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Manual de Aulas Práticas

Ciências e Biologia Leonardo Pereira dos Santos

Organizador

Prefácio

“Como um anão sobre o ombro de gigantes”.Assim esse pequeno manual foi pensado. Utilizando como base o conhecimento dos grandes mestres podemos olhar mais alto e longe em direção ao conhecimento.

Não tive a preocupação de abordar profundamente a fundamentação teórica da maioria dos experimentos, pois esse singelo manual destina-se a mestres e com certeza comeles apenas tenho a aprender.

A maioria dos experimentos foi retirada de livros e sites de grandes professores e educadores, a quem agradeço. Sempre que possível foram acrescentadas modificaçõesadvindas da experimentação ou os experimentos foram adaptados a nossa realidade.

É importante ressaltar que alguns experimentos geram riscos. Deve-se portanto trabalhar com grande cuidado em sala de aula.

Também propositalmente experimentos com animais vivos e dissecações foram excluídos, até por força de lei.

Espero, sinceramente, que este pequeno guia possa ser útil no despertar do interesse científico dos alunos de ensino fundamental. E que desses alunos surjam nossos futurospesquisadores.

Leonardo Santos

Índice de Experimentos

Parte I – 1ª a 4ª SériesArIntrodução................................................................................................... 7O Ar Realmente Existe?.............................................................................. 8Como podemos mostrar que o ar ocupa espaço?......................................... 8O ar possui peso?......................................................................................... 9O ar se expande quando aquecido?..............................................................

O ar exerce pressão?.................................................................................... 10Sifão também demonstra a pressão exercida pelo ar................................... 11O ar em movimento exerce uma menor pressão lateral?............................. 12Há ar no solo?.............................................................................................. 12Há ar na água?............................................................................................. 12Há água no ar?............................................................................................. 13ÁguaIntrodução.................................................................................................... 14Como a água é transformada em um sólido?............................................... 15A água se expande quando se congela?....................................................... 15A pressão da água aumenta com a profundidade?....................................... 16A água produz pressão quando se converte em vapor?............................... 16A pressão do vapor pode ser usada como fonte de energia?....................... 17A água quente sobe?.................................................................................... 17 LuzIntrodução.................................................................................................... 18A luz pode ser refletida?.............................................................................. 19A luz pode ser curvada ou refratada?.......................................................... 19A luz se propaga em linha reta até passar através de

uma substância diferente................................................................. 20 A luz produz as sensações de cor?.............................................................. 20 Parte II – 5ª a 8ª SériesArco Íris...................................................................................................... 23Areia X Água.............................................................................................. 24Armadilha de Moscas ................................................................................ 25Balão........................................................................................................... 26

Ar

Introdução

O ar está presente em todo lugar sobre a superfície da Terra. Ele ocupa praticamente todo o espaço próximo e ao redor da terra que não esteja preenchido por líquido, sólido ououtros gases. Ele é importante para a manutenção da maioria das formas de vidas, tantoanimais quanto vegetais.

Nós devemos entender as propriedades dessa substância que não podemos ver, mas que é vital para nossa sobrevivência. Nós sabemos e podemos facilmente demonstrar que oar pode ser sentido, ocupa espaço, tem peso, exerce pressão e pode se expandir.

Entender esses fatos sobre o ar tornará mais fácil estudar o clima, o crescimento das plantas e da aerodinâmica.

O ar realmente existe?

Experimento 1 Abane o seu rosto com uma folha de papelão. Você sente algo, mas não pode vê-lo.

O papelão não toca em você e não há nada a mais no momento em que você abana que nãoestivesse presente antes ou não esteja presente depois do movimento. Assim, o que vocêsentiu deve ser o ar.

Se você usar uma folha de papel de caderno, em lugar de papelão, observará certa dificuldade para se abanar, pois o papel irá dobrar (a menos que você se abane bemvagarosamente!). Isso mostra que o ar exerce certa resistência ao movimento de objetosmergulhados nele.

Como podemos mostrar que o ar

ocupa espaço?

Experimento 2 Encha um balão de ar. O ar preenche o espaço dentro do balão. Experimento 3 Encha um béquer, até um pouco acima d a metade, com água. Coloque um pouco de

corante na água. Coloque um tubo de ensaio com a abertura para baixo.

A água não entra no tubo de ensaio porque o ar ocupa aquele espaço. Incline o tubo de modo que um pouco de ar saia. A água agora pode entrar, ocupando o espaço deixadopelo ar que saiu.

O ar possui peso?

