Obra idealizada, concebida, desenvolvida e produzida pela Coordenação de Formação Continuada em Serviço do Ensino de Ciências/Setor de Ensino-Séries Finais/SEDUC. Professor Responsável: Vítor Paulo Alves de Oliveira
Distribuição Exclusiva para Professores de Ciências do Sistema Municipal de Educação de Petrolina Venda proibida Reprodução autorizada desde que citada a fonte.
Prezado Professor,
Este Suplemento de textos e atividades é mais um instrumento de apoio a sua prática de ensino e, de maneira nenhuma substitui o livro didático adotado pelo PNLD. Este instrumento é posto a sua disposição para somar as ideias já proposta pelos descritores de Ciências do Sistema Municipal de Educação em consonância com seu planejamento individual e as formações em serviço.
APRESENTAÇÃO
Os aspectos transversais no Ensino de Ciências da Natureza, em especial a Intolerância política, social, cultural e religiosa e suas consequências para as relações humanas, a Educação para o trânsito, o Calor e temperatura e as Tecnologias benéficas e maléficas desenvolvidas através do estudo da Física foram pensados com a intensão de ajudar o aluno a aprender com desafios e prazer. Desta forma, vivenciamos o Ensino de Ciências presente no dia a dia em situações e acontecimentos. Você, professor, é a pessoa chave na dinâmica deste processo. Com as informações contidas nesta publicação, poderá enriquecer suas aulas, fazendo conexões com outras matérias interdisciplinando o ensino. Esperamos que, com esse trabalho, possamos dar passos significativos para a transformação de nossos espaços escolares em lugares não apenas de aprendizagem, mas também de sustentabilidade. E que bons frutos surjam para melhorar cada vez mais a qualidade da Educação de nosso município, do nosso estado e quiçá de nosso Brasil.
Coordenador
DESEQUILÍBRIO SOCIOAMBIENTAL: INTOLERÂNCIA E CONSEQUENCIA NAS RELAÇÕES HUMANAS ................................................................................................................................. 3 A intolerância política, social, cultural e religiosa e suas consequências para as relações humanas................................................................................................................................ 3 VISÃO DE SUSTENTABILIDADE ............................................................................................. 4 REFLETINDO A TOLERÂNCIA PARA A CONSTRUÇÃO DE UMA DEMOCRACIA..................... 5 EDUCAÇÃO PARA O TRÂNSITO.................................................................................................. 6 Infográficos da relação Alcoolismo x Velocidade, Causa x Consequências, Campanhas x Mídias.................................................................................................................................... 6 Álcool e Trânsito: Mistura Perigosa! .................................................................................... 7 TERMOLOGIA ............................................................................................................................ 9 Calor e temperatura. Transmissão de calor. Medida de temperatura. Efeito estufa e aquecimento global. ............................................................................................................. 9 TEMPERATURA ..................................................................................................................... 9 AS ESCALAS TERMOMÉTRICAS ............................................................................................. 9 A FÍSICA NA EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA .................................................................................. 14 TECNOLOGIAS BENÉFICAS E MALÉFICAS DESSENVOLVIDAS ATRAVÉS DO ESTUDO DA FÍSICA .................................................................................................................................. 14 NANOTECNOLOGIA ............................................................................................................. 14 ROBÓTICA ........................................................................................................................... 15 CIBERNÉTICA ....................................................................................................................... 16
DESEQUILÍBRIO SOCIOAMBIENTAL: INTOLERÂNCIA E CONSEQUENCIA NAS RELAÇÕES HUMANAS
Eixo Valores Humanos D1
A intolerância política, social, cultural e religiosa e suas consequências para as relações humanas O paradigma da expulsão do paraíso dominou nossa cultura por séculos a fio e ajudou a construir a visão da vida em sociedade como uma luta competitiva pela existência, e a crença no progresso material ilimitado a ser obtido, na maioria das vezes, sem questionamentos éticos. O STATUS QUO
É um termo em latim. O status quo está relacionado ao estado de fatos, situações e coisas, independente do momento. O termo status quo é geralmente acompanhado de outras palavras como manter, defender, mudar e etc.
Buraco na camada de ozônio, aquecimento global, ameaça as cidades litorâneas e a agricultura mundial, chuva ácida em lagos e florestas relacionada como uma das principais causas de câncer de pulmão, depois do tabagismo. 35 mil pessoas morrendo de fome diariamente. Extinção diária de espécies, desmatamento, poluição, o planeta morrendo! O planeta está morrendo porque nós estamos satisfeitos com nossos relacionamentos limitados, nos quais o controle, a negação e o abuso são tolerados. O status quo somos nós mantendo estes relacionamentos insignificantes uns com os outros, entre as nações, entre nós mesmos e o mundo natural. Por que deveríamos nos incomodar? Porque relações saudáveis não são uma meta. É uma questão de sobrevivência, nossa e da maioria da vida existente na Terra. ALTERNATIVAS I.
