Missione compiuta! 5 Discipline Scienze

Metodo di studio

Intelligenza visiva

Competenze non cognitive

Classe capovolta

Sintesi e mappe

Educazione civica

IL CORPO UMANO

Il corpo umano è “una macchina” ben organizzata. Come ogni macchina, è formata da varie parti . Esse sono specializzate a svolgere compiti specifici.

Ciò che già so

Metacognizione

Anche tu, come tutti gli esseri viventi, sei nato/nata, cresci, respiri, ti nutri...

Vedo e imparo

Classe capovolta

Le persone nell’immagine A potranno rimanere sott’acqua a lungo? E il bambino nell’immagine B? Che cosa fa la differenza?

Contenuti digitali dell’unità

A B

Anche queste bambine stanno facendo qualcosa di fondamentale per la loro vita.

• Che cosa?

Questo bambino non vuole mangiare. Per quanto tempo, secondo te, potrà non nutrirsi?

Questi bambini e queste bambine stanno facendo molte azioni. Quali? Giocano, ridono, parlano, respirano... Fanno tutte queste azioni contemporaneamente o una dopo l’altra? Si rendono conto di tutte le azioni che stanno svolgendo?

Ripetiamo insieme

• Il nostro corpo deve svolgere alcune azioni necessarie per vivere.

• Svolgiamo diverse azioni contemporaneamente, collegate e interconnesse.

Far riportare alla mente tutto quello che i bambini e le bambine già conoscono sulle funzioni vitali dei viventi. Attraverso le domande verificare quanto sappiano collegare queste funzioni vitali con ciò che accade loro ogni giorno.

GLI APPARATI E I SISTEMI

Funzioni specifiche Organi collegati

Le funzioni necessarie per vivere sono svolte da differenti parti del corpo.

Le varie parti sono collegate, dipendono una dall’altra e formano gli apparati e sistemi, ognuno dei quali ha compiti precisi.

L’essere umano come tutti gli altri esseri viventi nasce, cresce, si muove, respira, risponde agli stimoli esterni. Perciò ci sono parti del corpo umano che servono per muoversi, altre per respirare, altre ancora per ricavare energia. Nel nostro corpo ciascuna parte ha una funzione specifica.

Queste parti sono i diversi organi (cuore, polmoni...). Gruppi di organi che insieme svolgono le stesse funzioni vitali formano apparati e sistemi.

Ciascun apparato o sistema ha un compito specifico, ma sono tutti interconnessi e devono funzionare in perfetta sintonia

I principali apparati o sistemi sono: digerente, respiratorio, cardio-circolatorio, escretore, riproduttore, scheletrico, muscolare, nervoso

Come tutti i motori, anche il “motore” del nostro corpo, funzionando, produce delle scorie, che vanno eliminate attraverso l’apparato escretore.

Ciascuna parte del corpo, anche la più piccola cellula, ha bisogno di ricavare ossigeno e di energia: questo è il compito del sangue, che, attraverso l’apparato cardio-circolatorio, arriva dappertutto.

Il sistema scheletrico costituisce l’impalcatura del nostro corpo: lo sostiene e protegge gli organi interni.

Il sistema muscolare permette ciascun movimento sia delle parti esterne sia di quelle interne al corpo. Si muovono le braccia, le gambe, ma si muovono anche il cuore, lo stomaco…

Il sistema nervoso raccoglie gli stimoli che arrivano dal mondo esterno e coordina tutte le funzioni del corpo.

Cibo e acqua sono fondamentali per darci energia, ma per fare ciò devono essere trasformati dall’apparato digerente

L’apparato riproduttore permette di dare vita ad altri individui.

L’apparato respiratorio immette ossigeno ed elimina anidride carbonica, così possiamo respirare.

Punti chiave

• Gli organi hanno funzioni specifiche

1 Ricavo informazioni Completa la tabella. 2

• Gli organi formano gli apparati e i sistemi

Funzione

Apparato / sistema

Coordina e controlla il funzionamento di tutto il corpo. Sistema

Immette ossigeno ed elimina anidride carbonica. Apparato ............................................

Fornisce energia. Apparato

Trasporta in tutto il corpo ossigeno e sostanze nutritive. Apparato

Sostiene il corpo e protegge gli organi interni. Sistema

Consente ciascun movimento.

Sistema

Permette di continuare la specie. Apparato

Elimina le sostanze di rifiuto.

Espongo

Apparato

Dopo aver completato la tabella, lavorate a coppie. A turno, ognuno di voi dirà il nome di uno degli apparati o sistemi del corpo umano, il compagno o la compagna ne specificherà la funzione.

L’ORGANIZZAZIONE DELLE PARTI

Cellule e tessuti

Le cellule umane hanno dimensione e aspetto differenti in base alla funzione che devono svolgere.

Le cellule simili per forma e funzione, insieme, formano i tessuti.

I principali tessuti del corpo umano sono quattro: nervoso, epiteliale, muscolare, connettivo

Gli apparati e i sistemi sono formati da organi che collaborano per svolgere la stessa funzione vitale. Gli organi a loro volta sono costituiti da tessuti, formati da cellule dello stesso tipo.

Le cellule epiteliali sono piatte e si uniscono strettamente tra di loro, senza lasciare spazi, per ricoprire e proteggere il corpo. Il tessuto epiteliale riveste e protegge non solo la superficie esterna del corpo, ma anche gli organi interni.

Le cellule nervose hanno filamenti che le collegano tra loro e trasportano i messaggi da una cellula all’altra.

Il tessuto nervoso forma i nervi, il cervello, il midollo spinale e trasmette le informazioni necessarie a tutte le parti del corpo.

Le cellule muscolari sono lunghe, affusolate e cilindriche: in questo modo possono contrarsi e allungarsi per permettere il movimento.

Il tessuto muscolare forma i muscoli esterni, ma anche il cuore, parti dello stomaco e dell’intestino e altri muscoli che si trovano all’interno del corpo.

Le cellule ossee sono tondeggianti e si collegano tra di loro per essere più resistenti.

Il tessuto osseo è un particolare tipo di tessuto connettivo. Il tessuto connettivo forma le ossa, i tendini, le cartilagini, i legamenti, il sangue, il grasso. È il tessuto più abbondante nel nostro corpo. Le cellule del tessuto connettivo non sono a stretto contatto tra di loro, ma si trovano immerse in altre sostanze.

Organi collegati

Gli organi (il cuore, lo stomaco, le ossa…) sono formati da più tessuti. Ad esempio, l’intestino è formato da tessuto epiteliale, muscolare e connettivo.

Ciascun organo ha una propria funzione: il cuore pompa il sangue e lo fa circolare, lo stomaco digerisce i cibi, i polmoni fanno entrare e uscire l’aria. Per permettere le funzioni vitali, alcuni organi lavorano insieme. Così, per respirare abbiamo bisogno dei polmoni, ma anche del naso e della trachea; bocca, denti, stomaco, intestino e altri organi collaborano per digerire i cibi.

Gli organi che svolgono una stessa funzione formano i sistemi e gli apparati Sistema e apparato sono parole spesso usate come sinonimi perché entrambe indicano gruppi di organi collegati per svolgere la stessa funzione. I sistemi sono formati da organi dello stesso tessuto, gli apparati da organi di tessuti diversi.

Ricavo informazioni

Sottolinea

• Cellule • Tessuti • Organi

• Apparati e sistemi

Punti chiave 1

nel testo: 2

Osserva lo schema e utilizzalo per esporre quanto hai appreso.

Espongo 3

Cellula Tessuto Organo Apparato

Tessuti e organi

ENERGIA PER IL CORPO

Questi atleti e queste atlete devono fare solo una cosa: una gara di corsa.

Ma il loro corpo “sa” che dovrà mettere in funzione differenti apparati.

Per produrre energia le sostanze nutritive devono “bruciare”. Entra in azione l’apparato respiratorio.

Per avere energia occorre aver assimilato il cibo.

È l’apparato digerente che trasforma il cibo in energia.

L’ossigeno e le sostanze devono “incontrarsi”.

È compito dell’apparato cardio-circolatorio

Le sostanze nocive devono essere eliminate. L’apparato escretore conclude il ciclo.

L ’APPARATO RESPIRATORIO

Introdurre ossigeno

Espellere l’anidride carbonica

Due funzioni

Attraverso la respirazione immettiamo nel corpo aria. Nell’aria è contenuto l’ossigeno necessario per trasformare il cibo in energia. Con la respirazione viene espulsa l’anidride carbonica, un gas tossico prodotto dall’organismo.

Gli esseri viventi hanno la necessità di respirare, cioè di introdurre ossigeno nel corpo. Tutte le piante e tutti gli animali respirano.

Le sostanze nutritive che assumiamo con il cibo, per fornire energia, devono “bruciare” e possono farlo solo in presenza dell’ossigeno che introduciamo attraverso la respirazione.

Durante questo processo però, si producono anche dei gas di scarto: puoi pensare al “fumo”, talvolta anche molto tossico, che si sprigiona durante un incendio. Nel nostro corpo una di queste sostanze di scarto è l’anidride carbonica, che deve essere espulsa perché dannosa per l’organismo.

L’apparato respiratorio ha una duplice funzione. Deve:

• introdurre l’ossigeno necessario e trasferirlo nel sangue;

• espellere l’anidride carbonica

Compie queste funzioni attraverso due movimenti respiratori:

• con l’inspirazione immette il gas utile;

• con l’espirazione emette i gas tossici o inutili.

L’apparato respiratorio è in stretto contatto con altri apparati: l’ossigeno, infatti, deve essere trasportato in tutte le parti del corpo e, allo stesso modo, l’anidride carbonica deve essere prelevata da tutte le cellule. Questo compito di trasporto è affidato al sangue e agli altri organi dell’apparato circolatorio.

Punti chiave

1

• Le funzioni dell’apparato respiratorio

• I movimenti dell’apparato respiratorio

Ricavo informazioni ed espongo

2 3 Sottolinea nel testo la risposta a ogni domanda. Poi utilizza le parti sottolineate per esporre le tue conoscenze.

• A che cosa serve l’ossigeno?

• Come immettiamo l’ossigeno nel corpo?

• Che cos’è l’anidride carbonica?

• Come viene eliminata?

APPARATO RESPIRATORIO: GLI ORGANI E...

Quando respiriamo l’aria entra nel nostro corpo attraverso il naso o la bocca

La gola è formata dalla faringe, che viene attraversata sia dal cibo sia dall’aria e dalla laringe, che è una via respiratoria vera e propria.

Quando ingeriamo del cibo, la laringe viene automaticamente chiusa da una cartilagine per impedire che il cibo ci soffochi.

Polmoni

Gli organi più grandi dell’apparato respiratorio sono i polmoni. Hanno la forma di un sacco e assomigliano a due grandi spugne. Sono formati da più di 300 milioni di alveoli: minuscoli sacchetti riuniti insieme come tanti grappoli d’uva.

I polmoni sono avvolti dalla pleura: una doppia membrana che facilita lo scorrimento del polmone dentro la gabbia toracica. Per la respirazione i polmoni sono mossi dal diaframma, un muscolo che si trova sotto di essi.

faringe laringe

trachea

bronchi

polmone destro

diaframma

naso bocca

alveoli

bronchioli

polmone sinistro

capillari pleura

alveoli polmonari

Naso Gola

Ascolta la tua respirazione. Ti accorgerai che è formata da due movimenti che segnano l’ingresso e l’uscita dell’aria. Se appoggi una mano sulla pancia, potrai percepire il movimento del diaframma, un muscolo posto sotto i polmoni.

I due movimenti della respirazione sono permessi proprio da questo muscolo:

• quando il diaframma si contrae, si abbassa e tira verso il basso i polmoni, che si espandono e immettono aria;

• quando il diaframma si rilassa, si alza e spinge verso l’alto: i polmoni si contraggono ed espellono i gas

Quando inspiriamo l’aria entra attraverso il naso (1) o la bocca. Passa nella laringe (2) e percorre poi la trachea (3). La trachea si divide in due bronchi (4), che si dirigono verso i due polmoni (5).

I bronchi si suddividono in rami sempre più piccoli, chiamati bronchioli (6). Ogni bronchiolo termina con un alveolo polmonare (7). L’insieme degli alveoli forma i polmoni.

Ciascun alveolo polmonare è avvolto in una fitta rete di capillari, in cui scorre il sangue. È qui che il viaggio dell’aria in ingresso termina.

L’ossigeno contenuto nell’aria passa attraverso le sottili pareti dei capillari ed entra nel sangue. Il sangue rilascia l’anidride carbonica che entra negli alveoli e, facendo il percorso inverso, viene espulsa attraverso l’espirazione.

Come ricorderai, nell’aria, oltre all’ossigeno, ci sono altri gas, come l’azoto o il metano. Questi gas non entrano nel sangue e vengono anch’essi espulsi con l’espirazione.

Punti chiave

• Gli organi dell’apparato respiratorio

• Introdurre ed espellere gas

Ricavo informazioni ed espongo

2 3

Utilizza le immagini per spiegare come nel corpo umano viene introdotto l’ossigeno ed espulsa l’anidride carbonica.

Movimenti del diaframma e dei polmoni

Dalla bocca agli alveoli

diaframma rilassato

diaframma contratto

L ’APPARATO DIGERENTE

Funzione

Come ogni macchina ha bisogno di energia per funzionare, anche il corpo umano deve utilizzare energia per qualsiasi azione debba compiere: dormire, pensare, camminare, respirare…

Inoltre, il corpo deve crescere: ai bambini e alle bambine servono nuove cellule, ma anche le persone adulte sostituiscono in continuazione i tessuti. Le molecole necessarie per questo ricambio vengono fornite dal cibo.

L’apparato digerente ha perciò il compito di trasformare i cibi che mangiamo in sostanze che il corpo può utilizzare sia per costruire nuove cellule sia per dare energia.

L’apparato digerente trasforma i cibi in sostanze che forniscono energia e rendono possibile la formazione di nuove cellule. Le sostanze nutritive passano nel sangue, che le trasporterà in tutto il corpo.

Organi attraversati dal cibo

Organi che aiutano la digestione

Destinazione del cibo

ghiandole salivari epiglottide fegato

pancreas

intestino crasso

faringe

esofago ano

stomaco

intestino tenue

Alcune parti dell’apparato digerente sono collegate in successione come una “strada” che il cibo deve percorrere nella sua trasformazione: la bocca, la faringe, l’esofago, lo stomaco, l’intestino.

Altri organi, invece, come il fegato e il pancreas, producono sostanze che vengono immesse nell’intestino per completare la trasformazione del cibo.

Il viaggio del cibo termina nell’intestino: le sostanze assimilabili attraverseranno le pareti di questo organo per entrare nel sangue che poi le porterà in tutto il corpo; le sostanze di scarto, invece, saranno eliminate attraverso le feci.

Bocca e denti

La prima fase della digestione avviene in bocca. I denti hanno l’importante funzione di triturare il cibo, in modo che sia ridotto in pezzi piccoli, facilitando l’azione successiva dello stomaco.

I bambini e le bambine nascono senza denti. Nel corso dei primi anni si forma la prima dentatura, detta “da latte”.

Sono 20 denti, che cominceranno a essere sostituiti verso i 6, 7 anni.

La seconda dentatura è permanente: è composta da 32 denti: 8 incisivi, 4 canini, 8 premolari e 12 molari.

I denti hanno forme e funzioni diverse: gli incisivi hanno la forma di uno scalpello e servono per mordere e tagliare il cibo; i canini sono appuntiti e servono per strappare il cibo; i premolari e i molari sono appiattiti, grandi e larghi e servono per triturare e macinare il cibo.

Stomaco, fegato, pancreas

Punti chiave

Lo stomaco è un muscolo involontario capace di contrarsi e rilassarsi per mescolare e sminuzzare il cibo.

Il fegato ha molte funzioni, una delle quali è produrre la bile, un liquido verdastro e amaro, che contribuisce alla digestione dei cibi grassi. Anche il pancreas svolge molte funzioni. Nella digestione ha il compito di produrre il succo pancreatico, che scioglie l’amido, le proteine e i grassi.

1 • La funzione e gli organi dell’apparato digerente

Ricavo informazioni ed espongo

2 3 Sottolinea nel testo la risposta a ogni domanda. Poi utilizza le parti sottolineate per esporre le tue conoscenze.

• Qual è la funzione dell’apparato digerente?

• Il cibo serve per due importanti scopi. Quali?

• Quali organi dell’apparato digerente vengono percorsi dal cibo?

• Quali organi producono sostanze che si riversano nell’intestino?

