unità
10 lezione
1
LE FORZE E L’EQUILIBRIO titololungo Le forze e la loro misura Che cos’è una forza Iniziamo lo studio dell’equilibrio dei corpi, cioè della statica, chiedendoci che cos’è una forza. Per comprenderlo esaminiamo due situazioni. ■ Siamo alla stazione e dobbiamo andare alla pensilina di un treno. Afferriamo il manico della valigia con le ruote e iniziamo a trascinarla: la nostra forza mette in movimento la valigia. Iniziamo a correre per non perdere il treno: la nostra velocità e quella della valigia aumentano. La forza che abbiamo esercitato dapprima ha messo in movimento la valigia e poi ne ha aumentato la velocità. La forza ha cambiato al principio lo stato di quiete e in seguito lo stato di moto della valigia (1). ■ Una molla è appesa a una parete con un gancio. Il gancio impedisce alla molla di muoversi liberamente ed esercita un vincolo. Tiriamo l’estremo libero della molla: la forza che esercitiamo non mette la molla in movimento, ma la deforma allungandola. Analogamente, se comprimiamo la molla, questa si deforma accorciandosi. La forza applicata a un corpo vincolato provoca una deformazione (2).
1 Che cos’è una forza La forza applicata alla valigia cambia il suo stato di quiete o di moto.
2 La deformazione di una molla Poiché la molla è vincolata alla parete, la forza applicata, non la sposta ma la deforma allungandola.
studio la lezione 1 English corner Forza Force Dinamometro Dynamometer newton newton
Strumenti digitali Il dinamometro Il dinamometro
2
Quando tiriamo una striscia di gomma, questa si allunga, ma se la rilasciamo riprende la forma precedente. La deformazione della gomma è temporanea. Materiali come la gomma sono materiali elastici. Modelliamo una tavoletta di plastilina: una volta modellata, la plastili-
Metto a fuoco i concetti chiave
Completa la mappa. è
direttamente
alla
L’allungamento di una forza è sfruttato per costruire il
che misura le
unità 10 Le forze e l’equilibrio
na non torna al suo stato originario e la deformazione è permanente. Materiali come la plastilina sono materiali anelastici.
► Una forza è la causa che mette in movimento o cambia la velocità di un corpo libero di muoversi e che deforma un corpo trattenuto nella sua posizione da un vincolo.
Le caratteristiche delle forze In un supermercato si possono vedere persone che spingono il carrello e altre che tirano una borsa della spesa con le ruote. Quando si spinge o si tira qualcosa, si esercita una forza. Una signora spinge un carrello molto pieno e per muoverlo esercita una forza di grande intensità. La forza che agisce sul carrello ha una determinata direzione, quella del braccio della signora, e un verso, quello che va dalla signora al carrello (3). Una forza ha le seguenti caratteristiche: ► intensità. ► direzione. ► verso.
3 Le caratteristiche delle forze Le forze sono caratterizzate da intensità, direzione e verso.
Il punto in cui la signora spinge il carrello è il punto sul quale agisce la forza di spinta ed è detto punto di applicazione della forza. Se si spinge o si tira un carrello si esercita una forza muscolare. La calamita che attira uno spillo esercita una forza magnetica. L’arco teso che fa scoccare una freccia esercita una forza elastica. Una bacchetta di vetro strofinata con un panno attira pezzettini di carta ed esercita una forza elettrica. Le forze possono essere di molti tipi diversi.
► Le forze sono caratterizzate da intensità, direzione e verso. Esistono vari tipi di forze. ► Il punto di applicazione di una forza è il punto sul quale la forza agisce.
La misura delle forze Misurare una forza significa determinare la sua intensità. Un modo semplice è quello di tirare una molla, fissata ad esempio a un sostegno, e misurare l’allungamento provocato dalla forza applicata. Se appendiamo un peso alla molla, questa si allunga. Se appendiamo un peso doppio, l’allungamento raddoppia. Se appendiamo un peso triplo, l’allungamento triplica. E così via. In generale l’allungamento della molla è direttamente proporzionale alla forza applicata (4). Uno strumento per misurare l’intensità di una forza è il dinamometro che è formato da una molla che allungandosi sposta un indice su una scala graduata (5). Per misurare una forza è sufficiente applicarla all’estremità del dinamometro e leggere il suo valore sulla scala.
2
Spiego a voce alta...
che cosa avviene se si applica una forza a una molla fissata a un sostegno. RIFLETTO
RIspondO
Spiega perché si dice che la molla è vincolata al sostegno.