Experimento 4 Infle dois balões a um mesmo tamanho. Amarre cada bico com um fio, fazendo um

laço. Prenda com uma fita adesiva, pelo lado inverso ao bico, a uma vareta - um balão emcada ponta.

Suspenda a vareta pelo centro de modo que os dois balões fiquem equilibrados na horizontal. Um aluno pode segurar na frente da classe de modo que todos possam ver osbalões equilibrados na 'balança'.

Desfaça o laço de um dos balões, deixando o ar sair.O balão inflado irá inclinar a vareta para baixo porque é mais pesado do que o balão

sem ar. O ar se expande quando aquecido?

Experimento 5 Coloque uma bexiga/balão na boca de uma garrafa de vidro. Coloque a garrafa

sobre o bico de Bunsen (ou da chama de uma lamparina a álcool).

O balão irá inflar à medida em que o ar na garrafa se aquecer e vai se expandindo. (Um adulto deve executar este experimento com uma luva térmica. As crianças nãodevem se aproximar muito enquanto o recipiente estiver quente.)

O ar exerce pressão?

Experimento 6 Ponha um livro sobre uma bexiga vazia.Encha a bexiga com ar (isso pode ser feito usando uma mangueirinha de borracha,

látex ou plástica) e veja a elevação do livro.

Do mesmo modo, o ar no pneu suporta o peso do carro Experimento 7 Pegue um galão de lata com tampa de rosca. Coloque um copo de água no galão.

Ponha o galão destampado sobre o bico de Bunsen e deixe ferver por vários minutos.

O vapor irá forçar o ar para fora do galão. Tire da chama e rosqueie a tampa logo em seguida. Deixe o galão resfriar e observe ele ficar amassado.

À medida em que o vapor dentro do galão resfria e se condensa, não haverá mais nada a exercer uma pressão do lado de dentro e a lata é amassada pelapressão do ar do lado de fora.

(Um adulto deve executar este experimento com uma luva térmica. As crianças não devem se aproximar muito enquanto o recipiente estiver quente.)

Há água no ar?

Experiência 13 Ponha cubos de gelo em um béquer com água e deixe-o em um lugar aquecido.Água irá se condensar, proveniente do ar, sobre a superfície externa do vidro.A água não pode atravessar o vidro, assim ela deve ter vindo mesmo do ar que

estava ao redor do béquer.

Água

Introdução

A água, como o ar, é essencial para todas as formas de vida. Diferentemente do ar, ela não pode ser encontrada em qualquer lugar, mas ela cobre cerca de três quartos dasuperfície da Terra. Ela é mais encontrada como um líquido, mas pode ser transformadatanto em um sólido (gelo) como em um vapor.

Como a água é transformada em um sólido?

Experimento 14 Encha uma bandeja ou um prato com água e registre a temperatura com um

termômetro. Coloque no congelador. Faça a leitura do termômetro ocasionalmente. Notea formação de cristais a 4

oC e que o gelo se forma a 0

oC. A temperatura em que o líquido

se torna um sólido é chamada de “ponto de congelamento” (ponto de solidificação).

Remova a bandeja e coloque-a em um lugar aquecido. Note que o sólido (gelo) se torna líquido (água) quando a temperatura aumenta acima de 0

oC. Assim esse é o “ponto

de fusão" do gelo.

De modo geral, os líquidos não se congelam à mesma temperatura. O mercúrio do termômetro se congela a - 40

o C. O álcool a -

oC. Acrescente alguns grãos de sal em

um pouco de água na forma de gelo. Verifique se ela se congela a 0

o C. Como o sal possui

um ponto de fusão mais alto do que o da água, ele irá fundir o gelo. Esse é o motivo de sejogar sal quando se forma gelo nas ruas das cidades onde cai neve.^ A água se expande quando se congela?

Experimento 15 Pegue uma pequena garrafa e encha-a de água. Coloque uma rolha frouxamente.

Certifique-se de que o nível da água atinge a rolha. Coloque a garrafa em um congeladore observe que quando o gelo se forma, ele empurra a rolha para fora.

Quem mora em locais onde neva (e tem idade já um tanto avançada!) já deve ter visto isto ocorrer quando garrafas de leite são deixadas do lado de fora em uma noitemuito fria. O leite congelado se expande em uma coluna branca e empurra a tampa 5 a 8cm acima da boca da garrafa.

A pressão da água aumenta com a profundidade?

Experimento 16 Pegue uma lata alta como a de óleo.Faça dois pequenos furos na lateral da lata. (um cerca de 5 cm da parte de cima e

outro a 5 cm do fundo.) Cubra os furos com um tira de fita adesiva e encha a lata de água.