Desenvolvimento sustentável: desenvolvimento econômico, desenvolvimento social e proteção ambiental.
II.
Capitalismo natural: é uma extensão da noção econômica de capital (meios de produção) para a produção de bens e serviços ambientais
III.
3 R’s: Redução, Reutilização e Reciclagem.
http://www.tratolixo.pt/Educacao/MatInf/Paginas/Default.aspx
IV.
Emissão zero (Zeri): a produção industrial imita o processo de funcionamento da natureza
A sigla ZERI - (Zero Emissions Research Initiative) significa Iniciativa de Pesquisa em Emissão Zero criada por Gunter Pauli em 1994 na United Nations University, no Japão. O objetivo do seu criador é criar uma comunidade mundial de especialistas com o intuito de desenvolver projetos que visem o desenvolvimento sustentável e a emissão zero das atividades humanas. Baseia-se na de uma sociedade mais próxima possível do sistema biológico/natural que reaproveita qualquer tipo de material.
VISÃO DE SUSTENTABILIDADE Sustentabilidade como a integração e relação de equilíbrio pacífico e espiritual do ser humano com a natureza, de forma que ela provê, protege e nutre o ser humano, mas ao mesmo tempo, pode ameaçar e dominar quando essa relação entra em desequilíbrio. Apesar do aparente consenso de que o meio ambiente abrange um todo dinâmico que inclui aspectos históricos, culturais, sociais, econômicos, éticos, estéticos e outros, o conceito continua reduzido, no pensamento dominante, às suas dimensões naturais e técnicas. Essa redução transforma o meio ambiente em uma entidade concreta O ECOSSISTEMA. CONSUMO versus VALORES A lógica do consumo já não está mais somente relacionada com o suprimento das necessidades humanas. A barreira da escassez já foi ultrapassada. “O consumo surge como sistema que assegura a ordenação dos signos e a interação do grupo, constitui simultaneamente uma moral (sistema de valores ideológicos) e um sistema de comunicação ou estrutura de permuta [...]entra-se num sistema generalizado de troca e produção de valores codificados em que todos os consumidores se encontram reciprocamente implicados. Neste sentido, o consumo constitui uma ordem de significações, como a linguagem, ou como o sistema de parentesco nas sociedades primitivas. ” Jean Baudrillard Filósofo Jean Baudrillard foi um sociólogo e filósofo francês. Wikipédia Nascimento: 27 de julho de 1929, Reims, França Falecimento: 6 de março de 2007, Paris, França Educação: Universidade de Paris Obras: Simulacros e Simulação, A sociedade de consumo http://www.5firs.institutoventuri.org.br/arquivo/download?ID_ARQUIVO=95
REFLETINDO A TOLERÂNCIA PARA A CONSTRUÇÃO DE UMA DEMOCRACIA Antes de qualquer coisa precisamos ponderar que quanto a tolerância é necessário admitir que “tolerar” é primeiramente reconhecer a liberdade de “existir” do “outro”, desse “outro” ser diferente na maneira de agir, pensar, crer, amar, se relacionar, enfim a liberdade incondicional de “ser”. Num primeiro momento, o conceito de tolerância nos remete a uma relação vertical entre os indivíduos, e, portanto, antiética, uma vez que pressupõe uma situação de desigualdade, ou seja, alguém se coloca como modelo a ser seguido, pois se julga mais civilizado, educado, normal, de uma cultura superior dentre outros atributos, e toma uma atitude de “benevolência” em relação ao “outro”, julgado inferior, anormal, selvagem, incivilizado. Este foi o sentido de origem do termo tolerância durante a modernidade europeia (idade moderna), olhar do ponto de vista do vencedor. Entender a construção histórica dos sentidos deste conceito para assim contrapormos a um outro do ponto de vista do vencido, do oprimido é algo que precisa ser refletido. [...] A possibilidade da construção de uma cultura de tolerância implica na satisfação das necessidades fundamentais das grandes maiorias excluídas do bem-estar material, cultural e espiritual. A fome, a pobreza, a marginalização, são resultados de situações de profunda intolerância e focos de novas atitudes de intolerância e violência. A tolerância não pode ocorrer em
relacionamentos marcados pela desigualdade, onde ocorrer a dominação e a opressão entre indivíduos ou grupos sociais. O ponto crucial da tolerância está na igualdade social, respeitar as diversidades culturais, sexuais, étnicas, não pode significar aceitar as desigualdades socioeconômicas. A tolerância deve ser uma ação solidária na superação dessas desigualdades, deve ser o reconhecimento das diversidades dos vários extratos sociais contrapondo-se a hegemonia de uma cultura dominante que oprimi e marginaliza as outras classes e grupos sociais. Os limites da tolerância residem em primeiro lugar na não aceitação da intolerância, nem das relações de exploração entre classes e grupos sociais desfavorecidos, sem limites a tolerância seria a própria negação. O contrário da igualdade não é diferença, mas sim a desigualdade que é socialmente construída, somente a aceitação da diferença pelo princípio da tolerância não é o suficiente para a construção de uma sociedade mais justa e fraterna e é claro verdadeiramente democrática. A solidariedade é a virtude necessária para o enfrentamento das diferenças brutais e injustas, da desigualdade. Os preconceitos, a intolerância, dentre outras atrocidades podem ser combatidos não somente pela informação, mas também através da construção e do estabelecimento de valores como a tolerância, a ética, a honestidade, o respeito e o exercício real da cidadania.
