carbonica. Sono loro che danno al sangue il suo colore caratteristico: rosso vivo quando è ricco di ossigeno, più scuro e intenso se vi è forte presenza di anidride carbonica. L’ossigeno viaggia a bordo dei globuli rossi, che possono essere immaginati come dei piccoli camion: l’emoglobina è la scatola in cui l’ossigeno viene conservato. Globuli I globuli bianchi hanno il compito di difendere l’orbianchi ganismo da germi e batteri. Se è necessario, possono attraversare la parete dei vasi sanguigni per svolgere la loro azione difensiva, “attaccando” i micro-organismi che possono causare un’infezione. Piastrine Le piastrine hanno il compito di far coagulare il sangue e formare la crosta che chiude le ferite. Quando il sangue fuoriesce a causa di una ferita, le piastrine si ammassano, si ingrossano e formano una specie di tappo che impedisce di perdere molto sangue. Globuli rossi, globuli bianchi e piastrine sono prodotti dal midollo osseo e vengono ricostruiti in continuazione: la durata della loro vita varia da poche ore ad anni.
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Pensiero computazionale
Per la mappa
Rispondi alle seguenti domande. Poi organizza le risposte in un semplice schema e utilizzale per ripetere quanto hai appreso. • Qual è il compito della circolazione sistemica? • Come avviene la circolazione del sangue in questo percorso? Da dove esce il sangue? • Dove viene trasportato? Dove ritorna? Poniti le stesse domande per la circolazione polmonare. Mappa, Quaderno operativo, pp. 30-31 Quaderno operativo, pp. 29, 32
I rettili sono animali a “sangue freddo”. La temperatura interna del loro corpo varia in base all’ambiente esterno.
Peer teaching
Insieme agli altri Lavorate a coppie: un bambino o una bambina spiega la circolazione sistemica; L’altro/a, invece, presenterà la circolazione polmonare.
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L’ uomo
L’energia per il nostro corpo
L’apparato escretore PARLIAMO di ... L’apparato escretore filtra il sangue e lo pulisce da alcune sostanze nocive. Queste sostanze, insieme all’acqua, formano l’urina, che si raccoglie nella vescica e che poi viene espulsa.
La funzione
La parola escrezione significa eliminazione, cioè l’azione di mandare fuori. L’apparato escretore ha infatti proprio la funzione di eliminare ed espellere dal corpo umano le sostanze di rifiuto che potrebbero danneggiarlo. Hai già visto come vengono espulse alcune sostanze inutili o dannose: l’anidride carbonica attraverso la respirazione e i resti di cibo non assimilati attraverso le feci.
Respirazione e feci
Esiste però anche un apparato che ha il compito di ripulire il sangue da altre sostanze nocive. È l’apparato escretore, formato da reni, ureteri, vescica e uretra. Questo apparato, filtrando il sangue, forma e poi espelle l’urina. L’apparato escretore elimina anche l’acqua in eccesso.
Sostanze nocive e acqua
rene sinistro
rene destro
ureteri
I reni sono due organi gemelli: hanno la forma di due grossi fagioli, posti in modo simmetrico ai lati della colonna vertebrale, nella parte posteriore dell’addome. Ciascun rene è formato da quasi un milione di microscopiche cellule che funzionano come un filtro, i nefroni. Gli ureteri sono due tubicini che collegano ciascun rene alla vescica. La vescica è un muscolo cavo a forma di sacchetto. È un muscolo elastico e può dilatarsi per contenere l’urina. L’uretra è un piccolo “tubicino” da cui esce l'urina. Anche gli animali devono espellere le sostanze di rifuto.
vescica
uretra
254
Gli organi
L’ uomo
A.
4
L’apparato escretore
U.
Il viaggio dei rifiuti
Il sangue entra nei reni attraverso l’arteria renale. Qui viene filtrato e ripulito delle so- Ripulire stanze nocive: urea, ammoniaca, acido urico. I reni filtrano anche l’acqua in eccesso non il sangue necessaria. Acqua e sostanze nocive formano l’urina che, attraverso gli ureteri, giunge nella vescica. Quando la vescica è piena, il cervello invia un messaggio trasmettendo lo stimolo di uri- Svuotamento nare. Così, “facendo la pipì”, contraiamo i muscoli della vescica e la svuotiamo: l’urina della vescica passa attraverso l’uretra ed esce all’esterno. Il sangue filtrato e ripulito, intanto, ritorna al cuore attraverso la vena renale. Ogni giorno i reni filtrano il sangue più volte e producono circa 1-2 litri di urina. Bere Urina molta acqua aumenta la quantità di urina prodotta, ma facilita anche il lavoro dei reni. Il colore e l’odore dell’urina possono indicare che cosa abbiamo mangiato: ad esempio, se mangi le barbabietole, l’urina diventa rosa; se mangi gli asparagi, assume un odore molto particolare. L’esame delle urine è molto utile per diagnosticare possibili malattie.
Il sudore
Quando il corpo deve svolgere un lavoro faticoso, uno sforzo, un’attività sportiva, ha bisogno di molta energia: il battito cardiaco accelera e la temperatura corporea aumenta. Per raffreddare il corpo interviene il sudore: acqua che il nostro corpo emette attraverso i pori della pelle. Il sudore contiene anche tossine, sostanze nocive che vengono così eliminate.
Pensiero computazionale
Per studiare • Perché è necessario eliminare le sostanze di rifiuto? • L’apparato escretore è l’unico che ha questo compito? • Le feci sono sostanze di scarto; l’urina è un liquido che contiene sostanze nocive. Sai spiegare la differenza tra le une e l’altra? • L’acqua espulsa con l’urina è una sostanza di scarto o una sostanza nociva?
I maiali non sudano come gli uomini. Si devono rotolare nel fango per riequilibrare la temperatura interna.
Quaderno operativo, p. 33
Atlante, p. 64
255
L’ uomo
L’energia per il nostro corpo
L’apparato riproduttore PARLIAMO di ... L’apparato riproduttore permette di generare i piccoli. È l’unico apparato differente nei maschi e nelle femmine.
La funzione
L’apparato riproduttore ha il compito di produrre i gameti, cioè le cellule riproduttive, farle incontrare e dare vita a un nuovo essere. Negli esseri umani, come in tutti i vertebrati e in molti invertebrati, la riproduzione è sessuata, cioè due cellule diverse, prodotte da un individuo femmina e da un individuo maschio, danno vita a un nuovo organismo. Gli organi dell’apparato riproduttore sono diversi nei maschi e nelle femmine. La donna produce gli ovuli e l’uomo gli spermatozoi. Dall’incontro di queste due cellule nascerà il futuro bambino. La donna ha anche il compito di custodire la cellula iniziale facendola crescere nel suo ventre fino a che il bimbo non sarà pronto per nascere.
Gli organi
L’apparato femminile è costituito: • dalle ovaie, che producano gli ovuli, le cellule riproduttive femminili; • dall’utero, un organo a forma di sacco cavo, in cui cresce il bambino; • dalle tube uterine, che collegano le ovaie all’utero; • dalla vagina, il canale che collega l’utero alla vulva, la parte esterna dei genitali, e che riceve gli spermatozoi. prostata
ovaie
tuba
tuba utero
vagina
L’ovulo è la cellula più grande del corpo; gli spermatozoi, invece, sono tra le cellule più piccole.
testicoli
pene
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L’apparato maschile è formato: • dai testicoli, che producono gli spermatozoi, le cellule riproduttive maschili; • dalla prostata, che produce lo sperma, il liquido seminale in cui ci sono gli spermatozoi; • dal pene, l’organo attraverso cui passa lo sperma.
L’ uomo
Bambino nel grembo materno.
I gemelli
U.
Nella pancia della mamma
A.
4
L’apparato riproduttore
Quando lo spermatozoo si unisce alla cellula uovo, nel corpo della mamma si forma lo zigote. È una sola cellula, che porta con sé caratteri ereditari di entrambi i genitori e che comincerà immediatamente a moltiplicarsi. Lo zigote si annida nell’utero materno, dove resterà per circa 9 mesi, immerso in un liquido caldo, il liquido amniotico, e avvolto nella placenta, un organo che lo protegge e lo collega alla mamma attraverso il cordone ombelicale. Qui lo zigote, che prende il nome prima di embrione e poi di feto, crescerà: le cellule si differenzieranno e, man mano, formeranno gli organi. Quando sarà pronto per affrontare la vita, si staccherà dall’utero, percorrerà la vagina e uscirà dal corpo della mamma: è il momento del parto.
Avrai notato che talvolta i gemelli sono proprio identici, talvolta invece sono molto differenti, addirittura femmina e maschio. Come mai accade ciò? Generalmente è uno solo l’ovulo che viene fecondato, ma può accadere che siano due: in tal caso si formano due zigoti, diversi perché il patrimonio genetico arriva da due cellule differenti. Nasceranno due bambini, ma ciascuno con proprie caratteristiche, come se fossero solo due fratelli. Altre volte, invece, lo zigote, dopo la sua formazione, si sdoppia e dà origine a due gemelli, stavolta identici perché formati dagli stessi gameti.
Pensiero computazionale
Per studiare Sottolinea nel testo, con i colori indicati, le risposte alle seguenti domande. • Perché gli apparati riproduttivi maschile e femminile sono differenti? • Quali due cellule devono incontrarsi per dare vita a un nuovo individuo? • Come si chiama la nuova cellula nata dall’unione del gamete maschile con quello femminile? • Che cos’è la placenta?
Patrimonio genetico: l’insieme delle informazioni portate dall’ovulo e dallo spermatozoo, che costituiranno le caratteristiche del bambino (colore dei capelli, degli occhi, forma del naso…).
Atlante, p. 65
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L’ uomo
L’energia per il nostro corpo
Geni, cromosomi, DNA PARLIAMO di ... I geni contengono tutte le informazioni sul nostro corpo. Essi formano i cromosomi, lunghi filamenti di un acido, il DNA, contenuti nel nucleo della cellula.
DNA All’interno del nucleo di ciascuna cellula vi sono i cromosomi. Ogni cromosoma è un lungo filamento, composto da un acido dal nome lunghissimo e altrettanto famoso: l’acido desossiribonucleico, che si abbrevia in DNA. Geni Ciascun cromosoma è formato da tanti “pezzetti”, i geni. I geni contengono tutte le informazioni necessarie per costruire il nostro corpo: sono quelli che determinano la forma degli occhi, la lunghezza delle gambe, la conformazione del viso. Il DNA è composto da due filamenti a forma di elica, uniti lʼuno allʼaltro.
Ereditarietà Ciascuna cellula umana è formata da 46 cromosomi (23 coppie). Fanno eccezione però le cellule riproduttive, che contengono solo 23 cromosomi. Quando le due cellule riproduttive, quella femminile e quella maschile, si uniscono, il bambino riceve metà cromosomi dal padre e metà dalla madre. Perciò ciascun individuo è unico e diverso. Come funzionano i geni
Per capire come funzionano i geni, immagina un codice a barre che si trova sulle merci. A prima vista sembrano tutti uguali, ma non è affatto vero, perché ciascuno di essi dà informazioni differenti sul prodotto a cui si riferisce. Le informazioni possono essere lette attraverso un computer o uno smartphone. Puoi pensare a questi codici per capire come 46 piccoli cromosomi contenuti in una cellula possano fornire miliardi di informazioni diverse.
Pensiero computazionale
Per studiare • Che cosa formano i geni? • Quanti cromosomi vi sono in ciascuna cellula umana e quali sono le uniche cellule che fanno eccezione? • Che cos’è il DNA?
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Quaderno operativo, pp. 34-35
Educazione civica
Stare bene in salute Essere in salute significa essere sani e sentirsi bene, cioè sereni, allegri e pieni di energia. Il tuo corpo e la tua mente non sono parti diverse e distanti: sono un tutt’uno. Se sei tranquillo/a e sereno/a, anche il tuo corpo starà bene; se il tuo corpo sarà in salute, anche l’umore sarà buono. Perciò non sottovalutare l’importanza del gioco, dello sport, dello stare con gli amici e le amiche, e contemporaneamente adotta alcuni piccoli accorgimenti che ti permettano di rimanere in salute. In poche parole: abbi cura del tuo corpo e cerca di avere sempre un sorriso per te e per gli altri.
Ecco un decalogo per “stare bene”.
• Muoviti il più possibile: fai attività fisica e cerca di passare più tempo possibile all’aria aperta. • Mangia molta frutta e verdura: contengono sostanze che rinforzano le difese dell’organismo. • Dormi molto: una ricerca scientifica ha dimostrato che chi dorme poco ha una possibilità di prendere il raffreddore 3 volte superiore a chi dorme più di 8 ore. • Bevi molta acqua: l’acqua fa bene, mentre vanno evitate le bevande gasate. • Se gli adulti vicino a te fumano, chiedi loro di allontanarsi: il fumo passivo fa male. • Cura la tua igiene: lavati le mani più volte al giorno. Avrai sicuramente imparato quanto sia importante anche in seguito alla pandemia (cioè a una malattia che si è diffusa in tutto il mondo) originata nel 2020 da un virus sconosciuto, il coronavirus o Covid-19. Le mani possono veicolare germi e virus: se le porti sul viso e in particolare vicino alla bocca e al naso, questi dove andranno a finire?
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Nutrirsi con intelligenza
Compito di realtà
} }
Per mantenersi in buona salute e crescere bene è importante avere una corretta alimentazione. Ma quando l'alimentazione non è “corretta”? Quando si mangia poco? Quando si mangia tanto? Quando si mangia solo durante i pasti? Lʼalimentazione adatta a un bambino di due anni è adatta anche a uno di dieci anni? Un vecchio proverbio dice che occorre fare “una colazione da re, un pranzo da principe, una cena da povero”. Ciò fa presumere che il pasto più importante sia la colazione, che fornisce le energie necessarie per iniziare bene la giornata. Siete d’accordo?
CODING • Discuti con i tuoi compagni e le tue compagne su quale sia l’alimentazione corretta per rimanere in salute.
1 Cercate di dare la definizione di alimentazione corretta. 2 Fate un’inchiesta per conoscere qual è il pasto principale per i bambini della vostra classe. 3 Scegliete un giorno della settimana e prendete nota di tutto ciò che avete mangiato. 4 Elaborate i risultati della vostra indagine in un cartellone. 5 Preparate una brochure: scrivete e illustrate i consigli per una “corretta” alimentazione. Poi mostrateli ai bambini e alle bambine delle altre classi della scuola e ai vostri genitori.
260
Il nostro corpo
} } Sintesi
Cellule, tessuti, organi, apparati • La più piccola unità vivente è la cellula. • Le cellule si organizzano in tessuti. • I tessuti formano gli organi. • Organi che collaborano per una stessa funzione vitale formano gli apparati o sistemi. • Tutti gli apparati/sistemi sono tra loro collegati. Funzione degli apparati/sistemi e organi principali funzione
organi principali
Raccoglie e interpreta gli stimoli che giungono dall’esterno e dall’interno. Coordina e sovraintende a tutte le funzioni vitali.
encefalo, midollo spinale, nervi
Captano le informazioni esterne e le comunicano al sistema nervoso.
occhi, naso, lingua, orecchie, pelle
sistema scheletrico
Sorregge il corpo e protegge gli organi interni.
ossa
sistema muscolare
Permette il movimento di tutti gli organi.
muscoli volontari (scheletrici) muscoli involontari
Introduce ossigeno ed espelle anidride carbonica.
naso, gola, trachea, polmoni, alveoli polmonari
Trasforma i cibi in sostanze utilizzabili dal corpo e le trasferisce nel sangue.
bocca, stomaco, intestino, fegato, pancreas
Fornisce a tutte le cellule ossigeno e sostanze nutritive e le ripulisce dall’anidride carbonica.
cuore, vasi sanguigni
sistema nervoso cinque sensi
apparato respiratorio apparato digerente apparato cardiocircolatorio apparato escretore
apparato riproduttore
Ripulisce il sangue da sostanze nocive diverse dall’anidride carbonica. Filtra l’acqua in eccesso, non necessaria all’organismo.
Genera altri individui.
Flip Poster, pp. 13-15
Quaderno operativo, pp. 36-37
reni, vescica, ureteri, uretra • apparato maschile: testicoli, prostata, pene • apparato femminile: ovaie, utero, tube uterine, vagina, vulva
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Didattica partecipata Allacciate le cinture, si parte! Che bello sarebbe poter partire per esplorare l’Universo! Potremmo vedere come è fatta la Terra, avvicinarci ai pianeti, osservare da vicino le stelle, le comete, i buchi neri… Gli astronauti che vedi nelle fotografie sono riusciti a realizzare il loro desiderio. Conosci il nome di tutti i pianeti del Sistema Solare? Quali ricordi? Perché gli astronauti sulla Terra camminano e nello spazio “volano”?
L’ UNIVERSO 262
e l’energia
Guardando il cielo di notte, si ha una piccolissima idea di che cosa si trova lontano da noi. Se alzi in aria la mano, nello spazio di cielo coperto dal tuo pollice ci sono circa 250 mila galassie, ciascuna delle quali contiene miliardi di stelle e pianeti. E questa è solo una infinitesima parte dell’Universo! Ma che cosa c’era prima che l’Universo si formasse? La teoria più accettata è che tutto fosse concentrato in un unico punto che possedeva un’energia inimmaginabile. Questa grande energia ha dato origine all’Universo.
Samantha Cristoforetti
Per costruire le Unità di Apprendimento Competenza fondamentale Sviluppare atteggiamenti di curiosità e modi di guardare il mondo che stimolano il bambino a cercare spiegazioni di quello che vede succedere.
Materiali • Guida insegnante
approfondimento
e sviluppo U.A. 5, 6, 7 • Traguardo Discipline pp. 262-300 • Flip Poster p. 16 • Quaderno operativo pp. 38-72 • Mappe Attive pp. 46-47, 60-61, 68-69 • Mappe Mentali pp. 54-62 • Quaderno delle Verifiche pp. 38-45 • Atlante pp. 66-69
Unità di Apprendimento
5. L’Universo 6. L’energia, le sue forme, le sue trasformazioni 7. La tecnologia: le macchine, i motori, i computer
Realtà aumentata
L’Universo
263
L’UNIVERSO
to Unità di Apprendimen
5
Metacognizione
Rifletti su ciò che già sai Sole, Terra, Luna sono, rispettivamente: una stella, un pianeta, un satellite. Ma nello spazio ci sono anche Giove, Venere, Marte, le comete, le stelle cadenti. Tutto questo ha avuto origine con il Big Bang. Classe capovolta
Apprendo da solo/a Osserva le immagini e leggi le didascalie.
Quando la parte di Terra su cui ci troviamo è illuminata dal Sole riceviamo luce, calore, energia. Tutto questo ha permesso la vita sulla Terra.
Che cosa hai imparato da solo/a Completa la tabella. Se la frase si riferisce solo alla Luna, disegna una ; se riferisce al Sole, disegna . un ; se riferisce a entrambi, disegna
Noi vediamo la Luna brillare nel cielo. Quella luce chiara non è prodotta dalla Luna, ma dai raggi del Sole riflessi dalla superficie del nostro satellite.
Fornisce calore. La sua luce è necessaria per la vita. È un corpo celeste. È una stella. Brilla nel cielo. È illuminata da un altro corpo celeste. Appartiene all’Universo.
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5
A.
L’ Universo
U.
La nascita dell’Universo
I corpi celesti
PARLIAMO di ... L’Universo ha iniziato a formarsi in seguito al Big Bang. È composto da miliardi di galassie, ciascuna delle quali comprende stelle, pianeti, satelliti, comete, asteroidi, meteoriti.
La nascita dell’Universo
Big Gli scienziati concordano nel far risalire l’origiBang ne dell’Universo al Big Bang, una grande esplosione avvenuta circa 13 miliardi e 800 milioni di anni fa. Dal Big Bang l’Universo ha iniziato a espandersi, distribuendo nello spazio la materia che poi ha formato le stelle, i pianeti e tutti gli altri corpi celesti. Tutto Già dal primo istante successivo a questa esplocomincia sione sono avvenute cose straordinarie: si sono a formarsi formati lo spazio, le particelle degli atomi… tutti elementi che secondo gli scienziati prima non esistevano. Al buio Noi siamo abituati a pensare al Big Bang come lo scoppio di grandi fuochi d’artificio. In realtà il Big Bang si svolse nel buio più totale. La materia era talmente densa che non poteva essere attraversata dalla luce, come oggi la luce non può attraversare una montagna o un muro. La luce comparve molto tempo dopo, quando la materia cominciò a diventare meno densa.
L’Universo oggi
L’Universo è l’insieme di tutti i corpi celesti: • le galassie, grandi ammassi di stelle, pianeti, asteroidi…; • le stelle, corpi celesti formati da gas incandescenti; • i pianeti, formati da gas e materiali solidi: ruotano intorno a una stella e non hanno luce propria; • i satelliti che ruotano attorno a un altro pianeta; • le comete, composte da rocce e ghiaccio; • gli asteroidi, rocciosi e vaganti per le galassie; • i meteoriti, frammenti di roccia staccatisi da altri corpi celesti. Quaderno operativo, p. 39
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L’ Universo
I corpi celesti
Galassie e corpi celesti PARLIAMO di ... Nell’Universo ci sono innumerevoli corpi celesti, ciascuno con caratteristiche proprie. Si raggruppano in galassie; la Via Lattea è la galassia in cui si trovano il Sole e la Terra.
I pianeti I pianeti sono corpi celesti che nel corso del tempo si sono raffreddati e non emettono più luce: hanno dimensioni variabili, ma sono sempre più piccoli delle stelle. Possono essere formati da materiali solidi, come la Terra, il nostro pianeta, o da gas, come Giove. Ciascun pianeta gira intorno a una stella.
I satelliti I satelliti sono pianeti piccoli che girano attorno a un altro pianeta. La Terra ha un satellite: la Luna.
Le comete Le comete sono formate da gas, rocce e, soprattutto, ghiaccio. Non ruotano attorno a una stella, ma, quando passano vicino a una di esse, una parte del ghiaccio si trasforma in gas. Questo gas diventa luminoso: forma la chioma attorno al corpo centrale e una scia, la coda della cometa.
Le stelle Le stelle sono grandi ammassi incandescenti di gas, soprattutto idrogeno. Brillano di luce propria perché gli atomi che le compongono si fondono insieme in continuazione: facendo ciò, sprigionano un’enorme energia che si trasforma in luce e calore. Il Sole è una stella: non è una delle stelle più grandi dell’Universo, anzi è abbastanza “piccola” in confronto alle altre. Tuttavia ci appare grande perché è quella più vicina a noi.
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5
U.
A.
L’ Universo I meteoriti I meteoriti sono frammenti di altri corpi celesti, per la maggior parte staccatisi da comete. Quando entrano nell’atmosfera di qualche pianeta, si incendiano e si ha il fenomeno delle “stelle cadenti”. Le chiamiamo così perché, incendiandosi, sembrano luminose come stelle, ma di fatto sono ammassi di rocce.
Gli asteroidi Gli asteroidi sono ammassi di rocce, piccoli pianeti, che non sempre hanno un’orbita fissa, e vagano nello spazio.
Le galassie Le galassie non sono corpi celesti, ma grandi ammassi di essi. Si calcola che nell’Universo ci siano 100 miliardi di galassie! E ciascuna di esse è formata da miliardi di stelle, dai pianeti che girano loro intorno, da satelliti, comete, asteroidi… La Terra, insieme al Sole e ad altri miliardi di stelle e pianeti, fa parte della galassia chiamata Via Lattea.
Orbita: il percorso regolare che un corpo celeste compie ruotando intorno a un altro corpo celeste più grande. Le distanze nell’Universo Nessuno scienziato è in grado di dire quanto sia grande l’Universo. In un luogo così vasto anche le distanze sono enormi. Perciò sono necessarie unità di misura molto grandi, come l’anno luce, che corrisponde alla distanza percorsa dalla luce in un anno. È una misura di lunghezza, non di tempo: corrisponde a circa 9 500 miliardi di chilometri! Il parsec è un’altra unità di misura astronomica: corrisponde a circa 3,3 anni luce. Quaderno operativo, pp. 40-41
Pensiero computazionale
Per studiare Prepara uno schema riassuntivo con le caratteristiche dei differenti corpi celesti. Spiega la differenza tra corpo celeste e galassia, mettendo in luce le caratteristiche della Via Lattea, la galassia cui appartiene la Terra. Peer teaching
Insieme agli altri Su sei foglietti, insieme a un compagno o una compagna, scrivi questi nomi: stelle, satelliti, pianeti, comete, asteroidi, meteoriti. Ciascuno estrarrà a sorte un biglietto e darà il maggior numero di informazioni su quel corpo celeste. Il compagno o la compagna controllerà sul libro che le informazioni date siano corrette e complete.