La molla è vincolata perché non è...
Che cosa avviene alla molla se si applica una forza alla sua estremità libera?
La molla si...
La deformazione della molla è permanente?
Cessata la forza, la molla...
3
4 L’allungamento di una molla. L’allungamento della molla è direttamente proporzionale alla forza applicata.
Sperimento nella realtà
Applica la tua forza muscolare ai seguenti oggetti vincolati. Descrivi, disegna o fotografa ogni oggetto prima e dopo la deformazione provocata dalla tua forza e indica in ogni caso qual è il vincolo. a. Premi con le mani un cuscino morbido appoggiato su un tavolo. b. Appendi un elastico rotondo a un chiodo (al pomello di un armadio o altro) e tiralo. c. Modella una sferetta con il Das, la plastilina o la creta, appoggiala su un tavolo e premi su di essa con un dito
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unità
10 lezione
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LE FORZE E L’EQUILIBRIO titololungo Le forze e la loro misura Che cos’è una forza Iniziamo lo studio dell’equilibrio dei corpi, cioè della statica, chiedendoci che cos’è una forza. Per comprenderlo esaminiamo due situazioni. ■ Siamo alla stazione e dobbiamo andare alla pensilina di un treno. Afferriamo il manico della valigia con le ruote e iniziamo a trascinarla: la nostra forza mette in movimento la valigia. Iniziamo a correre per non perdere il treno: la nostra velocità e quella della valigia aumentano. La forza che abbiamo esercitato dapprima ha messo in movimento la valigia e poi ne ha aumentato la velocità. La forza ha cambiato al principio lo stato di quiete e in seguito lo stato di moto della valigia (1). ■ Una molla è appesa a una parete con un gancio. Il gancio impedisce alla molla di muoversi liberamente ed esercita un vincolo. Tiriamo l’estremo libero della molla: la forza che esercitiamo non mette la molla in movimento, ma la deforma allungandola. Analogamente, se comprimiamo la molla, questa si deforma accorciandosi. La forza applicata a un corpo vincolato provoca una deformazione (2).
1 Che cos’è una forza La forza applicata alla valigia cambia il suo stato di quiete o di moto.
2 La deformazione di una molla Poiché la molla è vincolata alla parete, la forza applicata, non la sposta ma la deforma allungandola.
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Quando tiriamo una striscia di gomma, questa si allunga, ma se la rilasciamo riprende la forma precedente. La deformazione della gomma è temporanea. Materiali come la gomma sono materiali elastici. Modelliamo una tavoletta di plastilina: una volta modellata, la plastili-
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che misura le
unità 10 Le forze e l’equilibrio
na non torna al suo stato originario e la deformazione è permanente. Materiali come la plastilina sono materiali anelastici.
► Una forza è la causa che mette in movimento o cambia la velocità di un corpo libero di muoversi e che deforma un corpo trattenuto nella sua posizione da un vincolo.
Le caratteristiche delle forze In un supermercato si possono vedere persone che spingono il carrello e altre che tirano una borsa della spesa con le ruote. Quando si spinge o si tira qualcosa, si esercita una forza. Una signora spinge un carrello molto pieno e per muoverlo esercita una forza di grande intensità. La forza che agisce sul carrello ha una determinata direzione, quella del braccio della signora, e un verso, quello che va dalla signora al carrello (3). Una forza ha le seguenti caratteristiche: ► intensità. ► direzione. ► verso.
3 Le caratteristiche delle forze Le forze sono caratterizzate da intensità, direzione e verso.
Il punto in cui la signora spinge il carrello è il punto sul quale agisce la forza di spinta ed è detto punto di applicazione della forza. Se si spinge o si tira un carrello si esercita una forza muscolare. La calamita che attira uno spillo esercita una forza magnetica. L’arco teso che fa scoccare una freccia esercita una forza elastica. Una bacchetta di vetro strofinata con un panno attira pezzettini di carta ed esercita una forza elettrica. Le forze possono essere di molti tipi diversi.
► Le forze sono caratterizzate da intensità, direzione e verso. Esistono vari tipi di forze. ► Il punto di applicazione di una forza è il punto sul quale la forza agisce.