• Dove vanno a finire le sostanze nutritive estratte dal cibo attraverso la digestione?

IL VIAGGIO DEL CIBO

I cibi ingeriti vengono profondamente trasformati in modo da poter passare nel sangue attraverso i villi intestinali. Ciò che non serve viene eliminato con le feci.

Nella bocca Il cibo entra nella bocca, dove viene masticato dai denti, che lo triturano e lo sminuzzano. Le ghiandole salivari producono la saliva, che compie una prima trasformazione degli zuccheri contenuti nei cibi. La lingua aiuta a impastare il cibo, che ora si chiama bolo.

Dalla bocca allo stomaco

La lingua spinge il bolo nella faringe. Qui l’epiglottide, una piccola valvola di cartilagine, impedisce al cibo di entrare nelle vie respiratorie: il bolo passa dunque attraverso l’esofago e giunge nello stomaco. Nello stomaco il cibo viene impastato con i succhi gastrici, che lo trasformano in una poltiglia: il chimo

Nell’intestino tenue

Dallo stomaco il chimo entra nell’intestino. Qui giungono la bile, sostanza prodotta del fegato, e il succo pancreatico, prodotto dal pancreas. Queste sostanze completano la digestione, trasformando le sostanze nutritive in parti assimilabili. Il cibo è diventato quasi liquido e viene chiamato chilo

Villi intestinali

Nell’intestino crasso

Nell’intestino tenue vi sono i villi intestinali, delle sporgenze ricche di capillari, i piccoli canali in cui scorre il sangue. Attraverso di essi le sostanze nutritive entrano nel sangue. Ora il cibo è completamente trasformato e può essere assimilato.

Ciò che è rimasto del chilo continua a percorrere l’intestino: nell’intestino crasso vengono assorbiti acqua e sali minerali. Tutto ciò che non serve termina la sua corsa e viene espulso attraverso l’ano sotto forma di feci.

Punti chiave 1

• Come il cibo si trasforma

Ricavo informazioni

Il viaggio del cibo è stato suddiviso in cinque fasi. Per ognuna di esse sottolinea in rosso gli organi che intervengono in blu la trasformazione del cibo.

Per esporre il viaggio che fa il cibo, spiega che cosa succede in bocca, nello stomaco, nell’intestino tenue, nei villi intestinali, nell’intestino crasso.

LA FUNZIONE DEL CIBO

Le sostanze contenute nei cibi sono differenti, però tutte sono importanti per alimentarsi in maniera equilibrata.

Attraverso la digestione il corpo trasforma e assimila i cibi, cioè trae da essi qualsiasi sostanza nutritiva. Se mangiamo troppo, il cibo in eccesso si trasforma in grasso che si deposita in alcune parti del corpo. I cibi contengono elementi nutritivi differenti che non servono a tutte le persone nello stesso modo: un bambino o una bambina ha bisogno soprattutto di cibo che fornisca materiale per crescere, un atleta ha bisogno di cibi energetici. Perciò occorre mangiare in modo sano e adatto al nostro stile di vita, tenendo conto dei principi nutritivi contenuti in ciascun cibo.

I cibi che contengono carboidrati (amidi e zuccheri), come i cereali e i loro derivati (pasta, pane…), o grassi, come l’olio e il burro, hanno funzione energetica: forniscono il carburante necessario per svolgere qualsiasi azione. Sono utili soprattutto quando si svolge una vita molto attiva.

Frutta e verdura contengono vitamine e sali minerali, che hanno funzione protettiva: aiutano l’organismo a regolare molte sue funzioni e lo proteggono dalle malattie. Anche l’acqua è indispensabile: occorre berne molta ogni giorno e mangiare alimenti che la contengono, come frutta e verdura.

I cibi ricchi di proteine (carne, pesce, legumi, uova, latte) hanno funzione costruttiva: forniscono al corpo le sostanze necessarie per formare nuove cellule Sono importanti soprattutto per i bambini e le bambine che sono in fase di crescita.

Educazione Civica

Prendi nota di tutti i cibi che hai mangiato in una giornata. Compila un elenco suddividendoli nei tre grandi gruppi che hai conosciuto. La tua dieta è equilibrata?

Mangi a sufficienza cibi che forniscono tutte le sostanze nutritive di cui hai bisogno?

L ’APPARATO CARDIO - CIRCOLATORIO

L’apparato cardio-circolatorio fornisce a tutte le cellule ossigeno e sostanze nutritive e le ripulisce dalle sostanze nocive.

È il sangue, che circola nel nostro corpo spinto incessantemente dal cuore, che compie questa funzione.

Il sangue, attraverso una rete di vasi sanguigni, raggiunge qualsiasi parte del corpo umano. Le uniche parti non irrorate dal sangue sono i capelli e parte delle unghie.

Le funzioni del sangue sono molteplici:

• trasporta le sostanze nutritive che sono state riversate in esso attraverso i villi intestinali;

• trasporta l’ossigeno ad ogni parte del corpo;

• raccoglie le sostanze di scarto, tra cui l’andride carbonica che sarà espulsa attraverso i polmoni.

Nel sangue sono presenti anche cellule che difendono l’organismo dalle malattie o che riparano le ferite e ormoni, particolari sostanze prodotte da alcune ghiandole, che hanno il compito di regolare la crescita e altre funzioni vitali.

Vasi sanguigni

I vasi sanguigni sono migliaia e migliaia di chilometri di canali che permettono al sangue di scorrere in continuazione in tutto il corpo. Le arterie sono i canali che partono dal cuore e vanno verso la periferia del corpo.

Le vene, invece, sono quelli che dalla periferia ritornano verso il cuore

I capillari sono vasi sanguigni sottilissimi, più piccoli di un capello, così possono raggiungere tutte le cellule.

arterie vene

Funzione

Il cuore

Caratteristiche

Il motore dell’incessante viaggio del sangue è un muscolo molto forte, il cuore. Pompa in continuazione il sangue.

Il cuore è un motore “intelligente”: ad esempio è più lento quando dormia mo, ma più veloce quando compiamo degli sforzi; fornisce più sangue agli organi che ne hanno bisogno in quel momento: allo stomaco durante la digestione, ad esempio, o al cervello quando stiamo leggendo.

Il cuore è un muscolo involontario, cioè si muove autonomamente senza che la nostra volontà possa fermarlo, rallentarlo o farlo funzionare più velocemente. È grande circa come un pugno.

Si contrae e si rilassa in continuazione per spingere il sangue nei vasi sanguigni: ciascuna contrazione è chiamata battito

Parte destra e sinistra

Il cuore è diviso in due parti: la parte destra e la parte sinistra. Nella parte sinistra scorre il sangue ricco di ossigeno che dovrà essere portato in tutto il corpo; in quella destra scorre il sangue ricco di anidride carbonica che dovrà essere depurato nei polmoni. La parte destra e quella sinistra non comunicano tra di loro perché i due diversi tipi di sangue non devono mescolarsi.

Atri e ventricoli

A loro volta ciascuna parte è divisa in altre due cavità:

• l’atrio in alto, la parte da cui il sangue entra nel cuore;

• il ventricolo in basso, la parte da cui il sangue esce dal cuore.

Il cuore della giraffa batte fino a 170 volte in un minuto; più del doppio del battito del cuore degli esseri umani.

Punti chiave

1

• La funzione e gli organi dell’apparato circolatorio

• Com’è fatto il cuore

Ricavo informazioni ed espongo

2 3 Ricerca nel testo le informazioni per completare a voce la sintesi. Poi utilizzala come traccia per esporre le tue conoscenze.

• Le funzioni del sangue sono trasportare... e raccogliere...

• Il sangue scorre nei... che sono...

• Il cuore è un... Si contrae e...

• È diviso in...

atrio destro atrio sinistro ventricolo destro ventricolo sinistro

IL VIAGGIO DEL SANGUE

GRANDE CIRCOLAZIONE

Il sangue nel suo viaggio compie una doppia circolazione: una per portare o prendere le sostanze dalle cellule, l’altra per ripulirsi da anidride carbonica e caricarsi di ossigeno.

Doppia circolazione del sangue

Come hai già imparato, il sangue può essere ricco di ossigeno o di anidride carbonica e questi due tipi di sangue non si devono mescolare. Perciò il cuore è suddiviso in due parti e il sangue compie due diversi percorsi. Per questo si parla di doppia circolazione.

Circolazione sistemica (o grande circolazione)

La circolazione sistemica (o grande circolazione) permette al sangue di rifornire le cellule delle sostanze necessarie e di ripulirle dalle impurità

In questo percorso il sangue esce dal ventricolo sinistro attraverso una grande arteria, l’aorta, la quale si dirama in vasi sempre più piccoli che raggiungono ogni singola cellula. Nelle cellule il sangue cede ossigeno e sostanze nutritive e raccoglie le sostanze di scarto. Poi il sangue deve ritornare al cuore e lo fa attraverso le vene, che a mano a mano diventano più grandi fino a confluire nella vena cava inferiore, la quale entra nel cuore attraverso l’atrio destro.

PICCOLA CIRCOLAZIONE

Circolazione polmonare (o piccola circolazione)

Il sangue, tornato al cuore dopo la circolazione sistemica, ha bisogno di depurarsi. Deve quindi iniziare un altro percorso, che viene chiamato circolazione polmonare (o piccola circolazione).

Dall’atrio destro il sangue passa nel ventricolo destro ed esce dal cuore attraverso l’arteria polmonare: deve raggiungere gli alveoli polmonari dove si libererà dell’anidride carbonica e si caricherà di ossigeno.

L’arteria polmonare nel suo viaggio verso i polmoni si suddivide in parti sempre più piccole e sottili fino a creare la rete di capillari che avvolgono gli alveoli.

Dopo lo scambio di gas, il sangue ritorna al cuore attraverso le vene polmonari ed entra nell’atrio sinistro. Dall’atrio passa nel ventricolo sinistro e la circolazione sistemica può iniziare di nuovo.

Per compiere entrambe le circolazioni ciascuna particella di sangue impiega circa un minuto.

Il sangue

In ciascuna persona il sangue rappresenta circa il 7,5% del peso corporeo; una persona adulta ha circa 5 litri di sangue.

Il sangue è un tessuto liquido ed è formato per più di metà da un liquido giallognolo, il plasma

Nel plasma nuotano le cellule del sangue, che hanno funzioni specifiche: i globuli rossi, i globuli bianchi, le piastrine.

I globuli rossi trasportano l’ossigeno e l’anidride carbonica. Sono loro che danno al sangue il suo colore caratteristico: rosso vivo quando è ricco di ossigeno, più scuro e intenso se vi è forte presenza di anidride carbonica.

Globuli bianchi

Globuli rossi Piastrine

I globuli bianchi hanno il compito di difendere l’organismo da germi e batteri. Se è necessario, possono attraversare la parete dei vasi sanguigni per svolgere la loro azione difensiva, “attaccando” i microrganismi che possono causare un’infezione.

Le piastrine hanno il compito di far coagulare il sangue e formare la crosta che chiude le ferite.

Quando il sangue fuoriesce a causa di una ferita, le piastrine si ammassano, si ingrossano e formano una specie di tappo che impedisce di perdere molto sangue. Globuli rossi, globuli bianchi e piastrine sono prodotti dal midollo osseo e vengono ricostruiti in continuazione: la durata della loro vita varia da poche ore ad anni.

Punti chiave

1

• Grande e piccola circolazione

• Da che cosa è composto il sangue

Ricavo informazioni

2

Sottolinea nel testo la risposta a ogni domanda.

• Qual è il compito della circolazione sistemica?

• Come avviene la circolazione del sangue in questo percorso? Da dove esce il sangue?

• Dove viene trasportato? Dove ritorna?

Poniti le stesse domande per la circolazione polmonare.

Utilizza le immagini per spiegare la grande e la piccola circolazione.

Il sangue dei polpi contiene una sostanza che lo rende blu se viene a contatto con l’aria.

L ’APPARATO ESCRETORE

L’apparato escretore filtra il sangue e lo pulisce da alcune sostanze nocive. Queste sostanze, insieme all’acqua, formano l’urina, che si raccoglie nella vescica e che poi viene espulsa.

Funzione

La parola escrezione significa eliminazione, cioè l’azione di mandare fuori.

L’apparato escretore ha infatti proprio la funzione di eliminare ed espellere dal corpo umano le sostanze di rifiuto che potrebbero danneggiarlo.

Sostanze di rifiuto

Sostanze nocive e acqua

Hai già visto come vengono espulse alcune sostanze inutili o dannose: l’anidride carbonica attraverso la respirazione e i resti di cibo non assimilati attraverso le feci.

Esiste però anche un apparato che ha il compito di ripulire il sangue da altre sostanze nocive. È l’apparato escretore che filtra il sangue, forma e poi espelle l’urina

L’apparato escretore elimina anche l’acqua in eccesso

L’apparato escretore è formato da diversi organi. I reni sono due organi gemelli: hanno la forma di due grossi fagioli, posti in modo simmetrico ai lati della colonna vertebrale, nella parte posteriore dell’addome.

Ciascun rene è formato da quasi un milione di microscopiche cellule che funzionano come un filtro.

Gli ureteri sono due tubicini che collegano ciascun rene alla vescica. La vescica è un muscolo cavo a forma di sacchetto. È un muscolo elastico e può dilatarsi per contenere l’urina. L’uretra è un piccolo “tubicino” da cui esce l’urina.

Gli organi

vescica

Ripulire il sangue

Il sangue entra nei reni attraverso l’arteria renale. Qui viene filtrato e ripulito dalle sostanze nocive. I reni raccolgono anche l’acqua in eccesso non necessaria. Acqua e sostanze nocive formano l’urina che, attraverso gli ureteri, giunge nella vescica

Quando la vescica è piena, il cervello invia un messaggio trasmettendo lo stimolo di urinare. Così, “facendo la pipì”, contraiamo i muscoli della vescica e la svuotiamo: l’urina passa attraverso l’uretra ed esce all’esterno.

Il sangue filtrato e ripulito, intanto, ritorna al cuore attraverso la vena renale

Sudore

Il sudore ha due funzioni: abbassare la temperatura del corpo ed eliminare sostanze di rifiuto Quando compiamo uno sforzo o siamo ammalati, il battito cardiaco accelera e la temperatura corporea aumenta.

Per raffreddare il corpo interviene il sudore: acqua che il nostro corpo emette attraverso i pori della pelle.

Il sudore, però, contiene anche sostanze nocive che vengono così eliminate.

Punti chiave

• La funzione e gli organi dell’apparato escretore

• Come viene ripulito il sangue 1

Ricavo informazioni

2

Completa a voce la sintesi.

• L’apparato escretore serve per…

• Gli organi dell’apparato escretore sono…

Espongo 3

Utilizza le immagini per spiegare come il sangue viene ripulito dalle sostanze nocive.

Gli anfibi, come i pesci e i rettili, non sudano perché la loro temperatura dipende dalla temperatura esterna.

Il corpo umano

Mindfulness

Osserva queste immagini. Apparentemente non hanno alcun legame con ciò che hai studiato. Ma se le guardi con attenzione ti suggeriranno anche funzioni di parti del corpo umano. Rifletti e ci riuscirai.

Queste immagini in sequenza ti ricordano che tante dello stesso tipo formano un . I formano gli

Tanti , con funzioni diverse, ma collegate, formano un o un

Quale apparato è come un camion che carica e distribuisce ciò che occorre?

1 Osserva le immagini e completa.

2 Osserva e rispondi.

Osserva le immagini e leggi, poi completa le frasi e collegale alle immagini corrispondenti. Usa i numeri.

La benzina, per far funzionare l’automobile, deve “bruciare” e lo fa solo in presenza di ossigeno.

La benzina bruciando produce anche anidride carbonica che esce dal tubo di scappamento.

Il carburante della “macchina umana” è ed è elaborato dall’apparato .

Anche il “nostro carburante” per produrre energia ha bisogno di ossigeno.

L’ossigeno viene introdotto dal corpo dall’apparato .

L’anidride carbonica viene espulsa dall’apparato , altre sostanze di rifiuto dall’apparato .

Osserva di nuovo le immagini e leggi i punti chiave che ricordano.

• Da che cosa sono formati gli apparati e i sistemi.

• La funzione degli apparati respiratorio, digerente, cardio-circolatorio, escretore.

Sono riuscito/a a stare tranquillo/a… molto abbastanza poco

La benzina è il carburante di molti veicoli.

L’organizzazione del corpo umano Gli apparati che forniscono energia

Che cosa sono gli apparati e i sistemi?

Apparati e sistemi sono gruppi di organi che si coordinano per svolgere una o più funzioni vitali.