http://meuartigo.brasilescola.com/sociologia/%20refletindo-tolerancia-construcao-democracia.htm
Que tal realizarmos um Debate?
EDUCAÇÃO PARA O TRÂNSITO Eixo Saúde e Qualidade de vida D5
Infográficos da relação Alcoolismo x Velocidade, Causa x Consequências, Campanhas x Mídias. No Brasil, uma lei que vigora desde janeiro de 2013 acabou com a tolerância de álcool permitida a motoristas, se o condutor fizer o teste do bafômetro e a concentração de álcool em seu sangue for maior do que 0,34 mg/L, pode ser preso por seis meses a três anos, além de pagar multa, e ter o direito de dirigir suspenso. Mas como diferentes concentrações de álcool afetam a capacidade de direção? As informações são da Administração Nacional de Segurança no Tráfego Rodoviário (NHTSA) dos EUA. Os sintomas de diferentes concentrações de álcool no sangue na capacidade de direção PORCENTAGEM DE CONCENTRAÇÃO DE
EFEITOS NO ORGANISMO
0,02%
Funções visuais diminuem
Diminuição da capacidade de fazer
0,05%
duas coisas ao mesmo tempo
Diminuição da concentração
Perda do controle da velocidade
Redução da capacidade de processar
0,08%
informações (capacidade de ver placas ou sinalizações)
Diminuição da percepção
Redução da capacidade de ficar na
0,10%
mesma pista da estrada e parar corretamente
0,15%
Incapacidade
substancial
para
controlar o veículo, prestar atenção às funções de direção e processar informação visual e auditiva
http://g1.globo.com/bemestar/noticia/2015/06/como-o-alcool-afeta-a-capacidade-de-direcao.html
ÁLCOOL NO SANGUE
Álcool e Trânsito: Mistura Perigosa! O Álcool é tido como droga lícita, ou seja, é aceito legalmente e socialmente. Porém o consumo abusivo dessa substância pode causar sérios danos à saúde. O Álcool, além de afetar o fígado, o estômago, o intestino e o sistema cardiovascular, afeta também o sistema nervoso. Uma pessoa que ingere grande quantidade de bebida alcoólica tem prejuízo de julgamento. Além disso, a coordenação motora fica reduzida, ocorre diminuição da atenção e dos reflexos. Muitos acidentes de trânsitos são causados por motoristas embriagados. Diante de um obstáculo, o motorista alcoolizado tem um tempo de reação mais lento e pode não conseguir frear o veículo, ocasionando, por exemplo, um acidente que pode pôr em risco a sua vida e a de outras pessoas. É por isso que vemos com frequência avisos e campanhas publicitárias dizendo: Se beber, não dirija. Compreendendo a Leitura: 1. Observe o 1º. trecho destacado no texto e explique o que você entende por “prejuízo de julgamento”. 2. Sobre a ingestão de álcool: I. Não afeta o sistema nervoso II. As campanhas publicitárias nada têm a ver com o índice de acidentes ocasionados por motoristas alcoolizados. III. Um motorista alcoolizado tem diminuição do reflexo e tempo de reação mais lento. IV. Diante de um obstáculo, O motorista perde o tempo de frenagem e pode provocar acidentes. Estão corretos: a) I somente
b) II e III somente
c) III somente
d) III e IV somente
3. Que outra frase você usaria para substituir a Campanha publicitária ”Se beber não dirija”. Justifique sua frase.
4. (PAAE2013) Os estudos mais recentes mostram que 61% dos acidentes de trânsitos, o condutor havia ingerido bebida alcoólica. Por isso, é muito importante conscientizar as pessoas que bebida e direção não combinam, As estatísticas mostram como resultado dessa mistura, 28 mil mortos por ano e 199 mil pessoas feridas. Geralmente, quem bebe e acha que tem condições de dirigir pensa que o álcool não influencia em sua habilidade como motorista. A combinação de bebida alcoólica e direção é perigosa, porque: a) acelera o funcionamento do corpo. c) melhora a coordenação motora.
b) deixa os reflexos mais lentos. d) provoca estado de euforia.
