Sumário Digital
Primeira Capa
Segunda Capa
Orientações
Conteúdo
APRESENTAÇÃO
CONHEÇA SEU LIVRO
SUMÁRIO
UNIDADE
1
MOVIMENTO
TEMA
1
Medidas e movimentos
Observando os movimentos
OFICINA CIENTÍFICA
Um modelo explicativo para o arco-íris
Medidas e o Sistema Internacional de Unidades
Notação científica
ATIVIDADES
SAIBA
+
Mobilidade
TEMA
2
Introdução ao estudo do movimento
Conceitos iniciais
ATIVIDADES
Trajetória, posição e intervalo de tempo
Deslocamento, distância percorrida e intervalo de tempo
ATIVIDADES
Velocidade média, velocidade escalar média e velocidade instantânea
ATIVIDADES
SAIBA
+
A medida de tempo e a Física Moderna
TEMA
3
Movimento uniforme
Movimento com velocidade constante
Função e gráfico da posição em relação ao tempo
ATIVIDADES
Gráfico da velocidade em relação ao tempo
ATIVIDADES
SAIBA
+
A importância do transporte público eficiente e acessível
OFICINA CIENTÍFICA
Identificando um movimento uniforme
TEMA
4
Movimento uniformemente variado
Movimento variado
Aceleração escalar média
ATIVIDADES
Movimento com aceleração escalar constante
Função e gráfico da velocidade em relação ao tempo
ATIVIDADES
Função e gráfico da posição em relação ao tempo
ATIVIDADES
Equação de Torricelli
ATIVIDADES
Movimento de queda livre
ATIVIDADES
Lançamento vertical
ATIVIDADES
SAIBA
+
Meteoro: o futuro está em jogo
OFICINA CIENTÍFICA
Tempo de reação
TEMA
5
Análise vetorial do movimento
Grandezas vetoriais
Posição e deslocamento vetorial
Velocidade vetorial
ATIVIDADES
SAIBA
+
Como funciona o GPS?
Aceleração vetorial
ATIVIDADES
Composição de movimentos
ATIVIDADES
Movimento em duas dimensões sob ação da gravidade
Lançamento horizontal
ATIVIDADES
OFICINA CIENTÍFICA
Lançamento horizontal
Lançamento oblíquo
ATIVIDADES
TEMA
6
Movimento circular
Deslocamento angular
ATIVIDADES
Velocidade angular
Relação entre as grandezas angulares e lineares
ATIVIDADES
Movimento circular uniforme
ATIVIDADES
Transmissão do movimento circular uniforme
ATIVIDADES
ORGANIZANDO AS IDEIAS
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
INTEGRANDO COM
...
Biologia, Geografia, História e Sociologia
Movimentos no planeta
UNIDADE
2
FORÇA E EQUILÍBRIO
TEMA
7
O método da Ciência
Ciência e método
SAIBA
+
A Ciência na África
Ciência: uma construção humana
SAIBA
+
César Lattes e o Prêmio Nobel de Física
ATIVIDADES
TEMA
8
Forças e as leis dos movimentos da Dinâmica
Dinâmica: as causas do movimento
Força resultante
ATIVIDADES
As leis de Newton
Princípio da inércia (1ª lei de Newton)
Princípio fundamental da Dinâmica (2ª lei de Newton)
Princípio da ação e reação (3ª lei de Newton)
ATIVIDADES
Interações entre os corpos
Força peso
SAIBA
+
Exploração espacial
Força normal
Força de tração
Força elástica
ATIVIDADES
Plano inclinado
Força de atrito
ATIVIDADES
Forças no movimento circular
SAIBA
+
Força centrípeta ou força centrífuga?