Quali apparati/sistemi ci sono nel corpo umano?

I principali apparati/sistemi sono: sistema muscolare, sistema scheletrico, sistema nervoso, apparato cardio-circolatorio, apparato respiratorio, apparato digerente, apparato escretore, apparato riproduttore.

Gli apparati e i sistemi sono collegati tra di loro?

Anche se svolgono funzioni specifiche, i differenti apparati sono collegati e tutti insieme concorrono a far funzionare il corpo umano.

Da che cosa sono formati gli organi dei differenti apparati?

Il corpo umano è formato da miliardi di cellule, che si organizzano in tessuti che, a loro volta, formano gli organi.

Le cellule e i tessuti sono tutti uguali?

Le cellule hanno forma e dimensione diversa in base alla funzione che devono svolgere. Perciò anche i tessuti non sono tutti uguali.

Quali sono i principali tessuti?

I principali tessuti sono: epiteliale, nervoso, muscolare, connettivo

Quali apparati ci permettono di avere energia per crescere e vivere?

Per produrre e utilizzare energia è necessario il lavoro di differenti apparati, strettamente collegati tra di loro: apparato cardio-circolatorio apparato respiratorio, apparato digerente, apparato escretore

Qual è la funzione specifica di ciascun apparato?

L’apparato digerente trasforma e assimila le sostanze nutritive trasferendole nel sangue.

L’apparato respiratorio immette ossigeno necessario per trasformare le sostanze nutritive in energia ed espelle anidride carbonica

L’apparato cardio-circolatorio trasporta in tutto il corpo le sostanze necessarie (ossigeno e nutrimento) e raccoglie le sostanze di scarto.

L’apparato escretore ripulisce il sangue da alcune sostanze nocive.

Funzione vitale: produrre energia

apparato 1

principali organi

bocca, esofago, , intestino, pancreas, fegato

attraverso i villi intestinali il cibo digerito passa nell’ ..............................

apparato 1

principali organi

gola, trachea, , bronchioli, alveoli polmonari,

negli alveoli polmonari

il sangue preleva e rilascia anidride

principali organi

apparato 1 , vasi

sanguigni, sangue il cuore pompa

il sangue in tutto il corpo

il sangue è formato da plasma, globuli , globuli , piastrine

circolazione , circolazione

apparato 1

principali organi

reni, ureteri, , uretra

nei reni

il viene ripulito

• Completa la mappa per ricordare e organizzare le conoscenze.

1 Deduci il nome dell’apparato leggendo gli organi che lo formano.

MOVIMENTO PER VIVERE

Questi atleti per giungere al traguardo dovranno compiere dei movimenti.

L’atleta deve correre in linea retta.

L’atleta deve proteggere gli organi interni.

L’atleta deve contrarre e distendere le gambe.

In tutti questi casi il sistema scheletrico e quello muscolare si coordinano per permettere i movimenti.

Sistema scheletrico e sistema muscolare agiscono sempre insieme: sono perciò chiamati anche apparato locomotore

IL SISTEMA SCHELETRICO

Funzione

Lo scheletro sostiene il corpo e protegge gli organi interni. È formato da ossa: quelle della testa, del tronco, degli arti.

Nel corpo umano ci sono circa 200 ossa: il loro insieme costituisce lo scheletro. Esso determina il nostro particolare aspetto: in base alla forma delle nostre ossa siamo infatti più o meno alti, abbiamo mani piccole o grandi. Lo scheletro ha l’importante funzione di sostenerci e di proteggere gli organi interni (cuore, polmoni, midollo spinale, cervello…).

Le parti dello scheletro

Possiamo suddividere lo scheletro in tre parti: testa, tronco, arti.

Testa

Le ossa della testa formano la scatola cranica

Sono tutte saldate tra di loro in modo da formare una forte struttura protettiva per l’encefalo. L’unico osso mobile è la mandibola, che permette la masticazione.

Tronco

Le ossa del tronco sono formate da: colonna vertebrale, clavicola, scapola, gabbia toracica, ossa del bacino

La colonna vertebrale è un insieme di 33 vertebre disposte una sull’altra.

Le vertebre non sono saldate tra loro. Tra una vertebra e l’altra vi è un disco di cartilagine che assorbe gli urti e che permette alle vertebre alcuni movimenti.

All’interno delle vertebre si trova, ben protetto, il midollo spinale, da cui si diramano i nervi.

Dalla colonna vertebrale partono le costole, 12 paia di ossa curve, che formano la gabbia toracica

La clavicola supporta la scapola e il braccio e lo collega al tronco. Le ossa del bacino hanno il compito di sostenere la parte superiore del corpo e di collegare il tronco agli arti.

Negli arti ci sono ossa molto lunghe: il femore, la tibia e il perone nella gamba; l’omero, il radio e l’ulna nel braccio.

Punti chiave

1

• Lo scheletro: la funzione e le parti

Ricavo informazioni ed espongo

2 3 Utilizza l’immagine ed esponi le tue conoscenze riguardo il sistema scheletrico.

Ricorda le parole chiave: sostenere • proteggere • ossa • testa • tronco • arti

LE OSSA

Le ossa sono formate da osseina e calcio; possono essere corte, lunghe, piatte. Le articolazioni permettono il movimento: sono fisse, semimobili, mobili.

Ossa lunghe, come quelle delle gambe.

Ossa corte, come quelle delle mani.

Le ossa del corpo umano non sono tutte uguali, né sono distribuite in modo omogeneo. In una sola mano ce ne sono 27, circa un ottavo di tutte quelle che abbiamo. Ciò succede perché alcune parti devono potersi muovere in modo più articolato di altre. Anche la forma delle ossa è diversa: dipende dalla funzione che deve svolgere. Le ossa possono essere: lunghe, corte, piatte

Legamenti e articolazioni

Le ossa sono collegate tra di loro per mezzo dei legamenti, fibre robuste e flessibili che le uniscono, e per mezzo delle articolazioni, che sono il punto in cui due ossa si “toccano”.

Differenti tipi di articolazioni

Le articolazioni sono suddivise in:

• articolazioni fisse, come quelle del cranio, che non permettono alcun movimento. Le ossa sono saldate tra di loro;

Ossa piatte, come quelle della testa.

Articolazione mobile.

Articolazione semimobile.

• articolazioni semimobili, che permettono solo dei piccoli movimenti. La colonna vertebrale ha articolazioni semimobili: le vertebre possono flettersi, ma non ruotare una sull’altra;

• articolazioni mobili, che permettono movimenti molto ampi, come le articolazioni della mano, del ginocchio, del gomito, della spalla.

Articolazione fissa.

La composizione delle ossa

Calcio e osseina

Le ossa sono forti, ma anche leggere ed elastiche: crescono insieme alla persona di cui formano lo scheletro. Sono costituite soprattutto da calcio, che le rende resistenti, e da osseina, che dà elasticità.

Strato esterno e interno

Le ossa sono formate da uno strato esterno, duro e resistente, e da uno interno, spugnoso, dentro cui si trova il midollo osseo.

La parte spugnosa permette di avere ossa più leggere, ma molto resistenti.

La parte esterna è rivestita da una membrana che si rigenera in continuazione, permettendo anche alle ossa fratturate di guarire.

Le ossa sono fondamentali anche come riserva di calcio e per la produzione delle cellule del sangue. Il midollo osseo produce globuli bianchi, globuli rossi e piastrine, che formano il sangue.

Cartilagini

Muovendosi una vicino all’altra, le ossa si consumerebbero in fretta se non fossero protette alle estremità dalla cartilagine. Il tessuto che forma la cartilagine è molto elastico e resistente: è simile al tessuto osseo, ma meno compatto e duro. Nel corpo umano sono presenti dischi di cartilagine tra le vertebre, come hai già visto: parti cartilaginee sono presenti anche nel naso e nelle orecchie.

midollo osseo

osso spugnoso

vasi sanguigni

cartilagine

Punti chiave

1

• Legamenti e articolazioni

• Come sono fatte le ossa

Ricavo informazioni ed espongo

2 3 Completa a voce la sintesi e utilizzala per esporre.

• Le ossa possono essere…

• I legamenti sono…

• Le articolazioni sono…

• Entrambi servono a…

• Le articolazioni si suddividono in…

• I due elementi che costituiscono le ossa sono…

• All’interno delle ossa si trova il… che serve a…

Produzione delle cellule del sangue

IL SISTEMA MUSCOLARE

Il sistema muscolare permette ogni movimento. Comprende muscoli volontari, che consentono di muoverci, e muscoli involontari, che fanno funzionare gli organi interni.

Il sistema muscolare, insieme al sistema scheletrico, ci sorregge, permette di muoverci, parlare, camminare

Ha anche un compito particolare: mette in moto gli organi interni per garantire le funzioni vitali ogni volta che respiri, che il tuo cuore batte… Anche quando dormi alcuni muscoli continuano la loro instancabile attività!

Il sistema muscolare è formato da oltre 700 muscoli: alcuni sono grandi, come i grandi glutei, altri piccoli, come quelli delle orbite; alcuni sono lunghi, come quelli delle gambe, altri sono corti, come quelli delle dita; alcuni sono piatti, come quelli della pancia. Insieme i muscoli formano un po’ meno della metà del peso corporeo. Ad esempio, in un bambino dal peso di 40 kg, solo i muscoli pesano circa 16 kg. I muscoli che si notano maggiormente sono quelli scheletrici, cioè quelli attaccati alle ossa attraverso i tendini

I muscoli funzionano come un motore: ricevono ordini dal cervello e la loro “benzina” è fornita dagli alimenti.

Muscoli

Funzione

Diversi tipi di muscoli Tessuti muscolari

I muscoli sono formati da fibre muscolari, fasce di tessuto che possono contrarsi e rilassarsi. Possono essere classificati in base alla loro funzione e al tipo di tessuto muscolare da cui sono formati.

Il tessuto muscolare si suddivide in…

• tessuto muscolare liscio (fibre corte e biancastre): compone i muscoli involontari, come le pareti dello stomaco e dell’intestino, che funzionano autonomamente, senza che la nostra volontà possa fermarli;

• tessuto muscolare striato (fibre lunghe): compone i muscoli volontari, cioè i muscoli scheletrici che vengono mossi in maniera cosciente, ad esempio quelli del braccio;

• tessuto cardiaco (striato): forma il cuore. È l’unico muscolo che, pur essendo un muscolo involontario, è formato da un tessuto striato.

Muscoli antagonisti

I muscoli non funzionano mai da soli. Quando camminiamo, ad esempio, i muscoli delle gambe ci fanno avanzare, quelli della schiena e dell’addome ci fanno stare dritti, quelli delle braccia danno equilibrio. Molti muscoli funzionano a coppie: sono detti muscoli antagonisti. Quando pieghi un braccio, il bicipite si contrae e il suo antagonista, il tricipite, si rilassa; quando invece il braccio viene steso, il tricipite si contrae e il bicipite si distende.

Quando il bicipite si contrae…

Quando il bicipite si rilassa…

… il tricipite si rilassa

… il tricipite si contrae

Punti chiave

1

• La funzione dei muscoli

• I tipi di muscoli

Ricavo informazioni ed espongo

2 3

Ricerca le informazioni nel testo.

Poi elenca alcuni muscoli volontari e involontari e spiega le loro caratteristiche. Infine, spiega la particolarità del cuore.

L’apparato locomotore

Mindfulness

Svolgi questa attività con una compagna o un compagno. Lavorando insieme imparerete a confrontare le idee e ad aiutarvi a vicenda. Sicuramente tutto sarà più facile e divertente.

Perché il burattino A è afflosciato per terra?

Perché il burattino B è dritto?

Quale sistema ha la stessa funzione nel corpo umano?

Perché la marionetta D può compiere movimenti?

Quale sistema ha la stessa funzione nel corpo umano?

1 Osserva le immagini e rispondi.

2 Osserva e completa.

Gli antichi soldati romani utilizzavano elmo e pettorale per difendere la e il

Nel corpo umano le ossa: del cranio proteggono della gabbia toracica proteggono

La mano può compiere molti movimenti perché è formata da molte piccole ossa. I punti in cui le ossa si toccano sono le .

Osserva di nuovo le immagini e leggi i punti chiave che ricordano.

• Il sistema muscolare e il sistema scheletrico, insieme, permettono il movimento e formano l’apparato locomotore.

• Il sistema scheletrico protegge gli organi interni.

• Le articolazioni permettono i movimenti.

Sono riuscito/a a stare tranquillo/a… molto abbastanza poco

Gli apparati che permettono il movimento

Come riusciamo a muoverci?

Il sistema muscolare e il sistema scheletrico, insieme, permettono il movimento. Il sistema nervoso invia agli organi di questi sistemi i comandi per compiere qualsiasi movimento.

Da che cosa è formato il sistema scheletrico?

Il sistema scheletrico è formato da circa 200 ossa, che costituiscono lo scheletro.

Qual è la sua funzione specifica?

Le ossa sostengono il corpo, si collegano ai muscoli per permettere il movimento, proteggono alcuni organi interni (il cervello, il cuore, i polmoni...)

Le ossa producono anche i globuli bianchi, i globuli rossi e le piastrine che formano il sangue.

Le ossa sono tutte uguali?

Le ossa non sono tutte uguali: possono essere lunghe, corte, piatte.

Che cosa sono le articolazioni?

Il punto in cui le ossa si toccano si chiama articolazione. In base ai movimenti che rendono possibili sono suddivise in fisse, semimobili, mobili.

Da che cosa è formato il sistema muscolare?

Il sistema muscolare è formato da oltre 700 muscoli.

Qual è la sua funzione specifica?

I muscoli permettono i movimenti volontari e quelli involontari degli organi interni

Quali diversi tipi di muscoli esistono?

I muscoli possono essere:

• volontari, come i muscoli scheletrici e sono formati da tessuto muscolare striato;

• involontari, sono i muscoli degli organi interni e sono formati da tessuto muscolare liscio.

Il cuore è l’unico muscolo involontario formato da tessuto striato.

• Completa la mappa per ricordare e organizzare le conoscenze.

Funzione vitale: movimento

sistema scheletrico circa 200

che compongono formato da

lo 1

corte piatte

collegate dalle 2

fisse mobili

sistema muscolare

formato da

tessuto muscolare

oltre 700

striato (muscoli 3 ) 4 (muscoli involontari)

1 L’insieme di ossa che dà il nome al sistema.

2 Il punto in cui le ossa si incontrano.

cardiaco (5 )

3 Il nome dei muscoli collegati alle ossa, cioè allo scheletro.

4 Il particolare tipo di tessuto muscolare che forma gli organi interni.

5 L’unico organo involontario costituito da tessuto striato.

IN RELAZIONE... PER VIVERE

L’atleta deve calcolare la distanza dall’ostacolo, il tempo necessario per raggiungerlo, la forza necessaria per superarlo...

L’atleta deve percepire il testimone e afferrarlo con la giusta presa.

In tutti questi casi i sensi forniscono informazioni al cervello, che le elabora, “suggerisce” che cosa fare e permette all’atleta di disputare la gara.

L’atleta deve vedere il nastro del traguardo.

Questi atleti devono tenere conto di tutto ciò che c’è attorno a loro.

GLI ORGANI DI SENSO

Cinque sensi

Recettori

Percepiamo e trasmettiamo al nostro cervello tutto ciò che accade nel mondo esterno per mezzo dei cinque sensi

Noi percepiamo il mondo attraverso i cinque sensi: vista, udito, tatto, gusto, olfatto. Occhi, orecchie, pelle, lingua, naso sono i canali attraverso cui “entrano” le informazioni che ci permettono di captare ciò che succede all’esterno. Queste informazioni giungono al cervello, che, con gli altri organi del sistema nervoso, le elabora.

In tutti gli organi di senso sono presenti i recettori formati da cellule nervose che trasmettono al cervello, attraverso i nervi, le sensazioni che hanno percepito.

L’olfatto

Naso

Il naso è l’organo di senso dell’olfatto. Con esso possiamo percepire moltissimi odori diversi. Gli odori sono elementi chimici liberati dalle varie sostanze. Entrano attraverso le narici e raggiungono i recettori olfattivi, che sono ben protetti nella parte alta del naso.

Il gusto

Lingua

La lingua è l’organo del gusto. I sapori vengono riconosciuti dai recettori delle papille gustative, piccole protuberanze che si possono osservare sulla lingua. I sapori fondamentali sono pochi, ma anch’essi si combinano tra loro. Sono: aspro, salato, dolce, amaro, grasso. Negli ultimi anni i ricercatori hanno individuato un altro sapore: l’umami, un sapore presente nella carne e nei formaggi.