5. Observe os dados do infográfico abaixo:
http://oglobo.globo.com/sociedade/saude/quase-25-dos-brasileiros-dirigem-apos-consumir-bebida-alcoolica-14783051
Responda: a) Qual o ano da pesquisa? b) Quantos pontos percentuais para mais ou para menos é o índice de confiabilidade desta pesquisa? c) O maior índice de consumo está entre os homens. Qual a diferença percentual para as mulheres? d) Em que região do Brasil estão as pessoas de 18 anos ou mais que dirigem logo depois de beber? e) E a que menos dirigem? f)
Qual a diferença percentual entre as regiões Centro-oeste e Nordeste e aponte uma das possíveis causas que possa explicar por que elas estão à frente no consumo de álcool de regiões mais populosas como Sul e Sudeste?
TERMOLOGIA Eixo SUSTENTABILIDADE E DESENVOLVIMENTO D12
Calor e temperatura. Transmissão de calor. Medida de temperatura. Efeito estufa e aquecimento global. Chamamos de Termologia a parte da física que estuda os fenômenos relativos ao calor, aquecimento, resfriamento, mudanças de estado físico, mudanças de temperatura, etc.
TEMPERATURA É a grandeza que caracteriza o estado térmico de um corpo ou sistema. Fisicamente o conceito dado a quente e frio é um pouco diferente do que costumamos usar no nosso cotidiano. Podemos definir como quente um corpo que tem suas moléculas agitando-se muito, ou seja, com alta energia cinética. Analogamente, um corpo frio, é aquele que tem baixa agitação das suas moléculas. Ao aumentar a temperatura de um corpo ou sistema pode-se dizer que está se aumentando o estado de agitação de suas moléculas. Ao tirarmos uma garrafa de água mineral da geladeira ou ao retirar um bolo de um forno, percebemos que após algum tempo, ambas tendem a chegar à temperatura do ambiente. Ou seja, a água "esquenta" e o bolo "esfria". Quando dois corpos ou sistemas atingem a mesma temperatura, dizemos que estes corpos ou sistemas estão em equilíbrio térmico.
AS ESCALAS TERMOMÉTRICAS São mecanismos utilizados para medir a temperatura dos corpos. Temperatura é uma grandeza física que mede o grau de agitação das moléculas de um corpo, indicando o seu estado térmico, ou seja, quanto maior a agitação das partículas que compõem o corpo, maior será a temperatura dele. As escalas surgiram da necessidade de quantificar o quanto um corpo está quente ou frio, e da necessidade de melhorar as medidas das temperaturas. Existem vários tipos de escalas, das quais as mais conhecidas são a escala Celsius, escala Kelvin e escala Fahrenheit. Escala Celsius A Escala Celsius é a mais comum entre todas, foi criada em 1742 pelo astrônomo sueco Anders Celsius. Ele estabeleceu pontos fixos da sua escala como sendo os pontos de fusão do gelo e de
ebulição da água, ou seja, 0° para o ponto de fusão de gelo e 100° para o ponto de ebulição da água. Escala Fahrenheit Daniel Gabriel Fahrenheit, o inventor do termômetro de mercúrio, foi o inventor dessa escala por volta dos anos de 1742. Ele em seus estudos obteve uma temperatura de 32°F para uma mistura de água e gelo, e uma temperatura de 212°F para a água fervente. Assim, na escala Fahrenheit a água vira gelo a uma temperatura de 32°F e ferve a uma temperatura de 212°F. É a escala mais utilizada nos países de língua inglesa. Escala Kelvin e o zero absoluto Como já foi dito, a temperatura mede o grau de agitação das moléculas, sendo assim a menor temperatura corresponde à situação na qual essa agitação cessa. Esse é denominado de zero absoluto. Na prática esse ponto é impossível de se alcançar, contudo, esse valor foi alcançado teoricamente na escala Celsius e corresponde a um valor igual a -273,15°C (aproximadamente 273). Willian Tompson, que viveu entre os anos de 1824 a 1907, durante a realização de experimentos verificou que se o volume de um gás for mantido constante, a sua pressão seria reduzida a uma razão de 1/273 do valor inicial para uma variação de -1°C na temperatura. Assim, ele concluiu que se o gás sofresse uma redução de temperatura de 0°C para -273°C, a sua temperatura reduziria a zero. A esse valor de -273°C ficou conhecido como zero absoluto. Kelvin atribuiu o zero da sua escala como sendo igual a -273°C na escala Celsius.