ATIVIDADES
Movimento circular nos planos horizontal e vertical
ATIVIDADES
OFICINA CIENTÍFICA
Força centrípeta
TEMA
9
As leis da Gravitação
Breve história sobre os modelos de mundo
Ptolomeu e a teoria geocêntrica
Copérnico e a teoria heliocêntrica
ATIVIDADES
SAIBA
+
Galileu e o modelo heliocêntrico
As leis de Kepler
Lei das órbitas (1ª lei de Kepler)
Lei das áreas (2ª lei de Kepler)
Lei dos períodos (3ª lei de Kepler)
ATIVIDADES
Lei da Gravitação universal
SAIBA
+
O fenômeno das marés
ATIVIDADES
OFICINA CIENTÍFICA
Simulando as fases da Lua
Campo gravitacional
Intensidade do campo gravitacional
ATIVIDADES
Corpos em órbitas circulares
Velocidade de escape
ATIVIDADES
TEMA
10
Energia e trabalho
O conceito de energia
O conceito de trabalho
SAIBA
+
Lendo rótulos
Trabalho de uma força constante
ATIVIDADES
Trabalho da força peso
ATIVIDADES
Trabalho de uma força variável
Trabalho da força elástica
ATIVIDADES
Teorema do trabalho e energia cinética
ATIVIDADES
Energia potencial
Energia potencial gravitacional
ATIVIDADES
Energia potencial elástica
ATIVIDADES
Energia mecânica
Conservação da energia mecânica
ATIVIDADES
Potência
Rendimento
ATIVIDADES
TEMA
11
Impulso e conservação da quantidade de movimento
Quantidade de movimento
ATIVIDADES
Impulso de uma força
Teorema do impulso
ATIVIDADES
Conservação da quantidade de movimento
ATIVIDADES
OFICINA CIENTÍFICA
Um modelo em duas de canhão linhas
Colisões
Coeficiente de restituição
Colisão elástica (e
=
1)
Colisão inelástica (e
≠
1)
ATIVIDADES
SAIBA
+
A medida do movimento e sua conservação
TEMA
12
Estática e Hidrostática
Equilíbrio
Condição de equilíbrio de um ponto material
Método da decomposição de vetores
Método da linha poligonal
ATIVIDADES
SAIBA
+
Atividade física e equilíbrio
Momento de uma força ou torque
ATIVIDADES
Condições de equilíbrio de um corpo extenso
ATIVIDADES
Alavancas
ATIVIDADES
Introdução à Hidrostática
Densidade e massa específica
Pressão
Pressão atmosférica
ATIVIDADES
Teorema de Stevin
Vasos comunicantes
ATIVIDADES
OFICINA CIENTÍFICA
Quem faz a força?
Princípio de Pascal
ATIVIDADES
Teorema de Arquimedes
ATIVIDADES
OFICINA CIENTÍFICA
Flutua ou afunda?
ORGANIZANDO AS IDEIAS
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
INTEGRANDO COM
...
Arte, Biologia, Educação Física e Química
Musculação
UNIDADE
3
TERMODINÂMICA
TEMA
13
Termodinâmica e sociedade
Breve história das máquinas térmicas
Máquina térmica comercial
Alguns impactos da Revolução Industrial na sociedade
SAIBA
+
Trabalho infantil
ATIVIDADES
TEMA
14
Termologia e dilatação térmica
Calor e temperatura
SAIBA
+
Equilíbrio térmico e aquecimento global
ATIVIDADES
Termômetro e medida de temperatura
Escalas termométricas
Conversão entre as escalas termométricas
ATIVIDADES
Dilatação térmica dos sólidos
Dilatação linear
ATIVIDADES
Dilatação superficial
ATIVIDADES
OFICINA CIENTÍFICA
Fios elétricos nas linhas de transmissão
Dilatação volumétrica
Dilatação de sólido oco e "dilatação térmica do vazio"
ATIVIDADES
Dilatação dos líquidos
ATIVIDADES
SAIBA
+
Dilatação anômala da água
TEMA
15
Calor: energia em movimento
Calor sensível e calor latente
Calor e variação de temperatura
Capacidade térmica
Calor específico
Equação fundamental da Calorimetria
ATIVIDADES
SAIBA
+
Por que as temperaturas são tão extremas no deserto?