Punti chiave

epiglottide

ghiandole salivari

papille gustative

• La funzione dei cinque sensi

• L’olfatto e il gusto

Ricavo informazioni

Sottolinea nel testo la risposta a ogni domanda.

• Quali sono i 5 sensi?

• Quali sono gli organi dell’olfatto?

• Quali sono gli organi del gusto?

Osservando le immagini esponi come percepisci gli odori e i gusti.

faringe narice

fosse nasali recettori olfattivi

Percepire le sensazioni Regolare il calore Proteggere Dentro la pelle

La pelle ha anche l’importante compito di proteggere sia il corpo sia gli organi interni dalle infezioni, facendo da barriera ai germi che possono causare malattie.

La pelle è anche il nostro miglior sistema per regolare il calore interno: i pori, minuscoli forellini della pelle, si dilatano o si chiudono. Attraverso di essi esce anche il sudore che, evaporando, raffredda l’organismo.

La pelle è l’organo più esteso che abbiamo perché ricopre tutto il nostro corpo: ha una superficie di circa 1,5 metri quadrati. La pelle ha vari strati: uno più esterno, l’epidermide, e uno più profondo, il derma, dove si trovano le ghiandole che secernono il sudore, le radici dei peli e i recettori del dolore, del freddo, della pressione e i vasi sanguigni. Alcune parti del nostro corpo sono più sensibili di altre perché hanno un maggior numero di recettori: la pelle delle mani, dei piedi, del viso è più sensibile al freddo, al caldo…

Punti chiave

1

• Le funzioni della pelle

• Gli strati della pelle

Ricavo

vasi sanguigni

sudoripare tessuto adiposo Quaderno operativo, p. 27 38

ghiandole

LA VISTA

Occhi

La vista è il senso attraverso cui raccogliamo il maggior numero di informazioni. I suoi organi sono gli occhi, due bulbi che “intrappolano” la luce e le immagini e le trasformano in impulsi elettrici che inviano al cervello.

Sono organi delicati, perciò sono protetti sia dalle ossa del cranio sia da palpebre, ciglia e sopracciglia. Anche le lacrime proteggono l’occhio mantenendolo sempre umido: in questo modo può ruotare meglio e non essere irritato dalla polvere.

Come vediamo

I raggi di luce entrano nell’occhio attraverso la cornea, una membrana trasparente che riveste l’occhio, e la pupilla, il forellino nero che si trova al centro dell’iride, che è la parte colorata. Attraversano poi il cristallino, che funziona come una lente, e colpiscono la retina, che si trova nella parte posteriore dell’occhio ed è formata da migliaia di recettori visivi. Sono questi che, sempre attraverso i nervi, trasmetteranno le immagini al cervello.

Le immagini che si formano sulla retina sono sempre capovolte e rimpicciolite.

Punti chiave 1

• La vista

Ricavo informazioni

• Le parti dell’occhio

• Come percepiamo le immagini 2

Osservando le immagini, esponi come percepisci la luce e le immagini.

retina

cristallino pupilla iride cornea

cranio retina

palpebra ciglia

iride

cristallino

pupilla

cornea

muscolo retto superiore

nervo ottico

muscolo retto superiore

Per orientarci meglio

Ai lati della nostra testa ci sono le orecchie, gli organi dell’udito, che captano le onde sonore trasmesse attraverso l’aria.

Lʼorecchio è formato da tre parti: l’orecchio esterno, la parte più visibile che ha il compito di captare le onde sonore, l’orecchio medio e l’orecchio interno I padiglioni auricolari incanalano le onde sonore che attraversano il condotto uditivo e colpiscono, nell’orecchio medio, il timpano, un organo formato da una membrana che vibra.

La vibrazione del timpano viene trasmessa prima a tre ossicini, il martello, l’incudine, la staffa, e poi alla chiocciola, nell’orecchio interno. La chiocciola trasforma la vibrazione in impulsi elettrici che porteranno l’informazione al cervello, attraverso il nervo acustico

Avere due orecchie ci permette di capire da dove arriva il suono, perché un orecchio lo capta prima dell’altro e il cervello, in questo modo, comprende da quale parte si trova la sorgente del rumore.

Le orecchie non servono solo per sentire, ma ci aiutano anche a restare in equilibrio e a non cadere. Infatti, nella parte interna dell’orecchio vi sono dei tubicini pieni di liquido che oscilla con i nostri movimenti. Sono queste oscillazioni che danno al cervello informazioni sulla posizione del nostro corpo e, di conseguenza, ci permettono di stare in equilibrio.

Punti chiave

1

• Le parti dell’orecchio

• Come percepiamo i suoni

Ricavo informazioni ed espongo

2 3 Osservando l’immagine, descrivi il viaggio del suono.

IL SISTEMA NERVOSO

Il sistema nervoso ha molte e complesse funzioni: riceve ed elabora le informazioni, coordina il funzionamento dei vari organi del nostro corpo, ci fa crescere, ci fa provare emozioni.

Si pensa che l’essere umano sia il più “intelligente” tra i viventi. Ma che cos’è l’intelligenza?

A questa parola vengono attribuiti vari significati, in particolare quello di saper analizzare e risolvere un problema.

Sicuramente l’essere umano nella sua storia ha affrontato e risolto grandi problemi e, grazie alla sua intelligenza, ha saputo adattarsi ai diversi ambienti e migliorare le proprie condizioni di vita.

Questo è stato possibile perché nel corso dell’evoluzione il sistema nervoso dell’essere umano si è modificato; sono aumentati sia le dimensioni del cervello, sia il numero di neuroni, cioè le cellule che formano gli organi di questo sistema.

Tutti gli stimoli che provengono dall’ambiente esterno arrivano al nostro sistema nervoso che riceve le informazioni e le rielabora fornendo delle risposte adeguate. Se sei all’aperto in una giornata invernale, il sistema nervoso percepirà il freddo e attiverà alcuni meccanismi di difesa, come i brividi.

Il sistema nervoso gestisce anche gli stimoli che provengono dal corpo, come la fame o il sonno… e invierà delle risposte alle diverse parti del corpo, ad esempio incomincerai a sentire i morsi della fame o inizierai a sbadigliare.

Il sistema nervoso ci permette di:

• ricevere gli stimoli esterni attraverso i recettori dei sensi;

• coordinare qualsiasi movimento dei muscoli e degli organi interni, sia quando siamo svegli sia mentre dormiamo;

• imparare, provare emozioni ed essere creativi;

• entrare in rapporto con gli altri;

• crescere

Punti chiave 1

• La funzione del sistema nervoso

Ricavo informazioni

Sottolinea nel testo quali sono i compiti del sistema nervoso. 2

Espongo 3

Scegli come esempio un’azione o una situazione (hai sonno, hai fame, stai nuotando…). Elenca tutte le informazioni che ricevi dall’esterno e le tue reazioni.

L’essere umano è intelligente

Funzioni del sistema nervoso

LE PARTI DEL SISTEMA NERVOSO

Tutte le nostre azioni sono coordinate dal sistema nervoso.

Ciascuna parte del sistema nervoso ha compiti specifici, ma tutti sono coordinati e interdipendenti. I sensi trasmettono messaggi dalla periferia del corpo al cervello. Da questo partono informazioni e ordini a tutte le parti del corpo.

Centrale di comando

Il sistema nervoso oltre a metterci in contatto con il mondo esterno, controlla, coordina e regola le funzioni di tutti gli organi del nostro corpo.

Tutte queste azioni sono svolte in modo rapido, senza che noi ce ne rendiamo conto, e continuamente, senza interruzioni, come in una vera e propria centrale di comando.

Specializzazioni

Per poter svolgere le sue complesse funzioni, il sistema nervoso ha parti “specializzate”:

• il sistema nervoso centrale;

• il sistema nervoso periferico.

Il sistema nervoso periferico è quello che mette in contatto la “centrale di comando” con il mondo esterno e con tutti gli organi del nostro corpo. Per questo si divide in: sistema periferico volontario e sistema nervoso autonomo

Un sistema sempre collegato

Le parti del sistema nervoso, pur avendo compiti specifici, sono sempre collegate tra di loro. Se ad esempio stai giocando all’aperto, i tuoi sensi, attraverso i nervi, portano al sistema centrale informazioni sulla strada, sul paesaggio che stai osservando, sugli odori… Gli stimoli arrivano al cervello, che, sempre attraverso i nervi, dà istruzioni ai vari organi: dà il ritmo di camminata ai muscoli, impone alle mani di stringere il manubrio o di frenare… Intanto il cuore batte, i polmoni respirano e, se hai mangiato qualcosa, lo stomaco è in funzione.

Le parti specializzate

Sistema nervoso centrale

Il sistema nervoso centrale è formato dall’encefalo, che comprende cervello, cervelletto, midollo allungato e dal midollo spinale, che si trova nella colonna vertebrale. Il suo compito è ricevere informazioni e dare risposte.

Sistema nervoso periferico volontario

Il sistema nervoso periferico volontario è formato da una fitta rete di nervi che trasmettono le informazioni da e per il midollo spinale e l’encefalo. Il suo compito è di controllare il movimento dei muscoli volontari.

Sistema nervoso autonomo

Il sistema nervoso autonomo (o neurovegetativo) è formato da gangli, piccoli gruppi di cellule nervose che si trovano ai lati della colonna vertebrale, e da nervi spinali, situati nel midollo spinale.

Questa parte del sistema nervoso ha il compito di controllare le azioni involontarie (ad esempio le funzioni del cuore, dello stomaco…).

sistema nervoso centrale sistema nervoso autonomo

encefalo nervi

midollo spinale

sistema nervoso periferico volontario

Punti chiave 1

• Sistema nervoso centrale

• Sistema nervoso periferico

Ricavo informazioni

Per ogni parte del sistema nervoso, sottolinea in rosso gli organi e in blu la loro funzione. 2

Espongo 3

Spiega qual è la funzione di ogni parte del sistema nervoso e da quali organi è svolta.

GLI ORGANI DEL SISTEMA NERVOSO

L’organo principale del sistema nervoso è l’encefalo. Encefalo significa “dentro la testa”. Gli altri organi di questo sistema sono i nervi, che trasmettono le informazioni, e il midollo spinale, che collega l’encefalo con i nervi.

Encefalo L’encefalo è il principale organo del sistema nervoso: è formato da cervello, cervelletto e midollo allungato

L’encefalo è avvolto da tre membrane, le meningi, che lo proteggono e lo nutrono, ed è racchiuso dalle ossa del cranio che lo riparano da colpi e traumi.

Il cervello è diviso in due emisferi: destro e sinistro. La parte più esterna, la corteccia cerebrale, è grigiastra, mentre la parte più interna è biancastra.

Il cervello è la centrale di comando: controlla tutte le azioni volontarie, ma è anche sede delle emozioni, della memoria, del pensiero.

Il cervelletto è situato sotto il cervello. Il suo compito è coordinare i movimenti e mantenere l’equilibrio: è grazie a lui che possiamo alzare una mano mentre ne abbassiamo un’altra o mentre rimaniamo in piedi su un solo piede.

cervelletto cervello midollo allungato

Midollo allungato

Il midollo allungato collega il cervello al midollo spinale e regola alcune azioni involontarie come la respirazione e la circolazione del sangue.

Il capodoglio è l’essere vivente con il cervello più grande.

midollo spinale

emisfero sinistro emisfero destro

Nel cervello ci sono aree specifiche destinate al linguaggio, alle emozioni...

Cervelletto

Cervello

Il midollo spinale è contenuto e protetto dalle ossa della colonna vertebrale. Anch’esso, come l’encefalo, è avvolto dalle meningi. È un “ponte” tra i nervi e il cervello. Dal midollo spinale si dipartono i nervi che arrivano in tutte le parti del corpo.

I nervi, lunghi filamenti di cellule nervose, sono collegati al midollo spinale o direttamente all’encefalo. Si dividono in nervi sensori e nervi motori

Nervi sensori e motori

Se hai molto caldo, i nervi sensori capteranno questa sensazione e la trasmetteranno al cervello. I nervi motori dal cervello porteranno al tuo corpo l’ordine di togliere il maglione o di aprire la finestra.

Se appoggi la mano su una superficie bollente, la sposterai immediatamente ancora prima di averlo deciso. Il messaggio di dolore viene portato al cervello, ma è il midollo spinale stesso che ti ordina immediatamente di ritirare la mano. In questi casi si attiva l’arco riflesso, cioè movimenti che sono attivati direttamente dal midollo spinale.

I neuroni sono le cellule che formano la maggior parte degli organi del sistema nervoso. Sono costituiti da un corpo cellulare, che contiene il nucleo, dagli assoni, filamenti che li collegano alle altre cellule nervose, e dai dendriti

Le informazioni passano da una cellula all’altra attraverso gli assoni e i dendriti.

dendriti nucleo

corpo cellulare

Punti chiave

• L’encefalo e le sue parti

• Il midollo spinale e i nervi

Ricavo informazioni

Sottolinea nel testo la risposta a ogni domanda.

• Quali sono le parti dell’encefalo?

• Qual è la funzione di ciascuna parte?

• Dove si trova il midollo spinale?

• Quali sono i tipi di nervi e a che cosa servono?

Osserva le immagini del sistema nervoso e descrivi le parti che lo formano e la loro funzione.

Midollo spinale Nervi

Arco riflesso

L ’APPARATO RIPRODUTTORE

L’apparato riproduttore permette di generare nuovi esseri. È l’unico apparato differente nei maschi e nelle femmine.

L’apparato riproduttore ha il compito di produrre i gameti, cioè le cellule riproduttive, farle incontrare e dare vita a un nuovo essere. Negli esseri umani, come in tutti i vertebrati e in molti invertebrati, la riproduzione è sessuata, cioè due cellule diverse, prodotte da un individuo femmina e da un individuo maschio, danno vita a un nuovo organismo. Gli organi dell’apparato riproduttore sono diversi nei maschi e nelle femmine. La donna produce gli ovuli e l’uomo gli spermatozoi. Dall’incontro di queste due cellule nascerà il futuro bambino. La donna ha anche il compito di custodire la cellula iniziale facendola crescere nel suo ventre fino alla nascita.

Gli organi

L’apparato femminile è costituito:

• dalle ovaie, che producono gli ovuli, le cellule riproduttive femminili;

• dall’utero, un organo a forma di sacco cavo, in cui cresce il feto;

• dalle tube uterine, che collegano le ovaie all’utero;

• dalla vagina, il canale che collega l’utero alla vulva, la parte esterna dei genitali, e che riceve gli spermatozoi.

L’ovulo è la cellula più grande del corpo; gli spermatozoi, invece, sono tra le cellule più piccole.

L’apparato maschile è formato:

• dai testicoli, che producono gli spermatozoi, le cellule riproduttive maschili;

• dalla prostata, che produce lo sperma, il liquido seminale in cui ci sono gli spermatozoi;

• dal pene, l’organo attraverso cui passa lo sperma.

La gestazione

La nascita di una bambina o di un bambino è un momento molto importante. Ma come ha inizio? La specie umana è vivipara: il “cucciolo” si sviluppa all’interno del corpo della mamma prima di venire alla luce. Ha bisogno di circa nove mesi.

L’ovulo femminile viene fecondato da uno spermatozoo maschile.

Nasce così una nuova cellula: lo zigote che possiede i caratteri ereditari sia della madre, sia del padre. Lo zigote si moltiplica e comincia a formarsi l’embrione, che già dopo una settimana della fecondazione è formato da migliaia di cellule. L’embrione è immerso in un liquido caldo ed è avvolto nella placenta

Dopo 9 settimane l’embrione è lungo circa 7 cm. Compie i primi movimenti e prende il nome di feto. Riceve nutrimento e ossigeno attraverso il cordone ombelicale, un tubicino che mette in collegamento gli apparati circolatori della madre e del feto.

Dopo 5 mesi il feto è in grado di aprire e chiudere gli occhi e di percepire i rumori.

Dopo 9 mesi è giunto il grande momento: il bambino o la bambina sono pronti per venire al mondo.

Punti chiave

• La funzione e gli organi dell’apparato riproduttore 1 Ricavo informazioni

Sottolinea nel testo la risposta a ogni domanda.

• Perché l’apparato riproduttore è diverso nei maschi e nelle femmine?

• Quali due cellule devono incontrarsi per dare vita a un nuovo individuo?

• Come si chiama la nuova cellula nata dall’unione del gamete maschile con quello femminile?

• Che cos’è la placenta?