Relação entre as escalas termométricas
Matematicamente falando: 01. Um termômetro marca a temperatura de 10 ºC.
2. Um termômetro marca a temperatura de 50 ºC. Qual seria esse valor na escala:
Qual seria esse valor na escala:
(A) kelvin? T = __________ K
(A) kelvin? T = __________ K
(B) Fahrenheit? T = __________ ºF
(B) Fahrenheit? T = __________ ºF
3. Um termômetro marca a temperatura de 150 ºC. Qual seria esse valor na escala: (A) kelvin? T = __________ K (B) Fahrenheit? T = __________ ºF 4. Um termômetro marca a temperatura de 95 ºF. Qual seria esse valor na escala: (A) kelvin? T = __________ K (B) Celsius? T = __________ ºC 5. Um termômetro marca a temperatura de 257 ºF. Qual seria esse valor na escala: (A) kelvin? T = __________ K (B) Celsius? T = __________ ºC 6. Realize as transformações abaixo: (A) 25º C → __________ K 25º C → __________ ºF (B) 35º C → __________ K
35º C → __________ ºF (C) 75º C → __________ K 75º C → __________ ºF (D) - 25º C → __________ K - 25º C → __________ ºF (E) - 15º C → __________ K - 15º C → __________ ºF F) 41º F → __________ ºC 41º F → ___________ K (G) 113º F → __________ ºC 113º F → __________ K (H) - 40 º F → _________ ºC - 40º F → __________ K (I) 323 K → ___________ ºC 323 K → ___________ ºF (J) 263 K → ___________ ºC 323 K → ___________ ºF
FAÇA OS CÁLCULOS NO SEU CADERNO!
(K) 123 K → __________ ºC 323 K → __________ ºF
ESQUEMA DE UMA GARRAFA TÉRMICA Garrafa térmica é o nome mais popular para o vaso de Dewar, que é um recipiente utilizado para gerar um isolamento térmico quase perfeito e, dessa forma, conservar a temperatura do conteúdo em seu interior por bastante tempo, evitando trocas de calor com o meio externo. A primeira garrafa térmica foi construída no século XIX pelo cientista escocês James Dewar. Ele pretendia inicialmente conservar a temperatura de soluções químicas. Para que você entenda melhor o funcionamento de uma garrafa térmica, veja como podem ocorrer os três processos de troca de calor:
Convecção – Consiste na forma de propagação de calor em meios líquidos ou gasosos, ocasionada pela diferença de densidade entre as partes componentes de um sistema; Condução – É a transferência de energia térmica entre as partículas que constituem um determinado material em virtude da diferença de temperatura; Irradiação - forma de propagação de calor que ocorre sem que haja contato entre os corpos, assim o calor propaga-se por meio de ondas eletromagnéticas. Um exemplo é o fato de o Sol aquecer a Terra mesmo a uma enorme distância. A garrafa térmica é construída de tal forma que evita a ocorrência desses processos de trocas de calor. Veja a figura acima. Como podemos ver na figura, a garrafa térmica é constituída por duas camadas, como se uma garrafa estivesse dentro da outra e ambas utilizassem o mesmo gargalo. Essas camadas são feitas de um material isolante térmico, normalmente o vidro. Cada uma de suas partes tem uma função: O vácuo entre as duas camadas tem o objetivo de evitar que ocorra a condução, pois esse processo de troca de calor necessita de um meio material para acontecer; As superfícies espelhadas das camadas internas evitam que aconteça troca de calor por irradiação térmica, pois elas “refletem” as ondas de calor novamente para que a temperatura seja mantida; A tampa feita por material isolante evita que haja contato entre o ar e o líquido no interior da garrafa, assim, não ocorre a convecção. Caso houvesse contato do ar com o líquido quente ou frio de dentro da garrafa, o movimento do ar faria com que ocorresse a convecção. Assim, a garrafa térmica pode conservar a temperatura de qualquer conteúdo colocado em seu interior, estando ele quente ou frio. Teoricamente, seria possível que a temperatura fosse conservada para sempre, sem qualquer alteração, porém, é impossível evitar completamente as trocas de calor.