Trocas de calor e calorímetro
ATIVIDADES
Estados físicos da matéria
Calor e mudança de estado físico
Curva de aquecimento e resfriamento
ATIVIDADES
SAIBA
+
Umidade relativa do ar e sensação térmica
Relação entre pressão e temperatura nas mudanças de estado físico
Curva de fusão
Curva de ebulição
Curva de sublimação
Diagrama de estados físicos
ATIVIDADES
TEMA
16
Transmissão de calor
Mecanismos de transmissão de calor
Transmissão de calor por condução
Lei de Fourier
ATIVIDADES
Transmissão de calor por convecção
SAIBA
+
Inversão térmica
Transmissão de calor por radiação
ATIVIDADES
SAIBA
+
Como os polos ajudam a manter o equilíbrio térmico da Terra?
TEMA
17
Comportamento térmico dos gases
Estado termodinâmico de um gás
Variáveis de estado termodinâmico
Transformações gasosas
Transformação isotérmica (lei de Boyle e Mariotte)
Transformação isobárica (1ª lei de Charles e Gay-Lussac)
Transformação isovolumétrica (2ª lei de Charles)
Lei geral dos gases perfeitos
ATIVIDADES
OFICINA CIENTÍFICA
Transformações termodinâmicas com o ar
Equação de Clapeyron
SAIBA
+
Quando calibrar os pneus?
ATIVIDADES
TEMA
18
As leis da Termodinâmica e as máquinas térmicas
Trabalho em uma transformação gasosa
Energia interna de um gás perfeito
ATIVIDADES
1ª lei da Termodinâmica
Transformação isotérmica
Transformação isovolumétrica
Transformação isobárica
Transformação adiabática
Transformação cíclica
ATIVIDADES
2ª lei da Termodinâmica
Noções de entropia
Máquinas térmicas
ATIVIDADES
Ciclo de Carnot
Ciclo de motor quatro tempos
Ciclo do refrigerador
SAIBA
+
A geladeira
ATIVIDADES
ORGANIZANDO AS IDEIAS
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
INTEGRANDO COM
...
Biologia e Química
Compostagem: um caminho sustentável para o gerenciamento de resíduos orgânicos
UNIDADE
4
ÓPTICA GEOMÉTRICA E ONDULATÓRIA
TEMA
19
Registros e a representação na História
Ciência e Arte na sociedade
Câmara escura e registro de imagens
OFICINA CIENTÍFICA
Câmara escura
SAIBA
+
A profissão de fotógrafo
TEMA
20
Introdução ao estudo da Óptica Geométrica
Óptica Geométrica e formação de imagens
Fontes de luz
Fontes primárias e secundárias
Fontes pontuais e extensas
A velocidade da luz e sua propagação
Raio de luz
Meios físicos
Velocidade da luz
ATIVIDADES
Princípios da Óptica Geométrica
Propagação retilínea dos raios de luz
Independência dos raios de luz
Reversibilidade dos raios de luz
ATIVIDADES
SAIBA
+
Eclipses
TEMA
21
Reflexão da luz
Reflexão regular e difusa da luz
Leis da reflexão
Espelhos planos
Construção de imagens no espelho plano
Campo visual de um espelho plano
Associação de espelhos planos
ATIVIDADES
Espelhos esféricos
Principais elementos de um espelho esférico
Foco principal e distância focal de um espelho esférico
Propriedades dos raios de luz incidentes nos espelhos esféricos
ATIVIDADES
Determinação geométrica de imagens nos espelhos esféricos
Espelho côncavo
Espelho convexo
SAIBA
+
Forno solar
Referencial e equação de Gauss para os espelhos esféricos
Equação de Gauss e equação do aumento linear
ATIVIDADES
TEMA
22
Refração da luz
O fenômeno da refração
Índice de refração
Leis da refração
Dioptro plano
Refração e dispersão da luz branca
ATIVIDADES
Ângulo limite e reflexão total
ATIVIDADES
OFICINA CIENTÍFICA
A mágica da refração
SAIBA
+
Como funcionam as fibras ópticas?