Ponha a lata em uma pia ou em uma panela bem grande. Retire rapidamente a fita e observe como a água flui dos dois orifícios.

Como ela jorra mais longe do buraco de baixo, a pressão deve ser maior ali. Por

esse motivo as represas são construídas de modo que a parte de baixo é muito mais espessado que a parte de cima.^ A água produz pressão quando se converte em vapor?

Experimento 17 Coloque cerca de 8 cm de água em um tubo de ensaio e vede-o com uma tampa de

borracha. (Não feche muito firmemente.)

Segure o tubo sobre uma chama com um pegador. Quando se formar vapor suficiente no tubo de ensaio, ele irá empurrar a tampa para longe.

(Mantenha a extremidade tampada voltada para longe dos alunos.)

A luz pode ser refletida?

Experiência 20 Vá até uma janela por onde entra diretamente a luz do Sol. Segure um espelho na

posição horizontal com a face espelhada para cima. Onde está o feixe de luz?

A luz propagou-se em linha reta do Sol até o espelho, onde ela é “rebatida” para outra linha reta até o teto. O ângulo de incidência e o ângulo de reflexão são iguais.

Ponha um pedaço de papel sobre o espelho. O que acontece com o feixe de luz? Por que?

O papel tendo uma superfície irregular reflete a luz em todas as direções. (Deixe as crianças olharem para o papel através de uma lupa para verem a superfície irregular.)

Isso demonstra porque há luz em todas as partes da sala, mesmo que as ondas

luminosas se propaguem em linha reta através da janela. A maior parte da luz édifundida. A luz pode ser curvada ou refratada?

Experiência 21 Coloque um lápis em um béquer d’água. Mantenha o béquer no nível dos olhos. O

que você vê?

O lápis realmente está dobrado ou quebrado? Claro que não.Ele apenas parece assim porque as ondas de luz refletidas do lápis são curvadas conforme elas passam da água para o ar.

A luz se propaga em linha reta até passar através de umasubstância diferente.

Experiência 22 Uma lente, como a de um par de óculos, a córnea ou um telescópio, se vale dessa

propriedade da luz.

Ela pode ser demonstrada com o uso de uma vela, uma lente de aumento e um pedaço de papel branco. Coloque-os como na ilustração.

Mova a lente para frente e para trás a fim de obter a imagem com melhor definição.

Esse é o princípio da câmara fotográfica e do olho humano, ambos alterando o foco da luz.^ A luz produz as sensações de cor?

Experiência 23 A luz parece branca quando a vimos no escuro e transparente quando a vimos de

dia. No entanto, ela pode produzir todas as seis sensações primárias de cor (vermelho,laranja, amarelo, verde, azul e violeta).

A luz é constituída por muitas ondas. As ondas mais longas produzem a sensação de vermelho; as ondas um pouco mais curtas, de laranja; e assim por diante, até as maiscurtas que produzem a sensação de violeta.

Um arco-íris é formado pela refração diferencial das ondas de luz pelas gotas de chuva. Pode-se produzir um arco-íris com uma mangueira de jardim que produz gotículasde água bem pequenas - como uma névoa fina.

Acione-o de manhã bem cedo ou ao final da tarde quando os raios do Sol estiverem mais na horizontal. Fique de pé entre o irrigador e o Sol.

Um arco-íris será visível nas gotículas de água.

Experiência 24 Pode-se dividir a luz em ondas separadas em sala-de-aula.Segure um prisma de vidro sobre um pedaço de papel branco próximo a uma janela

iluminada pelo Sol.

Gire o prisma até ele captar a luz e direcioná-la em cores bem claras e definidas sobre o papel ou o teto.

O prisma estará realizando o que cada gotinha d’água em um arco-íris natural faz --- separar as ondas de luz pela refração diferencial

Parte II 5ª a 8ª Séries

Armadilha de Moscas

A^ idéia

surgiu

na

África.

Trata-se

de

uma

armadilha

simples, discreta e fatal para as moscas. Não é precisoeletrocuta-las ou gruda-las em papel: as próprias pragas seencarceram, traídas pelo costume que tem de procurar umlugar iluminado depois de comer.

Você

vai

precisar

de

duas

garrafas

de

refrigerante

de

plástico

transparente

e^

de^

um

canudo de papel. Corteuma

das

garrafas

mais

ou menos ao meio, joguefora a metade inferior efeche o bico com umatampa.