01. Sabe-se que a temperatura do café se mantém razoavelmente constante no interior de uma garrafa térmica perfeitamente vedada. I - Qual o principal fator responsável por esse bom isolamento térmico? II - O que acontece com a temperatura do café se a garrafa térmica for agitada vigorosamente? Explique sua resposta. a) I - A condução ocorre no vácuo. II - Aumenta, pois há transformação de energia mecânica em térmica. b) I - A condução não ocorre no vácuo. II - Aumenta, pois há transformação de energia mecânica em térmica.
c) I - A condução ocorre no vácuo. II - Diminui, pois não há transformação de energia mecânica em térmica. d) I - A condução não ocorre no vácuo. II - Diminui, pois há transformação de energia térmica em mecânica.
02. Qual a razão para produzir o vácuo entre as paredes da ampola de vidro espelhado? a) O vácuo dificulta a condução do calor, por isso há vácuo na garrafa térmica, para que não haja troca de calor entre o meio externo e o conteúdo da garrafa. b) O vácuo facilita a condução do calor, por isso há vácuo na garrafa térmica, para que haja troca de calor entre o meio externo e o conteúdo da garrafa. c) O vácuo dificulta a condução do calor, por isso há vácuo na garrafa térmica, para que haja troca de calor d) O vácuo facilita a condução do calor, por isso há vácuo na garrafa térmica, para que não haja troca de calor.
03. A garrafa térmica tem como função manter seu conteúdo em temperatura praticamente constante durante um longo intervalo de tempo. É constituída por uma ampola de vidro cujas superfícies interna e externa são espelhadas para impedir a propagação do calor por __________. As paredes de vidro são más condutoras de calor evitando-se a __________ térmica. O vácuo entre as paredes da ampola dificulta a propagação do calor por ___________ e ____________. Marque a alternativa que completa o texto corretamente: a) reflexão – transmissão – condução – irradiação. b) condução – irradiação – irradiação – convecção. c) irradiação – condução – convecção – condução. d) convecção – convecção – condução – irradiação. e) reflexão – irradiação – convecção - condução.
04. Assinale a alternativa que define corretamente calor. a) Trata-se de um sinônimo de temperatura em um sistema. b) É uma forma de energia contida nos sistemas. c) É uma energia de trânsito, de um sistema a outro, devido à diferença de temperatura entre eles. d) É uma forma de energia superabundante nos corpos quentes. e) É uma forma de energia em trânsito, do corpo mais frio para o mais quente.
A FÍSICA NA EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA
Eixo O Mundo Tecnológico D16
TECNOLOGIAS BENÉFICAS E MALÉFICAS DESSENVOLVIDAS ATRAVÉS DO ESTUDO DA FÍSICA O aparecimento de problemas cada vez mais complexos e multidisciplinares faz com que a tecnologia se evolua cada dia mais e mais na busca de equipamentos cada vez mais sofisticados, eficazes, que venham a resolver tais problemas e suprir as necessidades do ser humano. Nessa evolução estão inseridas as mais variadas ciências, e dentre todas elas se encontra a física, que auxilia a evolução da tecnologia com a aplicação de conceitos e de pesquisas como, por exemplo, as pesquisas no ramo das nanotecnologias.
NANOTECNOLOGIA É um ramo de pesquisa e produção de equipamentos na escala de nano, escala atômica. É uma área de grandes evoluções nos últimos anos e que está associada a várias outras áreas de estudo como, por exemplo, a medicina e a ciência da computação, como também a física e a química. A física, como já se sabe, é uma ciência que estuda os fenômenos naturais e a natureza em que nós vivemos. Os conhecimentos adquiridos ao longo de milhares de anos de estudos e pesquisas possibilitam à sociedade compreender a natureza e evoluir criando mecanismos, sistemas e dispositivos materiais artificiais que contribuem para que a tecnologia evolua cada vez mais e mais. A física, assim como outras ciências, inserida no processo de evolução tecnológica, utiliza dos seus princípios, estudos e pesquisas para criar os mecanismos necessários para a evolução. Por exemplo, na medicina, o uso da física possibilitou a evolução de meios de visualização de imagens, bem como a criação e evolução do microscópio os quais possibilitaram aos cientistas a descoberta de novos elementos e a descoberta de seres microscópicos. No ramo da nanotecnologia, a física - auxiliada por outras ciências - possibilitou a criação de elementos e dispositivos cada vez mais eficientes, menores e capazes de realizar muito mais atividades como, por exemplo, os aparelhos de MP3 e os celulares cada vez mais desenvolvidos, bem como a evolução dos meios de gravação de dados em dispositivos de HD. Disponível em: http://educador.brasilescola.com/estrategias-ensino/a-fisica-na-evolucao-tecnologica.htm Acesso em 17 de outubro de 2015.