La misura delle forze Misurare una forza significa determinare la sua intensità. Un modo semplice è quello di tirare una molla, fissata ad esempio a un sostegno, e misurare l’allungamento provocato dalla forza applicata. Se appendiamo un peso alla molla, questa si allunga. Se appendiamo un peso doppio, l’allungamento raddoppia. Se appendiamo un peso triplo, l’allungamento triplica. E così via. In generale l’allungamento della molla è direttamente proporzionale alla forza applicata (4). Uno strumento per misurare l’intensità di una forza è il dinamometro che è formato da una molla che allungandosi sposta un indice su una scala graduata (5). Per misurare una forza è sufficiente applicarla all’estremità del dinamometro e leggere il suo valore sulla scala.
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RIspondO
Spiega perché si dice che la molla è vincolata al sostegno.
La molla è vincolata perché non è...
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La deformazione della molla è permanente?
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4 L’allungamento di una molla. L’allungamento della molla è direttamente proporzionale alla forza applicata.
Sperimento nella realtà
Applica la tua forza muscolare ai seguenti oggetti vincolati. Descrivi, disegna o fotografa ogni oggetto prima e dopo la deformazione provocata dalla tua forza e indica in ogni caso qual è il vincolo. a. Premi con le mani un cuscino morbido appoggiato su un tavolo. b. Appendi un elastico rotondo a un chiodo (al pomello di un armadio o altro) e tiralo. c. Modella una sferetta con il Das, la plastilina o la creta, appoggiala su un tavolo e premi su di essa con un dito
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LE FORZE E L’EQUILIBRIO titololungo Le forze e la loro misura Che cos’è una forza Iniziamo lo studio dell’equilibrio dei corpi, cioè della statica, chiedendoci che cos’è una forza. Per comprenderlo esaminiamo due situazioni. ■ Siamo alla stazione e dobbiamo andare alla pensilina di un treno. Afferriamo il manico della valigia con le ruote e iniziamo a trascinarla: la nostra forza mette in movimento la valigia. Iniziamo a correre per non perdere il treno: la nostra velocità e quella della valigia aumentano. La forza che abbiamo esercitato dapprima ha messo in movimento la valigia e poi ne ha aumentato la velocità. La forza ha cambiato al principio lo stato di quiete e in seguito lo stato di moto della valigia (1). ■ Una molla è appesa a una parete con un gancio. Il gancio impedisce alla molla di muoversi liberamente ed esercita un vincolo. Tiriamo l’estremo libero della molla: la forza che esercitiamo non mette la molla in movimento, ma la deforma allungandola. Analogamente, se comprimiamo la molla, questa si deforma accorciandosi. La forza applicata a un corpo vincolato provoca una deformazione (2).
1 Che cos’è una forza La forza applicata alla valigia cambia il suo stato di quiete o di moto.
2 La deformazione di una molla Poiché la molla è vincolata alla parete, la forza applicata, non la sposta ma la deforma allungandola.
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Quando tiriamo una striscia di gomma, questa si allunga, ma se la rilasciamo riprende la forma precedente. La deformazione della gomma è temporanea. Materiali come la gomma sono materiali elastici. Modelliamo una tavoletta di plastilina: una volta modellata, la plastili-
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na non torna al suo stato originario e la deformazione è permanente. Materiali come la plastilina sono materiali anelastici.
► Una forza è la causa che mette in movimento o cambia la velocità di un corpo libero di muoversi e che deforma un corpo trattenuto nella sua posizione da un vincolo.
Le caratteristiche delle forze In un supermercato si possono vedere persone che spingono il carrello e altre che tirano una borsa della spesa con le ruote. Quando si spinge o si tira qualcosa, si esercita una forza. Una signora spinge un carrello molto pieno e per muoverlo esercita una forza di grande intensità. La forza che agisce sul carrello ha una determinata direzione, quella del braccio della signora, e un verso, quello che va dalla signora al carrello (3). Una forza ha le seguenti caratteristiche: ► intensità. ► direzione. ► verso.
3 Le caratteristiche delle forze Le forze sono caratterizzate da intensità, direzione e verso.
Il punto in cui la signora spinge il carrello è il punto sul quale agisce la forza di spinta ed è detto punto di applicazione della forza. Se si spinge o si tira un carrello si esercita una forza muscolare. La calamita che attira uno spillo esercita una forza magnetica. L’arco teso che fa scoccare una freccia esercita una forza elastica. Una bacchetta di vetro strofinata con un panno attira pezzettini di carta ed esercita una forza elettrica. Le forze possono essere di molti tipi diversi.
► Le forze sono caratterizzate da intensità, direzione e verso. Esistono vari tipi di forze. ► Il punto di applicazione di una forza è il punto sul quale la forza agisce.