Lentes esféricas
Lente convergente e divergente
Principais elementos de uma lente esférica
Focos de uma lente esférica
Propriedades dos raios incidentes nas lentes
Determinação geométrica de imagens nas lentes esféricas
Lente convergente
Lente divergente
ATIVIDADES
Referencial e equação de Gauss para as lentes esféricas
Condições para o foco e a distância focal
Equação de Gauss e equação do aumento linear transversal
ATIVIDADES
Instrumentos ópticos
Projetores de
slides
e de cinema
Microscópio composto
Luneta astronômica ou telescópio refrator
Luneta terrestre
ATIVIDADES
O olho humano
Problemas de visão corrigidos com o uso de lentes esféricas
ATIVIDADES
TEMA
23
Ondas e fenômenos ondulatórios
Movimentos ondulatórios
Mas, afinal, o que é uma onda?
Classificação das ondas
Ondas mecânicas e eletromagnéticas
Ondas transversais e longitudinais
ATIVIDADES
Elementos de uma onda
Velocidade de propagação
Velocidade de propagação de ondas em uma corda
ATIVIDADES
Frente de onda
Princípio de Huygens
Fenômenos ondulatórios
Reflexão de ondas
Refração de ondas
Difração de ondas
Polarização de ondas
ATIVIDADES
Interferência de ondas
Ressonância
ATIVIDADES
SAIBA
+
Lentes polarizadoras
TEMA
24
Acústica
Onda sonora
Velocidade do som
ATIVIDADES
Características do som
Altura
Intensidade
Timbre
ATIVIDADES
OFICINA CIENTÍFICA
Propagação do som
Cordas sonoras
ATIVIDADES
Tubos sonoros
Tubo sonoro aberto
Tubo sonoro fechado
ATIVIDADES
SAIBA
+
Som e exames médicos
ORGANIZANDO AS IDEIAS
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
INTEGRANDO COM
...
História e Educação Física
Capoeira: expressão e identidade cultural afro-brasileira
UNIDADE
5
ELETROMAGNETISMO
TEMA
25
Eletromagnetismo e sociedade
Eletricidade e Magnetismo
Matrizes elétricas e energéticas
Matriz energética
Matriz elétrica
ATIVIDADES
TEMA
26
Carga elétrica e força elétrica
Carga elétrica
Condutores e isolantes elétricos
Princípios da Eletrostática
Princípio da atração e da repulsão
Princípio da conservação das cargas elétricas
ATIVIDADES
Processos de eletrização
Eletrização por atrito
Eletrização por contato
Eletrização por indução
ATIVIDADES
OFICINA CIENTÍFICA
Eletroscópio
Força elétrica – lei de Coulomb
ATIVIDADES
TEMA
27
Campo elétrico e potencial elétrico
Noções de campo elétrico
ATIVIDADES
Campo elétrico de uma carga elétrica puntiforme
Campo elétrico de várias cargas elétricas puntiformes
ATIVIDADES
Linhas de força
Campo elétrico uniforme
ATIVIDADES
Noções de potencial elétrico
Potencial elétrico de uma carga elétrica puntiforme
Potencial elétrico de várias cargas elétricas puntiformes
ATIVIDADES
Diferença de potencial elétrico
Trabalho da força elétrica
Diferença de potencial em campo elétrico uniforme
Superfícies equipotenciais
ATIVIDADES
SAIBA
+
Blindagem eletrostática e para-raios
TEMA
28
Circuitos elétricos
Corrente elétrica
Sentido da corrente elétrica
Efeitos da corrente elétrica
Intensidade da corrente elétrica
Corrente elétrica contínua ou alternada
SAIBA
+
Desfibrilador
ATIVIDADES
Elementos básicos de um circuito elétrico
Resistência elétrica e lei de Ohm
Resistência elétrica e resistividade elétrica
ATIVIDADES
Associação de resistores
Associação em série
Associação em paralelo
Medidores elétricos
ATIVIDADES
SAIBA
+
Dispositivos de segurança
Potência elétrica
ATIVIDADES
Introdução ao estudo dos geradores elétricos
Força eletromotriz (fem)
Introdução ao estudo dos receptores elétricos
Força contraeletromotriz (fcem)
Lei de Ohm generalizada