ROBÓTICA É um ramo educacional e tecnológico que engloba computadores, robôs e computação, que trata de sistemas compostos por partes mecânicas automáticas e controladas por circuitos integrados, tornando sistemas mecânicos motorizados, controlados manualmente ou automaticamente por circuitos eléctricos. As máquinas, pode-se dizer que são vivas, mas ao mesmo tempo são uma imitação direcionada as pessoas (Seres Vivos), não passam de fios unidos e mecanismos, isso tudo junto concebe um robô. Cada vez mais as pessoas utilizam os robôs para suas tarefas. Em breve, tudo poderá ser controlado por robôs. Os robôs são apenas máquinas: não sonham nem sentem e muito menos ficam cansados. Esta tecnologia, hoje adaptada por muitas fábricas e indústrias, tem obtido de um modo geral, êxito em questões levantadas sobre a redução de custos, aumento de produtividade e os vários problemas trabalhistas com funcionários. O termo Robô foi pela primeira vez usado pelo Checo Karel Capek (1890-1938) numa Peça de Teatro - R.U.R. (Rossum's Universal Robots, cujo livro foi lançado no Brasil pela editora Hedra com o título A Fábrica de Robôs), estreada em janeiro de 1921 (Praga). O termo Robótica foi popularizado pelo escritor de Ficção Cientifica Isaac Asimov, na sua ficção "I, Robot" (Eu, Robô), de 1950. Neste mesmo livro, Asimov criou leis, que segundo ele, regeriam os robôs no futuro: Leis da robótica: I.
Um robô não pode fazer mal a um ser humano e nem, por omissão, permitir que algum mal lhe aconteça.
II.
Um robô deve obedecer às ordens dos seres humanos, exceto quando estas contrariarem a Primeira lei.
III.
Um robô deve proteger a sua integridade física, desde que, com isto, não contrarie a Primeira e a Segunda leis.
A ideia de se construir robôs começou a tomar força no início do século XX com a necessidade de aumentar a produtividade e melhorar a qualidade dos produtos. É nesta época que o robô industrial encontrou suas primeiras aplicações, o pai da robótica industrial foi George Devol. Devido aos inúmeros recursos que os sistemas de microcomputadores nos oferecem, a robótica atravessa uma época de contínuo crescimento que permitirá, em um curto espaço de tempo, o desenvolvimento de robôs inteligentes fazendo assim a ficção do homem antigo se tornar a realidade do homem atual. A robótica tem possibilitado às empresas redução de custos com o operariado e um significativo aumento na produção. O país que mais tem investido na robotização das atividades industriais é o Japão, um exemplo disso observa-se na Toyota Porém há um ponto negativo nisso tudo. Ao mesmo tempo que a robótica beneficia as empresas diminuindo gastos e agilizando processos, ela cria o desemprego estrutural, que é aquele que não gerado por crises econômicas, mas pela substituição do trabalho humano por máquinas. Ressalta-se, entretanto, que há alguns ramos da robótica que geram impacto social positivo. Quando um robô é na realidade uma ferramenta para preservar o ser humano, como robôs bombeiros (em português), submarinos, cirurgiões, entre outros tipos. O robô pode auxiliar a reintegrar algum profissional que teve parte de suas capacidades motoras reduzidas devido a
doença ou acidente e, a partir utilização da ferramenta robótica ser reintegrado ao mercado. Além disto, estas ferramentas permitem que seja preservada a vida do operador. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Rob%C3%B3tica Acesso em: 17 de outubro de 2015.