La misura delle forze Misurare una forza significa determinare la sua intensità. Un modo semplice è quello di tirare una molla, fissata ad esempio a un sostegno, e misurare l’allungamento provocato dalla forza applicata. Se appendiamo un peso alla molla, questa si allunga. Se appendiamo un peso doppio, l’allungamento raddoppia. Se appendiamo un peso triplo, l’allungamento triplica. E così via. In generale l’allungamento della molla è direttamente proporzionale alla forza applicata (4). Uno strumento per misurare l’intensità di una forza è il dinamometro che è formato da una molla che allungandosi sposta un indice su una scala graduata (5). Per misurare una forza è sufficiente applicarla all’estremità del dinamometro e leggere il suo valore sulla scala.
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Spiega perché si dice che la molla è vincolata al sostegno.
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4 L’allungamento di una molla. L’allungamento della molla è direttamente proporzionale alla forza applicata.
Sperimento nella realtà
Applica la tua forza muscolare ai seguenti oggetti vincolati. Descrivi, disegna o fotografa ogni oggetto prima e dopo la deformazione provocata dalla tua forza e indica in ogni caso qual è il vincolo. a. Premi con le mani un cuscino morbido appoggiato su un tavolo. b. Appendi un elastico rotondo a un chiodo (al pomello di un armadio o altro) e tiralo. c. Modella una sferetta con il Das, la plastilina o la creta, appoggiala su un tavolo e premi su di essa con un dito
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LE FORZE E L’EQUILIBRIO titololungo Le forze e la loro misura Che cos’è una forza Iniziamo lo studio dell’equilibrio dei corpi, cioè della statica, chiedendoci che cos’è una forza. Per comprenderlo esaminiamo due situazioni. ■ Siamo alla stazione e dobbiamo andare alla pensilina di un treno. Afferriamo il manico della valigia con le ruote e iniziamo a trascinarla: la nostra forza mette in movimento la valigia. Iniziamo a correre per non perdere il treno: la nostra velocità e quella della valigia aumentano. La forza che abbiamo esercitato dapprima ha messo in movimento la valigia e poi ne ha aumentato la velocità. La forza ha cambiato al principio lo stato di quiete e in seguito lo stato di moto della valigia (1). ■ Una molla è appesa a una parete con un gancio. Il gancio impedisce alla molla di muoversi liberamente ed esercita un vincolo. Tiriamo l’estremo libero della molla: la forza che esercitiamo non mette la molla in movimento, ma la deforma allungandola. Analogamente, se comprimiamo la molla, questa si deforma accorciandosi. La forza applicata a un corpo vincolato provoca una deformazione (2).
(1) Che cos’è una forza
La forza applicata alla valigia cambia il suo stato di quiete o di moto.
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(2) La deformazione di una molla Poiché la molla è vincolata alla parete, la forza applicata, non la sposta ma la deforma allungandola.
Quando tiriamo una striscia di gomma, questa si allunga, ma se la rilasciamo riprende la forma precedente. La deformazione della gomma è temporanea. Materiali come la gomma sono materiali elastici. Modelliamo una tavoletta di plastilina: una volta modellata, la plastili-
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che misura le
unità 10 Le forze e l’equilibrio
na non torna al suo stato originario e la deformazione è permanente. Materiali come la plastilina sono materiali anelastici.
► Una forza è la causa che mette in movimento o cambia la velocità di un corpo libero di muoversi e che deforma un corpo trattenuto nella sua posizione da un vincolo.
Le caratteristiche delle forze In un supermercato si possono vedere persone che spingono il carrello e altre che tirano una borsa della spesa con le ruote. Quando si spinge o si tira qualcosa, si esercita una forza. Una signora spinge un carrello molto pieno e per muoverlo esercita una forza di grande intensità. La forza che agisce sul carrello ha una determinata direzione, quella del braccio della signora, e un verso, quello che va dalla signora al carrello (3). Una forza ha le seguenti caratteristiche: ► intensità. ► direzione. ► verso.
(3) Le caratteristiche delle forze Le forze sono caratterizzate da intensità, direzione e verso.
Il punto in cui la signora spinge il carrello è il punto sul quale agisce la forza di spinta ed è detto punto di applicazione della forza. Se si spinge o si tira un carrello si esercita una forza muscolare. La calamita che attira uno spillo esercita una forza magnetica. L’arco teso che fa scoccare una freccia esercita una forza elastica. Una bacchetta di vetro strofinata con un panno attira pezzettini di carta ed esercita una forza elettrica. Le forze possono essere di molti tipi diversi.