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L’ Universo
I corpi celesti
Il Sistema Solare PARLIAMO di ... In ciascuna galassia ci sono miliardi di stelle e attorno a molte di esse girano altri corpi celesti: pianeti, satelliti, meteoriti, comete… Anche la nostra stella, il Sole, ha la sua “corte” che le ruota intorno: insieme formano il Sistema Solare. Nebulosa Con il Big Bang si formarono infinite nebulose, grandi ammassi iniziale di polveri e gas. Da una di queste ebbe origine il Sistema Solare quando, circa 4,7 miliardi di anni fa, le sue parti cominciarono ad addensarsi. Le molecole di gas iniziarono a girare e al centro di questo vortice si formò una stella: il Sole. Corpi celesti Il Sistema Solare è composto dal Sole, dagli otto pianeti che gli del Sistema ruotano intorno, dai satelliti di questi pianeti, dai pianeti nani, Solare dalle comete e da altri miliardi di corpi celesti più piccoli come meteoriti e asteroidi, che non si disperdono nello spazio perché trattenuti dalla forza di gravità del Sole. Pianeti I pianeti più vicini al Sole (Mercurio, Venere, Terra, Marte) sono interni chiamati pianeti interni: ruotano nella parte più interna del Sistema e sono composti da rocce e metalli. Pianeti I pianeti più lontani (Giove, Saturno, Urano, Nettuno) sono i piaesterni neti esterni, giganti gassosi che non hanno una superficie solida, ma sono composti soprattutto da gas e liquidi. Asteroidi Tra Marte e Giove vi è la fascia degli asteroidi, dove vi sono mie pianeti lioni di minuscoli pianeti di forma irregolare. Del Sistema Solare nani fanno parte anche 5 pianeti, classificati dagli scienziati come pianeti nani: Cerere, che si trova nella fascia degli asteroidi, e altri quattro (Plutone, Humea, Makemake, Eris), che orbitano attorno al Sole nella parte più esterna, oltre Nettuno.
Pensiero computazionale
Per studiare Completa la sintesi e utilizzala per esporre le tue conoscenze. • Il Sistema Solare si formò circa… • È composto da una stella… • I pianeti più vicini al Sole sono chiamati… • I pianeti…, invece, sono formati da…
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Quaderno operativo, pp. 42-43
Saturno È circondato da migliaia di anelli formati da rocce, polveri e ghiaccio.
Urano Il pianeta blu: il suo colore è dovuto alla presenza di metano. Anch’esso è circondato da satelliti e anelli.
Nettuno Il più freddo: per ruotare attorno al Sole impiega 165 anni terrestri.
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Marte Il pianeta rosso: il suo colore è dovuto alla presenza di ferro. Ha due satelliti: Phobos e Deimos.
Venere Nel cielo ci sembra una stella: è perché la sua densa atmosfera riflette la luce solare come uno specchio.
Mercurio Il più vicino al Sole: la sua superficie presenta crateri talmente profondi che il Sole non riesce a illuminarne il fondo.
Terra Il più grande tra i 4 pianeti rocciosi. Ha un satellite: la Luna.
A.
Distanze e È impossibile riportare su una pagina di libro un’immagine del Sistema grandezze Solare rispettando le proporzioni tra le grandezze dei pianeti e le loro distanze. La distanza media tra il Sole e la Terra è di circa 150 milioni di chilometri, distanza che gli scienziati chiamano unità astronomica (UA). Tra il Sole e il più vicino dei pianeti, Mercurio, la distanza è pari 0,39 UA; Nettuno, il più lontano, è a 30 UA. Se analizziamo poi le grandezze, vediamo che Giove è mille volte più grande della Terra!
L’ Universo
U.
Il Sistema Solare
Giove Il gigante: nel cielo notturno appare come una stella. Ha molti satelliti, tra i quali Io, Ganimede, Callisto, Europa.
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L’ Universo
I corpi celesti
Strani pianeti! L’Universo suscita grandi domande e grandi curiosità. Se sei curioso/a anche tu, leggi queste informazioni che ti faranno conoscere un po’ di più i nostri “vicini”. Tieni conto che ogni giorno vengono fatte nuove scoperte, che danno sempre una nuova immagine dei corpi celesti e talvolta smentiscono le nostre conoscenze.
Il peso piuma
Saturno è uno dei pianeti più grandi del Sistema Solare. Ha però una particolarità: se esistesse un oceano talmente grande in cui gettarlo, galleggerebbe, perché, tra i pianeti del Sistema Solare, è quello composto da materia meno densa.
L’anno più
ino neta più vic ia p il è o ri ola Mercu ita più picc rb ’o n u a H . ve al Sole , ma si muo ti e n ia p ri lt degli a nte. o veloceme anche molt rni solo 88 gio ra u d o n n a Il suo terrestri.
i satelliti
Tanti e grand
uno o, Urano, Nett rn tu a S , ve io G Terra, Marte, telliti. che hanno sa ti e n ia p i tt tu sono e ne ha no solo, Mart u a h e n a rr La Te ndi e ne ha, tra gra o rn tu a S a m , due, re o irregolare la o g re a it rb piccoli, con o rno, pensa bitassi su Satu a e S . 0 15 i d più iare! dovresti stud i it ll te sa ti n qua
I più “ricchi”
La pioggia sulla Terra è composta di acqua. Su Urano e Nettuno l’atmosfera è composta soprattutto di carbonio, la sostanza che sulla Terra forma le rocce, perciò quando piove, probabilmente la pioggia sarà fatta di carbonio. Gli scienziati ipotizzano che essa possa anche prendere la forma di diamanti, che sono formati da carbonio purissimo. Perciò Paperon de’ Paperoni sta organizzando un viaggio su Urano!
270
corto
5
L’ Universo
A.
Il Sistema Solare
U.
Il più caldo
Il pianeta più vici no al Sole è Mer curio, ma il più caldo è Vene re, dove la tempe ratura arriva fino a 461 °C. L’at mosfera di Mercu rio non riesce a trattene re bene il calore , dunque la temperatura mas sima è “solo” di 427 °C. Di notte, però, la temperatura si ab bassa “un poco” e arriva a – 173 °C.
Il bastian contrario
Venere, al contrario di quasi tutti i pianeti del Sistema Solare, ruota su se stesso in senso orario. Il giorno (il tempo che impiega a ruotare su se stesso) è più lungo dell’anno (il tempo che impiega a ruotare attorno al Sole). Infatti Venere impiega 248 giorni terrestri per girare su stesso e 244 giorni terrestri per girare attorno al Sole. Se tu abitassi su Venere, faresti una festa di compleanno tutti i giorni (venusiani, si intende!).
Il più veloce
ma neta del Siste ia p e d n ra g Giove è il più : compie e il più veloce ch n a a m , re Sola gira su se mpleta, cioè co e n o zi ta ro una . re e 55 minuti stesso, in 9 o
La cima più alta del Sistema Solare Il monte più alto è il monte Olimpo, su Marte: è alto 21 km, circa 3 volte il più alto monte della Terra.
Un anno lungo più di due secoli
Plutone, pianeta nano, è quello che impiega più tempo per il moto di rivoluzione: quasi 250 anni (terrestri). Fu scoperto nel 1930: ciò significa che da quando è stato scoperto non ha ancora compiuto un giro intero attorno al Sole: Quaderno operativo, pp. 42-43
271
L’ Universo
I corpi celesti
La Terra PARLIAMO di ...
La Terra è un pianeta particolare perché, grazie alla presenza di acqua e ossigeno, su di esso si è sviluppata la vita. La Terra compie due movimenti: di rotazione su se stessa e di rivoluzione attorno al Sole. È formata da vari strati: crosta, mantello, nucleo. Acqua La Terra è un pianeta speciale e ossigeno perché è l’unico, tra quelli finora conosciuti, che permette la vita. Questa particolarità è data dalla presenza di acqua in forma liquida e dall’atmosfera ricca di ossigeno. Gli scienziati non escludono che nell’Universo ci siano altri pianeti sui quali si è sviluppata la vita, ma per ora non ne hanno scoperti. Il nostro pianeta non è sempre stato così come oggi lo vediamo e tuttora è soggetto a mutamenti. Strati Se si potesse tagliare una fetta della Terra, essa ci apparirebbe della Terra a strati: • la crosta terrestre è la parte più esterna: un rivestimento roccioso di pochi chilometri che comprende i continenti e gli oceani; • il mantello, formato da rocce incandescenti; • il nucleo, suddiviso in esterno e interno. Il nucleo esterno composto da rocce e metalli allo stato liquido; il nucleo interno formato soprattutto da metalli sottoposti a una pressione tale da risultare solidi nonostante siano a temperatura altissima.
Crosta terrestre
Mantello
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Nucleo esterno
Asse La linea immaginaria che attraversa la Terra passando per i poli, terrestre i due estremi a nord e a sud, si chiama asse terrestre. Percorrendo con la fantasia l’asse terrestre dalla superficie fino al centro della Terra, incontreremmo perciò uno strato solido, poi uno incandescente, ma non completamente liquido, uno strato Nucleo liquido e uno solido. La Terra, a causa dell’attrazione reciproca interno che esercitano tutti i pianeti, non è ferma, ma gira su se stessa e orbita attorno al Sole. Quaderno operativo, p. 44
5
L’ Universo
A.
La terra
U.
I movimenti della Terra
La Terra compie due movimenti: il movimento di rotazione e il movimento di rivoluzione. Il movimento di rotazione è il giro completo che la Terra compie su se stessa, ruotando attorno al suo immaginario asse: dura 24 ore e determina l’alternarsi del giorno e della notte. Quando una porzione di territorio è illuminata dal Sole, in quel luogo vi è il dì; quando poi questa parte, in seguito alla rotazione terrestre, non è più illuminata, sopraggiunge la notte.
Rotazione su se stessa: il dì e la notte
Rivoluzione Il movimento di rivoluzione è il giro che la Terra compie attorno al Sole. Dura 365 giorni attorno al Sole: e 6 ore e determina l’alternarsi delle stagioni. L’orbita che la Terra descrive non è circolare, le stagioni ma ellittica, come un grande ovale allungato. L’alternarsi delle stagioni non è determinato dalla maggiore o minore distanza della Terra dal Sole durante la sua orbita, ma dall’inclinazione dell’asse terrestre, la linea immaginaria che unisce il Polo Nord e il Polo Sud. 21 giugno Inizia l’estate nell’emisfero settentrionale e l’inverno in quello meridionale.
23 settembre Inizia l’autunno nell’emisfero settentrionale e la primavera in quello meridionale.
Equinozio di primavera 21 Marzo
Solstizio d’estate 21 giugno
Solstizio d’inverno 22 dicembre
Equinozio d’autunno 23 settembre
21 marzo Inizia la primavera nell’emisfero settentrionale e l’autunno in quello meridionale.
22 dicembre Inizia l’inverno nell’emisfero settentrionale e l’estate in quello meridionale.
Peer teaching
Insieme agli altri Suddividetevi in gruppi di tre. Ciascun gruppo dovrà procurarsi una torcia. Un bambino o una bambina, con la torcia accesa, rappresenterà il Sole, uno/a mimerà il movimento di rotazione della Terra e l’ultimo/a descriverà ciò che sta succedendo. Quaderno operativo, p. 45
} }
Pensiero computazionale
Per la mappa
Elenca le particolarità dei differenti strati della Terra. Descrivi in modo sintetico quali sono i due movimenti della Terra, che cosa determinano e perché. Mappa, Quaderno operativo, pp. 46-47
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L’ Universo
La Luna Luna crescente
Luna piena
Luna calante
PARLIAMO di ... La Luna è il satellite della Terra: le ruota attorno. Non ha luce propria, ma viene illuminata dal Sole. Quando la Luna si interpone tra la Terra e il Sole si ha l’eclissi solare. Quando è la Terra a mettere in ombra la Luna, si ha l’eclissi lunare. Dimensioni La Luna è più piccola della Terra: il suo diametro è circa un quarto di quello terrestre. È 400 volte più piccola del Sole, ma, poiché è 400 volte più vicina alla Terra, a noi appaiono circa della stessa grandezza. Il nostro satellite è un pianeta, dunque non brilla di luce propria. Noi lo vediamo illuminato perché è illuminato dal Sole. Senza La Luna non ha atmosfera, dunque è continuamente bombardata da meteoriti che atmosfera creano crateri di cui il suolo lunare è ricco. La mancanza di atmosfera determina anche una grande differenza tra il giorno e la notte, con temperature che vanno da + 110 °C, quando il suolo è esposto al Sole, a – 150 °C, quando è al buio. Movimenti La Luna gira su se stessa e gira incessantemente anche attorno alla Terra. Il suo movimento di rotazione e il suo movimento di rivoluzione attorno alla Terra durano circa 27 giorni. Poiché i due giri completi hanno la stessa durata, la Luna, nel girare attorno alla Terra, mostra sempre la stessa faccia. Fasi Della Luna noi vediamo a volte solo una piccola parte, altre volte vediamo l’intera lunari Luna, altre volte ancora non la vediamo affatto. Questo dipende se è illuminata dal Sole nel momento in cui la guardiamo. La differente illuminazione della parte visibile della Luna determina le fasi lunari: • Luna nuova (la Luna non si vede); • Luna crescente (si vede una falce sempre più grande); • Luna piena (si vede tutta la Luna); • Luna calante (si vede una falce sempre più piccola).
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U.
A.
Le eclissi
5
L’ Universo
Il fenomeno delle eclissi, sia quelle lunari sia quelle più spettacolari del Sole, hanno incuriosito, meravigliato e spesso anche spaventato coloro che vi assistevano. Oggi sappiamo che le eclissi si verificano a causa della posizione reciproca della Luna, della Terra e del Sole.
Eclissi di Luna La Luna e la Terra sono illuminate dal Sole. Quando la Terra si trova tra il Sole e la Luna, proietta la sua ombra sulla Luna stessa e essa viene oscurata. Si ha così l’eclissi di Luna. Quando la Luna è completamente nel cono d’ombra della Terra si ha l’eclissi totale; quando ne entra solo in parte, si ha l’eclissi parziale. Le eclissi lunari sono piuttosto frequenti.
Eclissi di Sole Nelle eclissi di Sole è la Luna a frapporsi tra la Terra e il Sole. La Luna impedisce alla luce solare di giungere sulla Terra e si assiste all’oscuramento del Sole. Anche in questo caso l’eclissi può essere totale o parziale, a seconda della posizione della Luna. Le eclissi possono essere previste con grande precisione: la prossima eclissi totale di Sole, in Italia, si vedrà il mattino del 3 settembre 2081. Pensiero computazionale
Per studiare Esponi ciò che hai imparato utilizzando le parole chiave: pianeta • atmosfera • movimento di rotazione • movimento di rivoluzione • fasi lunari • eclissi di Luna • eclissi di Sole. Atlante, pp. 66-67
} }
Per costruire competenze
Le eclissi si possono prevedere calcolando il momento in cui avverranno e quanto dureranno. Sai spiegare perché?
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L’ Universo
La forza di gravità
La forza di gravità PARLIAMO di ... La forza di gravità è la capacità dei corpi di attrarsi l’un l’altro: dipende dalla grandezza dei corpi stessi e dalla distanza tra di essi. Perché Perché le mele cadono? Un fisico stava seduto sotto le mele un albero di mele nel giardino della sua università, cadono? quando, vedendone cadere una, si chiese: “Ma perché cade?” e, cercando di dare una risposta a questa domanda, scoprì una legge fondamentale della natura: i corpi posseggono una forza, la forza di gravità, che fa sì che essi attraggano a sé gli altri oggetti. Isaac Newton Non sappiamo se realmente Isaac Newton, questo brillante studioso vissuto tra il 1 600 e il 1 700, si fosse posto davvero la domanda guardando le mele cadere, come suggerisce la leggenda. Di sicuro, però, egli, partendo dagli studi di alcuni scienziati che lo avevano preceduto, in particolare Keplero e Galileo, dimostrò che tutti i corpi possiedono la forza di gravità e che questa legge vale sulla Terra, ma anche nello spazio. Legge di Newton dimostrò che tutti i corpi (dalle grandi gravitazione stelle alle piccole noccioline) attraggono a sé universale gli altri corpi. Più un corpo è grande più questa forza cresce. Perciò la Terra, che è grande, ci attrae a sé con forza e qualsiasi oggetto lasciato libero di cadere arriva sul suolo. Anche una nocciolina attrae un po’ a sé, ma questa forza è talmente piccola che non la percepiamo. Questa è la legge di gravitazione universale. Newton dimostrò anche che la forza di gravità dipendeva dalla vicinanza dei corpi: più un corpo si allontana, meno esercita la sua forza di attrazione. È per questo motivo che attorno alla Terra l’atmosfera non è infinita: oltre una certa distanza l’attrazione della Terra non riesce più a trattenere l’aria “attaccata” a sé.
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5
A.
Forza Tutto l’Universo è regolato dall’attrazione reciproca di stelle e di gravità pianeti: anche nello spazio ciascun corpo celeste attira gli alnello spazio tri corpi e a sua volta è attratto da loro, a causa della forza di gravità.
L’ Universo
U.
La forza di gravità
Vincere L’Universo assomiglia a una grande giostra in cui stella forza le, pianeti, satelliti si attraggono reciprocamente e i più di gravità piccoli ruotano attorno ad altri. Puoi renderti conto di quanto la forza di gravità incida sulla nostra vita quotidiana semplicemente pensando a quello che fai ogni giorno. Se sollevi il tuo zaino, fai fatica; se vuoi fare un salto in alto, devi darti una bella spinta; se lanci in aria un oggetto, il tuo braccio deve fare forza. Se vuoi fare meno fatica… puoi andare sulla Luna! La Luna è più piccola della Terra e ha una forza di gravità circa 6 volte inferiore: ciascun corpo che si trova su di essa viene attirato con una forza minore di quanta ne eserciterebbe la Terra. Perciò sulla Luna è più facile staccarsi dal terreno e fare grandi balzi, e anche il peso è inferiore! Pensiero computazionale
Per studiare Sottolinea nel testo, con i colori indicati, le risposte alle seguenti domande. • Chi studiò la forza di gravità, ipotizzandone il funzionamento? • Tutti i corpi esercitano la forza di gravità? • Da che cosa dipende la forza di gravità? • La forza di gravità esiste anche nell’Universo?
} }
Per costruire competenze
Sulla Luna ciascun oggetto pesa meno che sulla Terra. Secondo te, che cosa accadrebbe su Giove, che è molto più grande della Terra?
Le maree ci mostrano la forza di gravità che la Luna esercita sul nostro pianeta, attraendo verso di sé le grandi masse d’acqua del mare.
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S CIENZE STORIA Da Aristotele a Galileo Nel corso della storia le idee che l’uomo aveva sulla Terra e sull’Universo sono profondamente cambiate. Secondo Aristotele, filosofo e scienziato greco vissuto nel IV sec. a.C., la Terra stava immobile al centro dell’Universo: attorno ad essa vi erano il cielo e i corpi celesti.
Aristotele e Platone al centro dellʼaffresco di Raffaello Sanzio.
Fu solo a metà del 1 500 che Niccolò Copernico, un matematico polacco, pubblicò uno scritto in cui rovesciava completamente la visione del mondo. La teoria elaborata da Copernico fu definita “eliocentrica” (elios = Sole) perché poneva il Sole al centro dell’Universo e ipotizzava che attorno a esso ruotassero i pianeti, tra i quali la Terra, in orbite perfettamente circolari. Teoria di Copernico. Teoria di Keplero.
Giovanni Keplero (1 571-1 630) , matematico tedesco, riprese la teoria eliocentrica di Copernico e con i suoi studi stabilì che le orbite dei pianeti erano ellittiche e non circolari.
Galileo Galilei, scienziato pisano della seconda metà del 1 500, è stato definito colui che “ha inventato il cielo” perché cominciò a osservarlo con un nuovo potente strumento: il telescopio. Galileo confermò e perfezionò la teoria eliocentrica di Copernico e Keplero: la Terra non era il centro dell’Universo, ma solo una piccolissima parte di esso.
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S CIENZE STORIA L’esplorazione dell’Universo
L’uomo ha sempre cercato di capire che cosa “succedeva” nel Conoscere lo spazio: cielo. Attraverso le osservazioni astronomiche, fin dall’anti- un bisogno antico chità, ha descritto il corso apparente del Sole e delle stelle; ha osservato gli strani corpi celesti che talvolta comparivano, come le comete e i meteoriti, e si è spaventato di fronte alle eclissi di Sole e di Luna. Il progredire delle conoscenze tecnologiche ha permesso all’uomo di fare passi da gigante nell’esplorazione dello spazio. Gli hanno dato il coraggio di “uscire” dalla Terra, la sua casa. I viaggi della missione Apollo hanno portato l’uomo sulla Luna nel 1 969 e missioni diverse hanno continuato a esplorare a fondo questo satellite.
L’uomo sulla Luna
La sonda Cassini è giunta attorno al pianeta Saturno nel 2004 e ha terminato il suo viaggio nel 2 017; ha scoperto la presenza di acqua su una delle sue lune. La sonda Pioneer, invece, ha già visitato Giove e altri luoghi lontanissimi. Pioneer porta con sé anche un messaggio: una targa d’oro su cui sono incisi il disegno di un uomo, di una donna e una mappa del Sistema Solare. La sonda è destinata a naufragare nell’Universo, nella speranza che venga intercettata da qualche forma d’intelligenza. Il radar Marsis è stato inviato sulla superficie di Marte e ne ha esplorato il suolo trovando tracce di un antico lago salato. La sonda Keplero è alla ricerca di pianeti al di fuori del Sistema Solare che posseggano le caratteristiche per essere abitati. Fino a ora ne ha indagati più di mille trovandone alcuni che potrebbero essere simili alla Terra.
Sonde nello spazio
20 luglio 1 969: Neil Armstrong è il primo uomo a toccare il suolo lunare.
Sonda: piccola navicella spaziale che viaggia senza persone a bordo e solo con sofisticati strumenti di indagine.
Atlante, pp. 68-69
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Compito di realtà
} } Il giorno
più lungo
Che cosa c’è di più bello che osservare il cielo? Di notte si vedono le stelle infinite e si intuisce quanto sia grande l’Universo. Di giorno il Sole ci illumina, ci accompagna, consente la vita. Provate a osservare il cielo di notte e di giorno per conoscerlo meglio.
CODING 1 Procuratevi un calendario su cui siano indicate le ore in cui il Sole sorge e tramonta. 2 Osservate come si modifica l’ora in cui il Sole sorge. Prendete come punto di riferimento il giorno 1 e il giorno 15 di ciascun mese. 3 Costruite un grafico cartesiano che indichi il momento dell’alba. 4 Eseguite un lavoro analogo per l’ora del tramonto. 5 Osservate i dati raccolti, visualizzateli nei grafici e fate le vostre considerazioni. 6 Visualizzate in quale momento dell’anno il dì ha la durata maggiore, in quale quella minore e in quali mesi dell’anno le lunghezze del dì e della notte sono simili.
280
L’Universo
Sintesi
} }
Origine e composizione dell’Universo • Il Big Bang diede origine all’Universo circa 13,8 miliardi di anni fa. • L’Universo è composto da miliardi di galassie. • Le galassie sono enormi ammassi di corpi celesti: stelle, pianeti, satelliti, comete, asteroidi, meteoriti. • Ogni corpo celeste ha caratteristiche proprie. Distanze e forze • Le distanze nell’Universo si misurano in anni luce e/o in parsec. • I corpi celesti si attraggono tra di loro a causa della forza di gravità, che mette in moto l’Universo, fa orbitare i pianeti attorno alle stelle, trattiene gli elementi sulla superficie dei pianeti. • Si definisce forza di gravità la capacità dei corpi di attrarsi l’un l’altro: dipende dalla grandezza dei corpi e dalla distanza tra di essi. Sistema Solare • La Terra fa parte del Sistema Solare, che a sua volta fa parte della galassia nominata Via Lattea. • Il Sistema Solare ebbe origine da una nebulosa circa 4,7 miliardi di anni fa. • È formato da una stella (il Sole) e otto pianeti che le orbitano attorno: Mercurio, Venere, Terra, Marte (pianeti interni rocciosi); Giove, Saturno, Urano, Nettuno (pianeti esterni, giganti gassosi). • Fanno parte del Sistema Solare anche satelliti naturali dei pianeti, asteroidi, meteoriti, pianeti nani, comete. • La Terra è formata da vari strati: crosta, mantello, nucleo. • Compie due movimenti: di rotazione e di rivoluzione. • La Luna è il satellite della Terra. Non ha luce propria, ma viene illuminata dal Sole. • Le eclissi sono determinate dalle posizioni reciproche di Luna, Terra, Sole.
Flip Poster, p. 16 Quaderno operativo, pp. 48-49
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L’ENERGIA
to Unità di Apprendimen
6
Metacognizione
Rifletti su ciò che già sai
Il singolo con c importante etto più ch in tutta la s e si incontra c ienza. Jerry B.