CIBERNÉTICA O termo cibernética é de origem grega e significa pilotagem. Designa uma ampla teoria referente ao controle de processos complexos que, em geral, ocorrem nos animais e nas máquinas. O desenvolvimento e as aplicações da cibernética são de tal modo recentes em relação a outras disciplinas científicas que se pode considerar que essa ciência surgiu na segunda metade do século XX. Sem a cibernética, também chamada teoria dos sistemas, seria impossível a pilotagem de aviões ou o funcionamento contínuo de refinarias, siderúrgicas e outras grandes instalações industriais com reduzidos quadros de mão-de-obra e elevados índices de produtividade. Fundamentos da cibernética O princípio básico da cibernética é a chamada realimentação (feedback), que consiste na contínua correção dos erros cometidos pelo sistema, considerado como um conjunto global. O cérebro humano utiliza esse princípio, inconscientemente, em inúmeras tarefas, como é o caso da direção de um automóvel. Do ponto de vista da cibernética, todo sistema transforma uma variável ou conjunto de variáveis de entrada nas correspondentes variáveis de saída. A relação matemática que exprime a dependência das variáveis de saída do sistema em relação às de entrada denomina-se função de transferência, e sua complexidade é diretamente proporcional à do próprio sistema. Nos sistemas realimentados, as variáveis de saída dependem não só das variáveis de entrada, como também delas próprias, o que aumenta a complexidade da função de transferência. Nesse sentido, cabe destacar a importância dos chamados servossistemas, instalações nas quais, por meio de uma função de transferência, um ou vários sinais de entrada controlam sinais de saída, cuja intensidade ou potência é superior à dos primeiros. Ainda que, segundo essa definição, sejam servossistemas dispositivos antigos como o regulador da máquina a vapor de James Watt, projetada em princípios do século XIX, o desenvolvimento dos servossistemas coincide, de modo geral, com a revolução tecnológica ocorrida após a segunda guerra mundial. Os servossistemas dividem-se, basicamente, em duas categorias: os de circuito aberto e os de circuito fechado. Nos primeiros, o sinal impulsor atravessa as unidades componentes, normalmente um amplificador, um regulador e uma saída ou descarga, em sequência direta. Nos servossistemas de circuito fechado, ao contrário, introduz-se um componente de reação, antes da saída, que realiza as correções oportunas para alcançar a completa automatização. Aplicações Considera-se, de modo geral, que a evolução da astronáutica e a consequente corrida espacial constituíram o fator que desencadeou o desenvolvimento da cibernética. No entanto, são inúmeras as aplicações industriais de suas teorias, todas elas tendentes a automatizar os processos de produção, permitindo que grandes unidades industriais requeiram poucos trabalhadores, cuja principal missão passa a ser comprovar que efetivamente tudo funciona segundo o previsto. Podem-se considerar como manifestações avançadas da cibernética a robótica (criação de máquinas que substituem as atividades físicas humanas) e, em especial, a inteligência artificial,
que constitui uma de suas disciplinas afins e cuja finalidade consiste em dotar a máquina de capacidade de decisão. Embora não se possa conferir às máquinas juízo crítico, a capacidade de decisão das máquinas programadas para resolver situações previamente definidas é, em muitas ocasiões, superior à do ser humano. Todavia, a capacidade de adaptação e de resolução de problemas completamente novos, incluída aí a de concebê-los, são dons naturais situados fora dos princípios da cibernética.
Material de divulgação Material de divulgação
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Disponível em: http://www.biomania.com.br/conteudo.asp?cod=1418 Acesso em 17 de outubro de 2015.
ROTEIRO PARA ANÁLISE DE ESTUDO DE FILME 1 – Qual a temática do filme? O que os realizadores do filme tentaram nos contar? Eles conseguiram passar sua mensagem? Justifique sua resposta.
2 – Você assimilou/aprendeu alguma coisa com este filme? O que?
3 – Algum elemento do filme não foi compreendido?
7 – Qual é o personagem de que você menos gostou? Por quê?
8 – Descreva o uso da cor no filme. Ela enfatiza as emoções que os realizadores tentaram evocar? Como você usaria a cor no filme em questão?
9 – Analise o uso da música no filme. Ela conseguiu criar um clima correto para a história? Como você usaria a música neste filme?
4 – Do que você mais gostou neste filme? Por quê?
10 – Todos os eventos retratados no filme são verdadeiros? Descreva as cenas que você achou especialmente bem coerentes e fiéis à realidade. Quais sequências que parecem menos realistas? Por quê
5 – Selecione uma sequência protagonizada por um dos personagens do filme, analise e explique qual a sua motivação dramática. O que sua motivação tem a ver com o tema do filme?
11 – Qual a síntese da história contada pelo filme?
6 – Qual o seu personagem favorito no filme? Por quê?
12 – Como a montagem do filme interfere na história contada pelo filme? NAPOLITANO, Marcos. Como usar o cinema na sala de aula. São Paulo: Contexto, 2003.
PREFEITURA
PETROLINA CIDADE QUE EDUCA Secretaria Municipal de Educação
FICHA TÉCNICA PREFEITO Júlio Emílio Lóssio de Macedo SECRETÁRIO MUNICIPAL DE EDUCAÇÃO Cel. Heitor Bezerra Leite SECRETÁRIA EXECUTIVA DE PLANEJAMENTO Gilmara Lacerda Reis SECRETÁRIA EXECUTIVA DE ENSINO E GESTÃO ESCOLAR Lindamária de Souza de Amorim Leal SECRETÁRIA EXECUTIVA DE ADMINISTRAÇÃO E FINANÇAS Kelly Martins Medrado COORDENADORA DE ENSINO SÉRIES FINAIS Lucineide Maria Alves de Moraes COORDENADOR DO ENSINO DE CIÊNCIAS Vítor Paulo Alves de Oliveira