Espongo

Quaderno operativo, p. 31 47

9 settimane 5 mesi 9 mesi

Il sistema nervoso

Mindfulness

Le immagini di queste pagine ti riportano alla mente i cinque sensi. Ripensa a ciò che già conosci e concentrati sulle immagini che ti possono far ricordare le funzioni del cervello

Il cervello umano, come un computer, elabora i e fornisce .

Il , come un allarme, richiama la nostra attenzione su ciò che avviene intorno a noi.

1 Osserva le immagini, completa e rispondi.

Con quale senso il bambino ha percepito il verso del gufo?

Con quale senso è riuscito a scorgere l’animale?

La bambina sta leggendo in sala, ma si alza e va in cucina per mangiare la torta. Attraverso quali sensi può essersi accorta che la torta era pronta?

Osserva di nuovo le immagini e leggi i punti chiave che ricordano.

• Il cervello elabora le informazioni e fornisce risposte.

• Il sistema nervoso ci mette in relazione con il mondo esterno.

• I cinque sensi forniscono informazioni al cervello.

Sono riuscito/a a stare tranquillo/a… molto abbastanza

Il sistema nervoso e i cinque sensi

Come riusciamo a entrare in relazione con il mondo?

Il sistema nervoso, attraverso i cinque sensi, riceve informazioni. Il cervello è “la centrale di comando” che elabora i dati, coordina tutte le azioni e ci consente di provare emozioni.

Da quali parti è composto il sistema nervoso?

Il sistema nervoso è composto dal sistema nervoso centrale e da quello periferico, a sua volta distinto in volontario e autonomo.

Qual è la funzione specifica del sistema nervoso centrale e periferico?

Il sistema nervoso centrale, formato da encefalo e midollo spinale, riceve informazioni e coordina qualsiasi azione.

Il sistema nervoso periferico volontario è formato dai nervi che portano le informazioni dagli organi di senso al cervello e dal cervello alle varie parti del corpo. Il sistema periferico autonomo controlla le azioni involontarie (il battito del cuore, ad esempio).

Quali sono i cinque sensi e come funzionano?

I cinque sensi sono olfatto, gusto, tatto, vista, udito.

I rispettivi organi sono naso, lingua, pelle, occhi, orecchie. In tutti gli organi di senso sono presenti i recettori formati da cellule nervose in collegamento con il cervello.

L’apparato riproduttore

Qual è la funzione dell’apparato riproduttore?

L’apparato riproduttore ha il compito di continuare la specie.

Quale particolarità ha l’apparato riproduttore?

L’apparato riproduttore è l’unico apparato che si differenzia nei maschi e nelle femmine

Quali sono i principali organi?

I principali organi dell’apparato riproduttore femminile sono: le ovaie, le tube, l’utero, la vagina; i principali organi di quello maschile sono: i testicoli, la prostata, il pene.

Come avviene la fecondazione?

L’incontro di un ovulo femminile prodotto dalle ovaie e di uno spermatozoo maschile prodotto dai testicoli forma la cellula iniziale. Il feto si formerà nel corpo materno durante i nove mesi di gestazione.

• Completa la mappa per ricordare e organizzare le conoscenze.

Funzione vitale: entrare in relazione con il mondo

principali organi sistema nervoso

il sistema nervoso centrale

il sistema nervoso periferico 2

• encefalo (1 , cervelletto, midollo 1 )

• midollo spinale,

• nervi (sensori e motori)

il sistema nervoso periferico autonomo

cinque sensi olfatto naso (narici)

organi recettori che comunicano con il cervello

3 lingua (papille gustative) 3

pelle (4 e 4 )

occhi (cornea, pupilla, cristallino, retina)

orecchie (padiglione auricolare, timpano)

Funzione vitale: continuare la specie

Principali organi

apparato riproduttore

• femminili: ovaie, tube, utero, vagina

• maschili: testicoli, prostata, pene

1 Le parti che formano l’encefalo.

2 Il sistema nervoso formato dai nervi.

3 Il nome del senso corrispondente.

4 La parte esterna e lo strato più profondo della pelle.

L’UNIVERSO

Guardando il cielo di notte si ha una piccolissima idea di che cosa si trova lontano da noi. Se alzi in aria la mano, nello spazio di cielo coperto dal tuo pollice ci sono circa 250 mila delle quali contiene miliardi di E questa è solo una piccolissima parte dell’Universo .

Ciò che già so

Metacognizione

Nello spazio ci sono stelle, pianeti, satelliti Tutti hanno avuto origine in seguito al Big Bang.

Vedo e imparo

Classe capovolta

Questa immagine ti mostra il cielo in una notte di luna piena.

I punti luminosi che vedi sono solo stelle?

Sai che cos’è quella scia luminosa che vedi nella foto in alto?

La Luna non sempre si mostra nello stesso modo: talvolta appare come un cerchio luminoso, talvolta ha la forma di uno spicchio. Secondo te, è la Luna che rimpicciolisce?

Contenuti digitali dell’unità

Il Sole è la nostra stella. Illumina solo la Terra o anche altri pianeti?

Perché vediamo il Sole di giorno ma non di notte?

Perché in estate fa più caldo e le ore di luce sono di più?

Ripetiamo insieme

• I corpi celesti sono molti e diversi.

• La Terra fa parte del Sistema Solare.

• Dal Sole dipende l’alternanza del dì e della notte e l’alternanza delle stagioni.

Sicuramente i bambini e le bambine hanno conoscenze pregresse sia riguardo la nascita dell’Universo sia riguardo i differenti corpi celesti. Le domande stimolo serviranno proprio per dimostrare loro che in parte già conoscono l’argomento.

L’Universo ha iniziato a formarsi in seguito al Big Bang. È composto da miliardi di galassie, ciascuna delle quali comprende stelle, pianeti, satelliti, comete, asteroidi, meteoriti.

La nascita dell ’ Universo

Big Bang

Gli scienziati e le scienziate concordano nel far risalire l’origine dell’Universo al Big Bang, una grande esplosione avvenuta circa 13 miliardi e 800 milioni di anni fa. Dal Big Bang l’Universo ha iniziato a espandersi, distribuendo nello spazio la materia che poi ha formato le stelle, i pianeti e tutti gli altri corpi celesti.

Tutto comincia a formarsi

Al buio

Già dal primo istante successivo a questa esplosione sono avvenute cose straordinarie: si sono formati lo spazio, le particelle degli atomi… tutti elementi che secondo gli scienziati e le scienziate prima non esistevano.

Noi siamo abituati a pensare al Big Bang come lo scoppio di grandi fuochi d’artificio. In realtà il Big Bang si svolse nel buio più totale. La materia era talmente densa che non poteva essere attraversata dalla luce, come oggi la luce non può attraversare una montagna o un muro. La luce comparve molto tempo dopo, quando la materia cominciò a diventare meno densa.

L’ Universo oggi

L’Universo è l’insieme di tutti i corpi celesti:

• le galassie, grandi ammassi di stelle, pianeti, asteroidi…;

• le stelle, corpi celesti formati da gas incandescenti;

• i pianeti, formati da gas e materiali solidi: ruotano intorno a una stella e non hanno luce propria;

• i satelliti che ruotano attorno a un altro pianeta;

• le comete, composte da rocce e ghiaccio;

• gli asteroidi, rocciosi e vaganti per le galassie;

• i meteoriti, frammenti di roccia staccatisi da altri corpi celesti.

L’esplorazione dell ’ Universo

I nostri lontani antenati e antenate hanno sempre cercato di capire che cosa “succedeva” nel cielo. Attraverso le osservazioni astronomiche, fin dall’antichità, hanno descritto il corso apparente del Sole e delle stelle; hanno osservato gli strani corpi celesti che talvolta comparivano, come le comete e i meteoriti.

Il progredire delle conoscenze tecnologiche ha permesso di fare passi da gigante nell’esplorazione dello spazio. Ci ha dato il coraggio di “uscire” dalla Terra, il nostro pianeta.

Stazione Spaziale Internazionale

Da anni intorno alla Terra orbita l’ISS (International Space Station - Stazione Spaziale Internazionale).

È una stazione spaziale sulla quale per lunghi periodi di tempo operano insieme per fare ricerche scienziate e scienziati di tutto il mondo.

Ormai la vita in quest’angolo dell’Universo è quasi come sulla Terra. Si mangiano cibi cucinati sulla Terra, si beve il caffè, si dorme, si fa ginnastica. Unica differenza è la mancanza della forza di gravità per cui le astronaute e gli astronauti fluttuano all’interno della stazione spaziale.

Punti chiave

1

• Come è nato l’Universo

• Da che cosa è formato l’Universo

Ricavo informazioni ed espongo

2

3 Completa a voce la sintesi e utilizzala per esporre.

• L’Universo ha avuto origine con il… che fu… avvenuta circa…

• In seguito al Big Bang…

• L’Universo è formato da…

Perseverance è il nome di un rover che, sbarcato su Marte nel 2021, ha viaggiato da solo sul terreno del pianeta rosso, prelevando campioni di terreno.

GALASSIE E CORPI CELESTI

Le galassie sono grandi ammassi di corpi celesti. Si calcola che nell’Universo ci siano più di 100 miliardi di galassie! E ciascuna di esse è formata da miliardi di stelle, dai pianeti che girano loro intorno, da satelliti, comete, asteroidi… La Terra, insieme al Sole e ad altri miliardi di stelle e pianeti, fa parte della galassia chiamata Via Lattea

Le stelle sono corpi celesti formati da grandi ammassi incandescenti di gas, soprattutto idrogeno. Brillano di luce propria perché gli atomi che le compongono si fondono insieme in continuazione e facendo ciò, sprigionano un’enorme energia che si trasforma in luce e calore

Il Sole è una stella: non è una delle stelle più grandi dell’Universo, anzi è abbastanza “piccola” in confronto alle altre. Tuttavia ci appare grande perché è quella più vicina a noi.

I pianeti sono corpi celesti che nel corso del tempo si sono raffreddati e non emettono più luce: hanno dimensioni variabili, ma sono sempre più piccoli delle stelle. Possono essere formati da materiali solidi, come la Terra, il nostro pianeta, o da gas, come Giove. Ciascun pianeta gira intorno a una stella.

I satelliti sono pianeti piccoli che girano attorno a un altro pianeta. La Terra ha un satellite: la Luna.

Le comete sono formate da gas, rocce e, soprattutto, ghiaccio. Non ruotano attorno a una stella, ma, quando passano vicino a una di esse, una parte del ghiaccio si trasforma in gas. Questo gas diventa luminoso: forma la chioma attorno al corpo centrale e una scia, la coda della cometa.

Meteorite

Punti chiave 1

• Le galassie

• I corpi celesti

Espongo 3

I meteoriti sono frammenti di altri corpi celesti, per la maggior parte staccatisi da comete. Quando entrano nell’atmosfera di qualche pianeta, si incendiano e si ha il fenomeno delle “stelle cadenti”. Le chiamiamo così perché, incendiandosi, sembrano luminose come stelle, ma di fatto sono ammassi di rocce.

Gli asteroidi sono ammassi di rocce, piccoli pianeti, che non sempre hanno un’orbita fissa, e vagano nello spazio.

Distanze nell’Universo

La Scienza non è in grado di dire quanto sia grande l’Universo. In un luogo così vasto anche le distanze sono enormi. Perciò sono necessarie unità di misura molto grandi, come l’anno luce, che corrisponde alla distanza percorsa dalla luce in un anno.

È una misura di lunghezza, non di tempo: corrisponde a circa 9 500 miliardi di chilometri!

Educazione Civica

Si possono ammirare le stelle solo se non c’è molta luce. Diminuire il consumo di luce permette sia un risparmio energetico che aiuta il pianeta sia la splendida vista di un cielo stellato. L’iniziativa “M’illumino di meno” aiuta a evitare gli sprechi di luce, almeno per un giorno.

Ricavo informazioni

2

Sottolinea nel testo:

• da che cosa è formata una galassia.

• qual è la nostra galassia.

Per ogni corpo celeste, sottolinea in rosso il nome e in blu che cos’è.

Lavorate a coppie. Scrivete su sei foglietti i nomi dei corpi celesti. Ognuno ne pescherà uno e darà il maggior numero possibile di informazioni su quel corpo celeste.

Pianeta

Stella cometa

LA FORZA DI GRAVITà

I pianeti, le stelle, i corpi celesti non cadono nel vuoto e non si disperdono nell’Universo. Perché?

L’Universo assomiglia a una grande giostra in cui stelle, pianeti, satelliti si attraggono reciprocamente e i più piccoli ruotano attorno ad altri.

Tutto l’Universo è regolato dall’attrazione reciproca di stelle e pianeti: anche nello spazio ciascun corpo celeste attira gli altri corpi e a sua volta è attratto da loro, a causa della forza di gravità. Ma che cos’è la forza di gravità?

Un fisico stava seduto sotto un albero di mele nel giardino della sua università, quando, vedendo cadere una mela, si chiese perché fosse caduta e, cercando di dare una risposta a questa domanda, scoprì una legge fondamentale della natura: i corpi posseggono una forza, la forza di gravità, che fa sì che essi attraggano a sé gli altri oggetti. Non sappiamo se realmente Isaac Newton, questo brillante studioso vissuto tra il 1600 e il 1700, si fosse posto davvero la domanda guardando le mele cadere, come suggerisce la leggenda. Di sicuro, però, Newton dimostrò che tutti i corpi possiedono la forza di gravità e che questa legge vale sulla Terra, ma anche nello spazio.

Newton dimostrò che tutti i corpi (dalle grandi stelle alle piccole noccioline) attraggono a sé gli altri corpi. Più un corpo è grande più questa forza cresce. Perciò la Terra, che è grande, ci attrae a sé con forza e qualsiasi oggetto lasciato libero di cadere arriva sul suolo. Anche una nocciolina attrae un po’ a sé, ma questa forza è talmente piccola che non la percepiamo.

Questa è la Legge di gravitazione universale.

Newton dimostrò anche che la forza di gravità dipende dalla vicinanza dei corpi: più un corpo si allontana, meno esercita la sua forza di attrazione. È per questo motivo che attorno alla Terra l’atmosfera non è infinita: oltre una certa distanza l’attrazione della Terra non riesce più a trattenere l’aria “attaccata” a sé.

Forza di gravità nello spazio

Isaac Newton

Legge di gravitazione universale

Puoi renderti conto di quanto la forza di gravità incida sulla nostra vita quotidiana semplicemente pensando a quello che fai ogni giorno. Se sollevi il tuo zaino, fai fatica; se vuoi fare un salto in alto, devi darti una bella spinta; se lanci in aria un oggetto, il tuo braccio deve fare forza. Se vuoi fare meno fatica… puoi andare sulla Luna!

La Luna è più piccola della Terra e ha una forza di gravità circa 6 volte inferiore: ciascun corpo che si trova su di essa viene attirato con una forza minore di quanta ne eserciterebbe la Terra. Perciò sulla Luna è più facile staccarsi dal terreno e fare grandi balzi, e anche il peso è inferiore!

1

• I corpi celesti si attraggono reciprocamente a causa della forza di gravità

• La forza di gravità dipende dalla grandezza e dalla vicinanza di un corpo

Ricavo informazioni

2

Sottolinea nel testo la risposta a ogni domanda.

• Perché i corpi celesti non cadono nel vuoto?

• Chi studiò la forza di gravità, ipotizzandone il funzionamento?

• Tutti i corpi esercitano la forza di gravità?

• Da che cosa dipende la forza di gravità?

Espongo 3

Esponi le tue conoscenze sulla forza di gravità. Comincia così:

• Tutto l’Universo è regolato dalla...

• Infatti i corpi celesti si...

• Newton dimostrò che...

Punti chiave

Vincere la forza di gravità

Sulla Terra peso 30 kg.

Sulla Luna peso 5 kg.

Gravità

Gravità

Terra

Luna

IL SISTEMA SOLARE

In ciascuna galassia ci sono miliardi di stelle e attorno a molte di esse girano altri corpi celesti: pianeti, satelliti, meteoriti, comete… Anche la nostra stella, il Sole, ha la sua “corte” che le ruota intorno: insieme formano il Sistema Solare.

Il Sole è la stella attorno a cui ruota la Terra.

In astronomia è considerata una stella piuttosto piccola, perché il suo diametro è di “soli” 1.391.980 km. È una gigantesca nube di gas. La temperatura sullo strato esterno è di 6000 gradi centigradi; si suppone che verso il centro raggiunga più di 15 milioni di gradi.