Na^

outra

garrafa,

abra

pequenas

aberturas

usando um estilete.Depois

cole

um

papel

preto do lado de fora dagarrafa (cubra inclusiveas abas laterais). No bicocoloque um canudo depapel

do^

tamanho

indicado

Encaixe a garrafa cortada sobre na outra e coloque umpouco de açúcar no fundo da garrafa que ficou inteira. Asmoscas, depois de entrar pelas abas laterais e comer oaçúcar, vão subir em busca de luz; aí , incapazes de acharo caminho de volta pelo canudo, acabarão mortas de calorou pelo cansaço.

Balão

Saco de plástico vazio fica em pé?

MATERIAL: 1- Um saco plástico (leve)2- Um secador de cabelo. COMO FAZER: 1- Ligue o secador2- Abra o saco plástico e o coloque sobre o secador, enchendo o saco com ar quente3- Desligue o secador e solte o saco plástico (peça ajuda a um amigo para segurar edesligar o secador enquanto você segura o saco plástico). O QUE ACONTECE: O saco plástico (balão) sobe. POR QUE ACONTECE? O ar quente dentro do saco é mais leve que o ar frio fora do saco. O ar quente sobe,levando o saco junto. É assim que o balão voa: um bico de gás esquenta o ar dentrodo balão, fazendo com que ele suba.

Bexiga

Deixe bexigas mostrarem para você o que é eletricidade estática.

MATERIAL 1. Uma bexiga2. Um cachecol de lã COMO FAZER 1. Encha a bexiga. Quando estiver cheia dê um nó no bico.2. Esfregue a bexiga no cachecol. O QUE ACONTECE A bexiga gruda em todos os lugares: na parede, no cabelo, no rosto... POR QUE ACONTECE? Essa esfregação toda cria uma carga de eletricidade na bexiga, a eletricidade estática.Ela faz com que a bexiga grude em todos os lugares.

Bexiga a Jato

Como funciona o transporte mais rápido do mundo?

MATERIAL 1. Uma bexiga.2. Um pedaço de linha.3. Fita adesiva.4. Um canudo.5. Paredes. COMO FAZER 1. Passe a linha pelo canudo .2. Prenda cada ponta da linha em uma parede de seu quarto, com a fita adesiva.Coloque também dois pedaços de fita adesiva no canudo.3. Encha a bexiga com a boca. Quando estiver bem cheia, segure o bico para que o arnão escape.4. Prenda-a no canudo, nas fitas adesivas que você colocou anteriormente.5. Solte a bexiga. O QUE ACONTECE A bexiga desloca-se rapidamente. POR QUE ACONTECE? A bexiga desloca-se com rapidez quando você deixa o ar escapar por seu bico. É amesma maneira de funcionamento de um motor a jato.

Café com Leite Café com leite que não se misturam!

MATERIAL 1. Copo2. Cortiça3. Café frio4. Leite frio5. Conta-gotas COMO FAZER 1. Coloque o leite no copo.2. Ponha um pedaço de cortiça.3. Com o conta-gotas pegue o café e coloque em cima da cortiça cuidadosamente. O QUE ACONTECE O café não se mistura com o leite. POR QUE ACONTECE? Por causa da tensão superficial, a superfície do leite fica mais resistente. Colocando ocafé cuidadosamente com o conta-gotas, a tensão superficial não se rompe, impedindoque o café se misture com o leite.

Clipe Voador

MATERIAL 1. Tesoura2. Papel3. Fita adesiva4. Barbante5. Clipe6. Ímã COMO FAZER 1. Amarre o clipe no barbante.2. Prenda o barbante com a fita adesiva na mesa.3. Ponha o ímã perto do clipe.4. Coloque um papel entre eles. O QUE ACONTECE O ímã atrai o clipe amarrado no barbante até mesmo quando colocamos um papelentre eles. POR QUE ACONTECE? Por causa do campo magnético que existe em volta do ímã. A força do campomagnético do ímã atrai o clipe mesmo quando colocamos um papel entre eles.

Eletroímã

MATERIAL 1. Um prego grande2. Uma pilha de 9 volts3. Fio de cobre esmaltado4. Palha de aço5. Clipe COMO FAZER 1. Amarre o fio na ponta do prego e dê cem voltas em torno dele.2. Raspe as extremidades do fio de cobre, com a palha de aço.3. Ligue as pontas do fio nos terminais da pilha.4. Enconste a ponta do prego no clipe e levante a pilha sem deixar o fio escapar. O QUE ACONTECE O prego atrai o clipe como um imã. POR QUE ACONTECE? Porque a pilha fornece energia para que haja uma corrente elétrica passando pelo fio.Isto faz com que o prego e o fio enrolado se comportem como um imã, por isso acbaatraindo o clipe. Na verdade criamos um eletroímã, porque o magnetismo dele éproduzido pela corrente elétrica.