Il Big Bang diede origine all’energia nell’Universo. La parola energia viene spesso utilizzata per parlare di forza, di attività o di qualcosa (un oggetto, una macchina, una persona) che riesce a compiere azioni faticose. Classe capovolta
Apprendo da solo/a
Marion (scie nziato statunitens e)
È importante realizzare che nella fisica odierna e noi non abbiamo cognizion di cosa l’energia sia. Tutto è energia e questo è tutto quello che esiste. Albert Einstein
Per cominciare a farti un’idea di che cosa sia l’energia leggi le affermazioni di importanti scienziati.
Che cosa hai imparato da solo/a In base alle frasi che hai letto scrivi se ciascuna affermazione è vera (V) o falsa (F). • L’energia è molto importante. • Non è possibile definire con precisione l’energia. • Se l’energia non può essere studiata, allora è inutile all’uomo. Che cos’è l’energia, secondo te? Formula tu una definizione di energia che forse un giorno potrà essere scritta in un libro accanto a quelle che hai letto.
282
itense, R. Feynman (fisico statun ) premio Nobel per la fisica
6
A.
L’ energia
U.
Che cos’è l’energia
Che cos’è l’energia
PARLIAMO di ... L’energia è definita come ciò che permette di compiere un lavoro, cioè ciò che muove o modifica qualcosa. L’energia assume differenti forme: se ne possono osservare soprattutto gli effetti, cioè le trasformazioni che essa produce. L’energia accompagna ciascun momento della vita, ma anche ciascuna azione dei non viventi: tu che stai leggendo stai utilizzando energia, ma anche un sasso che rotola ha bisogno di energia. Possiamo paragonare l’energia al denaro. Forse non riesci a capire perché un oggetto ci viene dato in cambio di un pezzo di carta colorata, eppure conosci e utilizzi i soldi, senza essere in grado di spiegare o capire bene come funzionino. Allo stesso modo vediamo tutti i giorni gli effetti dell’energia, ma non capiamo bene che cosa essa sia. Ciò che Che cosa ti viene in mente pensando alla parola energia? Un bambino che salta, una lampadina muove accesa, un torrente che scorre? o modifica Oppure un ragazzo che studia, che cresce e che cambia? Gli scienziati definiscono l’energia come ciò che permette di compiere qualsiasi lavoro: l’energia è ciò che fa muovere qualcosa o che lo modifica. Effetti È possibile osservare l’energia dappertutto: il Sole che scalda, un’automobile che si muove, un dell'energia fiore che cresce, una palla che viene lanciata, una lattina che viene schiacciata. L’energia non può essere studiata ponendola sotto un microscopio, ma possiamo vederne gli effetti e le varie forme che assume, che sono innumerevoli.
283
L’ energia
Le forme dell’energia PARLIAMO di ... L’energia assume diverse forme a cui sono dati nomi specifici: solare, elettrica, sonora, chimica, termica, luminosa, cinetica… Per osservare le differenti forme che l’energia assume è sufficiente guardarsi attorno. Trovi l’energia in fenomeni naturali, quali il Sole che scalda e illumina o l’acqua che scorre, o in situazioni prodotte dall’uomo come il riscaldamento nelle case o una palla che viene lanciata. Alle diverse forme che l’energia assume vengono dati nomi particolari: perciò abbiamo l’energia solare, l’energia elettrica, quella chimica, quella cinetica… Osserva alcune forme più comuni di energia nelle immagini di queste pagine.
Energia termica Quando qualcosa brucia produce energia termica. Il nostro corpo è caldo grazie all’energia termica prodotta dalla combustione delle sostanze nutritive.
284
Energia solare Il Sole è il primo e principale produttore di energia sia luminosa sia termica.
Energia luminosa L’energia luminosa viene prodotta da qualsiasi corpo che genera luce.
6
L’ energia
U.
A.
Le forme di energia Energia elettrica Viene prodotta nelle centrali elettriche e viene utilizzata per far muovere molte macchine.
Energia chimica È contenuta nei cibi: si utilizza per crescere e per avere l’energia per compiere qualsiasi azione.
Energia sonora Il suono è una forma di energia. Energia cinetica Può essere osservata in ciascun corpo che si muove.
Pensiero computazionale
Per studiare Sul quaderno elenca le varie forme di energia che conosci. Per ciascuna, scrivi uno o più esempi di situazioni in cui la puoi osservare. Quaderno operativo, pp. 51-52
285
L’ energia
L’energia si trasforma PARLIAMO di ... L’energia può essere osservata in qualsiasi oggetto o fenomeno. L’energia non si crea dal nulla, ma utilizza altra energia, trasformandola. Energia dentro gli oggetti Oggetti che producono e trasmettono energia
Guardati attorno e ti renderai conto che tutto ciò che vedi ha qualcosa in comune: l’energia. Il libro che stai leggendo esiste perché il Sole ha permesso agli alberi di crescere e di fornire carta. Il banco su cui ti appoggi esiste perché qualcuno, utilizzando la propria energia, ha lavorato diversi materiali. Vedrai poi anche degli oggetti che producono e trasmettono energia: il termosifone emette calore, la lavatrice muove il cestello e gli indumenti da lavare, il televisore trasmette le immagini.
Flusso Noi stessi siamo il risultato di energia che si è trasformata: il Sole ha fatto crescere le piandi energia te, queste sono diventate cibo per gli animali, noi abbiamo mangiato piante e animali. Legami Tutto è strettamente correlato. E i legami tra ciò che accade non si limitano alla Terra, ma si terrestri estendono all’Universo. e cosmici La prima grande esplosione di energia che ha messo in movimento l’Universo è stato il Big Bang. Il Sole produce l’energia chimica dei cibi, l’energia del vento e dell’acqua; ha permesso alle immense foreste e ai miliardi di microorganismi di vivere e poi, dopo la morte, di trasformarsi in petrolio, metano, carbone. Energia Qualsiasi elemento nell’Universo è in continua trasformazione: il piccolo sasso consumato sempre in dalle onde, l’immensa stella che si spegne, la piccola formica che scava una galleria, l’enormovimento me elefante che si muove nella savana. E tutte queste trasformazioni, movimenti, lavori… hanno bisogno di energia. Una continua Ma l’energia necessaria a ciascuno non si forma dal nulla: si trasforma in un’altra, in un motrasformazione vimento continuo di cui il primo motore, per noi che viviamo sulla Terra, è il Sole.
286
Il modo migliore per capire come l’energia si trasforma è fare alcuni esempi.
6
A.
Osservare le trasformazioni
L’ energia
U.
Le trasformazioni dell’energia
Le acque dei fiumi fanno girare le turbine nelle centrali idroelettriche: l’energia cinetica (di movimento) si trasforma in energia elettrica.
L’energia elettrica viaggia attraverso fili di rame e arriva nelle case. Il ventilatore usa l’energia elettrica per muovere le pale e la trasforma in energia cinetica. Lʼenergia cinetica delle pale si trasforma in energia eolica (del vento).
Il Sole produce energia solare. Il ciliegio, con la fotosintesi, utilizza l’energia solare per trasformarla in energia chimica, che sarà immagazzinata nei frutti. L’uccellino si ciba dei frutti e trasforma l’energia chimica in energia sonora.
Pensiero computazionale
Per studiare Completa. • Tutto ciò che ci circonda è stato ottenuto grazie all’.................................... • La fonte di energia primaria sulla Terra è il .................................... • L’energia si ........................................................ in continuazione. Quaderno operativo, p. 53
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L’ energia
Le fonti di energia
Le fonti di energia PARLIAMO di ... L’uomo ha aumentato il consumo di energia nel corso della sua storia. Oggi l’energia elettrica e termica vengono ricavate da fonti rinnovabili, che si rinnovano, e fonti non rinnovabili, che si esauriscono. Un po’ L’energia, come abbiamo visto, viene prodotta da differenti fonti (il Sole, l’acqua, i cibi); di storia viene poi utilizzata e trasformata da altri (l’uomo, le macchine…). L’uomo, agli inizi della sua storia sulla Terra, sapeva utilizzare solo l’energia muscolare per procurarsi il cibo: cacciava e raccoglieva frutti e bacche. Poi imparò a usare gli attrezzi per ottenere un risultato migliore con uno sforzo minore (l’aratro, il chiodo, il tornio) e si accorse che poteva utilizzare l’energia degli animali per migliorare la sua vita. Alcuni secoli fa, con l’invenzione del motore a vapore, riuscì a far muovere anche le macchine. Consumo Oggi consumiamo molta più energia che in passato: le nostre case sono riscaldate in inverno di energia con i radiatori e raffreddate in estate con i condizionatori; mezzi di trasporto veloci ci portano in ogni parte del mondo; gli elettrodomestici ci rendono la vita più comoda. Esaurimento Questo uso sempre maggiore dell’energia migliora delle risorse la vita, ma pone anche alcuni problemi, di cui due e inquinamento sono i più evidenti: • l’utilizzo massiccio di petrolio, carbone, legna, metano sta pian piano esaurendo le riserve del pianeta; • l’utilizzo di queste sostanze crea rifiuti inquinanti, pericolosi per l’ambiente. Rinnovabile Le fonti di energia possono essere divise in due e non grandi gruppi: rinnovabile • le fonti rinnovabili, che non diminuiscono perché si riformano in continuazione, come l’energia del Sole, del vento o dell’acqua; • le fonti non rinnovabili, che hanno impiegato un tempo lunghissimo per formarsi e perciò sono destinate a esaurirsi, come il carbone, il petrolio, il metano.
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Quaderno operativo, pp. 54-55
Le fonti di energia rinnovabili
Da alcuni decenni l’utilizzo dell’energia solare, trasformata in elettricità dai pannelli solari, è diventato sempre più frequente: è una fonte di energia inesauribile e non inquinante. Anche altre fonti di energia rinnovabile sono utilizzate per produrre elettricità o calore: • nelle centrali eoliche il vento muove grandi pale; • nelle centrali idroelettriche è l’acqua a muovere le turbine; • nelle centrali geotermiche viene sfruttato il calore del sottosuolo vulcanico. Da alcuni anni anche le biomasse, cioè i rifiuti organici, sono bruciati per produrre energia.
} }
A.
U.
Le fonti di energia non rinnovabili
Le fonti energetiche più utilizzate sono il petrolio, il carbone, il metano. Sono utilizzate soprattutto per produrre energia elettrica o per il riscaldamento. Tutti e tre si sono formati in tempi molto antichi e oggi sono estratti da giacimenti sotterranei. Il petrolio è una sostanza oleosa e densa che si è formata con la decomposizione di microrganismi intrappolati nelle profondità del suolo. Dal petrolio si ricavano la benzina e il gasolio. Il metano è un gas: anch’esso si è formato con la decomposizione di sostanze organiche in luoghi dove non c’era ossigeno. Il carbone è un solido generato dalla lenta decomposizione di sostanze vegetali, antichissime foreste intrappolate nel sottosuolo. L’uso di queste fonti di energia, purtroppo, produce anche grandi quantità di anidride carbonica che inquinano l’aria.
6
L’ energia
Le fonti di energia
Pensiero computazionale
Per studiare • Perché oggi viene consumata più energia che in passato? • Quali sono le fonti rinnovabili e non rinnovabili? • Quali vantaggi presentano le fonti rinnovabili rispetto alle fonti non rinnovabili?
} }
Pensiero computazionale
Per la mappa
Sintetizza le tue conoscenze relative all’energia utilizzando i concetti o parole chiave: energia • trasformazione • differenti forme • fonti rinnovabili • fonti non rinnovabili Mappa, Quaderno operativo, p. 60
Centrale elettrica a gas.
Per costruire competenze
In gruppi scegliete un ambiente antropico da osservare (stanza, mercato, cinema, ambulatorio medico…), elencate tutti gli attrezzi meccanici che riuscite a vedere (elettrodomestici, impianti di illuminazione o riscaldamento…). Per ciascuno di essi scrivete se in quel momento è in funzione oppure no. Indicate poi qual è la fonte di energia che ne permette il movimento (benzina, elettricità, legna…). Quaderno operativo, pp. 56-57
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L’ energia
L’energia elettrica PARLIAMO di ... L’elettricità è una forma di energia: l’energia elettrica. Si trova in natura e può essere anche prodotta nelle centrali. Viene utilizzata per muovere le macchine o per produrre calore. Elettricità L’elettricità è una forma di energia già conosciuta nel in natura passato. Il suo nome deriva da elektron, il nome greco dell’ambra. L’ambra è la resina prodotta da alcuni alberi che, nel corso dei millenni, si è fossilizzata. Se viene strofinata, si carica di elettricità e attira a sé piccoli corpi. Prima Queste conoscenze sono molto antiche, ma solo nel pila 1 799 fu inventata da Alessandro Volta la prima pila elettrica, cioè il primo strumento capace di produrre elettricità. Dalle Oggi l’elettricità viene prodotta in centrali che, come centrali hai visto, utilizzano differenti sorgenti di energia. alle case Giunge nelle case anche da molto lontano attraverso la rete elettrica, viaggiando attraverso fili di rame. Se ti è capitato di essere in casa durante un black out, cioè un momento in cui vi era la completa interruzione di energia elettrica, avrai potuto osservare quanto uso ne facciamo. Senza di essa lampadine, ascensore, televisore, frigorifero, computer, condizionatori non funzionano. Anche tablet e smartphone funzionano grazie all’elettricità immagazzinata nelle batterie che hanno all’interno. Queste macchine trasformano poi l’energia elettrica in altre forme di energia: il ferro da stiro la trasforma in calore, la lampadina in luce…
I pesci elettrici, come la torpedine, sono in grado di creare campi elettrici.
290
+
Elettroni in Gli elettroni possono muoversi e passare da un atomo movimento all’altro. Il loro nome ti avrà già fatto intuire che sono proprio loro a determinare l’elettricità, quando si muovono tra gli atomi. Se gli atomi hanno più elettroni che protoni, quell’oggetto ha carica negativa; se accade il contrario, ha carica positiva. I fili elettrici sono formati da fasci di fibre di rame attraverso cui passa l’elettricità, ma sono avvolti in guaine di plastica per evitare che l’elettricità si trasmetta a chi li tocca.
U.
Molecole, Per comprendere come si forma l’elettricità occorre atomi, entrare nelle parti più piccole della materia. Ricorderai elettroni che le molecole, le parti più piccole di ciascuna sostanza, sono formate da atomi. Ciascun atomo, a sua volta, è composto da un nucleo centrale, costituito da protoni e neutroni, attorno a cui girano delle particelle, gli elettroni. In genere, ciascun atomo ha lo stesso numero di protoni ed elettroni.
A.
Come si produce l’energia elettrica
6
L’ energia
Lʼenergia elettrica
Gli elettroni hanno carica elettrica negativa (–).
-
-
+ + ++
-
-
I neutroni non possiedono carica.
I protoni hanno carica elettrica positiva (+).
Buoni e cattivi conduttori
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L’elettricità è data dal movimento degli elettroni, ma essi non si muovono allo stesso modo nei differenti materiali. Ci sono materiali che sono buoni conduttori di elettricità, cioè fanno passare velocemente il flusso di elettroni, come l’acqua, il rame e i metalli; altri, invece, ne ostacolano il passaggio, come la plastica, la ceramica, il legno, il vetro, e perciò sono chiamati isolanti. Pensiero computazionale
Per la mappa
Rispondi alle seguenti domande. Poi organizza le risposte in un semplice schema e utilizzale per ripetere quanto hai appreso. Da dove deriva il nome “elettricità”? • Dove l’uomo produce l’elettricità? • In che cosa viene trasformata l’energia elettrica? • Come si forma l’elettricità? • Quali materiali sono buoni conduttori di elettricità? • Quali materiali sono isolanti? Mappa, Quaderno operativo, p. 61 Quaderno operativo pp. 58-59
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SPERIMENTARE per capire L’elettricità attira o respinge? Fai questi esperimenti per verificare come si comporta l’elettricità.
Le fasi di lavoro
1. Gonfia un palloncino e strofinalo su un panno di lana. 2. Tieni il palloncino in mano e avvicina la forchetta a circa 2-3 cm dal palloncino. 3. Tieni ben ferme le mani affinché non sia tu a muovere né la forchetta né il palloncino.
Che cosa succede?
Il palloncino viene attirato dalla forchetta, poi si allontana e si avvicina di nuovo. Questo movimento continua per alcuni minuti.
Fase 1
La scienza dice che… Strofinando il palloncino con il panno di lana lo hai caricato di elettricità. La forchetta non ha la stessa carica elettrica del palloncino, perciò lo attrae. Quando però si avvicinano, la carica elettrica passa da una all’altra e il palloncino si ritrae, per poi ritornare ad avvicinarsi, fino a quando la carica del palloncino non si sarà dispersa completamente.
Due cariche opposte si respingono Le fasi di lavoro
1. Gonfia due palloncini e strofinali entrambi sulla lana. 2. Prova ad avvicinarli.
Che cosa succede?
I due palloncini si respingono.
La scienza dice che… Entrambi i palloncini sono stati caricati di elettricità negativa. Le cariche elettriche uguali si respingono e i due palloncini tendono ad allontanarsi l’uno dall’altro.
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Fase 2
Educazione ambientale
Risparmiare energia elettrica Se nel futuro l’uso dell’elettricità sarà sempre più necessario, sarà altrettanto fondamentale imparare a risparmiare energia elettrica. Per produrre energia elettrica si utilizzano materie prime che non sempre sono rinnovabili. Inoltre, la produzione di energia elettrica ha un forte impatto sull’ambiente perché è necessario costruire centrali per produrla e mezzi per trasportarla (elettrodotti). Ciascuno di noi, piccolo o grande, può fare qualcosa per risparmiare energia elettrica e contribuire così a salvaguardare l’ambiente.
Piccoli accorgimenti Ecco alcuni consigli per risparmiare energia a casa o a scuola: • spegni sempre le luci quando esci da una stanza; • non lasciare in stand by (cioè con la lucetta accesa) gli apparecchi elettronici; • consiglia ai genitori di utilizzare la lavatrice e la lavastoviglie solo quando sono a pieno carico; • non tenere troppo alta la temperatura in casa in inverno: se hai freddo puoi indossare un maglione in più.
Le classi di consumo
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Da alcuni anni è obbligatorio per ogni elettrodomestico indicare la classe di consumo energetico, cioè specificare se, in base al lavoro che deve svolgere, esso consuma poca o tanta energia elettrica. La classe energetica va da G (gli elettrodomestici con maggior consumo) ad A +++ (quelli che ne consumano meno).
Per costruire competenze
Procuratevi alcune etichette che indicano la classe energetica di elettrodomestici dello stesso tipo: potete, ad esempio, confrontare i frigoriferi delle vostre case. Verificate a quale classe energetica appartiene la maggior parte di essi. Confrontate anche le altre informazioni riportate: le etichette hanno tutte il simbolo dell’Unione Europea? Hanno l’indicazione del consumo annuo? Hanno indicazioni che riportano il rumore prodotto? Poi discutete: secondo voi, è importante imparare a leggere le etichette che accompagnano i prodotti che acquistiamo? Perché?
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L’ energia
La luce
La luce
PARLIAMO di ... La luce è una forma di energia. Illumina gli oggetti e ci permette di vederli. Viaggia in linea retta ad altissima velocità. È composta da sette colori che, sovrapponendosi, la fanno sembrare bianca. Luce Perché sia possibile vedere, occorrono due elementi: la luce e e occhi gli occhi. Se siamo in un luogo completamente buio, i nostri occhi non possono percepire gli oggetti che ci sono intorno. Hai già visto come funzionano gli occhi, gli organi di senso della vista. Ora vediamo insieme quali sono le particolarità della luce. Che cos’è la luce
Non è facile definire che cos’è la luce, sebbene l’abbiamo proprio “sotto gli occhi” in continuazione. Gli scienziati l’hanno studiata a lungo e ancora oggi non sono completamente concordi nella definizione da darle. Newton ipotizzò che la luce si propagasse nell’aria sotto forma di minuscole particelle, che venivano poi captate dagli occhi. In seguito, altri scienziati dimostrarono che la luce si trasmette tramite onde elettromagnetiche.
Hai mai giocato con la luce per creare delle bellissime ombre? Gioca in classe con lʼinsegnante, i compagni e le compagne. Che cosa vi occorrerà per creare le ombre?
Una forma Oggi si concorda nel definire la luce una forma di energia che si di energia trasmette attraverso i fotoni, piccole frazioni di luce che possono essere considerate sia particelle sia onde. La luce si propaga anche in assenza di aria, cioè nel vuoto. Che cosa La fonte principale di luce, per noi che viviamo sulla Terra, è il produce Sole. Ma la luce può anche essere prodotta da un fuoco, da una la luce lampadina, da un materiale incandescente. Tutto ciò che produce luce è una sorgente luminosa. Oggetti La luce si trasmette in linea retta con raggi che “colpiscono” gli illuminati oggetti illuminati, rimbalzano e vengono percepiti dagli occhi. Questo “rimbalzo” è così veloce che noi non lo cogliamo.
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Per costruire competenze
Lo scorso anno hai studiato che la luce è fondamentale per la fotosintesi. Che cos’è la fotosintesi? Che cosa produce? Sarebbe possibile la vita sulla Terra senza fotosintesi? Perché?
Il mondo è pieno di colori. Rendono tutto più bello e allegro. Ti sei mai domandato perché un oggetto è verde e un altro è rosso? Anche i colori dipendono dalla luce che a noi sembra bianca, ma che in realtà è composta da sette colori: i sette colori che puoi vedere in un arcobaleno. Puoi rendertene conto facendo passare un raggio di luce attraverso una prisma di vetro o una “goccia” di un lampadario di cristallo. Vedrai formarsi un fascio di raggi di più colori. Puoi notare questo fenomeno anche quando la luce colpisce un CD e su di esso si formano quei piccoli arcobaleni colorati. Il motivo per cui viviamo in un mondo a colori è dato proprio dal fatto che la luce è formata da più tinte! Quando la luce colpisce un oggetto, come hai già visto, i raggi rimbalzano, ma parte di essi vengono assorbiti dall’oggetto stesso. Osserva.
U.
A.
La luce e i colori
L’ energia
6
La luce
Newton dimostrò che la luce non era bianca facendo passare un raggio di luce attraverso un prisma di vetro.
Come uno scienziato
Costruisci il disco di Newton
Isaac Newton dimostrò che la luce era composta da sette colori utilizzando uno strumento molto semplice, che puoi costruire anche tu. Prepara un disco di cartone e dividilo in 7 settori uguali che colorerai, in ordine, in: rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco, violetto. Fai un foro al centro e inserisci il disco su una matita. Fai girare velocemente la matita come se fosse una trottola. Vedrai che il disco diventa biancastro.
Un oggetto sarà rosso se rimanda solo la luce rossa e assorbe gli altri colori.
Anche nelle bolle di sapone si possono vedere i sette colori. In natura i colori molto accesi di alcuni animali sono un segnale per i loro predatori. È come se dicessero: – Attento, non sono buono!
Se l’oggetto riflette tutti i colori, noi lo vedremo bianco.
Se l’oggetto assorbe tutti i colori, lo vedremo nero.
295
L’ energia
La luce
La luce e gli oggetti PARLIAMO di ... Quando la luce colpisce gli oggetti, i raggi luminosi assumono comportamenti differenti determinati dai diversi tipi di materiali che incontrano. I raggi luminosi, diffondendosi, colpiscono oggetti formati da materiali differenti. I raggi di luce possono attraversare completamente o parzialmente gli oggetti o addirittura essere fermati. I raggi di luce a volte sono deviati dal materiale che attraversano, cioè cambiano in parte la loro traiettoria. Altre volte sono respinti, cioè tornano indietro. Materiali Alcuni materiali, come l’aria, il vetro, alcuni tipi di plastica, sono trasparenti: noi vediamo attrasparenti traverso di essi perché i raggi luminosi li attraversano completamente. Materiali traslucidi
Alcuni materiali sono traslucidi: vengono attraversati parzialmente dalla luce e noi vediamo in modo confuso gli oggetti che sono posti dietro di essi. La carta da forno, ad esempio, è un materiale traslucido.
Materiali Altri materiali sono opachi: non vengono attraversati dai raggi opachi luminosi. Tutto ciò che è posto dietro di essi non è visibile. Sono materiali opachi: il legno, la stoffa, i metalli, la carta… Gli oggetti opachi, quando sono illuminati, formano un’ombra dietro di sé. Riflessione Se giochi con uno specchietto, puoi renderti conto bene di come la luce si riflette, cioè rimbalza indietro. Prova a catturare un raggio di sole utilizzando uno specchietto e fallo rimbalzare sul muro. Avrai potuto così osservare il fenomeno della riflessione della luce.