Corpi celesti del Sistema Solare

Il Sistema Solare è composto dal Sole, dagli otto pianeti che gli ruotano intorno, dai satelliti di questi pianeti, dai pianeti nani, dalle comete e da altri miliardi di corpi celesti più piccoli come meteoriti e asteroidi, che non si disperdono nello spazio perché trattenuti dalla forza di gravità del Sole.

Pianeti rocciosi

Pianeti gassosi

I pianeti più vicini al Sole (Mercurio, Venere, Terra, Marte) sono chiamati pianeti interni: ruotano nella parte più interna del Sistema e sono composti da rocce e metalli.

I pianeti più lontani (Giove, Saturno, Urano, Nettuno) sono i pianeti esterni, sono molto grandi e sono composti soprattutto da gas.

Mercurio • Il più vicino al Sole: la sua superficie presenta crateri talmente profondi che il Sole non riesce a illuminarne il fondo.

Terra • Il più grande tra i quattro pianeti rocciosi. Ha un satellite: la Luna.

Venere • Nel cielo ci sembra una stella: la sua densa atmosfera riflette la luce solare come uno specchio.

Asteroidi e pianeti nani

Tra Marte e Giove vi è la fascia degli asteroidi, dove vi sono milioni di minuscoli pianeti di forma irregolare. Del Sistema Solare fanno parte anche 5 pianeti, classificati dagli scienziati e dalle scienziate come pianeti nani: Cerere, che si trova nella fascia degli asteroidi, e altri quattro (Plutone, Humea, Makemake, Eris), che orbitano attorno al Sole nella parte più esterna, oltre Nettuno.

Distanze e grandezze

È impossibile riportare su una pagina di libro un’immagine del Sistema Solare rispettando le proporzioni tra le grandezze dei pianeti e le loro distanze. La distanza media tra il Sole e la Terra è di circa 150 milioni di chilometri, distanza chiamata unità astronomica (UA ). Tra il Sole e il più vicino dei pianeti, Mercurio, la distanza è pari 0,39 UA; Nettuno, il più lontano, è a 30 UA. Se analizziamo poi le grandezze, vediamo che Giove è mille volte più grande della Terra!

Giove • Il gigante: nel cielo notturno appare come una stella. Ha molti satelliti, tra i quali Io, Ganimede, Callisto, Europa.

Marte • Il pianeta rosso: il suo colore è dovuto alla presenza di ferro. Ha due satelliti: Phobos e Deimos.

Punti chiave

1 • I corpi celesti che formano il Sistema Solare

Ricavo informazioni ed espongo

2 3 Completa la sintesi e utilizzala per esporre le tue conoscenze.

• Il Sistema Solare è composto da una stella…

• I pianeti più vicini al Sole sono formati da…

• I pianeti più lontani…, invece, sono formati da…

Urano • Il pianeta blu: il suo colore è dovuto alla presenza di metano. Anch’esso è circondato da satelliti e anelli.

Nettuno • Il più freddo: per ruotare attorno al Sole impiega 165 anni terrestri.

Saturno • È circondato da migliaia di anelli formati da rocce, polveri e ghiaccio.

LA TERRA

La Terra è un pianeta particolare perché, grazie alla presenza di acqua e ossigeno, su di esso si è sviluppata la vita.

Condizioni per la vita

La Terra è un pianeta speciale: è l’unico, tra quelli finora conosciuti, che permette la vita.

Questa particolarità è data dalla presenza di acqua in forma liquida e dall’atmosfera ricca di ossigeno Gli scienziati e le scienziate non escludono che nell’Universo ci siano altri pianeti sui quali si è sviluppata la vita, ma per ora non ne hanno scoperti.

Se si potesse tagliare una fetta della Terra, essa ci apparirebbe a strati…

• la crosta terrestre è la parte più esterna: un rivestimento roccioso di pochi chilometri che comprende i continenti e gli oceani;

• il mantello, formato da rocce incandescenti;

• il nucleo, suddiviso in esterno e interno. Il nucleo esterno composto da rocce e metalli allo stato liquido; il nucleo interno formato soprattutto da metalli sottoposti a una pressione tale da risultare solidi nonostante siano a temperatura altissima.

La linea immaginaria che attraversa la Terra passando per i poli, i due estremi a nord e a sud, si chiama asse terrestre. Percorrendo con la fantasia l’asse terrestre dalla superficie fino al centro della Terra, incontreremmo perciò uno strato solido, poi uno incandescente, ma non completamente liquido, uno strato liquido e uno solido.

Punti chiave

• Le particolarità del pianeta Terra

1 Ricavo informazioni

2

• Gli strati della Terra

Sottolinea nel testo:

• i motivi per cui è presente la vita sulla Terra;

• il nome e la caratteristica principale di ogni strato.

Espongo

3

Esponi le tue conoscenze utilizzando le parti sottolineate e l’immagine.

Nucleo interno

Nucleo esterno

Crosta terrestre

Asse terrestre

Mantello

I MOVIMENTI DELLA TERRA

La Terra, a causa dell’attrazione reciproca che esercitano tutti i pianeti, non è ferma, ma gira su se stessa e orbita attorno al Sole.

20-21 giugno • Solstizio d’estate Nell’emisfero settentrionale i raggi giungono poco inclinati: inizia l’estate. Nell’emisfero meridionale inizia l’inverno.

22-23 settembre • Equinozio d’autunno I raggi del Sole giungono perpendicolari all’Equatore. Inizia l’autunno nell’emisfero settentrionale e la primavera in quello meridionale.

21-22 dicembre • Solstizio d’inverno Nell’emisfero settentrionale i raggi giungono molto inclinati: inizia l’inverno. Nell’emisfero meridionale inizia l’estate.

La Terra compie due movimenti: il movimento di rotazione e il movimento di rivoluzione

Rotazione su se stessa: il dì e la notte

Il movimento di rotazione è il giro completo che la Terra compie su se stessa, ruotando attorno al suo immaginario asse: dura 24 ore e determina l’alternarsi del dì e della notte.

Quando una porzione di territorio è illuminata dal Sole, in quel luogo vi è il dì; quando poi questa parte, in seguito alla rotazione terrestre, non è più illuminata, sopraggiunge la notte.

Rivoluzione attorno al Sole: le stagioni

Il movimento di rivoluzione è il giro che la Terra compie attorno al Sole. Dura 365 giorni e 6 ore e determina l’alternarsi delle stagioni. L’orbita (il percorso) che la Terra descrive non è circolare, ma ellittica, come un grande ovale allungato.

L’alternarsi delle stagioni non è determinato dalla maggiore o minore distanza della Terra dal Sole durante la sua orbita, ma dall’inclinazione dell’asse terrestre, la linea immaginaria che unisce il Polo Nord e il Polo Sud.

20-21 marzo • Equinozio di primavera I raggi del Sole giungono perpendicolari all’Equatore. Inizia la primavera nell’emisfero settentrionale e l’autunno in quello meridionale.

Punti chiave 1

• Il movimento di rotazione

• Il movimento di rivoluzione

Ricavo informazioni

Sottolinea che cos’è, quanto dura e che cosa determina:

• il movimento di rotazione;

• il movimento di rivoluzione.

Espongo 3

Utilizza le immagini per raccontare l’alternarsi del dì, della notte e delle stagioni dovuto ai movimenti della Terra.

IL MAGNETISMO

Hai mai giocato con una calamita

Se lo hai fatto, avrai notato come le calamite riescano ad attirare pezzetti di ferro.

Il magnetismo è la capacità di alcuni materiali, tra i quali la magnetite, di attirare a sé oggetti di ferro.

Magneti e campo magnetico

I materiali che hanno questa proprietà sono i magneti, chiamati anche Se utilizzi una calamita per attrarre piccoli chiodi, ti accorgerai che vengono attirati anche se la calamita non è vicinissima a essi. Quando si allontana troppo, poi, non riesce più a esercitare la sua forza di attrazione. Lo spazio in cui riesce ad agire la forza magnetica è chiamato “campo magnetico”. Esso dipende anche dalla grandezza del magnete stesso.

Polo positivo e polo negativo Campo magnetico terrestre

Due magneti accostati tra di loro, a volte si attraggono, a volte si respingono. Come mai? Ogni calamita ha due poli, che vengono chiamati “polo positivo” e “polo negativo”. Entrambi i poli hanno la capacità di attirare il ferro, ma tra loro i poli delle calamite si attraggono solo se sono di segno opposto, se sono dello stesso segno si respingono.

La Terra si comporta come un’enorme calamita. I poli positivo e negativo si trovano nelle vicinanze del Polo Nord e del Polo Sud geografici. Il campo magnetico terrestre è una forza complessa che fa da scudo protettivo contro le radiazioni cosmiche.

Punti chiave

• I magneti e il campo magnetico

1 Ricavo informazioni

2

• Il magnetismo terrestre

Sottolinea nel testo la risposta a ogni domanda.

• Che cos’è il magnetismo?

• Come si chiamano i materiali che possiedono questa caratteristica?

• Che cos’è il campo magnetico terrestre?

Espongo 3

Esponi le tue conoscenze collegando le risposte che hai sottolineato. Inizia così.

Il magnetismo è la capacità di…

I magneti, chiamati anche…, sono…

Gli uccellli migratori si orientano utilizzando il campo magnetico terrestre.

LA LUNA

La Luna è il satellite della Terra: le ruota attorno. Non ha luce propria, ma viene illuminata dal Sole.

Dimensioni

La Luna è più piccola della Terra: il suo diametro è circa un quarto di quello terrestre. È 400 volte più piccola del Sole, ma, poiché è 400 volte più vicina alla Terra, a noi appaiono circa della stessa grandezza.

La Luna è il satellite della Terra. Non brilla di luce propria: è un pianeta. La vediamo brillare nel cielo perché è illuminata dal Sole.

La Luna non ha atmosfera, dunque è continuamente bombardata da meteoriti che creano crateri di cui il suolo lunare è ricco. La mancanza di atmosfera determina anche una grande differenza tra il giorno e la notte, con temperature che vanno da + 110 °C, quando il suolo è esposto al Sole, a – 150 °C, quando è al buio.

Movimenti

La Luna gira su se stessa e gira incessantemente anche attorno alla Terra. Il suo movimento di rotazione e il suo movimento di rivoluzione attorno alla Terra durano circa 27 giorni. Poiché i due giri completi hanno la stessa durata, la Luna, nel girare attorno alla Terra, mostra sempre la stessa faccia.

Della Luna noi vediamo a volte solo una piccola parte, altre volte vediamo l’intera Luna, altre volte ancora non la vediamo affatto. Questo dipende da come è illuminata dal Sole nel periodo in cui la guardiamo.

La differente illuminazione della parte visibile della Luna determina le fasi lunari:

• Luna nuova (la Luna non si vede);

• Luna crescente (si vede una falce sempre più grande);

• Luna piena (si vede tutta la Luna);

• Luna calante (si vede una falce sempre più piccola).

Prima impronta lasciata sulla Luna, 1969.

Punti chiave

1

• Le caratteristiche della Luna

• I movimenti della Luna

• Le fasi lunari

Ricavo informazioni ed espongo

2

Fasi lunari

Senza atmosfera

Quaderno operativo, p. 44 65

L’Universo

Mindfulness

Se guardi anche solo velocemente queste immagini, hai la certezza che riuscirai a eseguire gli esercizi. Provi una grande emozione: sei sicuro/sicura di poter svolgere il tuo lavoro presto e bene. Ma, fermati un attimo! Non precipitarti. Gestisci la tua emozione. Qualche minuto in più ti aiuterà a ottenere risultati migliori.

Ora sai che i corpi celesti che si vedono nel cielo stellato sono di differenti tipi. Quali conosci?

Quell’ammasso di stelle che vedi nel cielo è la nostra galassia, la Via

I giorni della settimana ti ricordano il nome di alcuni corpi celesti del Sistema Solare. Ricordi il nome di altri corpi celesti del Sistema Solare?

Lunedì Martedì Mercoledì Giovedì Venerdì

Questa immagine ti ricorda che sotto la crosta terrestre

1 Osserva le immagini, rispondi e completa.

Le due foto sono state scattate il giorno di Natale. La prima su una spiaggia dell’Australia, la seconda su una pista da sci in Italia. La data è la stessa, in Italia è , in Australia è . La differenza di stagioni nei due emisferi è dovuta al movimento di e all’inclinazione della Terra sul suo

Anche queste due foto sono state scattate nello stesso momento a Roma e a Los Angeles. Il momento è lo stesso, ma l’ora è .

A Roma è mezzanotte, mentre a Los Angeles sono . La differenza di orario e di luce solare è dovuta al movimento di che determina l’alternarsi del e della

Osserva di nuovo le immagini e leggi i punti chiave che ricordano.

• Da che cosa è formato l’Universo.

• Il Sistema Solare è formato dal Sole e i corpi celesti che sono attratti da esso.

• La Terra è composta da differenti strati.

• I movimenti della Terra determinano l’alternarsi del dì e della notte e delle stagioni.

Sono riuscito/a a stare tranquillo/a… molto abbastanza poco

Roma: mezzanotte. Los Angeles: ore 15.

L’Universo

Come si è formato l’Universo?

Il Big Bang diede origine all’Universo, circa 13,8 miliardi di anni fa.

Da che cosa è formato l’Universo?

L’Universo è composto da miliardi di galassie. Le galassie sono enormi ammassi di corpi celesti: stelle, pianeti, satelliti, comete, asteroidi, meteoriti.

Ogni corpo celeste ha caratteristiche proprie.

Quale forza regola i movimenti dei corpi celesti?

I corpi celesti si attraggono tra di loro a causa della forza di gravità.

Che cos’è la forza di gravità?

La forza di gravità è la capacità dei corpi di attrarsi l’un l’altro: dipende dalla grandezza dei corpi e dalla distanza tra di essi.

Da che cosa è formato il Sistema Solare?

Il Sistema Solare è formato da una stella (il Sole) e otto pianeti che le orbitano attorno: Mercurio, Venere, Terra, Marte (pianeti interni rocciosi) Giove, Saturno, Urano, Nettuno (pianeti esterni, giganti gassosi). Fanno parte del Sistema Solare anche i satelliti naturali degli otto pianeti, gli asteroidi, i meteoriti, i pianeti nani, le comete.

Quali particolarità ha la Terra?

La Terra è l’unico pianeta, tra quelli conosciuti, su cui si siano sviluppate forme di vita.

La Terra è formata da vari strati: crosta, mantello, nucleo.

È un pianeta roccioso, che conserva ancora materiali fusi negli strati più interni.

La Terra si comporta come un enorme magnete. Il magnetismo naturale della Terra genera il campo magnetico terrestre che la ripara dalle radiazioni cosmiche.

Quali movimenti compie la Terra?

La Terra compie due movimenti: di rotazione su se stessa e di rivoluzione attorno al Sole.

La Terra ha satelliti?

La Luna è il satellite della Terra.

La Luna non ha luce propria, ma viene illuminata dal Sole.

• Completa la mappa per ricordare e organizzare le conoscenze.

comprende

L’Universo

corpi celesti: stelle, pianeti, satelliti, comete, meteoriti, asteroidi

Sole satelliti, pianeti nani, asteroidi, comete…

Mercurio, 1 , , pianeti interni rocciosi

Giove, 2 , , pianeti esterni gassosi

1 Il nome dei pianeti più vicini al Sole.

2 Il nome dei pianeti esterni gassosi.

di rivoluzione attorno al 4

determina le 4

di rotazione attorno al proprio 5 determina l’alternanza del dì e della

3 Come si chiama lo strato più interno della Terra?

4 Attorno a quale stella ruota la Terra? In questa rotazione si alternano le quattro…

5 Come si chiama la linea immaginaria che attraversa la Terra passando per i poli?

L’ENERGIA

Quando ti muovi in continuazione, ti dicono che sei pieno/piena di energia. Ma che cos’è l’energia ?

Ciò che già so

Metacognizione

Il Big Bang diede origine all’energia nell’Universo. La parola energia viene spesso utilizzata per parlare di forza, di attività che richiedono movimento.

Vedo e imparo

Classe capovolta

Hai mai sentito parlare di “black out”? Che cosa vuol dire? Che cosa accade in casa, a scuola, in città, quando manca l’energia elettrica?

Contenuti digitali dell’unità

Le persone che vedi nell’immagine si stanno spostando da un piano all’altro. Che tipo di scala stanno utilizzando le persone a destra dell’immagine?

E quelle al centro come fanno a salire o scendere?

Usano lo stesso tipo di energia?

Chi fornisce al fiore l’energia necessaria per sbocciare?

L’aquilone si muove. Quale energia utilizza?

Quando sarà bruciata tutta la legna che cosa succederà?