► Le forze sono caratterizzate da intensità, direzione e verso. Esistono vari tipi di forze. ► Il punto di applicazione di una forza è il punto sul quale la forza agisce.
La misura delle forze Misurare una forza significa determinare la sua intensità. Un modo semplice è quello di tirare una molla, fissata ad esempio a un sostegno, e misurare l’allungamento provocato dalla forza applicata. Se appendiamo un peso alla molla, questa si allunga. Se appendiamo un peso doppio, l’allungamento raddoppia. Se appendiamo un peso triplo, l’allungamento triplica. E così via. In generale l’allungamento della molla è direttamente proporzionale alla forza applicata (4). Uno strumento per misurare l’intensità di una forza è il dinamometro che è formato da una molla che allungandosi sposta un indice su una scala graduata (5). Per misurare una forza è sufficiente applicarla all’estremità del dinamometro e leggere il suo valore sulla scala.
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Spiego a voce alta...
che cosa avviene se si applica una forza a una molla fissata a un sostegno. RIFLETTO
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Che cosa avviene alla molla se si applica una forza alla sua estremità libera?
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(4) L’allungamento di una molla. L’allungamento della molla è direttamente proporzionale alla forza applicata.
Sperimento nella realtà
Applica la tua forza muscolare ai seguenti oggetti vincolati. Descrivi, disegna o fotografa ogni oggetto prima e dopo la deformazione provocata dalla tua forza e indica in ogni caso qual è il vincolo. a. Premi con le mani un cuscino morbido appoggiato su un tavolo. b. Appendi un elastico rotondo a un chiodo (al pomello di un armadio o altro) e tiralo. c. Modella una sferetta con il Das, la plastilina o la creta, appoggiala su un tavolo e premi su di essa con un dito
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lezione
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La foglia Com’è fatta una foglia? Osserva queste foglie: che cosa hanno in comune? Sono tutte verdi e sottili (1). Queste due caratteristiche sono strettamente collegate alla funzione della foglia. Il colore verde è dovuto alla clorofilla, un pigmento di questo colore presente nelle cellule fogliari. Grazie alla clorofilla la pianta può “catturare” l’energia del Sole che serve come motore per la fotosintesi.
unità Le forze e l’equilibrio
10
Anche il fatto che la foglia sia sottile è collegato al processo fotosintetico: una struttura ampia e leggera è infatti ideale per poter offrire la maggior superficie possibile ai raggi solari, senza appesantire l’organismo vegetale. La disposizione asimmetrica delle foglie sul tronco e sui rami, infine, fa sì che le varie foglie si facciano meno ombra possibile, contribuendo a rendere massima l’esposizione al Sole. Prima di addentrarci nella struttura di una foglia, diamole un’occhiata generale (2).
La superficie della foglia, detta lamina, ha due facce: la pagina superiore e la pagina inferiore.
Sulla superficie della foglia sono ben visibili le nervature, una fitta rete di tubicini, detti vasi conduttori, che trasportano le sostanze coinvolte nella fotosintesi.
(1) Le foglie Anche se di piante diverse, hanno tutte alcune caratteristiche comuni: sono verdi e sottili.
La base della foglia, il picciolo, permette alla pianta di cambiare durante il giorno l’orientamento della foglia in modo che sia sempre in direzione del Sole. (2) La struttura esterna di una foglia.
► La foglia è attaccata alla pianta grazie al picciolo ed è formata da un’ampia lamina, interamente percorsa da una fitta rete di nervature.
ESERCIZI
INTERATTIVI
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Strumenti digitali Il dinamometro
6
Metto a fuoco i concetti chiave
Completa la mappa.
La foglia è formata, in sezione, da
epidermide superiore
vasi conduttori epidermide
unità 10 Le forze e l’equilibrio
Dentro la foglia Addentriamoci adesso nella foglia, immaginando di tagliarla e osservarla al microscopio (3). Due strati di cellule, detti epidermide superiore ed epidermide inferiore, delimitano la foglia sopra e sotto, proteggendo i tessuti più interni.
L’epidermide superiore è rivestita da uno strato ceroso, la cuticola, che rende impermeabile la foglia.
(3) La sezione di una foglia.