ATIVIDADES
TEMA
29
Campo magnético e força magnética
Os ímãs
Características dos ímãs
Processos de imantação
Campo magnético
Campo magnético terrestre
ATIVIDADES
OFICINA CIENTÍFICA
A bússola e a orientação geográfica
Relação entre corrente elétrica e campo magnético
Campo magnético de um condutor retilíneo – lei de Ampère
ATIVIDADES
Campo magnético de uma espira circular
Bobina
Campo magnético de um solenoide
O eletroímã
ATIVIDADES
OFICINA CIENTÍFICA
Investigações sobre Eletromagnetismo
Força magnética sobre partículas eletrizadas
Movimento de partículas carregadas em campo magnético uniforme
ATIVIDADES
Força magnética em um condutor retilíneo
Força magnética entre condutores paralelos
SAIBA
+
Motor elétrico
ATIVIDADES
TEMA
30
Indução eletromagnética e ondas eletromagnéticas
Relação entre variação do campo magnético e corrente elétrica
Fluxo magnético
Sentido da corrente induzida – lei de Lenz
Força eletromotriz induzida – lei de Faraday
ATIVIDADES
SAIBA
+
Tensão elétrica alternada
Transformadores
ATIVIDADES
SAIBA
+
Rede de transmissão de energia elétrica
Ondas eletromagnéticas
Características gerais das ondas eletromagnéticas
O espectro eletromagnético
SAIBA
+
Tratamento de água com UV
ATIVIDADES
ORGANIZANDO AS IDEIAS
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
INTEGRANDO COM
...
Química e Sociologia
Resíduo eletroeletrônico: a importância da reciclagem
UNIDADE
6
FÍSICA MODERNA E COSMOLOGIA
TEMA
31
Uma nova Física
“Nuvens” sobre a Física
A medição da velocidade da luz
Experimento de Michelson-Morley
Einstein e a teoria da Relatividade Restrita
Física Quântica, matéria e Universo
ATIVIDADES
TEMA
32
Teoria da Relatividade
Conflito entre Mecânica e Eletromagnetismo
A relatividade de Galileu
A teoria da Relatividade Restrita
Postulado da relatividade
Postulado da constância da velocidade da luz
A relatividade da simultaneidade
ATIVIDADES
As transformações da relatividade de Einstein
Transformações de Lorentz
Dilatação do tempo
SAIBA
+
Relatividade na Arte
Contração do comprimento
ATIVIDADES
Massa e energia
ATIVIDADES
SAIBA
+
Teoria da Relatividade Geral
TEMA
33
Fundamentos de Física Quântica
O Universo é quântico
A Física Quântica e o desenvolvimento tecnológico
Radiação de um corpo negro
O espectro de emissão de radiação
ATIVIDADES
O efeito fotoelétrico
A explicação de Einstein
Dualidade onda-partícula
O modelo atômico de Bohr para o átomo de hidrogênio
O princípio da incerteza
Modelo atômico atual
ATIVIDADES
TEMA
34
Física Nuclear e de Partículas
O núcleo atômico
Interações fundamentais da natureza
Reações nucleares
Fissão nuclear
Fusão nuclear
ATIVIDADES
SAIBA
+
Fissão nuclear e Segunda Guerra Mundial
As partículas fundamentais da matéria
Modelo Padrão das partículas fundamentais
ATIVIDADES
TEMA
35
Radioatividade
Decaimento radioativo
Radiação alfa
Radiação beta
Emissão gama
Radiação ionizante e não ionizante
Decaimento radioativo e meia-vida
Energia nuclear e sua utilização
Energia nuclear para produção de energia elétrica
Rejeitos radioativos
SAIBA
+
Enriquecimento de urânio
ATIVIDADES
TEMA
36
Evolução estelar e Cosmologia
Origem do Universo
Big Bang
e o modelo cosmológico padrão
SAIBA
+
Radiação cósmica de fundo
ATIVIDADES
Formação de estrelas e galáxias
Formação e evolução das estrelas
Formação do Sistema Solar
As condições para a existência de vida na Terra
ATIVIDADES
ORGANIZANDO AS IDEIAS
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
INTEGRANDO COM
...