Ripetiamo insieme

• Intorno a noi ci sono molte e diverse forme di energia.

• Le fonti di energia possono esaurirsi.

L’energia è elemento costante nella vita quotidiana. Attraverso le domande, far riflettere i bambini e le bambine su come essa si manifesti in ogni luogo e in ogni momento della loro vita quotidiana.

L ’ENERGIA E LE SUE FORME

Che cos’è l’energia

Effetti dell’energia

L’energia è definita come ciò che permette di compiere un lavoro, cioè ciò che muove o modifica qualcosa. L’energia assume differenti forme: se ne possono osservare soprattutto gli effetti, cioè le trasformazioni che essa produce.

Che cosa ti viene in mente pensando alla parola energia? Un bambino o una bambina che salta, una lampadina accesa, un torrente che scorre?

L’energia accompagna ciascun momento della vita, ma anche ciascuna azione dei non viventi. Mentre leggi stai utilizzando energia, ma anche una matita che cade dal banco ha bisogno di energia.

“Energia” deriva dal greco en (in, dentro) ed ergon (azione, opera). Energia significa perciò ciò che permette di compiere qualsiasi lavoro: l’energia è ciò che fa muovere qualcosa o che lo modifica.

Nella vita di tutti i giorni vediamo gli effetti dell’energia: il Sole che scalda, un’automobile che si muove, un fiore che cresce, una palla che viene lanciata…

L’energia non può essere studiata ponendola sotto un microscopio, ma possiamo vederne gli effetti e le innumerevoli forme che assume.

Osserva alcune forme più comuni di energia nelle immagini di queste pagine.

Energia nucleare

È l’energia contenuta nei nuclei degli atomi; è sprigionata naturalmente nelle stelle.

Energia solare

È una particolare forma di energia nucleare.

È prodotta dal Sole, per noi il primo e principale produttore di energia.

Energia termica

Quando qualcosa brucia produce energia termica. Il nostro corpo è caldo grazie all’energia termica prodotta dalla combustione delle sostanze nutritive.

Energia elettrica

Viene prodotta nelle centrali elettriche e viene utilizzata per far muovere molte macchine.

Energia luminosa

L’energia luminosa viene prodotta corpo che genera luce

Energia chimica

È contenuta nei cibi: si utilizza per crescere e per avere l’energia per compiere qualsiasi azione.

Energia magnetica

La osservi quando utilizzi una calamita.

Energia cinetica

Può essere osservata in ciascun corpo che si muove.

Il suono è una forma di energia.

Punti chiave

1 • L’energia e le sue forme

Ricavo informazioni ed espongo

2 3 Sul quaderno elenca le varie forme di energia che conosci. Per ognuna, scrivi uno o più esempi di situazioni in cui la puoi osservare.

Energia sonora

LE TRASFORMAZIONI DELL ’ENERGIA

L’energia può essere osservata in qualsiasi oggetto o fenomeno. L’energia non si crea dal nulla, ma utilizza altra energia, trasformandola.

Guardati attorno e ti renderai conto che tutto ciò che vedi ha qualcosa in comune: l’energia

Il libro che stai leggendo esiste perché il Sole ha permesso agli alberi di crescere e di fornire carta. Il banco su cui ti appoggi esiste perché qualcuno, utilizzando la propria energia, ha lavorato diversi materiali.

Vedrai poi anche oggetti che producono e trasmettono energia: il termosifone emette calore, la lavatrice muove il cestello e gli indumenti da lavare, il televisore trasmette le immagini.

Qualsiasi energia però deriva sempre da un’altra forma energia. Noi stessi siamo il risultato di energia che si è trasformata: il Sole ha fatto crescere le piante, queste sono diventate cibo per gli animali, noi abbiamo mangiato piante e animali.

Tutto è strettamente correlato. La prima grande esplosione di energia che ha messo in movimento l’Universo è stato il Big Bang. Il Sole produce l’energia chimica dei cibi, l’energia del vento e dell’acqua; ha permesso alle immense foreste e ai miliardi di microrganismi di vivere e poi, dopo la morte, di trasformarsi in petrolio, metano, carbone.

Qualsiasi elemento nell’Universo è in continua trasformazione: il piccolo sasso consumato dalle onde, l’immensa stella che si spegne, la piccola formica che scava una galleria, l’enorme elefante che si muove nella savana. E tutte queste trasformazioni, movimenti, lavori… hanno bisogno di energia.

Ma l’energia necessaria a ciascuno non si forma dal nulla: si trasforma da una forma in un’altra, in un movimento continuo di cui il primo motore, per noi che viviamo sulla Terra, è il Sole.

Il modo migliore per capire come l’energia si trasforma è fare alcuni esempi.

Le acque dei fiumi fanno girare le turbine nelle centrali idroelettriche: l’energia cinetica (di movimento) si trasforma in energia elettrica

L’energia elettrica viaggia attraverso fili di rame e arriva nelle case. Il frullatore usa l’energia elettrica per muovere le lame e la trasforma in energia cinetic a.

Il Sole produce energia solare. Il melo, con la fotosintesi, utilizza l’energia solare per trasformarla in energia chimica, che sarà immagazzinata nei frutti.

L’uccellino si ciba dei frutti e quando canta trasforma l’energia chimica in energia sonora

Punti chiave

1

• La trasformazione dell’energia

Espongo 3

Ricavo informazioni Completa la sintesi.

2

• Tutto ciò che ci circonda è stato ottenuto grazie all’

• La fonte di energia primaria sulla Terra è il

• L’energia si in continuazione.

Utilizza la sintesi e le immagini per spiegare le trasformazioni dell’energia.

L

ELETTRICA

Gli elettroni possono spostarsi e scorrere all’interno di cavi di metallo.

Questo flusso di elettroni produce la corrente elettrica.

L’elettricità è una forma di energia già conosciuta nel passato. Il suo nome deriva da elektron, il nome greco dell’ambra. L’ambra è la resina prodotta da alcuni alberi che, nel corso dei millenni, si è fossilizzata. Se viene strofinata, si carica di elettricità e attira a sé piccoli corpi.

Nel 1799 fu inventata da Alessandro Volta la prima pila elettrica, cioè il primo strumento capace di produrre elettricità.

Oggi l’elettricità viene prodotta in centrali che utilizzano differenti sorgenti di energia. Giunge nelle case anche da molto lontano attraverso la rete elettrica, viaggiando attraverso fili di rame.

Se ti è capitato di essere in casa durante un black out, cioè un momento in cui vi era la completa interruzione di energia elettrica, avrai potuto osservare quanto uso ne facciamo.

Senza di essa lampadine, ascensore, televisore, frigorifero, computer, condizionatori non funzionano. Queste macchine trasformano poi l’energia elettrica in altre forme di energia: il ferro da stiro la trasforma in calore, la lampadina in luce…

Come si produce l ’energia elettrica

Per comprendere come si forma l’elettricità occorre entrare nelle parti più piccole della materia.

Le molecole, le parti più piccole di ciascuna sostanza, sono formate da atomi. Ciascun atomo, a sua volta, è composto da un nucleo centrale, costituito da protoni e neutroni, attorno a cui girano delle particelle, gli elettroni. In genere, ciascun atomo ha lo stesso numero di protoni ed elettroni.

Gli elettroni hanno carica elettrica negativa (–).

I neutroni non possiedono carica.

I protoni hanno carica elettrica positiva (+).

Elettroni in movimento

Gli elettroni possono muoversi e passare da un atomo all’altro. Il loro nome ti avrà già fatto intuire che sono proprio loro a determinare l’elettricità, quando si muovono tra gli atomi.

Gli elettroni possono spostarsi e scorrere all’interno di cavi di metallo. Questo flusso di elettroni, ossia di cariche elettriche, produce la corrente elettrica.

Buoni e cattivi conduttori

L’elettricità è data dal movimento degli elettroni, ma essi non si muovono allo stesso modo nei differenti materiali.

Ci sono materiali che sono buoni conduttori di elettricità, cioè fanno passare velocemente il flusso di elettroni, come l’acqua, il rame e i metalli; altri, invece, ne ostacolano il passaggio, come la plastica, la ceramica, il legno, il vetro. Sono cattivi conduttori, perciò sono chiamati isolanti.

Punti chiave 1

• L’elettricità, una forma di energia

• La produzione di energia elettrica

• Le reti elettriche

Espongo 3

Ricavo informazioni

2

Sottolinea nel testo la risposta a ogni domanda.

• Dove viene prodotta l’elettricità?

• In che cosa viene trasformata l’energia elettrica?

• Come si forma l’elettricità?

• Quali materiali sono buoni conduttori di elettricità?

• Quali materiali sono isolanti?

Parla dell’energia elettrica utilizzando queste parole chiave come punti di riferimento: ambra, Alessandro Volta, centrali, fili di rame, atomi, elettroni.

I fulmini sono energia elettrica: sono passaggi di cariche elettriche tra le nubi e il suolo.

L’elettricità attira o respinge?

Fai questi esperimenti per verificare come si comporta l’elettricità.

Le fasi di lavoro

1 Gonfia un palloncino e strofinalo su un panno di lana.

2 Tieni il palloncino in mano e avvicina una forchetta a circa 2-3 cm dal palloncino.

3 Tieni ben ferme le mani affinché non sia tu a muovere né la forchetta né il palloncino.

Che cosa succede?

Il palloncino viene attirato dalla forchetta, poi si allontana e si avvicina di nuovo. Questo movimento continua per alcuni minuti.

La Scienza dice che…

Strofinando il palloncino con il panno di lana lo hai caricato di elettricità. La forchetta non ha la stessa carica elettrica del palloncino, perciò lo attrae. Quando però si avvicinano, la carica elettrica passa da una all’altra e il palloncino si ritrae, per poi ritornare ad avvicinarsi, fino a quando la carica del palloncino non si sarà dispersa completamente.

Le fasi di lavoro

1 Gonfia due palloncini e strofinali entrambi sulla lana.

2 Prova ad avvicinarli.

Che cosa succede?

I due palloncini si respingono.

La Scienza dice che…

Entrambi i palloncini sono stati caricati di elettricità negativa. Le cariche elettriche uguali si respingono e i due palloncini tendono ad allontanarsi l’uno dall’altro.

L’energia

L ’ENERGIA NUCLEARE

L’energia nucleare deriva dall’energia che, nell’atomo, tiene insieme i protoni e i neutroni.

Per ottenere l’energia nucleare sono state messe a punto due tecnologie: la fissione e la fusione nucleare

Fissione Per la fissione nucleare si utilizza un metallo: l’uranio

I nuclei degli atomi di uranio sono bombardati da fasci di neutroni. In questo modo l’atomo di uranio si spezza in due nuclei più piccoli e genera energia che viene usata per produrre calore e trasformarlo poi in energia elettrica.

Energia nucleare in natura

La fusione nucleare, invece, si ha quando più atomi si uniscono e formano un unico nucleo. Essa avviene naturalmente nelle stelle. Quella prodotta dal Sole è la fonte di luce e calore che arriva fino a noi!

Le centrali nucleari in funzione sono a fissione; quelle a fusione sono ancora in fase sperimentale.

Centrali nucleari: pro e contro

Sulla produzione di energia elettrica attraverso le centrali nucleari i pareri non sono concordi. Nel mondo sono state costruite molte centrali nucleari per avere molta energia a disposizione. Però con la fissione nucleare si producono anche scorie estremamente pericolose, che possono provocare molti danni agli esseri viventi.

Gli incidenti avvenuti nelle centrali nucleari, uno nel 1986 in Ucraina e uno nel 2011 in Giappone, hanno causato migliaia di morti e gravi danni all’ambiente.

Oggi in Italia non ci sono centrali nucleari funzionanti perché con due referendum, nel 1987 e nel 2011, la maggior parte della popolazione si è dichiarata contraria alla loro costruzione.

Punti chiave 1

• Che cos’è l’energia nucleare

• Come viene prodotta

• I rischi

Espongo 3

Ricavo informazioni

2

Rispondi a voce.

• Da dove deriva l’energia nucleare e come si ottiene?

• Dove si trova in natura l’energia nucleare?

• Quali sono i rischi dell’energia nucleare?

Collega in modo coerente le tue risposte per esporre le tue conoscenze.

L ’ENERGIA SONORA

Che cos’è il suono

Il suono è una forma di energia che si genera quando un corpo vibra. Si trasmette attraverso gas, liquidi, solidi, ma non nel vuoto. I suoni possono essere acuti o gravi, forti o deboli, di timbro diverso.

Il suono è energia sonora. Si forma quando qualcosa vibra; si propaga attraverso le onde sonore. Immagina i cerchi che si formano nell’acqua quando vi si getta un sasso. Le onde sonore sono molto simili: partono dall’oggetto che le ha prodotte e si diffondono in tutte le direzioni, come dei cerchi concentrici. Tutto ciò che produce un suono si chiama sorgente sonora.

Propagazione del suono

A differenza della luce, che si propaga anche nel vuoto, il suono ha bisogno di un materiale attraverso cui diffondersi. Il suono si propaga nei gas, come l’aria, ma anche attraverso i liquidi e i solidi: la velocità di propagazione, però, è diversa a seconda dei materiali. Ciò è dovuto alla diversa composizione di ciascun materiale: più le molecole che lo compongono sono vicine, più velocemente si trasmettono le vibrazioni.

Il tuono e il lampo si formano insieme, ma noi vediamo prima il lampo perché la velocità della luce è maggiore di quella del suono.

Misurando il tempo che passa tra quando vediamo il lampo e quando sentiamo il tuono, si può calcolare quanto lontani essi siano dal luogo in cui ci troviamo.

Le caratteristiche del suono

Altezza Intensità

L’altezza di un suono è determinata dal numero di vibrazioni al secondo. Se le vibrazioni sono molte, il suono è acuto, come il suono di un fischio. Se le vibrazioni sono poche, il suono è grave, come il suono di una nota bassa.

L’altezza di un suono si misura in hertz (Hz), un’unità di misura che indica il numero di vibrazioni al secondo.

L’orecchio umano può percepire suoni che vanno da 16 a 20 000 hertz. Al di sotto di 16 hertz si hanno gli infrasuoni, al di sopra dei 20 000 gli ultrasuoni.

Quando alzi o abbassi il volume del televisore modifichi l’intensità del suono. L’intensità è data dall’ampiezza delle vibrazioni: un suono forte è provocato da onde sonore molto ampie, un suono debole da onde sonore poco ampie.

L’intensità si misura in decibel (dB).

Il timbro è determinato dalla forma delle onde sonore. Dipende dalla forma dell’oggetto che produce il suono e dal materiale di cui è composto. Ad esempio, la stessa nota musicale prodotta da una chitarra e da un sassofono ha un suono differente in base alla forma dello strumento e del materiale di cui esso è fatto.

Per gli animali marini il suono è importantissimo per comunicare, perché nelle profondità dei mari la visibilità è scarsa.

Altezza e intensità dei suoni

Suono grave: tre vibrazioni al secondo.

Suono più acuto: sei vibrazioni al secondo.

Il numero di vibrazioni nello stesso intervallo di tempo è diverso.

Punti chiave

1

• Il suono

• Le caratteristiche del suono

Ricavo informazioni ed espongo

2

3

ampiezza

ampiezza

Sottolinea nel testo la risposta a ogni domanda.

• Che cos’è il suono?

• Come si propaga?

Suono forte

Suono debole

Il numero di vibrazioni nello stesso intervallo di tempo è uguale, ma nel suono forte è maggiore l’ampiezza delle onde sonore.

Per ogni caratteristica del suono, sottolinea in rosso da che cosa è determinata, in blu come si misura.

Poi esponi le tue conoscenze.

Timbro

L ’ENERGIA LUMINOSA

Luce e occhi

La luce è una forma di energia. Illumina gli oggetti e ci permette di vederli. Viaggia in linea retta ad altissima velocità. È composta da sette colori che, sovrapponendosi, la fanno sembrare bianca.

Perché sia possibile vedere, occorrono due elementi: la luce e gli occhi. Se siamo in un luogo completamente buio, i nostri occhi non possono percepire gli oggetti che ci sono intorno.

Hai già visto come funzionano gli occhi, gli organi di senso della vista. Ora vediamo insieme quali sono le particolarità della luce.

Che cos’è la luce

Non è facile definire che cos’è la luce, sebbene l’abbiamo proprio “sotto gli occhi” in continuazione. Gli scienziati e le scienziate l’hanno studiata a lungo e ancora oggi non sono completamente concordi nella definizione da darle. Newton ipotizzò che la luce si propagasse nell’aria sotto forma di minuscole particelle, che venivano poi captate dagli occhi.