Nella sezione della foglia sono ben visibili i vasi conduttori. Alcuni, detti vasi legnosi, servono a trasportare acqua e sali minerali (linfa grezza) in arrivo dalla radice. Altri, detti vasi cribrosi, trasportano una soluzione di acqua e glucosio (linfa elaborata) dalla foglia verso il resto della pianta.
Le cellule dello strato più interno, il mesofillo, sono ricche di cloroplasti, organuli cellulari ricchi di clorofilla. È qui che avviene la maggior parte dell’attività fotosintetica. Sull’epidermide inferiore sono presenti delle piccole aperture, gli stomi, che servono per lo scambio dei gas (anidride carbonica, ossigeno e vapor acqueo) fra la pianta e l’atmosfera.
► Nella sezione di una foglia distinguiamo dall’alto verso il basso: l’epidermide superiore
(rivestita dalla cuticola), il mesofillo deputato alla fotosintesi, i vasi conduttori percorsi dalla linfa grezza e dalla linfa elaborata, l’epidermide inferiore ricca di stomi.
Gli stomi e la traspirazione Osserviamo adesso più da vicino la struttura degli stomi (4). Gli stomi non sono semplici “fori” ma vere e proprie “bocche” che si aprono e si chiudono a seconda delle richieste della pianta. Ogni stoma è delimitato da due cellule, dette cellule di guardia, che possono avvicinarsi o allontanarsi, determinando una maggiore o minore apertura della “bocca”. Attraverso gli stomi la pianta scambia con l’atmosfera i gas coinvolti nella fotosintesi: l’anidride carbonica in entrata e l’ossigeno in uscita. Sempre grazie agli stomi la pianta regola la perdita di vapor acqueo. Questo fenomeno, detto traspirazione, permette alla pianta di mantenere relativamente costante la temperatura (un fenomeno simile alla nostra sudorazione). Per questo motivo un terreno erboso in estate è più fresco di un piano di cemento e un albero esposto al Sole non si surriscalda come succede a
2
Spiego a voce alta...
com’è fatta una foglia. RIFLETTO
RIspondO
Spiega perché le foglie sono verdi e sottili.
Il colore e lo spessore delle foglie sono collegati alla funzione, infatti...
Descrivi la lamina.
La lamina è formata da due...
Illustra la funzione delle nervature e del picciolo.
Nelle nervature scorrono due tipi di vasi conduttori...
3
(4) Stomi aperti e chiusi.
Sperimento nella realtà
Prendi una piccola pianta messa in un vaso (per esempio del basilico). Coprila con un sacchetto di plastica trasparente e verifica che sia esposta alla luce. Lasciala così per qualche ora. Che cosa puoi osservare nel sacchetto? Come spieghi questo fenomeno?
7
INTERATTIVI ESERCIZI
ripasso e collego
conoscenze
1 Ripassa i concetti chiave completando le frasi. unità le trasformazioni chimiche
8
volume • atomi • aggregazione • fusione • eterogeneo • brinamento • vasi comunicanti • soluzioni • condensazione • sublimazione • materia • fisse • liquidi • cambiamenti • evaporazione • pure • direzioni • solidificazione • ebollizione • vapori • aeriforme • capillarità • molecole 1. Tutto ciò che ci circonda è composto da . Ci sono diversi “tipi di materia”, ciascuno con caratteristiche e proprietà diverse dagli altri, che si chiamano sostanze. 2. Tutta la materia è composta da particelle piccolissime, gli , che sono a loro volta raggruppati in . 3. Le particelle che costituiscono le sostanze sono tutte uguali fra loro, mentre nei miscugli ci sono atomi o molecole diverse. In un miscuglio è possibile distinguere le differenti sostanze che lo compongono, a differenza dei miscugli omogenei, o in cui i vari “ingredienti” non sono distinguibili. 4. I solidi hanno forma e propri. 5. I hanno volume proprio, ma prendono la forma del recipiente che li contiene. Hanno la caratteristica di raggiungere lo stesso livello nei , mentre in tubi molto sottili raggiungono livelli diversi per il fenomeno della . 6. Gli aeriformi, gas e , non hanno né forma, né volume propri. 7. I di stato sono le trasformazioni che portano da uno stato di aggregazione a un altro. La è il passaggio dallo stato solido a quello liquido. Il lento e progressivo passaggio dallo stato liquido a quello di vapore è detto mentre a una certa temperatura, il passaggio da liquido a vapore avviene in modo tumultuoso con l’ 2 Completa la mappa con i termini indicati. tavola periodica • reazioni chimiche • numero atomico • nuvola elettronica • legami chimici neutroni composti
ELEMENTI CHIMICI sono classificati nella
si uniscono mediante
sono formati da
atomi
sono formati da
elettroni nucleo che contiene
protoni 8
il loro numero è il
conoscenze
ESERCIZI
INTERATTIVI
verifico quello che so
3 Completa le frasi. a. Secondo il modello a gusci elettronici in un atomo, gli elettroni ruotano intorno b. Secondo la legge di conservazione della massa in una reazione chimica la somma delle masse è uguale alla somma c. La massa di un atomo è la somma d. Nel gruppo VIII della tavola periodica si trovano i e. Il legame si forma tra atomi di non metalli.