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Rifrazione Se osservi una matita o una cannuccia immersa in un bicchiere d’acqua, essa ti apparirà spezzata: è il fenomeno della rifrazione. I raggi di luce sono passati dall’aria all’acqua, due sostanze che hanno densità diversa. In questo caso i raggi vengono deviati, cioè cambiano un po’ la propria direzione in linea retta, e noi vediamo la cannuccia come se fosse spezzata. Pensiero computazionale
Per la mappa
Organizza le tue conoscenze sulla luce in un semplice schema. Che cos’è la luce • Come si trasmette • Che cos’è una sorgente luminosa • Che cosa significa trasparente/traslucido/opaco • La riflessione della luce • La rifrazione della luce Mappa, Quaderno operativo, pp. 64-65
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Quaderno operativo, pp. 62-63
SPERIMENTARE per capire Come viaggia la luce La luce viaggia in linea retta. Per rendertene conto fai questo esperimento.
Le fasi di lavoro
1. Prendi un oggetto qualsiasi, legalo a uno spago di cui terrai in mano l’altro capo. 2. Poni uno schermo tra te e l’oggetto in modo da non poterlo vedere. Poi sali su qualcosa (libri, sgabello...) fino a quando non riuscirai a vedere l’oggetto. 3. Osserva la posizione dello spago quando finalmente riuscirai a vedere l’oggetto.
Quando lo spago forma una linea spezzata, l’oggetto non è visibile. Quando lo spago forma una linea retta, l’oggetto è visibile. La posizione dello spago (che nel secondo caso rappresenta la luce) ti fa vedere che i raggi luminosi rimbalzati dall’oggetto arrivano al tuo occhio in linea retta.
La rifrazione della luce Esegui questo esperimento con una compagna o un compagno.
Le fasi di lavoro
1. Prendi un contenitore e, con un pennarello indelebile, fai un disegno sul fondo. Allontanati dal contenitore fino a quando non vedrai più il disegno. 2. Stai fermo mentre il tuo compagno o la tua compagna verserà pian piano dell’acqua nel contenitore. A un certo punto vedrai il disegno “affiorare”.
La scienza dice che… La traiettoria dei raggi riflessi dal disegno è una linea retta. Se ti allontani, non sei più lungo quella linea e non vedi il disegno. L’acqua messa poi nella bacinella ha fatto subire una deviazione ai raggi, che così giungono a te con una traiettoria diversa.
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L’ energia
Il suono PARLIAMO di ... Il suono è una forma di energia che si genera quando un corpo vibra. Si trasmette attraverso gas, liquidi, solidi, ma non nel vuoto. I suoni possono essere acuti o gravi, forti o deboli, di timbro diverso. Che cos’è Il suono, come la luce, è una forma di energia. Si forma il suono quando qualcosa vibra e si propaga attraverso le onde sonore. Immagina i cerchi che si formano nell’acqua quando vi si getta un sasso. Le onde sonore sono molto simili: partono dall’oggetto che le ha prodotte e si diffondono in tutte le direzioni, come dei cerchi concentrici. Tutto ciò che produce un suono si chiama sorgente sonora. Propagazione A differenza della luce, che si propaga anche nel vuodel suono to, il suono ha bisogno di un materiale attraverso cui diffondersi. Il suono si propaga nei gas, come l’aria, ma anche attraverso i liquidi e i solidi: la velocità di propagazione, però, è diversa a seconda dei materiali. Ciò è dovuto alla diversa composizione di ciascun materiale: più le molecole che lo compongono sono vicine, più velocemente si trasmettono le vibrazioni. Per stabilire dove si trova un rivale, gli ippopotami diffondono il suono sia in acqua sia in aria e, in base alla diversa velocità del segnale, calcolano la distanza.
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Il tuono e il lampo si formano insieme, ma noi vediamo prima il lampo perché la velocità della luce è maggiore di quella del suono. Misurando il tempo che passa tra quando vediamo il lampo e quando sentiamo il tuono, si può calcolare quanto lontani essi siano dal luogo in cui ci troviamo.
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Per costruire competenze
L’orecchio umano ha il compito di percepire le onde sonore. A che cosa serve il padiglione auricolare (la parte esterna)? Quale parte dell’orecchio vibra quando viene colpito dal suono?
6
L’ energia
A.
Il suono
U.
Le caratteristiche del suono
I suoni che puoi ascoltare sono innumerevoli: la tua voce è certamente diversa da quella del tuo insegnante; ci sono suoni piacevoli e rumori stridenti; puoi sentire un sussurro, ma anche un urlo. Le principali caratteristiche che contraddistinguono un suono sono altezza, intensità, timbro. L’altezza di un suono è determinata dal numero di vibrazioni al secondo. Se le vibrazioni sono molte, il suono è acuto, come il suono di un fischio. Se le vibrazioni sono poche, il suono è grave, come il suono di una nota bassa. L’altezza di un suono si misura in hertz (Hz), un’unità di misura che indica il numero di vibrazioni al secondo. L’orecchio umano può percepire suoni che vanno da 16 a 20 000 hertz. Al di sotto di 16 hertz si hanno gli infrasuoni, al di sopra dei 20 000 gli ultrasuoni.
Altezza
Quando alzi o abbassi il volume del televisore modifichi l’intensità del suono. L’intensità è data dall’ampiezza delle vibrazioni: un suono forte è provocato da onde sonore molto ampie, un suono debole da onde sonore poco ampie. L’intensità si misura in decibel (dB). Il ronzio di un insetto ha un’intensità di circa 10 decibel, un aereo che decolla ne produce 150. Suoni molto intensi possono anche provocare dolore al timpano.
Intensità
Il timbro è determinato dalla forma delle onde sonore. Dipende dalla forma dell’oggetto che produce il suono e dal materiale di cui è composto. Ad esempio, la stessa nota musicale prodotta da una chitarra e da un sassofono ha un suono differente in base alla forma dello strumento e del materiale di cui esso è fatto.
Timbro
I delfini usano gli ultrasuoni per localizzare gli oggetti nello spazio.
Suono grave: tre vibrazioni al secondo.
Suono più acuto: sei vibrazioni al secondo.
Il numero di vibrazioni nello stesso intervallo di tempo è diverso.
ampiezza ampiezza
Suono forte
Suono debole
Il numero di vibrazioni nello stesso intervallo di tempo è uguale, ma nel suono forte è maggiore l’ampiezza delle onde sonore. Quaderno operativo, pp. 66-67
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SPERIMENTARE per capire Il suono dei materiali Le fasi di lavoro
1. Prendi una penna e, tenendola tra le dita, colpiscila leggermente con l’altra mano. Sentirai un suono abbastanza debole. 2. Stringi poi la penna tra i denti e colpiscila come hai fatto prima. Sentirai un suono diverso e più forte.
La scienza dice che… Il suono si trasmette in modo diverso nei differenti materiali.
Come uno scienziato
Cambia l’oggetto usato per produrre suoni scegliendone altri di materiali differenti: una matita di legno, una forchetta di acciaio, un cucchiaio di plastica… Ripeti l’esperimento e annota quando il suono viene percepito con maggiore intensità.
Un concerto con acqua e bottiglie Le fasi di lavoro
1. Prendi cinque o sei bottiglie di vetro uguali. Riempile con quantità di acqua differenti. 2. Soffia in ciascuna di esse e ascolta i suoni che si producono: la bottiglia con più acqua produrrà il suono più acuto perché l’aria contenuta nella bottiglia è minore e vibra più velocemente; la bottiglia con meno acqua produrrà il suono più grave perché le vibrazioni sono meno frequenti.
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Pensiero computazionale
Per la mappa
Organizza le tue conoscenze sul suono in un semplice schema. Che cos’è il suono • Che cos’è una sorgente sonora • Come si propaga il suono • Quali sono le sue caratteristiche e da che cosa sono determinate Mappa, Quaderno operativo, pp. 68-69
300
L’energia
} } Sintesi
L’energia • Energia è ciò che permette di compiere un lavoro, muovere o modificare qualcosa. • L’energia non si crea dal nulla ma si trasforma. Sono forme di energia quella solare, quella elettrica, quella chimica, quella cinetica… L’elettricità • L’elettricità è una forma di energia che si trova in natura o può essere prodotta nelle centrali elettriche. • È generata dal movimento di piccole particelle che formano gli atomi: gli elettroni. • I materiali possono essere isolanti o buoni conduttori di elettricità. Fonti di energia • I materiali da cui si può ricavare energia sono chiamati fonti di energia. • Le fonti di energia sono: • rinnovabili se si riformano in continuazione (Sole, acqua, vento, calore del sottosuolo, biomasse); • non rinnovabili, se si esauriscono (carbone, metano, petrolio). • Il consumo di energia da parte dell’uomo è aumentato e le fonti non rinnovabili si stanno esaurendo. Due particolari forme di energia: la luce e il suono • La luce è una forma di energia che viaggia attraverso raggi in linea retta ad altissima velocità. • È composta da sette colori che, sovrapponendosi, la fanno sembrare bianca. • Fenomeni collegati alla luce sono: riflessione e rifrazione. • In base a come i raggi luminosi agiscono sui diversi materiali, questi si suddividono in: lucidi, traslucidi, opachi. • Il suono è una forma di energia che si origina quando un corpo vibra. Non si trasmette nel vuoto. • Le caratteristiche di un suono sono: altezza, intensità, timbro. Flip Poster, p. 16
Quaderno operativo, pp. 70-71
301
La TECNOLOGIA
to Unità di Apprendimen
7
Metacognizione
Rifletti su ciò che già sai La tecnologia ha accompagnato da sempre la vita dell’uomo: ne ha segnato i cambiamenti e i progressi in molti campi. Oggi, grazie alla tecnologia, la vita è meno faticosa. Classe capovolta
Apprendo da solo/a Osserva in quanti diversi modi un peso può essere sollevato.
Che cosa hai imparato da solo/a Nelle fotografie hai osservato un’azione simile compiuta con metodi e strumenti differenti. Utilizzale per capire come la tecnologia ha modificato la vita dell’uomo, rendendola meno faticosa. Collega ciascuna frase all’immagine corrispondente, numerando. 1. Viene utilizzato uno strumento semplice senza ingranaggi. 2. Le ruote facilitano lo spostamento. 3. Un motore elettrico permette di fare sempre meno fatica.
Ora spiega con parole tue quali strumenti tecnologici sono stati utilizzati per sollevare pesi. Secondo te, esistono strumenti per sollevare carichi pesanti guidati solo da un computer?
302
7
tecnologia A.
Le macchine senza motore
La
U.
Le macchine
PARLIAMO di ... Le macchine sono strumenti che permettono di fare meno fatica. Le macchine semplici sono generalmente mosse solo dalla forza muscolare. Sono macchine semplici: il piano inclinato, il cuneo, la carrucola, le leve. Importanza Per fare meno fatica, fin dagli inizi della sua storia, l’uomo è stato capace di fabbricare delle utensili e semplici macchinari, che lo hanno aiutato nel lavoro e che hanno permesso il macchine progresso. Le macchine hanno segnato la storia dell’umanità e se oggi riusciamo a costruire grattacieli enormi, esplorare lo Spazio, le profondità marine e l’interno del nostro corpo, lo dobbiamo all’intelligenza umana, ma anche alle macchine che siamo riusciti a inventare e a costruire. Macchine Le prime macchine erano semplici ed erano mosse solo dalla forza muscolare. semplici La ruota, la carrucola, il cuneo, il piano inclinato, le leve sono macchine antichissime che vengono usate ancora oggi.
Il cuneo Il cuneo è solo un oggetto con una forma particolare, appuntito da una parte e più largo dall’altra. È semplice, ma estremamente utile. Ha permesso agli antichi Etruschi di inventare l’arco a volta, viene utilizzato nelle asce, nei coltelli per aumentare la forza di penetrazione, e viene anche utilizzato per… fermare la porte.
Il piano inclinato Il piano inclinato era già usato dagli antichi Egizi per la costruzione delle piramidi. È più facile infatti spingere o tirare un peso su un piano inclinato che sollevarlo verso l’alto. Oggi il piano inclinato viene utilizzato nelle rampe di accesso agli autobus, alle case o agli uffici e negli scivoli dei marciapiedi.
La carrucola La carrucola è una macchina formata da un disco che può ruotare. Sulla carrucola scorre una corda. Tirando la corda si solleva con più facilità il peso attaccato all’altra estremità. La carrucola permette di sollevare oggetti anche molto pesanti.
303
La
tecnologia
Le macchine
Leva di secondo genere
Le leve
Le leve sono tra le prime macchine che l’uomo ha utilizzato. Sono leve le forbici, il cavatappi, lo schiaccianoci o la carriola che permette di trasportare pesi facendo poca fatica. La leva è costituita da un’asta rigida che ruota attorno a un punto chiamato fulcro. Usando una leva si applica una forza per vincerne un’altra con minore sforzo. Osserva uno schiaccianoci: il fulcro è il punto in cui le due parti della macchina si possono muovere. La parte su cui la mano applica la forza si chiama potenza. La noce è la forza che si contrappone: la resistenza. Le leve sono divise in tre gruppi, in base alla posizione della potenza, del fulcro, della resistenza. Le leve di terzo genere non servono per fare meno fatica, ma permettono di maneggiare meglio e senza pericolo gli oggetti. Sono leve di terzo genere le pinze per il ghiaccio, quelle utilizzate per muovere la brace e anche le pinzette da laboratorio.
Leva di primo genere Il fulcro si trova tra la resistenza e la potenza.
Fulcro Potenza La resistenza si trova tra il fulcro e la potenza.
Resistenza
Leva di terzo genere Fulcro
Potenza Resistenza
La potenza si trova tra il fulcro e la resistenza.
Pensiero computazionale
Per studiare Fai una breve sintesi, orale o scritta, spiegando: • perché l’uomo ha costruito le macchine; • le caratteristiche delle macchine semplici che hai osservato: piano inclinato, cuneo, leve, carrucola.
Resistenza
Fulcro
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Potenza
7
tecnologia A.
La
U.
Le macchine di Leonardo
Le macchine
Oggi molte macchine funzionano grazie a un motore elettrico o a combustibile, ma, come sai, non è sempre stato così. Uno dei più geniali inventori di macchine mosse dalla forza muscolare o meccanica è stato Leonardo da Vinci (1452-1519). Progettò macchine per volare, per fare la guerra, per rendere meno gravoso il lavoro, strumenti musicali e anche macchine idrauliche, cioè mosse dalla forza dell’acqua. Alcune furono realizzate, alcune non funzionarono, altre rimasero solo progetti. Progettò una macchina per il trasporto di persone o cose, ma non era unʼautomobile, bensì una macchina concepita per stupire le persone che assistevano agli spettacoli del duca di Milano. Poteva muoversi grazie a una serie di molle e ingranaggi collegati tra di loro. In quel periodo l’idea di un mezzo che si potesse muovere autonomamente era considerata assolutamente impossibile. Probabilmente la vite aerea era l’antenato del moderno elicottero. Avrebbe dovuto essere costruita in lino, canne leggere e filo di ferro. Doveva essere azionata da più uomini che, facendo ruotare lʼelica in un verso, caricavano la molla fino a un punto di blocco. Dopodiché, liberando il blocco, la parte superiore della macchina, lʼelica, si avvitava nellʼaria. Non fu mai realizzata, ma Leonardo aveva cominciato a immaginare il futuro.
Per fortuna, molti dei disegni con gli studi di Leonardo si sono conservati fino ai giorni nostri. In alto, la ricostruzione della vite aerea; in basso, il disegno del progetto di Leonardo.
305
La
tecnologia
Il motore PARLIAMO di ... I motori sono macchine che producono movimento. L’invenzione del motore a vapore ha rivoluzionato la storia della tecnologia. La parola “motore” indica, in generale, tutto ciò che fa muovere qualcosa. Noi però utilizziamo questa parola soprattutto pensando a congegni che si muovono grazie all’elettricità, alla benzina, al gasolio. Oggi utilizziamo motori elettrici o a combustibili fossili (benzina, gasolio) per far muovere migliaia e migliaia di macchine. La macchina a vapore
La vera rivoluzione si ebbe con l’invenzione della macchina a vapore, all’inizio del 1 700. Puoi notare la forza del vapore se osservi una pentola di acqua in ebollizione: il vapore riesce a spostare anche un coperchio pesante. Così nelle macchine a vapore si bruciava legna o carbone che scaldava l’acqua. La forza del vapore da essa ottenuto veniva utilizzata per far muovere le ruote della macchina o degli ingranaggi.
Navi, treni, fabbriche
Nel corso di pochi decenni i velieri furono sostituiti da navi a vapore, si costruirono treni mossi da questa forza e anche nelle fabbriche alcune macchine vennero per la prima volta azionate da questa rivoluzionaria forma di energia.
Nuovi motori, nuovi combustibili
Da allora i progressi furono inarrestabili: nuovi motori sempre più sofisticati, nuovi combustibili sempre più potenti hanno permesso all’umanità di muoversi su strade, mari, cieli e anche spazi interstellari.
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Per costruire competenze
Come nasce un oggetto
La prima automobile fu il carro di Cugnot. Fu soprannominata “macchina azionata dal fuoco”. Riusciva a raggiungere la velocità di 10 km all’ora.
306
Scegliete un oggetto che avete attorno a voi, delle dimensioni che volete: un armadio, un banco, una matita, il cestino, una finestra… Analizzate i materiali che lo compongono. Stendete un elenco delle azioni che sono state necessarie per far giungere l’oggetto fino a voi. Dove è stato ricavato il materiale, come è stato lavorato, come è stato trasportato l’oggetto finito… Scrivete quali macchine, secondo voi, sono state utilizzate. Confrontate il lavoro individuale o di gruppo con quello fatto da altri/e compagni/e.
A.
7
tecnologia U.
I computer
La
PARLIAMO di ... I computer sono utilizzati in moltissime situazioni. Per poter funzionare devono ricevere le istruzioni in un linguaggio specifico (codice) e seguendo un ordine preciso. Computer Il computer è una tra le macchine più moderne che utilizziamo per migliorare la e la vita nostra vita. In moltissime case c’è almeno un PC (personal computer), in tutti gli ufquotidiana fici molti lavori sono affidati a queste “macchine intelligenti”. Mini computer sono presenti anche nelle automobili, negli elettrodomestici, in tutte quelle macchine che definiamo “elettroniche”. Usiamo quotidianamente i computer, ma forse non sappiamo come funzionano e, soprattutto, non ci siamo mai fermati a pensare a come riusciamo a dialogare con loro, cioè a dare e ricevere informazioni. “Dialogare” I programmatori, cioè le persone che elaborano programmi per i computer, devono con un rivolgersi a questa macchina utilizzando un linguaggio, un codice, che essa può computer capire, così come tu, se vuoi farti comprendere, non puoi parlare in italiano ad una persona che conosce soltanto il giapponese.
307
La
tecnologia
Il computer
La storia del computer PARLIAMO di ... I computer sono diventati sempre più piccoli, più veloci e in grado di elaborare un numero sempre maggiore di informazioni. Una vecchia valvola e un moderno microchip.
I computer esistono da meno di un secolo, ma quanto sono cambiati in così poco tempo! E quanto hanno cambiato la vita di tutti. I primi computer erano enormi; funzionavano con migliaia e migliaia di valvole, che ben presto vennero sostituite dai transistor e in seguito dai microchip. In futuro avremo i nanochip, processori sempre più microscopici: minuscoli “cervelli” in grado di ricevere, elaborare e trasmettere informazioni in numero sempre maggiore e a velocità sempre minore.
Il computer nel tempo 1944 Entra in funzione Mark 1, uno dei primissimi calcolatori meccanici. Era capace di sommare due numeri di 23 cifre in meno di mezzo secondo. Purtroppo aveva un piccolo difetto: pesava circa 5 Mg e occupava un’intera stanza.
1947 Gli scienziati dei Laboratori Bell inventano i transistor. In questo modo i circuiti elettronici diventarono ancora più veloci, e, soprattutto più piccoli. Si era aperta la strada verso il personal computer, cioè il computer “personale” che poteva essere posseduto da tutti. 1970 Vengono prodotti i primi computer “da casa” che possono trovare posto su una scrivania.
1900 d.C.
1910 d.C.
1920 d.C.
1930 d.C.
1940 d.C.
1946 Eniac è considerato il primo vero computer: a differenza dei suoi “genitori e nonni” non aveva parti meccaniche in movimento, ma solo circuiti elettronici. Quando venne presentato al pubblico gli fu chiesto il risultato del numero 97 367 elevato alla potenza 5 000. Eniac calcolò il risultato in meno di un secondo.
308
1950 d.C.
1960 d.C.
1970 d.C.
1980 d.C.
1990 d.C.
1969 Il Programma spaziale Apollo, che portò l’uomo sulla Luna nel 1969, si fonda sull’AGC (Apollo Guidance Computer). Era il computer di bordo che permetteva alle navicelle spaziali di effettuare tutte le complicate manovre di partenza, viaggio, allunaggio.
2000 d.C.
7
Il computer e le comunicazioni
tecnologia A.
La
U.
Il computer
PARLIAMO di ... Le nuove tecnologie hanno permesso di potenziare e rendere molto più semplici le comunicazioni. I nuovi strumenti tecnologici hanno migliorato moltissimo le comunicazioni: le hanno rese più veloci, ma soprattutto hanno reso possibile collegamenti che fino a pochi decenni fa sembravano impossibili. Oggi si può comunicare attraverso gli smartphone con persone che si trovano lontane da noi migliaia e migliaia di chilometri, anche nelle più remote parti del mondo; in pochi secondi è possibile scattare foto e spedirle ai nostri amici; con poche mosse del mouse riusciamo ad avere notizie su qualsiasi argomento… Internet
Ogni giorno o quasi ci colleghiamo a Internet, ma… che cos’è Internet? Non è facile spiegarlo e anche gli esperti non sanno quale sia la definizione più appropriata. La più utilizzata è quella che definisce Internet come una rete mondiale di computer in comunicazione tra di loro. WEB Anche la parola WEB (World Wide Web, abbreviato www , si traduce con “rete di grandezza mondiale”) entra spesso nel nostro linguaggio. Molti sono convinti che Internet e Web siano sinonimi, ma non è così. Il WEB è solo uno dei tanti servizi forniti da Internet: il WEB è costituito da miliardi e miliardi di documenti a cui gli utenti possono avere accesso. Le informazioni sono fornite sotto forma di immagini, filmati, testi, musica, programmi…
2007 Viene messo in commercio il primo iPhone che ha tecnologia touchscreen. 1980 Il primo sito WEB
1970 d.C.
1980 d.C.
1983 Nasce il primo telefono cellulare
1998 Nasce Google
1990 d.C.
2004 Nasce Facebook
2000 d.C.
2020 d.C.
2002 Nasce il primo Blackberry, un telefonino che permette di leggere le proprie mail in qualsiasi momento.
309
T ecnologia ARTE Le macchine di Munari Ci sono anche macchine, frutto di una fantasia geniale, che forse non servono a nulla… o forse sì! Bruno Munari ne ha inventate alcune. Decidete voi se possono servire oppure no!
Macchina per rinfrescare l'ambiente
La lente concentra i raggi del Sole e scotta la rana Romilda che salta nel colapasta. Il colapasta scende nella vasca e intanto tira una corda che fa girare una ruota. La cordicella è collegata a una bottiglia di grappa che si solleva e fa scendere il liquore nell’acquario. La trota beve, si ubriaca e si agita. Così mette in moto un fiore che è attaccato alla sua coda. Le farfalle vedono il fiore che si muove e cercano di posarsi su di esso. Così muovono le ali e rinfrescano l’ambiente. P.S. Non temete: la rana Romilda si rinfresca nella vasca e si diverte; la trota preferisce stare qui piuttosto che essere pescata da un pescatore affamato; le farfalle, se non vogliono rimanere nella macchina, possono andare anche a volare nei prati.
Macchina per annusare i fiori finti
Uno spazzacamino suona la sua tromba, nascosto nel camino. Le rondini accorrono e si posano sul filo. Il filo fa scattare una molla ed apre la scatola. L’orologiaio Toni vede nella scatola i suoi preziosi orologi immersi in una zuppa, sviene e cade su una vecchia camera d’aria. Il getto d’aria mette in moto un disco, che grazie ad altri ingranaggi mette in moto una ruota con tante penne. Il vento porta al vostro naso il profumo che, prima, avrete versato sui fiori finti. © Bruno Munari 1942 Tutti i diritti riservati alla Maurizio Corraini s.r.l.