Estufando o Balão^ Estufando o balão com lêvedo!

MATERIAL 1. Bexiga2. Água quente3. Três colheres de chá de lêvedo4. Três colheres de chá de açúcar5. Uma garrafa de plástico COMO FAZER 1. Coloque o lêvedo e o açúcar na garrafa.2. Jogue um pouco de água quente.3. Tape a boca da garrafa com a bexiga.4. Espere algumas horas. O QUE ACONTECE Em poucas horas, à medida que o líquido da garrafa começa a espumar, a bexiga vaise encher. POR QUE ACONTECE? Porque dentro da garrafa tem lêvedo e tem açúcar, que juntos produzem bolhas degás dióxido de carbono. O dióxido de carbono faz a bexiga encher. O lêvedo é usadopara fazer o pão. O dióxido de carbono que ele libera, faz a massa crescer antes de serassada.

Garrafa Amassada

Você consegue amassar uma garrafa sem colocar as mãos?

MATERIAL: 1. Garrafa de plástico com tampa de rosca2. Funil3. Um pouco de água quente (peça para um adulto ajudar)4. Recipiente com água fria COMO FAZER: 1. Peça para um adulto colocar um pouco de água quente dentro da garrafa2. Tampe a garrafa e coloque-a dentro do recipiente com água fria O QUE ACONTECE: A garrafa encolhe POR QUE ACONTECE? Quando a gente coloca água quente dentro da garrafa, acaba esquentando também oar que está dentro dela. O ar aquecido contido na garrafa aumenta sua pressão e partedele escapa e, quando fechamos, o ar que saiu não tem como voltar. O ar que ficoudentro da garrafa ao esfriar exerce menor pressão. Enquanto isso, as paredes de forada garrafa são empurradas para dentro pela pressão atmosférica.

Garrafa Chuveirinho O que a perereca e o chuveirinho têm em comum?

MATERIAL 1. Garrafa de plástico com tampa de rosca2. Prego3. Água4. Tigela COMO FAZER 1. Encha a tigela de água.2. Fure a base da garrafa com o prego e a coloque dentro da tigela.3. Coloque água dentro da garrafa e feche.4. Segure a garrafa pela boca sem apertá-la e a levante. O QUE ACONTECE Mesmo com a garrafa furada, enquanto estiver tampada, a água não cai. Se abrir, aágua começa a cair; se fechar, a água pára. POR QUE ACONTECE? A pressão atmosférica, que age em todas as direções aplica uma força através dosfuros da garrafa e segura a água dentro. Como essa pressão não age diretamente naparte de cima quando está fechada, a água não cai. Mas se destampar, a pressãoatmosférica entra em ação e faz a água cair.

Erguendo Gelo O sal é utilizado para derreter a neve....

Quer saber por que?

MATERIAL: 1- Gelo2- Palito de fósforo3- Sal COMO FAZER: 1. Coloque o palito sobre o gelo.2. Jogue sal em cima. QUE ACONTECE: O gelo gruda no palito. POR QUE ACONTECE? Por causa do sal, parte do gelo derrete deixando uma porção d'água em volta dopalito. Como essa água continua em contato com o gelo, ela congela de novo cobrindoo palito com uma leve camada e, assim, prende o palito.

Guitarra

Como vibram as cordas da guitarra?

MATERIAL: 1. Três canetinhas coloridas2. Assadeira3. Elásticos de espessuras diferentes COMO FAZER: 1. Coloque os elásticos em volta da assadeira.2. Encaixe duas canetinhas entre a parte de cima da assadeira e os elásticos.3. Coloque a terceira canetinha sobre os elásticos segurando com os dedos.4. Com a outra mão dedilhe os elásticos. O QUE ACONTECE: O som muda de acordo com a espessura do elástico (corda). Elástico mais fino, sommais agudo, elástico mais grosso, som mais grave. A mesma coisa acontece com ascordas de uma guitarra. POR QUE ACONTECE? Porque os elásticos finos e cordas mais finas de um instrumento de corda vibram maisrápido. E quanto mais rápido elas vibram, mais agudo é o som. Os elásticos e cordasmais grossos não vibram tão rápido e produzem sons mais graves. Quando colocamosa terceira canetinha, a gente diminui, encurta a parte que vaivibrar e o som fica maisagudo. É isso que os guitarristas, por exemplo, fazem com os dedos das mãos.