unità
4 Vero o falso? a. Un atomo è elettronicamente positivo. b. Il cloro è un non metallo. c. Il simbolo chimico del cloro è C. d. Il legame tra l’idrogeno e l’ossigeno nella molecola dell’acqua è un legame covalente. e. La formula molecolare dell’ossigeno è O. f. Il cloruro di sodio è una base. g. La soda caustica è un idrossido. h. L’ossigeno forma con i metalli ossidi basici. i. Una soluzione è neutra se il pH è pari a 8. j. Nel gruppo I della tavola periodica si trovano i metalli alcalini.
V V V V V V V V V V
F F F F
le trasformazioni chimiche
8
F F F F F F
5 Scegli la risposta corretta. a. La carica del protone è A 0 B +1 C -1 D +2
c. Il numero di massa di un atomo è A il numero dei protoni e dei neutroni B il numero dei protoni e degli elettroni C il numero degli elettroni D il numero degli elettroni e dei neutroni
b. Gli atomi del cloruro di sodio A sono atomi singoli B sono legati da un legame covalente C sono legati da un legame metallico D sono legati da un legame ionico
d. Un sale si forma in seguito alla reazione di A un ossido con un acido B un ossido basico con un ossido acido C un acido con un idrossido D un ossido acido con un idrossido
6 Write the words in the corret position. • natural phenomena • light • science
→ studies →
→ as → energy → → oceans → rocks → animals → plants 9
6 Collega ogni elemento al suo simbolo. unità le trasformazioni chimiche
8
BROMO URANIO ZOLFO MERCURIO ORO AZOTO CALCIO POTASSIO ELIO PIOMBO
K Ca Hg He N Pb Br U Au S
7 Il modello rappresenta l’atomo di un elemento chimico. a. Quale? Qual è il suo numero atomico Z? b. Quali sono i suoi isotopi e i loro numeri di massa? 8 Il seguente modello rappresenta l’atomo di un elemento. Quale? Scrivi il suo simbolo e il gruppo della tavola periodica a cui appartiene. 2 Completa la mappa con i termini indicati. tavola
9 Spiega che cos’è una molecola e disegna i modelli delle molecole dell’idrogeno, dell’ossigeno e dell’acqua.
ESERCIZI
verifico quello che so fare
INTERATTIVI
abilità
10 Rispondi ai seguenti quesiti. a. Che cosa avviene se immergi un pezzo di potassio nell’acqua fredda? b. Quali altri elementi reagiscono con l’acqua in modo simile?. c. Qual è la loro collocazione nella tavola periodica? d. Come sono chiamati? 11 Un componente della ruggine è un ossido basico chiamato ossido ferrico. Scrivi l’equazione bilanciata della reazione tra il ferro e l’ossigeno per formare ossido ferrico. 12 È possibile soffocare un principio di incendio buttando sul focolaio una coperta. Spiega il perché. 13 Descrivi la combustione di un pezzo di legno e interpreta il fenomeno dal punto di vista chimico. Scrivi l’equazione chimica della reazione e disegna lo schema delle molecole coinvolte nel processo.
14 Spiega qual è la differenza tra un idrossido e un ossiacido. 10
sviluppo le competenze...
… attraverso indagini nella realtà
competenzA esplorare e spiegare processi e fenomeni
La combustione del gas dentro le mura di casa La cucina è un vero e proprio laboratorio dove realizzare una serie di esperimenti chimici. Te ne proponiamo alcuni per mettere alla prova le tue competenze. Non ti resta che metterti all’opera!