310
} } Compito di realtà
Gli strumenti tecnologici: amici o nemici? La diffusione di Internet e dei telefoni cellulari ha portato a una grande facilità nelle comunicazioni. Purtroppo, però, questi strumenti vengono anche utilizzati per compiere prepotenze o atti di bullismo. Tutti noi possiamo fare qualcosa perché le nuove tecnologie siano per tutti sempre e solo delle amiche. 1. Rispondete tutti insieme a queste domande. • Avete degli strumenti tecnologici a vostra personale disposizione (smartphone, computer)? Li utilizzate da soli o con la supervisione di un adulto? • Credete che tutti i ragazzi o le ragazze usino gli strumenti tecnologici in modo corretto e consapevole? • Che cos’è per voi il cyberbullismo? • È un problema che riguarda solo i ragazzi e le ragazze più grandi? • Leggete tutti insieme “Il Manifesto della comunicazione non ostile” e provate a spiegare i 10 princìpi che sono elencati. • Secondo voi, questi prìncipi sono utili per evitare il cyberbullismo? • Sono regole da seguire solo quando si usano gli strumenti tecnologici o dovremmo tenerle presente ogni volta che comunichiamo con qualcuno? • Credete che si possa fare qualcosa? 2. Dividetevi in gruppi di 4–5. • Realizzate un vostro manifesto che inviti a utilizzare i mezzi tecnologici in modo corretto, cioè sfruttandone tutte le potenzialità, ma senza danni per nessuno. • Inventate uno slogan che possa sintetizzare le vostre idee. • Infine illustrate agli altri gruppi il vostro lavoro.
311
La tecnologia
} } Sintesi
La tecnologia accompagna il progresso della civiltà: i primi oggetti tecnologici furono gli utensili fabbricati dall’uomo primitivo. La tecnologia ha segnato i cambiamenti e i progressi umani in molti campi. Le macchine semplici Le macchine semplici sono strumenti che permettono di fare meno fatica. Sono mosse dalla forza muscolare. Il piano inclinato, il cuneo, la carucola, le leve sono macchine semplici. Il motore a vapore I motori sono macchine che producono movimento. Nel 1 700 fu inventato il motore a vapore: utilizzava la forza del vapore per muovere ingranaggi anche molto grandi. Il vapore veniva prodotto scaldando l’acqua con combustibili fossili (carbone, legno…). L’invenzione del motore a vapore ha permesso la costruzione di automobili, treni, aerei… I computer I computer sono macchine che utilizzano forme di tecnologia avanzata: sono applicati in svariati campi. I computer ricevono le istruzioni attraverso un linguaggio specifico, il codice: sono in grado di elaborare un numero elevatissimo maggiore di informazioni in pochissimo tempo.
Le comunicazioni La tecnologia ha potenziato e migliorato la comunicazione. I computer possono collegarsi tra loro, mettendo in comune le informazioni, attraverso Internet.
312
Per consolidare le conoscenze
QUADERNO OPERATIVO IL CORPO: UNA “MACCHINA” MERAVIGLIOSA
VIAGGIO NELL’UNIVERSO
LA PAROLA A UNO SCRITTORE 2
38
LA PAROLA A UNO SCRITTORE
L’uomo che non riusciva a crescere
Le stelle cadenti
3
Cellule, tessuti, apparati
39
Il Big Bang
4
L’olfatto e il gusto
40
I corpi celesti
5
La vista e l’udito
6
Il tatto
42
Il Sistema Solare
7
Il sistema nervoso: la funzione e le parti
44
La Terra
8
Il sistema nervoso: gli organi
45
I movimenti della Terra
9
I nervi
10
MAPPE ATTIVE
Il sistema nervoso
12
Il sistema scheletrico
14
Il sistema muscolare
15
SPERIMENTARE per capire Costruire un modellino di muscoli antagonisti
16
MAPPE ATTIVE
Il sistema scheletrico e… … il sistema muscolare
18 20
L’apparato respiratorio MAPPE ATTIVE
L’apparato respiratorio
Per valutare le competenze
46
MAPPE ATTIVE
48
VERIFICARE LE COMPETENZE
La Terra
L’ENERGIA 50
LA PAROLA A UNO SCRITTORE
Che cos’è l’energia?
51 L’energia 52
Forme di energia
53
Le trasformazioni dell’energia
22
L’apparato digerente
54
Le fonti di energia
23
Il viaggio del cibo
56
Fonti rinnovabili: pro e contro
24
Le sostanze nutritive
25
Educazione civica Gli alimenti
26
MAPPE ATTIVE
L’apparato digerente
28
L’apparato cardio-circolatorio
29
La circolazione sanguigna
30
MAPPE ATTIVE
L’apparato cardio-circolatorio
32
I gruppi sanguigni
33
L’apparato escretore
34
L’apparato riproduttore
58 L’elettricità 60
MAPPE ATTIVE
L’energia
61
MAPPE ATTIVE
L’elettricità
62 64 66
La luce MAPPE ATTIVE
La luce
Il suono
67
SPERIMENTARE per capire Le onde sonore
68
MAPPE ATTIVE
VERIFICARE LE COMPETENZE
35
SPERIMENTARE per capire Costruire l’elica del DNA
70
36
VERIFICARE LE COMPETENZE
72
Il suono
Osservare, dedurre, ipotizzare
La parola a uno scritto re
Che cosa ci fa un racconto in un libro di scienze?
Gli argomenti delle diverse discipline possono diventare narrazioni: un atomo, un celenterato, un globulo rosso del sangue possono raccontarci avventure e farci scoprire mondi reali che sono dentro e fuori di noi. Per mezzo della narrazione scopriamo così che si può apprendere in tanti modi.
IL CORPO:
una “macchina” meravigliosa L’uomo che non riusciva a crescere Una volta, presso una palude, viveva un uomo alto appena appena due spanne, e aspettava sempre di crescere, ma non cresceva mai. Quando fu stanco di aspettare, decise di domandare consiglio alle creature più grandi di lui e andò dal cavallo. – Compare cavallo – gli disse, – come devo fare per diventare grande e grosso come te? – È facile. Devi mangiare molta biada e molta avena, e scorrazzare tutto il giorno. Vedrai che in meno di una settimana crescerai quanto me. L’ometto alto due spanne tornò a casa, e per un mese osservò la dieta che gli aveva dato il cavallo. Ma crescere, non cresceva. Tutta quella biada gli pesava sullo stomaco e le gambe gli dolevano dal gran correre. Egli allora pensò di chiedere consiglio a qualcun altro, e andò dal bue. – Compare – gli disse, – come devo fare per diventare grande e grosso come te? – È facile. Devi mangiare molto fieno e molta erba, e tutto il giorno restare sdraiato su un fianco a ruminare. Vedrai che in meno di una settimana crescerai quanto me. L’ometto alto due spanne tornò a casa, e per un mese osservò la dieta del bue. Ma crescere, non cresceva. Tutta quell’erba gli pesava sullo stomaco e a forza di stare sempre sdraiato aveva un fianco indolenzito. Egli allora pensò di chiedere consiglio a qualcun altro e andò dal saggio barbagianni. – Compare, tu che sei tanto saggio, mi sai dire che cosa devo fare per diventare più alto? – Aspetta, perché hai bisogno di diventare più alto? – Per vedere più da lontano. – Se vuoi vedere più da lontano, arrampicati su un albero. O forse non sei capace di arrampicarti? – Sì che sono capace. Però non mi era mai venuto in mente. Il barbagianni socchiuse gli occhi e disse: – Vedi, l’uomo non ha bisogno di avere un gran corpo, ma un buon cervello. Chi ha intelletto è sempre grande e grosso abbastanza. Gianni Rodari (a cura di), Inverno, Editori Riuniti
2
Nostro corpo
Il
Cellule, tessuti, apparati 1
Completa. La …………………………………. è l’unità base che forma qualsiasi organismo vivente. Le cellule si organizzano in .............................................., che a loro volta formano gli ............................................ I sistemi sono insiemi di organi formati dallo stesso ................................................., destinati a svolgere una o più funzioni vitali precise. Gli …………………………………. funzionano come i sistemi, ma sono un insieme di …………………………………. formati da tessuti differenti.
2
Osserva le immagini e scrivi al posto giusto: cellula • apparato • tessuto • organo
..............................................
3
..............................................
..............................................
Collega ciascun tipo di cellula alla descrizione corrispondente.
Cellule epiteliali Cellule nervose Cellule muscolari Cellule ossee 4
..............................................
Hanno un corpo centrale e lunghi filamenti che trasportano le informazioni. Sono tondeggianti e collegate tra loro per essere più resistenti. Sono piatte e unite in modo molto stretto. Sono lunghe e possono contrarsi.
Completa la tabella scrivendo il nome del tessuto.
tessuto
Forma cuore, intestino, muscoli.
...........................................................................................
Riveste e protegge gli organi interni e l’intero corpo.
...........................................................................................
Costituisce la maggior parte del nostro corpo. Forma il sangue, le ossa, il grasso.
...........................................................................................
Compone nervi e cervello.
...........................................................................................
3
Nostro corpo
Il
1
2
L’olfatto e il gusto
Per ciascuna affermazione, indica V (vero) oppure F (falso). • I recettori sono piccole cellule nervose.
V
F
• Gli organi di senso umani sono più specializzati di quelli degli animali.
V
F
• I recettori sono cellule muscolari. V
F
• I recettori sono presenti in tutti gli organi di senso.
V
F
• Anche nel naso vi sono dei recettori.
V
F
Completa i cartellini con i termini giusti.
.............................................
.............................................
.............................................
.............................................
.............................................
SPERIMENTARE per capire Il gusto L avorate a coppie. Vi occorreranno pezzetti di mela e di pera e caramelle gommose di gusti differenti. Uno di voi sarà bendato ed effettuerà l’esperimento, l’altro lo aiuterà. Il bambino bendato, tenendo il naso ben tappato, dovrà assaggiare prima pezzetti di mela o pera e individuare il frutto, poi le caramelle per individuarne il gusto. Ripeterà poi lo stesso esperimento rimanendo bendato, ma con il naso libero. Poi invertite le parti.
Che cosa accade? Quando il naso è tappato è molto più difficile individuare i sapori.
La scienza dice che… Anche se i recettori del gusto sono posizionati sulla lingua, l’olfatto aiuta a identificare meglio i sapori. Quando hai il raffreddore e il naso è “tappato” non solo non percepisci bene gli odori, ma neppure i sapori.
4
La vista e l’udito 1
Il
Nostro corpo
Completa i cartellini con i termini giusti. .............................................
.............................................
.............................................
.............................................
.............................................
2
Per ciascuna funzione, scrivi la parte dell’occhio interessata. • Fa entrare la luce: ………………………………………………….... • Si dilata per far entrare una maggiore quantità di luce: ………………………………………………….... • Funziona come una lente che indirizza i raggi di luce sulla retina: ………………………………………………….... • Percepisce l’immagine e la trasmette al cervello: …………………………………………………....
3
Completa i cartellini con i termini giusti. .............................................
.............................................
.............................................
.............................................
.............................................
............................................. .............................................
Interrogazione scritta
Rispondi in modo sintetico. • Da che cosa sono protetti gli occhi? …………..................................................................................…...................................................... • In quale parte dell’occhio si formano le immagini? ….......................................................…..................................................... • Le orecchie servono solo per sentire? …................................................................................................................................................... • Quale parte dell’orecchio viene colpita dalle onde sonore? …........................................................................................ • Qual è la funzione dei padiglioni auricolari? …..................................................................................................................................
5
Nostro corpo
Il
1
Il tatto
Colora le frasi che indicano le funzioni della pelle.
Regola il calore corporeo.
Percepisce il dolore.
Immagazzina il grasso in eccesso.
2
Protegge dalle infezioni.
Percepisce le sensazioni tattili.
Completa indicando con una x. • La pelle ricopre:
s olo le parti del corpo in cui non ci sono peli. l’intero corpo. • I recettori del tatto sono:
istribuiti in tutta la pelle in maniera d uniforme. presenti in tutta la pelle, non in modo uniforme. presenti solo nelle parti più sensibili, quali mani, viso, piedi.
• L’epidermide è:
l a parte più superficiale della pelle. la parte più profonda della pelle. la parte più sensibile della pelle. • I pori sono:
n particolare tipo di recettori. u forellini della pelle. cellule morte.
SPERIMENTARE per capire Il tatto Lavorate a coppie. Vi serviranno due matite appuntite. Uno di voi sarà bendato e l’altro, con delicatezza, lo pungerà in varie parti (i polpastrelli, le guance, la fronte, il ginocchio) talvolta usando due matite tenute vicine, talvolta una sola. State attenti a non farvi male! Chiedete al compagno bendato se ha sentito una o due punte. Annotate le risposte e controllate se ha indovinato oppure no. Ripetete l’esperimento invertendo i ruoli.
Che cosa accade? In alcuni punti del corpo (polpastrelli, guance) è più facile capire quante matite sono state utilizzate.
La scienza dice che… I recettori del tatto non sono distribuiti in modo uniforme e alcune parti sono più sensibili di altre.
6
Il
Nostro corpo
Il sistema nervoso: la funzione e le parti Collega ciascuna parte del sistema nervoso alla descrizione corrispondente.
1
Sistema nervoso centrale
Regola e controlla la funzione di alcuni organi interni.
Sistema nervoso periferico
Percepisce gli stimoli, li trasmette al cervello e porta “gli ordini” alle varie parti del corpo.
Sistema nervoso autonomo
Riceve le informazioni portate dai nervi, le elabora e organizza le risposte.
Per ciascun nome, scrivi se indica una parte del sistema nervoso centrale, periferico o autonomo.
2
• Encefalo: ....................................................................................... • Nervi: ................................................................................................
3
Gangli: ................................................................................................. • Midollo spinale: ........................................................................ •
Rispondi. • Come si chiamano le cellule che formano il sistema nervoso? ........................................................................... • In che cosa il cervello umano attuale è diverso da quello del suo antenato, l’Homo habilis? ................................................................................................................................................................................................................................... • Con quale altro nome viene chiamato il sistema periferico autonomo? .................................................
4
Completa. Tutte le informazioni verso e dal cervello sono trasmesse dai ............................................................................... .
5
Ordina le frasi che descrivono il percorso delle informazioni e dei comandi principali che il cervello riceve e trasmette per svolgere l’azione di prendere una fetta di torta. Usa i numeri.
I l cervello elabora le sensazioni giunte da organi di senso diversi. Decide di prendere il dolce: perciò calcola la distanza tra il braccio e la torta e trasmette ai muscoli l’ordine di muoversi in una determinata direzione e con una determinata forza. I muscoli del braccio si muovono e, con l’aiuto delle ossa che permettono il movimento della mano, prendono il dolce. li organi di senso (vista e olfatto) percepiscono forma, colore, odore del dolce G e trasmettono le sensazioni al cervello. li organi di senso e i muscoli trasmettono al cervello le informazioni che la torta G è stata presa. I muscoli ricevono l’ordine di prendere il dolce. Il cervello trasmette ai muscoli l’ordine di portare la torta alla bocca.
7
Nostro corpo
Il
Il sistema nervoso: gli organi
1
Completa i cartellini con i nomi degli organi del sistema nervoso.
2
Completa.
.............................................
• L’……………………… è formato da cervello, ……………………………
3
.............................................
e ……………………………... È avvolto da tre membrane: le …………………………. È la sede ............................................. di tutte le nostre facoltà intellettive e il centro dell’attività nervosa. • Il cervello è una parte dell’encefalo. La parte esterna, la corteccia ………………………., è di colore …………………………..; la parte più interna è di colore …………………….......…... È diviso in due emisferi. • Il ……………………… è una parte dell’encefalo. Coordina i movimenti e mantiene il corpo in equilibrio. • Il ……………………………………… collega il cervelletto ............................................. al midollo ……………………….. Il …………………………… si trova all’interno della colonna ……………………….. Riceve le informazioni dai nervi e fa da collegamento tra questi e il cervello. • I …………………….. trasmettono al ………………………. spinale e al ……………………… le sensazioni e portano i comandi del cervello a tutto il corpo. Leggi con attenzione e cancella l’alternativa sbagliata. Poi completa i cartellini con le quattro parole che hai individuato.
I neuroni / protoni sono le cellule specializzate del sistema nervoso. Come ciascuna cellula, hanno una parte centrale: il nucleo / cervello. Ciascuna cellula nervosa ha anche dei prolungamenti lunghi, gli assoni / i neuroni e altri filamenti ramificati, i neuriti / dendriti. Questi prolungamenti servono per collegare tra di loro le cellule nervose e trasportare le informazioni. .............................................
.............................................
.............................................
8
.............................................
Il
I nervi 1
2
3
Nostro corpo
Completa. I nervi si suddividono in sensori e …………………………..…………... I nervi ……………………………… captano le sensazioni e le portano al cervello. I nervi ……………………………… portano agli organi i comandi impartiti dal cervello. Completa indicando con una X. • Un nervo è: un insieme di cellule nervose. un insieme di cellule muscolari. una sola cellula nervosa molto lunga.
• I nervi sono collegati:
solo al midollo spinale. solo al cervello. al midollo spinale e alcuni direttamente all’encefalo.
Osserva come si attiva l’arco riflesso e scrivi al posto giusto: nervi sensori • nervi motori • midollo spinale
.............................................
.............................................
.............................................
SPERIMENTARE per capire Chi ha i riflessi più pronti? Fate questo esperimento lavorando in gruppi.
Ciò di cui hai bisogno Un tubo di plastica o di cartone (o un bastoncino) lungo circa 50 cm.
Le fasi di lavoro • Uno di voi manterrà il tubo verticale tenendolo per l’estremità superiore; un altro metterà le sue dita vicino all’estremità inferiore, senza però toccarlo. • Senza avvertire, il compagno che tiene il tubo, quando vorrà, lo lascerà andare e l’altro dovrà stringere le dita per afferrarlo. •S egnate con colori diversi il punto in cui avete afferrato il tubo. Chi è riuscito ad afferrarlo più in basso ha i riflessi più pronti.
9
M appe Attive Il sistema nervoso Completa la mappa e utilizzala per ripetere le tue conoscenze.
Il sistema nervoso ha il compito di raccogliere gli stimoli esterni
vista
percepiti
......................................................
dai 5 sensi attraverso i (recettori)
che sono
......................................................
*1 .............................................
......................................................
......................................................
coordinare i movimenti dei *2 ................................................................................ e degli *3 ..................................................................... imparare, provare emozioni, entrare in rapporto con *4 ............................................................................. regolare la crescita *1 Come
si chiamano le cellule nervose, presenti in tutti gli organi di senso, il cui compito è captare gli stimoli esterni? *2 Come si chiamano gli organi che ci fanno muovere? *3 Che cosa sono cuore, polmone, stomaco‌? *4 Vivi da solo/a o sei sempre in contatto con qualcuno?
10
M appe Attive si suddivide in sistema nervoso .................................., formato da encefalo (cervello, ........................................................, midollo allungato) e midollo
compito
ricevere *5 ..................................... e dare *6 ...........................................
.........................................................................
sistema nervoso ,
compito
........................................................
formato dai nervi
mettere in comunicazione il sistema ..................................... con *7 ................................................... ......................................................................
sistema nervoso
compito
............................................................
(neurovegetativo), formato da .................................................. e dai nervi spinali
controllare le azioni *8 ................................................................
ciascuna parte ha funzioni specifiche, ma sono sempre in *9 ................................................................... tra di loro *5 Ricorda la funzione dei cinque sensi. *6 PerchÊ il sistema nervoso è spesso definito
la centrale di comando
del corpo? nervi raccolgono le informazioni, ma a chi devono portarle? A chi portano gli ordini del cervello? *8 Come sono chiamate le azioni che non riusciamo a controllare volontariamente, per esempio il battito del cuore? *9 Ăˆ possibile che qualche parte del corpo umano sia autonoma dalle altre? *7 I
11
Nostro corpo
Il
1
Il sistema scheletrico
Le seguenti frasi indicano funzioni svolte dal sistema scheletrico, tranne una. Quale? Indica con una X.
Sostiene il corpo. Permette il movimento. Protegge alcuni organi delicati. 2
Immagazzina il calcio. Produce il calcio. Produce cellule del sangue.
Completa i cartellini con i nomi delle ossa o dei gruppi di ossa. .............................................
.............................................
.............................................
clavicola omero
.............................................
radio .............................................
ulna .............................................
perone tibia
3
12
Completa la tabella scrivendo i nomi delle ossa che puoi ricavare dall’esercizio precedente. testa
tronco
arti
............................................................................
............................................................................
............................................................................
............................................................................
............................................................................
............................................................................
............................................................................
............................................................................
............................................................................
............................................................................
............................................................................
............................................................................
...........................................................................
............................................................................
............................................................................
............................................................................
............................................................................
............................................................................
Il 4
Nostro corpo
Scrivi se si tratta di articolazione: fissa, semimobile, mobile. Poi collega ciascun disegno alla spiegazione corrispondente: usa i numeri.
1 ..............................................
2 ..............................................
Permettono alle ossa movimenti molto ampi.
Saldano tra di loro le ossa.
Consentono solo movimenti poco ampi. 5
3 ..............................................
Per ciascuna affermazione, indica V (vero) oppure F (falso). • La parola “legamenti” e la parola “articolazioni” indicano la stessa parte del corpo. V
F
• All’interno delle ossa vi è il midollo osseo.
V
F
V
F
• Il midollo osseo è duro, resistente, compatto.
V
F
• Le ossa sono protette alle estremità da cartilagini.
V
F
• Le ossa si decompongono facilmente.
V
F
• Le vertebre sono alternate a dischi di cartilagine.
6
7
Completa indicando con una X. • Le ossa sono formate da: vitamina A e vitamina D. globuli rossi e calcio. calcio e osseina.
• Il calcio serve per rendere le ossa:
elastiche e resistenti. robuste e resistenti. dure e articolate.
Scrivi al posto giusto: sport • calcio • corretta • aperto • vitamina D
Ecco alcune semplici regole per mantenere in buona salute il sistema scheletrico. Nell’alimentazione non devono mancare alimenti ricchi di …………………….…….. Quando sei seduto/a mantieni una posizione …………………….…….. Stai spesso all’…………………….…….. Il sole favorisce la formazione della …………….……………., che rinforza le ossa. Pratica uno …………….……………. con regolarità.
13
Nostro corpo
Il
1
Il sistema muscolare
Per ciascuna affermazione, colora la definizione corretta. • Sono muscoli che lavorano in coppia: quando uno si contrae, l’altro si distende.
muscoli volontari
muscoli antagonisti
• Si muovono comandati dalla nostra volontà. Sono formati da fibre muscolari rosse
e striate. Sono in grado di estendersi e contrarsi rapidamente. muscoli involontari
muscoli volontari
• Si muovono indipendentemente dalla nostra volontà cosciente. Si contraggono e si distendono
anche durante il sonno. Generalmente sono formati da fibre muscolari corte e biancastre. muscoli involontari
2
Risolvi il cruciverba. Nella colonna evidenziata apparirà il nome del più importante muscolo del corpo umano. 1. Il muscolo che si contrae quando
si gioca a “braccio di ferro”. 2. Il muscolo più grande. 3. Lo sono i muscoli delle dita. 4. L’antagonista del bicipite. 5. Le fibre elastiche e resistenti che collegano i muscoli alle ossa.
3
muscoli volontari
1 2 3 4 5
Per ciascun organo, scrivi S se è formato da tessuto muscolare striato, L se è formato da tessuto muscolare liscio. Poi rispondi.
• Il tessuto muscolare che forma il cuore ha un nome particolare. Quale? ………………………………………………………………………………………………………………………………………
14
SPERIMENTARE per capire Costruire un modellino di muscoli antagonisti Ciò di cui hai bisogno Due striscioline di cartone, due elastici, un fermacampioni.
Le fasi di lavoro • Collega le due striscioline unendole con un fermacampioni: rappresentano le ossa del braccio e dell’avambraccio. • Fissa due elastici alle due strisce, così come vedi nella prima immagine: rappresentano due muscoli antagonisti, il bicipite e il tricipite. • Ora muovi le strisce di cartoncino. Puoi notare che, quando un elastico si allunga, l’altro si accorcia, proprio come accade ai muscoli antagonisti.
nterrogazione scritta
Interrogazione scritta
Rispondi in modo sintetico. • Perché il sistema muscolare e quello scheletrico sono strettamente collegati? ......................................... .......................................................................................................................................................................................................................................................................
• Che cosa collega i muscoli alle ossa? ............................................................................................................................................................ • Che cosa sono i muscoli scheletrici? ............................................................................................................................................................... • Da dove i muscoli ricavano l’energia per funzionare? ................................................................................................................ .......................................................................................................................................................................................................................................................................
• Elenca il nome di alcuni muscoli: ........................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................................................................................
15
M appe Attive Il sistema scheletrico e... Completa la mappa e utilizzala per ripetere le tue conoscenze.
IL SISTEMA SCHELETRICO ha il compito di
IL MOVIMENTO
sostenere il corpo
circa 200
proteggere gli organi interni
strato ...................................: spugnoso in cui si trova il .................................
possono essere
composte da
collegate dalle articolazioni
suddiviso in testa: *2 ..........................
lunghe: ossa delle
..................................................
*1 ...............................