História e Sociologia
Ciência e ideologia: Guerras Mundiais e Guerra Fria
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COMENTADAS
ORIENTAÇÕES PARA O PROFESSOR
SUMÁRIO
Estrutura e orientações pedagógicas da obra
Proposta organizacional desta obra
Estrutura do Livro do estudante
Estrutura das Orientações para o professor
O Ensino Médio
Reformulação do Ensino Médio
A Base Nacional Comum Curricular (BNCC)
Temas Contemporâneos Transversais (TCTs)
O ensino de Ciências da Natureza
Letramento científico
Pensamento crítico
Interdisciplinaridade e ensino de Ciências da Natureza
O ensino de Física
O papel do professor
Estratégias pedagógicas
Avaliação
Fundamentação teórico-metodológica da obra
A importância da diversificação dos métodos e das estratégias de ensino
Conhecimentos prévios
Diferenciação progressiva
Perspectivas interdisciplinares
Contextualização
Problematização
Atividades práticas
Tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC)
A abordagem da história da Ciência
Planejamento
Referências bibliográficas comentadas
Orientações didáticas desta obra
Sugestão de cronograma de aulas
Unidade 1
Movimento
Tema 1 – Medidas e movimentos
Tema 2 – Introdução ao estudo do movimento
Tema 3 – Movimento uniforme
Tema 4 – Movimento uniformemente variado
Tema 5 – Análise vetorial do movimento
Tema 6 – Movimento circular
Unidade 2
Força e Equilíbrio
Tema 7 – O método da Ciência
Tema 8 – Forças e as leis dos movimentos da Dinâmica
Tema 9 – As leis da Gravitação
Tema 10 – Energia e trabalho
Tema 11 – Impulso e conservação da quantidade de movimento
Tema 12 – Estática e Hidrostática
Unidade 3
Termodinâmica
Tema 13 – Termodinâmica e sociedade
Tema 14 – Termologia e dilatação térmica
Tema 15 – Calor: energia em movimento
Tema 16 – Transmissão de calor
Tema 17 – Comportamento térmico dos gases
Tema 18 – As leis da Termodinâmica e as máquinas térmicas
Unidade 4
Óptica Geométrica e Ondulatória
Tema 19 – Registros e a representação na História
Tema 20 – Introdução ao estudo da Óptica Geométrica
Tema 21 – Reflexão da luz
Tema 22 – Refração da luz
Tema 23 – Ondas e fenômenos ondulatórios
Tema 24 – Acústica
Unidade 5
Eletromagnetismo
Tema 25 – Eletromagnetismo e sociedade
Tema 26 – Carga elétrica e força elétrica
Tema 27 – Campo elétrico e potencial elétrico
Tema 28 – Circuitos elétricos
Tema 29 – Campo magnético e força magnética
Tema 30 – Indução eletromagnética e ondas eletromagnéticas
Unidade 6
Física Moderna e Cosmologia
Tema 31 – Uma nova Física
Tema 32 – Teoria da Relatividade
Tema 33 – Fundamentos de Física Quântica
Tema 34 – Física Nuclear e de Partículas
Tema 35 – Radioatividade
Tema 36 – Evolução estelar e Cosmologia
RESOLUÇÕES DAS ATIVIDADES PROPOSTAS NO LIVRO DO ESTUDANTE
TRANSCRIÇÕES DOS
PODCASTS
Notas de Rodapé
Créditos
URLS Encurtadas
Terceira Capa
Quarta Capa
Licenças
Sobre este Livro Digital