14 Il fornello a gas. a. Che cosa usi per accendere il gas? b. una volta che hai acceso il gas, hai innescato una reazione. Quale? Che tipo di reazione è? c. Vuoi spegnere la fiamma del gas. Come fai? d. In questo tipo di combustione qual è il combustibile e qual è il comburente? e. Di che colore è la fiamma del gas? Perché è diversa da quella della candela? 15 La stufa a gas. Nella stanza di un appartamento c’è una stufa per il riscaldamento che funziona con una bombola di gas. Quali precauzioni prenderesti per evitare incidenti supponendo che la bombola sia perfettamente in ordine? 16 Il camino. Nel caminetto c’è un fuoco acceso, ma ti accorgi che il fumo si sparge per la stanza e la fiamma stenta a svilupparsi. Quale può essere la causa? Che pericolo può rappresentare?
unità
8
le trasformazioni chimiche
ESERCIZI
INTERATTIVI
17 L’acqua dura L’acqua che arriva nelle nostre case è spesso dura, cioè contiene una certa quantità di carbonato di calcio e di magnesio. Nel tempo, in particolare se si usa acqua calda, si formano incrostazioni calcaree nelle tubature e nei filtri. Fai la doccia, ma dal miscelatore esce poca acqua perché si è formata un’incrostazione di calcarea che ha otturato in parte i fori. Spiega come faresti a ripulire dal calcare il miscelatore non avendo a disposizione alcun prodotto specifico.
… attraverso modelli e schemi
competenzA elaborare modelli e schemi della realtà
Il magnesio e l’ossigeno 20 Il magnesio è un metallo alcalino-terroso. Sottili strisce di magnesio si scaldano e s’infiammano in presenza di ossigeno. Il magnesio (Mg) reagisce con l’ossigeno (O₂) formando ossido di magnesio (MgO). a. Scrivi l’equazione bilanciata delle reazione. b. Rappresenta l’equazione con uno schema.
11
sviluppo le competenze...
ESERCIZI
INTERATTIVI
… attraverso attività sperimentali unità le trasformazioni chimiche
8
competenzA osservare e sperimentare, ipotizzare e verificare cause, risolvere problemi
Il pH delle soluzioni ORGANIZZAZIONE
TEMPO PREVISTO
DIFFICOLTÀ
STRUMENTI DIGITAL I
con un compagno
10 minuti
medio
Titolo video
Materiale • provette • un porta provette • cartellini • cordicelle, • un rotolo di indicatore universale di pH • campioni di: limone, aceto, coca-cola, yogurt, latte, acqua pura, albume d’uovo, sapone liquido di Marsiglia, detersivo liquido per lavastoviglie.
Procedimento 1) Scrivi il nome di ogni sostanza di cui vuoi analizzare il pH sulle etichette e su un quaderno. 2) Metti nelle provette una piccola quantità della sostanza solida o di soluzione. 3) Attacca le etichette in modo da distinguere le varie sostanze. 4) Versa in ogni provetta acqua distillata fino a riempirla per metà. 5) Preleva con il contagocce una piccola quantità di ogni sostanza e fanne cadere una goccia su una striscia di indicatore universale di pH.
Ricorda di lavare accuratamente il contagocce tra un’analisi e l’altra. 6) Confronta il colore della striscia con la scala del pH e determina il valore del pH per ogni soluzione. Prepara una tabella in cui registrare i dati.
Il lievito e il bicarbonato di sodio ORGANIZZAZIONE
TEMPO PREVISTO
DIFFICOLTÀ
in gruppo
10 minuti
medio
Materiale • 4 tazzine o piccoli contenitori • 2 cucchiaini • 2 cucchiai • acqua • aceto • lievito per dolci in polvere • bicarbonato di sodio • pennarello per scrivere sulle tazzine
12
Procedimento 1) Numera le tazzine da 1 a 4. Scrivi sulla 1 e sulla 2 “Lievito” e sulla 3 e sulla 4 “bicarbonato. 2) Colloca le tazzine una accanto all’altra. 3) Con uno dei due cucchiaini versa un cucchiaino di lievito in polvere nelle tazzine 1 e 2. 4) Aggiungi due cucchiai di acqua nella tazzina 1 e due cucchiai di aceto nella tazzina 2. 5) Osserva le due soluzioni e descrivi i processi che avvengono nella due tazzine.
6) Con l’altro cucchiaino versa un cucchiaino di bicarbonato di sodio nelle tazzine 2 e 3. 7) Aggiungi due cucchiai di acqua nella tazzina 3 e due cucchiai di aceto nella tazzina 4. 8) Osserva le due soluzioni e descrivi i processi che avvengono nella due tazzine. Registra i risultati che hai osservato e spiega i processi chimici che avvengono in ogni tazzina.