..................................................
corte: ossa delle
tronco: *2 ..................... ...................................................
*1 ...............................
..................................................
piatte: ossa delle
arti: *2 ............................. ...................................................
*1 .............................
...................................................
fisse: quelle del
semimobili: quelle del
mobili: quelle del
*3 ................................................
*3 ................................................
*3 ................................................
*1 In quale parte del corpo ci sono ossa lunghe, corte, piatte? *2 Per ciascuna parte, scrivi il nome di alcune ossa. *3 In quali parti del corpo ci sono articolazioni fisse, semimobili,
16
lo scheletro
formano
....................................
strato ..................................: duro e resistente
è permesso da
è formato da
mobili?
M appe Attive ... il sistema muscolare IL SISTEMA MUSCOLARE ha il compito di
è formato da circa 650
.......................................
sostenere il corpo attivare gli organi interni
se lavorano a coppie sono muscoli
costituiti da
*1 ...............................................................
è strettamente connesso con il sistema scheletrico perché le ossa “sostengono” i muscoli
i due sistemi insieme
tessuto muscolare
striato: forma i muscoli volontari (muscoli *2 .....................................................................)
i muscoli scheletrici muovono le ossa
formano l’apparato locomotore
liscio: forma i muscoli involontari (i muscoli di *3 .............................................................)
i muscoli sono collegati alle ossa attraverso i *4 ..................................................
modellano il corpo umano dandogli una particolare forma
cardiaco: è un tessuto striato, ma forma un organo involontario, il ...................................................................
*1 Come si chiamano i muscoli che lavorano a coppie, uno “contro” l’altro? *2 I muscoli volontari sono quelli che sono collegati allo scheletro, perciò si chiamano… *3 I muscoli involontari sono quelli che fanno muovere alcuni organi interni: quali? *4 Come si chiamano i “cordoni” che legano le ossa ai muscoli?
17
Nostro corpo
Il
L’apparato respiratorio
1
Completa i cartellini con i nomi degli organi dell’apparato respiratorio. .............................................
.............................................
............................................. ............................................. .............................................
.............................................
.............................................
.............................................
.............................................
.............................................
Completa per comprendere la funzione della respirazione. Scrivi al posto giusto: polmoni • sangue • alveoli polmonari • espulsa • energia • anidride carbonica • digerente 2
L’ossigeno presente nell’aria passa dai polmoni al ……………...…….. attraverso gli …………..…..……... L’ossigeno viene trasportato dal sangue in tutte le parti del corpo e permette la trasformazione in …………………………….…. delle sostanze nutritive assimiliate dall’apparato ……………………………….….. Durante questa trasformazione si produce ……………………………..…….. Il sangue raccoglie l’anidride carbonica e la porta ai ………………………….…., dove verrà ………………………….…... Ricostruisci il viaggio che l’ossigeno compie in ingresso nel corpo, scrivendo in ordine i nomi degli organi. trachea • sangue • bronchioli • narici • laringe • faringe • alveoli polmonari • bronchi 1.......................................................................................... 5..................................................................................................... 2.......................................................................................... 6..................................................................................................... 3.......................................................................................... 7..................................................................................................... 4.......................................................................................... 8..................................................................................................... 3
18
Il 4
Completa scrivendo espirazione o inspirazione. Poi, con l’aiuto delle didascalie, descrivi le fasi della respirazione.
polmone dilatato
polmone contratto
diaframma abbassato
diaframma sollevato
.............................................
5
Nostro corpo
.............................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
Completa. • Durante l’inspirazione il diaframma si abbassa perché ....................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................................................................................................................... . • Durante l’espirazione i polmoni si contraggono perché ................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................................................................................................................................
.
• Per sopravvivere abbiamo bisogno di ossigeno perché .................................................................................................................... ..............................................................................................................................................................................................................................................................................
.
• Dobbiamo eliminare l’anidride carbonica prodotta perché .......................................................................................................... .............................................................................................................................................................................................................................................................................
.
Interrogazione scritta
Rispondi in modo sintetico. • Qual è la funzione dell’apparato respiratorio? ...................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................................................................................................
• Dove sono contenuti i polmoni? ............................................................................................................................................................................ • Perché i polmoni sono protetti? .............................................................................................................................................................................. • In quale parte dei polmoni avviene lo scambio di gas? ............................................................................................................. • Da che cosa sono avvolti gli alveoli polmonari? ..................................................................................................................................
19
M appe Attive L’apparato respiratorio Completa la mappa e utilizzala per ripetere le tue conoscenze.
l’apparato respiratorio ha il compito di
introdurre
............................................................................
permette la produzione di energia
• fase di inspirazione • il diaframma si *1 e i polmoni si allargano
....................................................................................
espellere
.....................................................................................
sostanza *2 per l’organismo
...............................................................................
• fase di • il diaframma si rilassa e i polmoni si ....................................................................................
....................................................................................
*1 Il
diaframma è un muscolo che permette la dilatazione e la contrazione dei polmoni. Quali movimenti compie? *2 L’anidride carbonica viene prodotta quando nel corpo umano le sostanze nutritive vengono trasformate in energia. È una sostanza utile o dannosa al corpo umano?
20
M appe Attive è formato da
organi
hanno
funzione specifica
naso
introduce ed espelle l’aria
• g ola • f aringe • l aringe
portano l’aria verso la
trachea: si divide in due .........................................................................................................
bronchi: si ramificano nei
....................................................................................................................
canali che conducono l’aria verso i brochi
su di essi si trovano gli
.................................................................................................................
......................................................................................
• s ono avvolti da una fitta rete di *3 • in essi avviene ...............................................
alveoli polmonari
...................................................................................................
• il sangue preleva *4 ......................................................................................................
tutti gli alveoli polmonari formano i
.................................................................................................
..........................................................................................................
e rilascia
*5 .....................................................
, che sarà espulsa attraverso l’espirazione
..................................................................
*3
ome si chiamano i “tubicini” sottilissimi in cui scorre il sangue? C Che cosa dall’aria passa nel sangue? *5 Che cosa passa dal sangue agli alveoli e poi viene espulsa? *4
21
Nostro corpo
Il
1
L’apparato digerente
Completa i cartellini con i nomi dei principali organi dell’apparato digerente.
.............................................................................
............................................. .............................................
.............................................
.............................................
.............................................
.............................................
............................................................................. .............................................................................
2
3
4
Segna SÌ se la frase indica una funzione dell’apparato digerente, NO se non la indica. • Trasformare i cibi in sostanze assimilabili. SÌ NO • Produrre sangue. SÌ
NO
• Trasferire le sostanze trasformate nel sangue.
NO
SÌ
NO
• Fare ingrassare.
SÌ
Per ciascuna affermazione, indica V (vero) oppure F (falso). • L’apparato digerente è direttamente collegato all’apparato circolatorio.
V
F
• Nessun organo dell’apparato digerente è formato da tessuto muscolare.
V
F
• La dentatura da latte è formata da 20 denti.
V
F
• Tutti i denti da latte vengono sostituiti.
V
F
• La dentatura permanente è formata da 36 denti.
V
F
Collega ciascun tipo di dente alla funzione e alla forma corrispondenti: usa i numeri. Poi colora la dentatura come indicato. 1. Incisivi
2. Canini
Funzione
Strappano e lacerano.
incisivi canino premolari
3. Premolari e molari
molari
Forma A scalpello.
molari
22
Addentano e tagliano.
Appiattita.
Triturano e macinano.
Appuntita.
premolari canino incisivi
Il viaggio del cibo
Il
Nostro corpo
Traccia la “strada del cibo” collegando nel giusto ordine gli organi che intervengono nella digestione e il nome che assume il cibo nel suo viaggio. Poi rispondi.
1
• Dal “labirinto” sembra che il viaggio del cibo termini con l’espulsione delle feci.
Però la funzione dell’apparato digerente è assimilare le sostanze nutritive. In quale punto dell’intestino ciò accade? .............................................................................................................................................. • Quali organi permettono il passaggio del cibo trasformato nel sangue? ....................................................... Colora in rosso nel disegno il punto preciso nella “strada del cibo”. 2
Completa le fasi principali della digestione del cibo. Nella ……………………………… il cibo viene impastato e triturato, anche grazie all’azione della ………………………………. Il cibo così triturato forma il ……………………………, che viene spinto nella …………………………… e poi nell’ ………………………. Dall’esofago il cibo passa nello ………………………………, dove viene aggredito dai succhi ………………………………. Quando esce dallo stomaco, il cibo è ridotto in una poltiglia chiamata ………………………………. Nella prima parte dell’intestino il cibo viene scomposto dall’azione di due sostanze: la ……………………………… e il ………………………………………………. Ora il cibo è quasi liquido e prende il nome di ………………………………. Può perciò essere assimilato. Questo compito è svolto dai ……………………………………………… che si trovano nell’intestino ………………………………. Ciò che rimane viene espulso sotto forma di ……………………………….
3
Per ciascun organo, scrivi la sostanza che produce e che interviene nella digestione del cibo. • Ghiandole salivari: ......................................................... • Fegato: .......................................................................................... • Stomaco: ................................................................................... • Pancreas: .....................................................................................
23
Nostro corpo
Il
1
Le sostanze nutritive
Collega ciascuna tipologia di alimenti alla funzione corrispondente.
Hanno la funzione di fornire energia al corpo.
Carboidrati (amidi e zuccheri) Grassi
Forniscono sostanze necessarie per costruire nuove cellule.
Vitamine e sali minerali
Hanno funzione regolatrice e proteggono dalle malattie.
Proteine
2
Completa la tabella inserendo al posto giusto il nome di ciascun cibo.
arance
pane
carne
pomodori
pesce
24
miele
uva
burro
fagioli
uova
mela
torta
cavolfiore
latte
lenticchie
olio
pasta
carote
cibi energetici
cibi che costruiscono
cibi che proteggono
...................................................................
...................................................................
...................................................................
...................................................................
...................................................................
...................................................................
...................................................................
...................................................................
...................................................................
...................................................................
...................................................................
...................................................................
...................................................................
...................................................................
...................................................................
...................................................................
...................................................................
...................................................................
Educazione civica
Gli alimenti 1
2
Scrivi al posto giusto: etichette • energia • proteine • corpo umano • calorie • Il cibo è necessario per fornire energia al ........................................................................................................ • La quantità di ............................................. che un cibo fornisce si misura in ............................................. o chilocalorie. • La caloria corrisponde alla quantità di calore che un grammo di cibo riesce a sviluppare nel ............................................................................ • Sulle ........................................ degli alimenti sono indicate le calorie fornite e i principi nutritivi (carboidrati, ........................................, grassi, vitamine, sali minerali). Osserva ciascuna etichetta e rispondi. pasta formaggio QUANTITÀ MEDIA
prosciutto crudo
Dichiarazione nutrizionale
per 100 g
Valori medi
per 100 g
ENERGIA
362 kcal
GRASSI di cui ACIDI GRASSI SATURI
1,5 g 0,3 g
CARBOIDRATI di cui ZUCCHERI
73,1 g 3,6 g
FIBRE
2,9 g
Carboidrati di cui zuccheri
PROTEINE
12,5 g
Proteine
33 g
SALE
0,02 g
Sale
1,5 g
Valore energetico
398 kcal
Grassi di cui acidi saturi
29 g 18 g 0g 0g
Valori nutrizionali medi per 100 g Energia Grassi di cui acidi grassi saturi Carboidrati di cui zuccheri Proteine Sale
256 kcal 16 g 5,4 g 0g 0g 28 g 6g
• Quante chilocalorie forniscono 100 g di pasta? ……………………………… • Quante chilocalorie forniscono 100 g di prosciutto crudo? ……………………………… • Quanti carboidrati sono presenti in 100 g di pasta? ……………………………… • Quanti carboidrati sono presenti in 100 g di formaggio? ……………………………… • Quanti grassi sono presenti in 100 g di prosciutto crudo? ……………………………… • Quante proteine sono presenti in 100 g di formaggio? ……………………………… 3
Le calorie danno energia: dove le utilizziamo? Soprattutto nell’attività fisica (che fa molto bene!). L’Associazione Italiana di Pediatria ha diffuso alcuni consigli. Leggi e rispondi. 1 ora al giorno: computer, videogiochi, TV
1 volta alla settimana: attività all’aria aperta 3-4 volte alla settimana: sport 4-5 volte alla settimana: giochi all’aperto, aiuto nei lavori domestici Ogni giorno: andare a scuola a piedi o in bicicletta, salire le scale a piedi, riordinare i giochi
• Per crescere bene è sufficiente solo
un’alimentazione varia e adeguata? Motiva la tua risposta. ................................................................................................. ................................................................................................. ................................................................................................. ................................................................................................. .................................................................................................
25
M appe Attive L’apparato digerente Completa la mappa e utilizzala per ripetere le tue conoscenze.
L’APPARATO DIGERENTE ha il compito di
tappe della trasformazione del cibo nella bocca il cibo viene
trasformare i cibi in *1
.............................................................
.................................................................................
attraverso l’*3 nello stomaco
che forniranno
materiale per nuove cellule
..................................................
*2 .........................................................................................................
per svolgere qualsiasi lavoro o funzione vitale
...............................................................................
giunge
nell’intestino il cibo viene ancora trasformato da sostanze prodotte da *4 e da *4 ..........................................................
le sostanze nutritive passano dall’intestino al *5
...............................................................
.................................................................
le sostanze di scarto vengono eliminate attraverso le .......................................................................
*1 I
cibi che vengono ingeriti devono essere portati in ciascuna parte del corpo ed essere assimilati dalle cellule. Perciò è importante che vengano trasformati. *2 Se una persona non mangia a sufficienza, si sente stanca perché non ha sufficiente… *3 Come si chiama il tubo che unisce la bocca allo stomaco? *4 Come si chiamano i due organi che producono, rispettivamente, la bile e il succo pancreatico? *5 Se il cibo rimanesse negli organi dell’apparato digerente, non potrebbe essere trasportato in tutto il corpo. Qual è il “veicolo” che trasporta il cibo dappertutto?
26
M appe Attive
è formato da
organi
hanno
funzione specifica
bocca: 1 denti 2 ghiandole salivari 3 lingua
1 sminuzzano il ................................................................................................. 2 producono la ..................................................................................................... 3 impasta il ...................................................................................................................
esofago
trasporta il cibo dalla allo
...................................................................
...............................................................
stomaco
trasforma il cibo in con l’aiuto dei
,
...........................................................................
.........................................................................
fegato
produce la
.......................................................................................................................
pancreas
produce il
..........................................................................................................................
intestino
*6 ..................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................
*7
........................................................................................
assorbono le sostanze nutritive e le trasferiscono nel sangue
*6 L’intestino
è un lungo tubo. In esso il cibo transita solamente o viene ancora trasformato? *7 Nell’intestino tenue vi sono piccole sporgenze ricche di capillari: qual è il loro nome?
27
Nostro corpo
Il
L’apparato cardio -circolatorio
Le seguenti frasi indicano le funzioni dell’apparato cardio-circolatorio, tranne una. Quale? Indica con una X.
1
Raccoglie le sostanze di rifiuto. Trasporta le sostanze di rifiuto. Produce la bile e il succo pancreatico. Trasporta sostanze nutritive.
Trasporta ossigeno. Difende l’organismo dalle malattie. Ripara le piccole ferite.
Completa indicando con una X.
2
• Il cuore è formato da:
• I vasi sanguigni sono:
28
vanno dal cuore verso la periferia del corpo. vanno dalla periferia del corpo verso il cuore. trasportano sempre e solo sangue ricco di anidride carbonica.
• I capillari sono:
33
vanno dal cuore verso la periferia del corpo. vanno dalla periferia del corpo verso il cuore. trasportano sempre e solo sangue ricco di ossigeno.
• Le vene:
cellule che contengono il sangue. i canali in cui scorre il sangue. la parte del corpo che produce il sangue.
• Le arterie:
tessuto nervoso. tessuto sanguigno. tessuto muscolare.
vasi sanguigni molto lunghi. vasi sanguigni molto piccoli. solo i vasi sanguigni che ricoprono gli alveoli.
Risolvi il cruciverba. Nella colonna evidenziata apparirà il nome del movimento del cuore. 1. L’anidride trasportata dal sangue. 2. La parte del cuore in cui il sangue entra. 3. L a parte del cuore in cui scorre sangue da depurare. 4. L’arteria più grande. 5. I vasi sanguigni più piccoli. 6. La parte del cuore da cui il sangue esce. 7. Il gas prelevato dal sangue nei polmoni.
1 2 3 4 5 6 7
Il
Nostro corpo
La circolazione sanguigna
Osserva la circolazione sistemica (grande circolazione) e ordina le fasi in cui essa si articola: usa i numeri.
1
1 I l sangue ricco di ossigeno che proviene dai polmoni entra nell’atrio sinistro. arteria aorta
atrio e ventricolo sinistro
atrio e ventricolo destro
vene
polmone destro arterie
capillari
I l sangue entra nell’aorta, la più grande arteria del corpo polmone sinistro arteria umano. polmonare Il cuore si contrae e spinge il sangue dall’atrio sinistro al ventricolo sinistro. L’aorta si suddivide in arterie più piccole che a loro volta si dividono in capillari per portare il sangue in tutto il corpo. vena parte destra del cuore, passando Il sangue torna nella polmonare per le vene. Attraverso i capillari il sangue cede ossigeno e nutrimento e raccoglie anidride carbonica e sostanze di scarto.
Osserva la circolazione polmonare (piccola circolazione) e ordina le fasi in cui essa si articola: usa i numeri.
2
1 Il sangue carico di anidride carbonica entra nell’atrio
destro del cuore. I l cuore spinge il sangue nell’arteria polmonare, arteria aorta che porterà il sangue ai polmoni.
atrio e ventricolo sinistro
polmone sinistro arteria polmonare
I l cuore si contrae e il sangue dall’atrio destro atriopassa e ventricolo destro al ventricolo destro. I l sangue ossigenato ritorna nella parte sinistra vene del cuore per ricominciare la circolazione sistemica. ei polmoni il sangue cede anidride carbonica N e prende ossigeno. capillari
polmone destro
vena polmonare
arterie
Il sangue è formato dal plasma, nel quale si trovano globuli bianchi, globuli rossi, piastrine. Scrivi la funzione di ciascun tipo di cellule del sangue.
3
• Globuli rossi: ................................................................................................................................................................................................................. .........................................................................................................................................................................................................................................................
• Globuli bianchi: .......................................................................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................................................................................................................
• Piastrine: ............................................................................................................................................................................................................................. .........................................................................................................................................................................................................................................................
29
M appe Attive L’apparato cardio -circolatorio Completa la mappa e utilizzala per ripetere le tue conoscenze.
L’APPARATO CARDIO-CIRCOLATORIO
ha il compito di
.....................................................................
raccogliere ed eliminare anidride
.........................................................
.......................................................................................................
trasportare in tutto il corpo e sostanze
difendere l’organismo da *1
...............................................
e sostanze di rifiuto cuore • è un muscolo • funzione: *3
*2 .............................................................................
................................................................................................
.......................................................................................................................................................
è formato da
vasi sanguigni • canali attraverso cui scorre il - arterie: dal cuore alla periferia - vene: dalla - capillari: vasi molto
...........................................................................
....................................................................................................................
al cuore
...................................................................................................................
sangue • formato da: - plasma - globuli - globuli -
................................................... ...................................................
.......................................................................................
*1 Pensa alla funzione dei globuli bianchi contenuti nel sangue. *2 Volontario o involontario? *3 Il cuore funziona come una potente pompa. Le sue contrazioni
hanno una conseguenza sul sangue. Quale?
30
incessanti
M appe Attive LE DUE CIRCOLAZIONI SANGUIGNE circolazione sistemica
circolazione polmonare
funzione: portare alle cellule ....................................................................................................................................................................
funzione: eliminare anidride carbonica e assumere
e ripulirle dalle
........................................................................................................................................
....................................................................................
percorso: • il sangue esce dal ventricolo sinistro attraverso l’aorta • il sangue va in ciascuna del corpo • poi ritorna al cuore, entrando destro nell’
percorso: • il sangue esce dal ventricolo attraverso l’arteria .........................................
...................................................
• i l sangue va nei • poi ritorna al cuore, entrando nell’ sinistro
..................................................
...................................................
...................................................
...................................................
COLLEGAMENTO TRA APPARATI Gli apparati respiratorio respiratorio, digerente e cardio-circolatorio sono strettamente interconnessi perché… l’ introdotto con la respirazione è indispensabile per ricavare energia dalle sostanze nutritive ricavate attraverso l’apparato
l’anidride carbonica prodotta dalla combustione delle sostanze nutritive è tossica e deve essere eliminata attraverso
l’anidride carbonica deve essere raccolta in tutte le cellule e trasportata fino ai questo è compito dell’apparato
le sostanze nutritive e l’ossigeno devono essere portati in ogni parte del corpo; questo è compito dell’apparato
.........................................................................
.................................................................................................
;
.......................................................................
.................................................................................................
.........................................................................................................
..................................................................................................................................................................
31
Nostro corpo
Il
I gruppi sanguigni
Alcune persone, in seguito a incidenti o gravi malattie, perdono molto sangue e rischierebbero di non sopravvivere: in questi casi si ricorre alla trasfusione di sangue. Il sangue, però, non può essere fabbricato come se fosse una medicina: può solo essere donato da altre persone sane. Il sangue del donatore non solo deve essere privo di qualsiasi malattia, ma deve anche essere adatto alla persona che lo riceve. 31
Leggi con attenzione.
Il sangue non è uguale in tutte le persone. Esistono 4 gruppi sanguigni, cioè 4 tipi differenti di sangue, chiamati A, B, AB, 0 (zero). Il loro nome deriva dalla presenza di particolari sostanze chiamate A e B. Il gruppo AB le possiede entrambe, il gruppo 0 non ne ha. In caso di donazione di sangue occorre fare molta attenzione, perché non è possibile ricevere un sangue che contenga una sostanza che non è presente nel sangue del ricevente. Ad esempio, chi possiede sangue di tipo 0 potrà ricevere solo sangue uguale al suo, cioè di tipo 0, perché le sostanze A o B gli farebbero male; chi possiede sangue di tipo AB, invece, potrà riceverlo da chiunque, perché il suo sangue contiene sia la sostanza A sia la sostanza B. 32
Colora le goccioline di sangue che ti indicano da chi è possibile ricevere sangue. può ricevere sangue da
A
B
AB
0
A B AB 0 33
Colora le goccioline di sangue che ti indicano a chi è possibile donare sangue. può donare sangue a A B AB 0
32
A
B
AB
0
Il
L’apparato escretore 31
Nostro corpo
Colora solo le frasi che indicano le funzioni dell’apparato escretore.
Eliminare le sostanze ingerite per errore.
Eliminare l’acqua in eccesso.
Eliminare alcune sostanze di rifiuto prodotte dal corpo.
Eliminare i cibi in eccesso.
32
Completa i cartellini con i termini giusti.
.
...........................................
.
...........................................
.
...........................................
.
...........................................
33
Leggi con attenzione e cancella l’alternativa sbagliata. I reni sono due organi posti nell’addome / nella gabbia toracica. Funzionano come pompe / filtri che aumentano / purificano in continuazione il sangue. Il sangue giunge ai reni carico di sostanze nutritive / di rifiuto, che vengono trattenute insieme al sangue / all’acqua in eccesso. Acqua e sostanze di rifiuto formano le feci / l’urina. L’urina scende attraverso due tubicini chiamati ureteri / arterie e si raccoglie nell’intestino / nella vescica. Quando questa è piena, si contrae ed espelle l’urina attraverso l’uretra / l’uretere.
34
Per ciascuna affermazione, indica V (vero) oppure F (falso).
• Il sudore aiuta a espellere sostanze nocive.
V
F
• La vescica è un muscolo.
V
F
• Le cellule che formano i reni sono i nefroni.
V
F
• Non bisogna bere tanto perché urinare spesso fa male.
V
F
• Quando si è sudati è bene bere acqua molto fredda per raffreddare i reni. V
F
33
Nostro corpo
Il
L’apparato riproduttore
31
In ciascuna frase cancella l’intruso. • Gli organi dell’apparato riproduttore femminile sono: ovaie, utero, tube, uretere, vagina, vulva. • Gli organi dell’apparato riproduttore maschile sono: testicoli, prostata, vescica, pene.
32
Scrivi al posto giusto: ovaie • spermatozoi • utero • cellule riproduttive • testicoli • ovuli
Perché avvenga la riproduzione nell’essere umano è necessario che si incontrino le ....................................................................................maschili e quelle femminili. L’apparato riproduttivo maschile produce gli ...................................................................................., quello femminile gli .................................................................................... Gli spermatozoi sono prodotti dai .................................................................................................. Gli ovuli sono generati e custoditi nelle .................................................................................... L’ovulo fecondato si sviluppa nell’........................................................................................... materno. 33
Collega ciascun termine alla spiegazione corrispondente. Sottili filamenti contenuti nel nucleo della cellula. DNA Ogni cellula umana ne ha 23 coppie (tranne le cellule riproduttive).
Cromosomi
Geni
Educazione civica
Abbreviazione di acido desossiribonucleico: forma i filamenti dei cromosomi e contiene le informazioni genetiche. È la mappa che permette di identificare in modo preciso ogni persona. Segmenti di DNA che contengono le informazioni relative ai caratteri ereditari.
La pubertà e i cambiamenti La pubertà è il periodo dei cambiamenti del fisico, da 10-11 anni fino a 16-18 anni. A 10-11 anni, la tua età, non si è ancora adulti, ma si fa fatica a considerarsi bambini. È il periodo in cui il corpo comincia a modificarsi e nei prossimi anni cambierà ancora di più. Crescendo, il corpo femminile e quello maschile si differenziano. Queste modificazioni sono dovute agli ormoni, sostanze prodotte da alcune ghiandole che regolano molte attività del corpo, tra cui la crescita. A volte crescere è difficile, i cambiamenti mettono ansia: a questa età è facile “sentirsi brutti”… Pian piano, però, si impara che “crescere è bello!”.
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SPERIMENTARE per capire Costruire l’elica del DNA Il DNA ha una caratteristica forma a doppia elica. Divertiti a costruirla! Prima di iniziare devi sapere che le molecole che formano il DNA sono di 4 tipi e si combinano a due a due in modo complementare. Colora nel modo giusto le 4 combinazioni possibili.
Ciò di cui hai bisogno 2 4 liquirizie morbide ripiene, 12 stuzzicadenti, 24 caramelle gommose di 4 colori differenti (6 per tipo), ago e filo resistente.
Le fasi di lavoro • Dividi le liquirizie in 2 gruppi da 12. Con ciascun gruppo forma una catena, facendo passare il filo attraverso le liquirizie. Fai un nodo all’inizio e alla fine del filo affinché le liquirizie non si stacchino. Hai costruito i “lati” del DNA. Puoi immaginarli come i corrimano delle scale a chiocciola. •P repara ora “l’interno” del DNA. Puoi immaginarli come i gradini della scala a chiocciola. Su ciascuno stuzzicadenti infila 2 caramelle gommose. Non scegliere le caramelle a caso, ma rispetta la regola del colore che hai già osservato. • I nfila gli estremi degli stuzzicadenti nelle liquirizie, così come vedi nell’immagine. •O ra prendi gli estremi della scala (lavora con un compagno o una compagna , perché da solo non puoi riuscirci) e ruota in senso opposto le due estremità. Ecco pronta la tua elica del DNA. uoi provare a costruire anche eliche più corte P o più lunghe. Buon divertimento!
35
Verificare le competenze L ’essere umano ha 4 arti: 2 arti superiori e 2 arti inferiori. Completa i cartellini con il nome delle ossa più lunghe, poi rispondi indicando con una X.
1
Arto superiore
Arto inferiore
.............................................
radio .............................................
ulna tibia
perone
Perché gli arti superiori e quelli inferiori hanno una struttura simile? A. Perché sia gli arti inferiori sia quelli superiori sono 2. B. Perché discendiamo da animali quadrupedi. C. Perché le braccia sono più corte delle gambe. D. È un caso, non c’è una motivazione particolare.
•
2
Perché le ultime 3 paia di costole sono “mobili”? A. Per non ingabbiare lo stomaco. B. Per permettere ai polmoni di espandersi durante la respirazione. C. Perché lo sterno è troppo corto. D. Per permettere al diaframma di muoversi meglio.
3
Metti in ordine dal più complesso al più semplice. cellula • organo • organismo • tessuto • apparato/sistema .............................................
4
.............................................
.............................................
.............................................
.............................................
I l sistema scheletrico e quello muscolare, insieme, vengono definiti anche apparato locomotore perché permettono il movimento. Per quale motivo quando sono considerati separatamente vengono definiti “sistemi” e quando sono insieme “apparato”?
A. Perché l’apparato locomotore è un apparato molto vasto. B. Perché l’apparato locomotore, a differenza dei sistemi muscolare e scheletrico, è formato da organi di tessuti diversi. C. Perché l’apparato locomotore svolge tante funzioni e non una sola. D. Non c’è alcun motivo, perché apparato e sistema indicano lo stesso insieme di organi.
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Verificare le competenze L ’apparato cardio-circolatorio è strettamente collegato agli apparati respiratorio e digerente, perché:
5
A. tutti sono apparati che si trovano nel tronco. B. da essi l’apparato cardio-circolatorio assume le sostanze che trasporta alle cellule. C. tutti sono regolati dal sistema nervoso. D. alcuni organi appartengono a più apparati.
Collega ciascun apparato/sistema alla sua principale funzione: usa i numeri.
6
1. Sistema nervoso 2. Sistema scheletrico 3. Sistema muscolare 4. Apparato digerente 5. Apparato respiratorio 6. Apparato cardio-circolatorio 7. Apparato escretore 8. Apparato riproduttore
Sostenere il corpo.
Permettere i movimenti sia delle parti esterne sia di quelle interne.
Continuare la specie.
Trasformare e assimilare le sostanze nutritive.
Introdurre ossigeno ed espellere anidride carbonica.
Trasportare sostanze utili e asportare quelle dannose.
Filtrare e ripulire il sangue.
Sovraintendere a qualsiasi attività.
erché nella consegna dell’esercizio precedente si parla di “principale funzione” P e non solo di “funzione”?
7
A. Per dare più importanza alla funzione svolta. B. Perché gli apparati/sistemi spesso svolgono più di una funzione. C. Per far capire che le funzioni svolte servono per sopravvivere. D. Per rendere più chiara la frase.
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La parola a uno scritto re
VIAGGIO NELL’UNIVERSO Le stelle cadenti Le stelle cadenti le conoscono tutti: basta mettersi con il naso all’insù in una notte d’agosto e contare fino a sette. Se, arrivati a sette, non ne avete vista nessuna, spostate il naso da un’altra parte e ricontate. Se, dopo sette, ancora niente, pazienza! Vuol dire che quella sera siete incappati in stelle cadenti paurose. Come Virginia. Virginia?! Virginia, la stella che aveva paura di cadere. Allora... il cielo è pieno di abitanti, un po’ come la Terra: ci sono i pianeti, i satelliti, le stelle, le comete, i meteoriti, i buchi neri... insomma, c’è di tutto. E ciascun abitante ha un posto e un compito precisi. Le comete spazzano il cielo con la coda, le stelle fanno luce, i satelliti fanno compagnia ai pianeti e ai buchi neri... Mah! Quelli sono molto misteriosi e si nascondono, e così bene che nessuno di preciso li conosce. In genere tutti girano in tondo; molti, come le comete, fanno lunghissime passeggiate, altri dei giri brevi. Le stelle cadenti, invece, cadono. Certo, se si chiamano stelle cadenti... Ma perché? Perché le stelle cadenti sono gli acrobati del cielo e, come gli acrobati in un circo si lanciano e si buttano, così fanno loro. Una rincorsa, un tuffo verso il basso, e poi una scivolata sempre più veloce nel buio, giù, giù. – Siete arrivate? – Sìììììì!!! – Bene! Finché toccò a Virginia. Ma Virginia, presa la rincorsa, si fermò: guardò giù, tutto quel buio, quel vuoto, e poi quella palla tonda e colorata. – E quella che cos’è? – La Terra, lo sai. Dai, forza, buttati Virginia! Ma Virginia non ce la faceva. – Ho paura. – Di che cosa? – Di andare a sbattere contro la Terra. Voglio il paracadute. Il paracadute?! Nessuna stella cadente l’aveva mai chiesto: ma siccome bisognava continuare lo spettacolo e fare bella figura, le diedero anche quello. – E adesso vai! Virginia si buttò tranquilla e il paracadute subito si aprì. – Oh, guarda! – gridò un bambino dalla Terra. – Una stella cadente con la coda! Era lei, Virginia. Angela Nanetti, Venti... e una storia, Einaudi Ragazzi
38
L’
Il Big Bang 1
Universo
Metti in ordine cronologico le seguenti frasi per ricostruire la storia della formazione dell’Universo e del Sistema Solare: usa i numeri.
Con il Big Bang la materia cominciò ad allontanarsi. Attorno al Sole cominciarono a ruotare i pianeti del Sistema Solare. Circa 9 miliardi di anni dopo il Big Bang, nella Via Lattea si formò il Sole. C irca 14 miliardi di anni fa, l’Universo era costituito da un unico punto in cui erano concentrate tutta la materia e un’energia inimmaginabile. In seguito al Big Bang, si formò un infinito numero di corpi celesti.
Il Big Bang ai giorni nostri 2
Leggi questo interessante articolo sul Big Bang ai giorni nostri.
Edges, un piccolo radiotelescopio posto nel deserto australiano, ha catturato il segnale emesso dalle prime stelle nate nell’Universo! Edges, con la sua piccola antenna di appena due metri di lato, ha captato un segnale radio che è nato 13,8 miliardi di anni fa.
È il segnale che testimonia il Big Bang e, con esso, la fine dell’Universo nero e vuoto e l’inizio di quello che conosciamo oggi in continua espansione e pieno di stelle e pianeti. Si tratta di un’onda che è nata appena 180 milioni di anni dopo il Big Bang (in termini astronomici un’inezia) e che dimostra la trasformazione del cosmo. La ricerca di questo antichissimo segnale non è stata affatto semplice. Gli scienziati sapevano solo che stavano cercando un segnale piccolissimo e fioco. Dopo averlo captato la prima volta, hanno ripetuto l’esperimento per un anno intero prima di convincersi che non si trattava di un’interferenza. Da Focus Junior
39
Universo
L’
I corpi celesti
Completa.
1
Nello spazio ci sono miliardi e miliardi di galassie: insieme formano l’.......................................................... In ciascuna galassia ci sono miliardi di ........................................................., ciascuna delle quali può avere pianeti che le orbitano intorno. 2
Osserva ciascuna immagine, leggi la didascalia e scrivi di quale corpo celeste si tratta.
..........................................................................................
..........................................................................................
Enorme ammasso di stelle, pianeti e altri corpi celesti. Quella in cui si trova il nostro pianeta è la Via Lattea.
Corpo celeste gassoso, che brilla di luce propria.
.........................................................
Corpo celeste che orbita attorno a un altro pianeta più grande. ...................................................................
Corpo celeste formato da rocce solide o da gas. Non brilla di luce propria.
40
L’
Universo
..........................................................................................
Corpo celeste formato da rocce e ghiaccio.
..........................................................................................
Ammassi di rocce, pianetini, non sempre con orbita fissa.
..........................................................................................
Frammento roccioso che si è staccato da un altro corpo celeste.
3
Per ciascun nome, scrivi se è stella, pianeta, asteroide…
• Sole: ............................................................................. • Venere: ..................................................................... • Giove: ......................................................................... 4
Completa indicando con una X. • L’anno luce è una unità di misura: di tempo. di lunghezza. della forza di gravità.
• Luna: ............................................................................ • Terra: ........................................................................... • Via Lattea: .............................................................
• Le galassie sono:
corpi celesti. ammassi di corpi celesti. ammassi di stelle.
41
L’
Universo
Il Sistema Solare 1
Scrivi i nomi dei principali corpi celesti del Sistema Solare.
............................................
............................................
............................................ ............................................ ............................................
............................................ ............................................
............................................
42
L’ 2
Universo
Scrivi il nome del pianeta cui si riferisce ciascuna affermazione. ..........................................................................................
..........................................................................................
Ruota in senso orario: impiega più tempo a girare su se stesso che attorno al Sole.
..........................................................................................
Il pianeta rosso: il suo suolo è ricco di ferro.
Il pianeta più freddo e più lontano dal Sole.
..........................................................................................
Ha un satellite molto grande.
Gira su se stesso in meno di 10 ore.
È chiamato pianeta blu, come la Terra. Il suo colore però non è dovuto alla presenza di acqua, ma di metano.
..........................................................................................
..........................................................................................
Il più grande tra i pianeti interni.
Il più vicino al Sole.
..........................................................................................
3
..........................................................................................
Per ciascuna affermazione, indica V (vero) oppure F (falso).
• Il Big Bang avvenne circa 13,8 miliardi di anni fa.
V
F
• La Terra è l’unico pianeta del Sistema Solare che ha dei satelliti.
V
F
• I pianeti nani sono sempre satelliti di altri pianeti.
V
F
• Il Sole ruota su se stesso.
V
F
• La Luna appare luminosa perché è illuminata dal Sole.
V
F
} }
Per costruire competenze
U n libro che ti consigliamo di leggere è “Federico Taddia intervista Margherita Hack. Perché le stelle non ci cadono in testa?”. Sei capace di rispondere tu alla domanda posta dal titolo del libro?
...................................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................................
Interrogazione scritta
Rispondi in modo sintetico. • Quali sono i pianeti interni? ................................................................................................................................................................................................. • Com’è la loro posizione rispetto al Sole? ............................................................................................................................................................ • Da che cosa sono composti? ..............................................................................................................................................................................................
43
Universo
L’
1
La Terra
Collega ciascun termine alla definizione corrispondente. Poi completa i cartellini con i termini giusti.
Mantello
La parte più superficiale del nostro pianeta. Comprende gli oceani e le terre emerse.
Nucleo esterno
La parte che si trova sotto la crosta terrestre: è formata da rocce incandescenti.
Nucleo interno
La parte formata da metalli allo stato solido nonostante la temperatura altissima.
Crosta terrestre
La parte formata da rocce e metalli allo stato liquido.
.......................................................
.......................................................
.......................................................
.......................................................
2
Risolvi il cruciverba. Nella colonna evidenziata apparirà il nome di un gas che rende la Terra un pianeta molto particolare. 1. Il “giro” che la Terra e i pianeti descrivono
attorno al Sole. 2. Lo strato di aria che avvolge la Terra. 3. Una metà del pianeta Terra. 4. Il particolare stato in cui l’acqua si presenta sul nostro pianeta. 5. L a forza che fa muovere e tiene insieme la Terra e tutti i corpi celesti. 6. L a linea immaginaria che attraversa 7 la Terra passando per i poli. 7. L a posizione dell’asse terrestre, rispetto al Sole. 8. Lo strato più sottile della Terra.
44
1 2 3 4 5 6
8
I movimenti della Terra 1
L’
Universo
Osserva le immagini e completa.
• La Terra gira su se stessa. Questo
movimento si chiama ................................................................ Per compiere un’intera rotazione la Terra impiega .......................................................... Questo movimento determina l’alternarsi del ........................................................................................................ • La Terra orbita intorno al Sole. Questo
movimento si chiama .......................................................... Per compiere un’intera orbita la Terra impiega .......................................................... La Terra ruota attorno al Sole mantenendo una posizione ......................................................... sul suo asse terrestre. Perciò i raggi solari giungono inclinati in modo diverso sulla superficie terrestre. Ciò determina l’alternarsi delle .......................................................... Quando nell’emisfero settentrionale inizia l’estate in quello meridionale inizia ..........................................................
Equinozi e solstizi Le date di inizio e fine delle stagioni non sono casuali, ma indicano delle posizioni particolari della Terra, che determinano anche la quantità di ore di luce e di buio nell’arco delle giornata. La parola equinozio deriva dal latino “equi noctis”e significa notte uguale (al giorno): sono i due giorni dell’anno, a inizio primavera e a inizio autunno, in cui le ore di luce e quelle di buio si equivalgono. La parola solstizio deriva da “sol stat” e significa sole che sta fermo. I solstizi indicano l’inizio dell’estate e l’inizio dell’inverno: sono i due giorni in cui vi è la maggiore differenza tra le ore di luce e quelle di buio (a giugno le ore di luce sono massime, a dicembre minime). • Completa, scrivendo equinozio o solstizio.
21 marzo: ......................................................... di primavera 21 giugno: ......................................................... d’estate
23 settembre: ...................................................... d’autunno 22 dicembre: ......................................................... d’inverno
45
M appe Attive La Terra Completa la mappa e utilizzala per ripetere le tue conoscenze.
la Terra
ha nella sua atmosfera
*1 ...................................................
formata da
sulla superficie
crosta terrestre
strato più esterno, comprende i *3 ................................................... e gli oceani
mantello
strato intermedio, formato da rocce *4 ...........................................................................................
nucleo compie
*2 ...................................................
suddiviso in
nucleo esterno, composto da rocce e metalli liquidi
il movimento di rotazione
nucleo interno, dove la pressione è talmente *5 ................................................... da rendere solidi anche i metalli fusi
la Terra ruota sul proprio asse
determina l’alternarsi del
un giro completo dura
il movimento di
*6 ..................................................
determina l’alternarsi delle
........................................................
la Terra ruota intorno al Sole, inclinata sul suo asse un giro completo dura .................................................................................................................................................
*1 Quale prezioso gas permette la vita? *2 Quale prezioso liquido si trova sulla Terra e la rende il “pianeta Blu”? *3 Che cosa formano le terre emerse? *4 È uno strato caldissimo: come saranno le rocce che lo formano? *5 Pensa a quanto è enorme il peso dello strato di roccia che schiaccia il *6 Ricorda il nome del movimento della Terra attorno al Sole.
46
........................................................
.................................................................
nucleo interno.
M appe Attive
appartiene al
SISTEMA SOLARE composto da
Sole
pianeti *7 ................................................... (Mercurio, Venere, Terra, Marte)
pianeti
altri corpi celesti
pianeti esterni (*8 ................................................................................,
, , )
..........................................................................................
pianeti nani (Cerere, Plutone, Eris)
............................................................................................ ...........................................................................................
composti da rocce e metalli composti soprattutto da *9 .............................................................. e liquidi
satelliti dei pianeti asteroidi, meteoriti comete
*7 Sono
i pianeti più vicini al Sole. Si trovano perciò nella parte interna o esterna del Sistema Solare? *8 Ricorda il nome dei quattro pianeti esterni. *9 Questi pianeti non hanno una superficie solida e sono molto grandi perché sono formati soprattutto da…
47
Verificare le competenze 1
Una di queste frasi riferite al Big Bang è errata. Quale?
A. Fu una grande esplosione. B. Illuminò l’Universo come un enorme fuoco d’artificio. C. Avvenne circa 13,7 milioni di anni fa. D. Immediatamente dopo il Big Bang, l’Universo era immerso nell’oscurità.
2
Il Sistema Solare è:
A. la galassia che comprende la Via Lattea. B. l’insieme formato dal Sole e dai corpi celesti attratti dalla sua forza di gravità. C. una nebulosa formatasi circa 4,7 miliardi di anni fa. D. l’insieme formato dal Sole e dagli otto pianeti maggiori.
3
L a distanza media tra il Sole e la Terra è di 150 milioni di chilometri. Perché si parla di distanza media e non viene data una distanza precisa?
A. Perché l’orbita terrestre varia di anno in anno. B. Perché non è possibile calcolare con precisione la distanza tra il Sole e la Terra. C. Perché l’orbita descritta dalla Terra è ellittica. D. Perché la Terra modifica la sua orbita quando incrocia un altro pianeta.
4
I pianeti più lontani dal Sole sono:
A. i pianeti esterni, molto grandi e rocciosi. B. i pianeti esterni, molto grandi e gassosi. C. i pianeti interni, molto grandi e gassosi. D. i pianeti interni, tutti rocciosi.
5
enere viene talvolta scambiata per una stella perché brilla nel cielo notturno, poco dopo V il calare del Sole. Da dove deriva la sua luce?
A. Di notte Venere diventa una stella. B. Venere è illuminata dal Sole. C. Il suolo di Venere è talmente bianco che sembra brillare. D. Venere è un gigante gassoso e perciò brilla come una stella.
48
Verificare le competenze 6
Una sola di queste frasi riferite alla forza di gravità è vera. Quale?
A. È presente solo sulla Terra. B. L’unico scienziato che ne studiò le leggi fu Newton. C. Dipende dalla grandezza dei corpi. D. È la forza che permette di sollevare senza fatica i corpi dal suolo.
7
La Luna ruota:
A .intorno alla Terra, ma non su se stessa perché ci mostra sempre la stessa faccia. B. solo su se stessa, infatti noi non vediamo sempre la stessa parte illuminata. C. su se stessa e intorno alla Terra. D. solo attorno al Sole perché fa parte del Sistema Solare.
8
La teoria di Copernico è chiamata:
A. geocentrica. B. eliocentrica. C. ellittica. D. galileiana.
9
Le eclissi di Sole si determinano quando:
A. la Luna si frappone tra il Sole e la Terra. B. il Sole si trova tra la Luna e la Terra. C. la Terra è esattamente allineata con il Sole. D. la Terra è nel punto più lontano dal Sole.
10
L’asse terrestre è:
A. una sottile linea reale fatta di rocce vulcaniche. B. una linea immaginaria che passa attraverso i poli. C. una linea immaginaria che passa attraverso l’equatore. D. una linea immaginaria che segna la direzione presa dai raggi solari sulla Terra.
49
La parola a uno scritto re
L’ENERGIA Che cos’è l’energia? Che cos’è l’energia? In un modo molto semplice, possiamo dire che l’energia è tutto ciò che può far cambiare qualcosa. Ah, certo, semplice… però, scusa, in che modo l’energia può cambiare una cosa? Un oggetto era qui e ora invece è lì? Ecco, ci è voluta dell’energia per spostarlo. Una lampadina era spenta e ora è accesa? Sempre grazie all’energia. La Terra si sposta, ruotando intorno al Sole? Ancora a causa dell’energia. Tutto ciò che può far cambiare le cose è energia, e tutto quello che è diverso da come era prima è cambiato per l’azione dell’energia. Davvero una tipa tosta l’energia! Ma come si fa a riconoscerla? Come è fatta? L’energia ha molte forme, ma non si crea. Anche quando senti dire (perfino dagli scienziati) che l’energia “si produce” non è esattamente vero: nell’Universo c’è una certa quantità di energia e nessuno la può aumentare o diminuire, produrre o distruggere. Tutto quello che si può fare è trasformarla da una delle sue forme a un’altra. Ma l’energia si trova in natura o è un’invenzione dell’uomo? Certo che si trova in natura! Per l’energia, che l’umanità esista o meno è del tutto indifferente. D’altronde noi umani abitiamo solo qui sulla Terra, mentre l’energia si trova in tutto l’Universo. E che cos’è l’energia pulita? Definiamo energia pulita quella forma di energia che può essere prodotta (lo so, lo so: avrei dovuto dire “trasformata”, ma sui giornali troverai sempre scritto “prodotta”) senza inquinare l’ambiente. In realtà, non è possibile evitare di inquinare almeno un po’, qualunque sia l’attività svolta dall’uomo. Quindi diciamo che è l’energia prodotta in modo da inquinare il meno possibile. Ma un essere umano quanta energia consum... trasforma? Bravo, hai detto “trasforma”, vedo che sei stato attento. L’energia per vivere la prendiamo dal cibo che mangiamo e, dopo varie trasformazioni, diventa soprattutto calore. Quanto calore? A seconda dell’età e dello stile di vita, in un giorno un essere umano consuma da 1500 a 3000 calorie circa! Federico Taddia (intervista Valerio Rossi Albertini), Perché il touchscreen non soffre il solletico?, Editoriale Scienza
50
L’
L’energia 1
Energia
Tra le seguenti frasi una è sbagliata. Quale? Indica con una X.
L’energia è ciò che permette di compiere un lavoro. L’energia è ciò che modifica qualcosa. Si possono osservare gli effetti dell’energia. Si può sezionare l’energia e osservarla con il microscopio. 2
Osserva ciascuna immagine e completa le didascalie.
La barca a remi viene mossa grazie all’energia ...................................................................
Il ventilatore viene mosso dall’energia ................................................................................................
Per fare sport viene utilizzata l’energia fornita dai ............................... ...............................................................
Il fiore cresce grazie all’energia .........................................................................................
I mulini vengono mossi dall’energia dell’...................................................... o del .......................................................
.
............................................................
I vestiti si asciugano grazie all’energia del ........................................... trasmessa dal termosifone.
51
Energia
L’
1
Forme di energia
Collega ciascuna forma di energia alla spiegazione corrispondente: usa i numeri.
1. Energia solare
L ’energia prodotta dallo spostamento di elettroni; forma di energia prodotta nelle centrali e molto utilizzata nelle case.
L’energia prodotta dal Sole.
L’energia attivata da un corpo in movimento.
L’energia prodotta da un corpo luminoso.
L’energia prodotta da qualsiasi cosa che brucia.
L’energia contenuta nei cibi.
L ’energia che fa vibrare gli oggetti, produce suoni e si trasmette attraverso onde.
2. Energia luminosa 3. Energia termica 4. Energia elettrica 5. Energia sonora 6. Energia chimica 7. Energia cinetica
2
Scrivi quale forma di energia è rappresentata in ciascuna immagine. Scegli tra quelle nominate nell’esercizio precedente.
.......................................................
.......................................................
52
.......................................................
.......................................................
.......................................................
.......................................................
.......................................................
L’
Le trasformazioni dell’energia 1
Energia
Osserva ciascuna immagine e completa le didascalie.
Il motore della lavatrice trasforma l’energia ............................................... in energia cinetica e calore.
Il bambino ha prodotto energia che ha messo in moto le ................................ Le ruote, muovendosi, hanno azionato la dinamo, che ha prodotto energia per far funzionare la ................................................ La lampadina emette ..............................................., che è una forma di energia. 2
Osserva una catena di trasformazioni dell’energia. Completa le didascalie.
Il primo grande produttore di energia è il .........................................
L’energia acquisita attraverso i cibi è utilizzata dai muscoli per ..............................................
Le piante utilizzano l’energia solare per produrre zuccheri e amidi, attraverso la ................................................ Nei frutti viene immagazzinata energia chimica.
L’energia chimica contenuta nei ............................................... è utilizzata per fornire energia alle cellule.
53
Energia
L’
1
Le fonti di energia
Completa indicando con una X. • Una fonte di energia è:
2
ciò che può produrre energia. una particolare forma di energia.
Scrivi al posto giusto il nome di ciascuna fonte energetica. Poi colora il quadratino in verde se si tratta di una fonte di energia rinnovabile, in rosso se si tratta di una fonte di energia non rinnovabile.
petrolio • metano • legna • vento • biomasse • calore del sottosuolo • carbone • acqua • Sole
54
.......................................................
.......................................................
.......................................................
.......................................................
.......................................................
.......................................................
.......................................................
.......................................................
.......................................................
L’ 3
Energia
Leggi con attenzione e cancella l’alternativa sbagliata.
Negli ultimi secoli l’uomo ha utilizzato molto / poco le materie prime per produrre energia. Le materie prime più utilizzate sono state: petrolio, carbone, metano, legna / vento, biomasse. Gli esperti sostengono che nel giro di pochi decenni le fonti di energia rinnovabili / non rinnovabili potrebbero essere completamente esaurite. È dunque necessario imparare a utilizzarle evitando sprechi inevitabili / inutili.
4
Risolvi il cruciverba. Nella colonna evidenziata apparirà il nome di un grave problema che interessa il nostro pianeta.
1. I luoghi in cui si estrae il carbone. 2. Lo sono le fonti di energia che non si esauriscono. 3. Una fonte di energia “liquida”, usata per muovere i mulini e le turbine. 4. L’unica energia che avevano a disposizione gli ominidi per svolgere le proprie attività. 5. Il nome dell’energia che si vede in un corpo in movimento. 6. Una fonte di energia che si ricava dai tronchi degli alberi. 7. La forma di energia per noi più importante dalla quale scaturiscono le altre. 8. Nome del gas, fonte di energia utilizzata nelle cucine domestiche. 9. Fonte di energia rinnovabile prodotta dallo spostamento di grandi masse d’aria. 10. Lo è quella carbonica prodotta dalla combustione. 11. L’energia utilizzata per far funzionare molti elettrodomestici. 12. Viene prodotto dall’acqua che bolle ed è una fonte di energia potente. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
55
Energia
L’
Fonti rinnovabili: pro e contro
Hai già capito perché sarebbe meglio utilizzare fonti rinnovabili, piuttosto che combustibili fossili destinati a esaurirsi in breve tempo. Le fonti rinnovabili hanno sicuramente molti aspetti positivi. Non sono però completamente assenti quelli negativi. 1
Leggi e, per ciascuna fonte di energia rinnovabile utilizzata nelle centrali, colora in verde gli aspetti positivi e in giallo quelli negativi.
Sole
È una fonte di energia inesauribile e a costo zero. I pannelli solari possono essere installati anche sulle abitazioni private. Non inquina. I pannelli delle centrali solari occupano una vasta area del territorio. L’energia solare non è costante a causa dell’alternarsi delle stagioni e del dì e della notte.
Acqua
Le grandi dighe necessarie per imbrigliare l’acqua rendono meno bello il paesaggio. È una fonte inesauribile e non inquinante. Produce grandi quantità di energia elettrica.
56
L’
Vento
Energia
Le centrali possono essere installate solo in alcune zone dove i venti che soffiano sono forti e costanti. È una fonte di energia inesauribile e a costo zero. Non inquina. Le pale eoliche sono rumorose e disturbano gli uccelli. Calore del sottosuolo (geotermia)
Non inquina. Non può essere trasportata a distanze notevoli, ma deve essere utilizzata vicino al luogo in cui viene prodotta.
Biomassa Durante la combustione necessaria per produrre energia si produce anidride carbonica. È una fonte rinnovabile. Il trasporto dell’energia prodotta è costoso. La produzione ha un basso costo.
57
Energia
L’
L’elettricità
Scrivi al posto giusto: fulmini • movimento • atomi • macchine • energia • centrali elettriche
1
L’elettricità è una forma di ................................................. che si può osservare in molte situazioni. È prodotta dal ................................................. degli elettroni, piccolissime particelle che compongono gli .................................................. Può essere osservata in natura durante un temporale, quando l’elettricità si scarica attraverso i .................................................. Oggi viene prodotta nelle ............................................................................................... utilizzando differenti fonti di energia (acqua, carbone, biomasse...). L’energia elettrica permette il funzionamento di moltissime .................................................. 2
Completa indicando con una X. • La parola elettricità deriva da: Elektron, il nome del suo scopritore. elektron, il nome greco dell’ambra. • L’ambra è:
un particolare tipo di pila a basso consumo. una resina fossile che, strofinata, si carica di elettricità.
• L’inventore della pila elettrica fu:
} }
Giovanni Keplero. Alessandro Volta.
Per costruire competenze
Tu sai che l’elettricità viene prodotta nelle centrali elettriche, utilizzando vari tipi di fonti di energia.
Ricorda le tue conoscenze sulle fonti di energia, leggi i nomi dei differenti tipi di centrale elettrica e collega ciascuna di esse alle fonti corrispondenti: usa i numeri.
Centrale idroelettrica
1. Materiali che possono essere “bruciati”: petrolio, carbone, metano, biomasse (rifiuti organici).
Centrale termoelettrica
Centrale solare
2. La forza dell’acqua costretta in condotte forzate.
Centrale eolica
3. La forza del vento che muove grandi pale.
Centrale geotermica
58
4. Il calore del sottosuolo. 5. I raggi solari.
L’
Energia
Completa. Il primo strumento capace di produrre energia elettrica fu la ……………….............................................................…… I fili che trasportano l’elettricità sono di ………………....................................................................…… L’atomo è formato da ……………….....................................................……, protoni, ………………...........................................................…… Le particelle che possono passare da un atomo all’altro sono gli ………………................................................……
3
4
Completa indicando con una X. • Gli isolanti sono materiali che: ostacolano il passaggio dell’elettricità. favoriscono il passaggio dell’elettricità. • Acqua, rame e metalli sono:
• Plastica, ceramica, legno e vetro sono:
buoni conduttori di elettricità. isolanti. • Gli oggetti possono avere:
buoni conduttori di elettricità. materiali isolanti.
Educazione Ambientale
carica positiva o negativa. contemporaneamente carica positiva e negativa.
L’energia È importante cercare di consumare meno energia, sia per non sprecare le risorse energetiche sia per inquinare meno. Questo compito è affidato soprattutto agli adulti. Ma, forse, anche tu puoi fare qualcosa. 1
Osserva. Poi rispondi o completa.
Forse camminare a piedi per 365 km è chiederti troppo... Ma te la sentiresti di camminare a piedi per 1 km al giorno anziché farti portare in automobile? .............................................................................
Se hai risposto sì, potresti risparmiare 20 litri di benzina all’anno. Se, come te, altri 999 bambini rispondessero sì, i 20 litri diventerebbero ............................................................... litri!
60 piani a piedi in un giorno sono troppi anche per Superman! Ma... ce la fai a fare 2 piani a piedi senza quindi usare l’ascensore per un mese? ................................................... Non sappiamo quanta energia elettrica potresti risparmiare, ma di certo non ti farebbe male!
59
M appe Attive L’energia Completa la mappa e utilizzala per ripetere le tue conoscenze.
L'ENERGIA è ciò che muove o modifica i corpi
fa compiere qualsiasi lavoro
non si crea dal nulla, ma si trasforma
ha varie forme
*1
.................................................
chimica
cinetica
elettrica
è prodotta nelle centrali
si trova in natura
utilizzando fonti
*2
..........................................................................................................
(Sole, acqua, vento, calore del sottosuolo, biomasse)
non rinnovabili (carbone, metano, petrolio)
si stanno *1 Qual è la principale forma di energia? *2 Come si chiamano le fonti energetiche che non *3 Che cosa succede alla fonti non rinnovabili?
60
*3
..............................................................................
si esauriscono?
M appe Attive L’elettricità Completa la mappa e utilizzala per ripetere le tue conoscenze.
L’ELETTRICITÀ
da
è
......................................................................................................
(nome greco dell’ambra)
una delle forme di energia più utilizzate
si produce nelle
centrali
...........................................................................
luce si trasforma in
calore energia cinetica
origina
si ottiene con lo spostamento degli *1
dalla struttura dell’atomo
.................................................
passa attraverso
buoni conduttori
materiali
........................................................................................................................................
plastica, vetro, ceramica, legno acqua,
*2
.......................................................
perciò chiamati materiali
.............................................................................................
*1 Come si chiamano le piccole particelle che con neutroni e protoni *2 Il gruppo di materiali che comprende rame, ferro, acciaio…
formano gli atomi?
61
Luce
La
La luce
Osserva ciascuna immagine e completa la didascalia. Scrivi al posto giusto: trasparenti • opachi • traslucidi
1
I corpi che lasciano passare parzialmente la luce sono .......................................................................... 2
3
I corpi che non lasciano passare la luce sono .
.........................................................................
I corpi che lasciano passare completamente la luce sono ..............................................................
Per ciascuna qualità, scrivi il nome di almeno due oggetti che la posseggono. • Opaco: ........................................................................................................................................................................................... • Trasparente: ............................................................................................................................................................................ • Traslucido: ................................................................................................................................................................................. Osserva ciascuna immagine e completa la didascalia. Scrivi al posto giusto:
rifrazione • scomposizione • riflessione
....................................................................................
Fenomeno per cui, quando un raggio di luce colpisce una superficie opaca e riflettente, come uno specchio, esso viene respinto in un’unica direzione.
62
....................................................................................
................................................................................
Fenomeno per cui, quando un fascio di luce attraversa un prisma di cristallo, la luce si scompone nei colori dell’iride.
Fenomeno per cui, quando un raggio di luce passa attraverso sostanze di diversa densità, cambia direzione.
La 4
Per ciascuna affermazione, indica V (vero) oppure F (falso).
• La luce viaggia in linea retta.
V
F
• La luce si trasmette attraverso raggi luminosi.
V
F
• La luce si trasmette solo in presenza di aria.
V
F
• La velocità della luce è molto elevata.
V
F
5
Luce
Collega le tue conoscenze relative all’Universo con quelle relative alla luce. Colora i cartellini in giallo se si tratta di sorgenti luminose, in azzurro se si tratta di oggetti illuminati.
Sole
Luna
Cometa
Venere
Stelle
Interrogazione scritta
Completa in modo chiaro.
• Gli oggetti illuminati sono ......................................................................................................................................................................................................... • Una sorgente luminosa è ............................................................................................................................................................................................................ ...................................................................................................................................................................................................................................................................................... • I corpi opachi proiettano ombre perché .................................................................................................................................................................. ...................................................................................................................................................................................................................................................................................... • La luce non è bianca né trasparente, ma ................................................................................................................................................................. • Gli oggetti ci appaiono colorati perché ....................................................................................................................................................................
63
M appe Attive La luce Completa la mappa e utilizzala per ripetere le tue conoscenze.
LA LUCE è
una forma di energia attraverso fotoni (particelle di luce)
si propaga
ad altissima anche nel
viene emessa da
in linea *1 (raggi di luce)
...................................................
*3 ........................................................
*4 ......................................................................
se incontra un corpo opaco viene fermata e proietta un’ *2 ......................................................................................................
sorgenti luminose (Sole, *5
)
................................................................................................................................................
è composta da quando colpisce gli oggetti essi diventano
*6 ........................................................................................................
oggetti
colori diversi
*7 .....................................................................................................................................
*1 I raggi di luce sono dritti o curvi? *2 Che cosa si forma dietro i corpi illuminati? *3 Pensa a quanto poco tempo impiega la luce solare
a giungere sulla Terra e ricava
il nome della particolarità di cui si parla. *4 La luce attraversa i liquidi, i gas, ma viaggia anche in assenza di aria, perciò nel… *5 Elenca altre sorgenti luminose. *6 Da quanti colori è formato l’arcobaleno? *7 Come si chiamano gli oggetti che non producono luce, ma sono ugualmente visibili?
64
M appe Attive
i raggi di luce subiscono
una riflessione quando colpiscono una superficie *8 .....................................................................................
rimbalzano
una rifrazione quando passano attraverso sostanze di natura diversa
vengono
*9 .....................................................................................
gli oggetti illuminati possono essere
trasparenti (sono attraversati completamente dai raggi luminosi)
traslucidi (sono attraversati *10 ....................................................................................
opachi (*11 dai raggi luminosi)
....................................................................................
dai raggi luminosi)
*8 Pensa
a raggi di sole che vengono riflessi. Come deve essere la superficie su sui rimbalzano: lucida o opaca? *9 I raggi riflessi rimbalzano e tornano indietro. I raggi rifratti, invece, cambiano direzione. *10 Gli oggetti opachi non fermano completamente i raggi luminosi, ma non sono neppure attraversati da essi completamente.  *11 I corpi opachi fermano i raggi luminosi.
65
Suono
IL
1
2
Il suono
Completa. • Il suono, come la luce, è una forma di ............................................................................. • Il suono si trasmette attraverso .......................................................................... sonore. • Il suono si genera quando un corpo ....................................................................................
Scrivi al posto giusto: onde sonore • isolanti acustici • sorgente sonora • tatto • Il corpo che vibra producendo un suono è una ............................................................................................................ • Il suono si trasmette attraverso ............................................................................................................ • Le vibrazioni generate dalle onde sonore possono essere percepite anche attraverso il ................................... • I materiali, come il polistirolo, che vibrano molto poco, sono utilizzati come ..................................................................
3
Colora solo l’affermazione esatta.
Le onde sonore si propagano solo in presenza di un mezzo solido, liquido o gassoso. 4
5
66
Le onde sonore si propagano dappertutto, anche nel vuoto.
Collega ciascuna caratteristica del suono alla spiegazione corrispondente.
Altezza
È determinato dalla forma delle onde sonore: dipende dal materiale e dalla forma dell’oggetto che vibra.
Intensità
Dipende dal numero di vibrazioni prodotte dalla fonte sonora. Indica se un suono è grave o acuto.
Timbro
Dipende dall’ampiezza delle vibrazioni: indica se un suono è forte oppure debole.
Collega ciascun termine alla definizione corrispondente.
Ultrasuoni
Suoni prodotti da meno di 16 vibrazioni al secondo.
Infrasuoni
Suoni prodotti da più di 20 000 vibrazioni al secondo.
SPERIMENTARE per capire Vedere le onde sonore
Le onde sonore
Le fasi di lavoro 1. Prendi una piccola scatola, senza coperchio. Puoi anche utilizzare una lattina vuota o un vasetto di vetro. Ricopri l’imboccatura con un foglio di plastica non rigido e fissalo bene usando degli elastici o il nastro adesivo, come se fosse la superficie di un tamburo. 2. Spargi del sale o dello zucchero sul foglio di plastica. 3. Usando un cucchiaio, percuoti con forza una padella, tenendola vicina, ma non attaccata, alla scatola.
Osserva Vedrai i granelli saltellare.
La scienza dice che… Il suono che hai provocato percuotendo la padella si è trasmesso prima nell’aria e poi anche alla scatola, facendo vibrare il foglio di plastica che la copriva.
Produrre onde sonore Le esperienze che ti proponiamo sono molto semplici da eseguire, ma ti faranno capire come i suoni siano generati da corpi che vibrano.
Le fasi di lavoro 1. Lavora in coppia con un compagno o una compagna. Procuratevi un elastico piuttosto lungo, una corda di canapa e una corda di plastica. 2. Uno/a di voi, utilizzando due mani, terrà l’elastico teso, l’altro/a lo farà vibrare.
Introduci una variabile • Ripetete l’esperienza tenendo l’elastico meno teso. Il suono prodotto è uguale a quello precedente? L’elastico ha vibrato nello stesso modo? • Ripetete ancora l’esperimento utilizzando la corda di canapa e poi quella di plastica.
Osserva I suoni prodotti sono molto diversi. Avrai osservato anche che più la corda è tesa, più vibra. Hai dimostrato che il suono prodotto è diverso se cambi materiale o se tieni la corda meno tesa. Ora inserisci un’altra variabile: ripeti tutti gli esperimenti pizzicando le corde con più o meno forza e annota ciò che succede.
67
M appe Attive Il suono Completa la mappa e utilizzala per ripetere le tue conoscenze.
IL SUONO è
una forma di energia
attraverso
..............................................
*1 ...........................................................................................
in tutte le
*2 .............................................................
si propaga nei solidi, nei liquidi, nei gas, ma non nel *3 ..............................................................................................
è prodotto da
sorgenti sonore quando un corpo vibra
*1 Il
suono parte dall’oggetto che lo ha prodotto e si diffonde in cerchi concentrici. Ricorda come si chiamano queste “increspature”. *2 La luce si diffonde in linea retta. Il suono, invece, che si propaga in cerchi, va dappertutto. *3 Gli astronauti nello spazio vivono nel completo silenzio, perché il suono non si diffonde nel…
68
M appe Attive
caratteristiche del suono
*4 ...............................................................:
suoni molto alti altezza
unità di misura: hertz
intensità
percepiti da alcuni animali
determinata da numero di vibrazioni al secondo
determinata da *5 delle vibrazioni
infrasuoni: suoni molto bassi
suoni forti
.......................................................
suoni deboli
unità di misura: ..............................................................................
timbro
determinato da *6 delle onde sonore
dipende da
materiale che forma la fonte sonora
.........................................................
forma dell’oggetto che produce il suono
*4
ome si chiamano i suoni molto alti, percepiti da alcuni animali come cani, delfini…? C Le onde sonore dipendono anche dalla forza della vibrazione, perciò non hanno tutte la stessa grandezza. *6 Le onde sonore si propagano nei corpi e si adattano alla loro forma, perciò anch’esse assumono forma diversa. *5
69
Verificare le competenze Qual è la fonte di energia che “muove e fa funzionare” l’uomo?
1
A. La forza muscolare. B. I cibi. C. L’apparato digerente. D. L’ossigeno. Energia chimica, muscolare, cinetica… sono:
2
A. fonti di energia. B. forme di energia. C. energie rinnovabili. D. energie non rinnovabili.
Carbone, vento, acqua, metano… sono:
3
A. fonti di energia. B. forme di energia. C. energie rinnovabili. D. energie non rinnovabili. Il calciatore ha lanciato il pallone.
4
•
•
Perché il pallone ricade a terra? A. A causa della pressione atmosferica. B. A causa della forma del pallone. C. A causa della forza di gravità. D. A causa dell’energia del calciatore.
Le seguenti frasi si riferiscono tutte all’elettricità, ma una è sbagliata. Quale?
5
70
Che cosa ha permesso che il pallone andasse verso l’alto? A. Il materiale particolare con cui è fatto il pallone. B. L’energia muscolare del calciatore. C. La forza di gravità. D. L’energia dell’aria.
A. Il nome elettricità deriva da elektron, il nome greco dell’ambra. B. L’elettricità è generata dal movimento degli elettroni. C. La plastica è un buon conduttore di elettricità. D. L’elettricità è una forma di energia.
Verificare le competenze La luce è:
6
A. un fenomeno fisico non definibile. B. una forma di energia. C. una forza. D. la trasmissione di vibrazioni prodotte da sorgenti luminose.
Nell’arcobaleno sono presenti i sette colori perché:
7
A. la luce colora le goccioline di acqua presenti nell’atmosfera in modo diverso. B. la luce viene scomposta nei sette colori che la formano. C. l’arcobaleno è formato da particelle di aria colorata in modo diverso. D. ad alta quota i raggi solari sono sempre divisi in sette colori.
erché un astronauta che si trova fuori dall’atmosfera terrestre vede i colori, P ma non sente alcun suono?
8
A. Perché se non c’è aria non si riesce neppure ad aprire la bocca. B. Perché in assenza di aria le orecchie smettono di funzionare, ma gli occhi invece funzionano. C. Perché i suoni si trasmettono solo se vi è un conduttore che vibra (gas, liquido o solido), la luce invece si trasmette anche nel vuoto. D. Perché in assenza di aria non si percepiscono né i suoni né i colori.
Durante un temporale si vede prima il lampo e poi si sente il tuono perché:
9
A. il fulmine e il tuono non vengono prodotti nello stesso momento. B. il tuono e il fulmine si formano in posti diversi. C. la luce viaggia più velocemente del suono. D. il suono viaggia più velocemente della luce.
I pipistrelli riescono a muoversi nell’oscurità perché:
10
A. hanno occhi che vedono anche nel buio. B. si orientano ascoltando l’eco degli ultrasuoni che emettono. C. hanno orecchie molto sensibili e ascoltano tutti i fruscii prodotti dalla natura. D. volano molto in alto dove non incontrano ostacoli.
71
Osservare, dedurre, ipotizzare La Scuola Primaria sta per finire e si è concluso anche il tuo percorso nella scoperta delle scienze. Ricordi qual era il punto di partenza? Muovere i primi passi nell’acquisizione di un metodo scientifico, cioè osservare, dedurre, ipotizzare! Mettiti alla prova!
Quali domande potrebbe porsi una persona che ha un atteggiamento scientifico? Scrivine almeno due. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................
Lo stesso oggetto in un bicchiere rimane a galla, in un altro va a fondo. Perché? Che cosa sarà successo?
L’olio non si mescola con l’acqua, ma galleggia su di essa. Che cosa si può dedurre?
.......................................................................................................................................
..................................................................................................
.......................................................................................................................................
..................................................................................................
Come si può verificare l’ipotesi formulata?
..................................................................................................
.......................................................................................................................................
..................................................................................................
.......................................................................................................................................
..................................................................................................
72
Nuovi
i d r a u g r @ T
ia g lo no c e e T e nz ie c S
CODING DELLA DIDATTICA
METODO TESSITORE
ambito ANTROPOLOGICO
ISBN per l’adozione: 978-88-468-4190-2
• Sussidiario Storia con Quaderno operativo 5: 120 + 72 pagine • Sussidiario Geografia con Quaderno operativo 5: 96 + 72 pagine • Quaderno delle Verifiche Storia-Geografia 5: 48 pagine • Mappe mentali (ambito antropologico e scientifico) 5: 72 pagine • Atlante multidisciplinare (ambito antropologico e scientifico) 5: 72 pagine • Educazione Civica 4-5: 96 pagine
ambito SCIENTIFICO
ISBN per l’adozione: 978-88-468-4191-9
• Sussidiario Scienze e Tecnologia con Quaderno operativo 5: 96 + 72 pagine • Sussidiario Matematica con Quaderno operativo 5: 144 + 96 pagine • Quaderno delle Verifiche Matematica-Scienze-Tecnologia 5: 48 pagine • La Mia Matematica Attiva 4-5: 144 pagine
#altuofianco
Didattica Digitale Integrata
è disponibile anche la versione in TOMO ISBN per l’adozione: 978-88-468-4193-3
DOCENTE comprensivo di guida alla programmazione, facilitati • KperITalunni con BES e DSA e tutto il necessario per il corso. LIBRO DIGITALE (scaricalo scaricalo subito seguendo le istruzioni all’interno della • copertina copertina): volumi sfogliabili, esercizi interattivi, audiolibri, tracce audio,
Alla classe il
FLIP POSTER
libro liquido, attivazione dell’Atlante, percorsi semplificati stampabili.
di STORIA GEOGRAFIA SCIENZE
VILLA SAPERI è un ambiente di apprendimento
interattivo, un parco giochi tematico in cui tutto può essere sperimentato sotto forma di gioco e attività. Realizzato in grafica cartoon, rappresenta un valido strumento per la verifica delle competenze e offre tanti oggetti digitali didattici, esperimenti e mini-giochi di storia, geografia, matematica, scienze, tecnologia. Miss Velonosa, Madame Plum Cake, Erudito De Sapientis, Clara e Tobia accompagneranno bambine e bambini negli ambienti tematici che compongono la villa, in un tour educativo ricco di esperienze, divertimento e conoscenze.
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