Una forma di energia

Fu Albert Einstein, un famoso scienziato, a dimostrare agli inizi del Novecento, che la luce si trasmette attraverso onde che si comportano come se fossero raggi dritti. Oggi si concorda nel definire la luce una forma di energia che viene emessa da alcuni corpi e si sposta in linea retta attraverso gruppi di particelle microscopiche.

La luce si propaga anche in assenza di aria, cioè nel vuoto.

Che cosa produce la luce

La fonte principale di luce, per noi che viviamo sulla Terra, è il Sole. Ma la luce può anche essere prodotta da un fuoco, da una lampadina, da un materiale incandescente. Tutto ciò che produce luce è una sorgente luminosa.

La luce si trasmette in linea retta con raggi che “colpiscono” gli oggetti illuminati, rimbalzano e vengono percepiti dagli occhi. Questo “rimbalzo” è così veloce che noi non lo cogliamo.

I colori della luce

Il mondo è pieno di colori. Rendono tutto più bello e allegro.

Ti sei mai chiesto o chiesta perché un oggetto è verde e un altro è rosso? Anche i colori dipendono dalla luce che a noi sembra bianca, ma che in realtà è composta da sette colori: i sette colori che puoi vedere in un arcobaleno

Il motivo per cui viviamo in un mondo a colori è dato proprio dal fatto che la luce è formata da più tinte! Quando la luce colpisce un oggetto i raggi rimbalzano, ma parte di essi vengono assorbiti dall’oggetto stesso.

Facendo passare un raggio di luce attraverso un prisma di vetro la luce si suddivide in sette colori.

Un oggetto sarà rosso se rimanda solo la luce rossa e assorbe gli altri colori.

Come uno/a scienziato/a

Costruisci il disco di Newton

Isaac Newton dimostrò che la luce era composta da sette colori utilizzando uno strumento molto semplice, che puoi costruire anche tu. Prepara un disco di cartone e dividilo in 7 settori uguali che colorerai, in ordine, in: rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco, violetto.

Fai un foro al centro e inserisci il disco su una matita.

Fai girare velocemente la matita come se fosse una trottola. Vedrai che il disco diventa biancastro.

Punti chiave

1

• Che cos’è la luce?

• Come si propaga?

• Di che colore è?

Ricavo informazioni ed espongo

2 3 Completa la sintesi a voce e utilizzala per esporre.

• La luce è una forma di…

• Si propaga attraverso… anche nel…

• Le sorgenti luminose sono i corpi che…

• I raggi di luce colpiscono gli oggetti…

• La luce è formata da…

Se l’oggetto riflette tutti i colori, noi lo vedremo bianco.

Se l’oggetto assorbe tutti i colori, noi lo vedremo nero.

LA LUCE E I MATERIALI

Materiali trasparenti

Materiali traslucidi

Materiali opachi

Rifrazione

Quando la luce colpisce gli oggetti, i raggi luminosi assumono comportamenti differenti determinati dai diversi tipi di materiali che incontrano.

I raggi luminosi, diffondendosi, colpiscono oggetti formati da materiali differenti. I raggi di luce possono attraversare completamente o parzialmente gli oggetti o addirittura essere fermati.

Alcuni materiali, come l’aria, il vetro, alcuni tipi di plastica, sono trasparenti: noi vediamo attraverso di essi perché i raggi luminosi li attraversano completamente. Alcuni materiali sono traslucidi: vengono attraversati parzialmente dalla luce e noi vediamo in modo confuso gli oggetti che sono posti dietro di essi. La carta da forno, ad esempio, è un materiale traslucido.

Altri materiali sono opachi: non vengono attraversati dai raggi luminosi. Tutto ciò che è posto dietro di essi non è visibile. Sono materiali opachi: il legno, la stoffa, i metalli, la carta… Gli oggetti opachi, quando sono illuminati, formano un’ombra dietro di sé.

I raggi di luce a volte sono deviati dal materiale che attraversano, cioè cambiano in parte la loro traiettoria. Altre volte sono respinti, cioè tornano indietro. Se osservi una matita o una cannuccia immersa in un bicchiere d’acqua, essa ti apparirà spezzata: è il fenomeno della rifrazione. I raggi di luce sono passati dall’aria all’acqua, due sostanze che hanno densità diversa. In questo caso i raggi vengono deviati, cioè cambiano un po’ la propria direzione in linea retta, e noi vediamo la cannuccia come se fosse spezzata.

Riflessione

Se giochi con uno specchietto, puoi renderti conto bene di come la luce si rifletta, cioè rimbalzi indietro. Prova a catturare un raggio di sole utilizzando uno specchietto e fallo rimbalzare sul muro. Avrai potuto così osservare il fenomeno della riflessione della luce

Punti chiave

1

• Materiali trasparenti, traslucidi, opachi

• Rifrazione e riflessione

Ricavo informazioni ed espongo

2 3 Sottolinea nel testo che cosa significa trasparente, traslucido e opaco, riflessione e rifrazione della luce.

Poi ripeti con le tue parole.

COME VIAGGIA LA LUCE?

La luce viaggia in linea retta. Per rendertene conto fai questo esperimento.

Le fasi di lavoro

1 Prendi un oggetto qualsiasi, legalo a uno spago di cui terrai in mano l’altro capo.

2 Poni uno schermo tra te e l’oggetto in modo da non poterlo vedere. Poi sali su qualcosa (libri, sgabello…) fino a quando non riuscirai a vedere l’oggetto.

3 Osserva la posizione dello spago quando finalmente riuscirai a vedere l’oggetto.

Che cosa succede?

Quando lo spago forma una linea spezzata, l’oggetto non è visibile. Quando lo spago forma una linea retta, l’oggetto è visibile. La posizione dello spago (che nel secondo caso rappresenta la luce) ti fa vedere che i raggi luminosi rimbalzati dall’oggetto arrivano al tuo occhio in linea retta.

LA RIFRAZIONE DELLA LUCE

Esegui questo esperimento con una compagna o un compagno.

Le fasi di lavoro

1 Prendi un contenitore e, con un pennarello indelebile, fai un disegno sul fondo. Allontanati dal contenitore fino a quando non vedrai più il disegno.

2 Stai fermo mentre il tuo compagno o la tua compagna verserà pian piano dell’acqua nel contenitore. A un certo punto vedrai il disegno “affiorare”.

La Scienza dice che…

La traiettoria dei raggi riflessi dal disegno è una linea retta. Se ti allontani, non sei più lungo quella linea e non vedi il disegno.

L’acqua messa poi nella bacinella ha fatto subire una deviazione ai raggi, che così giungono a te con una traiettoria diversa.

LE FONTI DI ENERGIA

L’essere umano ha aumentato il consumo di energia nel corso della sua storia. Oggi l’energia elettrica e termica vengono ricavate da fonti rinnovabili e fonti non rinnovabili.

L’energia viene prodotta da differenti fonti (il Sole, l’acqua, i cibi); viene poi utilizzata e trasformata da altri (l’essere umano, le macchine…). Agli inizi della loro storia sulla Terra, gli esseri umani sapevano utilizzare solo l’energia muscolare per procurarsi il cibo: cacciavano e raccoglievano frutti e bacche. Poi impararono a usare gli attrezzi (l’aratro, il chiodo, il tornio) e si accorsero che potevano utilizzare l’energia degli animali per migliorare la loro vita. Alcuni secoli fa, con l’invenzione del motore a vapore, riuscirono a far muovere anche grandi macchine.

Oggi consumiamo molta più energia che in passato: le nostre case sono riscaldate in inverno con i radiatori e raffreddate in estate con i condizionatori; mezzi di trasporto veloci ci portano in ogni parte del mondo; gli elettrodomestici ci rendono la vita più comoda.

Questo uso sempre maggiore dell’energia migliora la vita, ma pone anche alcuni problemi, di cui due sono i più evidenti:

• l’utilizzo massiccio di petrolio, carbone, legna, metano sta pian piano esaurendo le riserve del pianeta;

• l’utilizzo di queste sostanze crea rifiuti inquinanti, pericolosi per l’ambiente.

Le fonti di energia possono essere divise in due grandi gruppi:

• le fonti rinnovabili, non si esauriscono mai, come l’energia del Sole, del vento o dell’acqua;

• le fonti non rinnovabili, che hanno impiegato un tempo lunghissimo per formarsi e perciò sono destinate a esaurirsi, come il carbone, il petrolio, il metano.

Pale eoliche. Pannelli fotovoltaici.

Le fonti di energia non rinnovabili

Le fonti energetiche più utilizzate sono il petrolio, il carbone, il metano. Sono utilizzate soprattutto per produrre energia elettrica per far funzionare i motori o per il riscaldamento. Queste fonti di energia si sono formate in tempi molto antichi e oggi sono estratti da giacimenti sotterranei.

Il petrolio è una sostanza oleosa e densa che si è formata con la decomposizione di microrganismi intrappolati nelle profondità del suolo. Dal petrolio si ricavano la benzina e il gasolio.

Il metano è un gas: anch’esso si è formato con la decomposizione di sostanze organiche in luoghi dove non c’era ossigeno.

Il carbone è un solido generato dalla lenta decomposizione di sostanze vegetali, antichissime foreste intrappolate nel sottosuolo. L’uso di queste fonti di energia, purtroppo, produce anche grandi quantità di anidride carbonica che inquinano l’aria.

Le fonti di energia rinnovabili

Da alcuni decenni l’utilizzo dell’energia solare, trasformata in elettricità dai pannelli solari, è diventato sempre più frequente: è una fonte di energia inesauribile e non inquinante. Anche altre fonti di energia rinnovabile sono utilizzate per produrre elettricità o calore:

• nelle centrali eoliche il vento muove grandi pale;

• nelle centrali idroelettriche è l’acqua a muovere le turbine;

• nelle centrali geotermiche viene sfruttato il calore del sottosuolo vulcanico. Da alcuni anni anche le biomasse, cioè i rifiuti organici, sono bruciati per produrre energia.

Ricavo informazioni

Punti chiave 1

• Fonti di energia non rinnovabili

• Fonti di energia rinnovabili

Espongo 3

2

Sottolinea nel testo la risposta a ogni domanda.

• Che cos’è una fonte rinnovabile?

• Che cos’è una fonte non rinnovabile?

• Quali sono le fonti non rinnovabili?

• Quali sono le fonti rinnovabili?

Spiega con le tue parole la differenza tra fonti rinnovabili e non.

Ricorda di fare alcuni esempi.

Geyser, sorgente d’acqua bollente.

Piattaforma per l’estrazione del petrolio.

Petrolio

Carbone

Metano

L’energia

Mindfulness

Questo argomento è stato complesso da comprendere? Svolgere questa attività ti sembra difficile? Non ti preoccupare, c’è sempre una soluzione. Riporta alla mente attraverso le immagini quanto hai imparato. Sei hai qualche difficoltà, ricerca nel testo ciò che non ricordi.

• Quale energia fa muovere il trenino?

• Quale energia fa muovere la macchinina elettrica?

Tutti noi per poter avere l’energia necessaria per vivere e muoverci dobbiamo nutrirci.

Trasformiamo in differenti forme di l’energia chimica che era contenuta nei

1 Osserva le immagini, rispondi e completa.

Il telefono può essere caricato con piccolo pannello solare che utilizza l’energia del Sole per produrre . Il Sole è una fonte di energia

La miniera di carbone è stata chiusa perché si è esaurita. Il carbone è una fonte di energia

L’arcobaleno ci dimostra che la luce non è bianca ma

Osserva di nuovo le immagini e leggi i punti chiave che ricordano.

• Esistono diverse forme di energia.

• L’energia si trasforma.

• Alcune fonti energetiche sono rinnovabili e altre no.

• La luce è formata da differenti colori.

Sono riuscito/a a stare tranquillo/a…

molto abbastanza poco

L’energia

Che cos’è l’energia?

Energia è tutto ciò che permette di compiere un lavoro, muovere o modificare qualcosa.

L’energia non si crea dal nulla ma si trasforma. Sono forme di energia quella solare, elettrica, chimica, cinetica…

Che cos’è l’energia elettrica?

L’energia elettrica o elettricità è una forma di energia che si trova in natura o può essere prodotta nelle centrali elettriche.

È generata dal movimento di piccole particelle che formano gli atomi: gli elettroni.

Che cos’è la luce?

La luce è una forma di energia che viaggia attraverso raggi in linea retta ad altissima velocità.

È composta da sette colori che, sovrapponendosi, la fanno sembrare bianca.

I fenomeni collegati alla luce sono: riflessione e rifrazione

In base a come i raggi luminosi agiscono sui diversi materiali, questi si suddividono in: lucidi, traslucidi, opachi.

Che cos’è il suono?

Il suono è una forma di energia che si origina quando un corpo vibra. Non si trasmette nel vuoto. Le caratteristiche di un suono sono: altezza, intensità, timbro.

Che cosa sono le fonti di energia?

I materiali da cui si può ricavare energia sono chiamati fonti di energia

Le fonti di energia sono:

• rinnovabili se non si esauriscono mai (Sole, acqua, vento, calore del sottosuolo, biomasse);

• non rinnovabili se si esauriscono (carbone, metano, petrolio).

• Completa la mappa per ricordare e organizzare le conoscenze.

L’energia

è ciò che

fa compiere qualsiasi lavoro

muove o modifica i corpi

non si crea dal nulla, ma si trasforma

ha varie forme

si trova in natura

è prodotta nelle

2 non rinnovabili

• carbone

• metano

• petrolio

si stanno 3

1 Qual è la principale forma di energia?

2 Come si chiamano le fonti energetiche che non si esauriscono?

3 Che cosa succede alla fonti non rinnovabili?

IL MOTORE

I motori sono macchine che producono movimento

L’invenzione del motore a vapore ha rivoluzionato la storia della tecnologia.

La prima automobile fu il carro di Cugnot Fu soprannominata “macchina azionata dal fuoco”. Riusciva a raggiungere la velocità di 10 km all’ora.

La parola “motore” indica, in generale, tutto ciò che fa muovere qualcosa. Noi però utilizziamo questa parola soprattutto pensando a congegni che si muovono grazie all’elettricità, alla benzina, al gasolio.

Oggi utilizziamo motori elettrici o a combustibili fossili (benzina, gasolio) per far muovere migliaia e migliaia di macchine.

La macchina a vapore

All’inizio del 1700 l’invenzione della macchina a vapore fu una vera rivoluzione. Puoi notare la forza del vapore se osservi una pentola di acqua in ebollizione: il vapore riesce a spostare anche un coperchio pesante. Così nelle macchine a vapore si bruciava legna o carbone che scaldava l’acqua. La forza del vapore veniva utilizzata per far muovere le ruote della macchina o degli ingranaggi.

Navi, treni, fabbriche

Nel corso di pochi decenni i velieri furono sostituiti da navi a vapore, si costruirono treni mossi da questa forza e anche nelle fabbriche alcune macchine vennero per la prima volta azionate da questa rivoluzionaria forma di energia.

S T E A M

Nuovi motori, nuovi combustibili

Da allora i progressi furono inarrestabili: nuovi motori sempre più sofisticati, nuovi combustibili sempre più potenti hanno permesso all’umanità di muoversi su strade, mari, cieli e anche spazi interstellari.

Come nasce un oggetto

Scegliete un oggetto che avete attorno a voi, delle dimensioni che volete: un armadio, un banco, una matita, il cestino, una finestra… Analizzate i materiali che lo compongono. Stendete un elenco delle azioni che sono state necessarie per far giungere l’oggetto fino a voi. Dove è stato ricavato il materiale, come è stato lavorato, come è stato trasportato l’oggetto finito… Scrivete quali macchine, secondo voi, sono state utilizzate. Confrontate il lavoro individuale o di gruppo con quello fatto da altri/e compagni/e.

Contenuti digitali dell’unità

L E MACCHINE

Macchine semplici

Fin dagli inizi della sua storia, l’essere umano ha fabbricato utensili e semplici macchinari, che lo hanno aiutato nel lavoro.

Le prime macchine erano semplici ed erano mosse solo dalla forza muscolare

La ruota, la carrucola, il cuneo, il piano inclinato, le leve sono macchine antichissime, che vengono usate ancora oggi. Il cuneo è solo un oggetto con una forma particolare, appuntito da una parte e più largo dall’altra. È semplice, ma estremamente utile. Ha permesso agli antichi Etruschi di inventare l’arco a volta. Il cuneo viene utilizzato nelle asce, nei coltelli per aumentare la forza di penetrazione.

Il piano inclinato era già usato dagli antichi Egizi per la costruzione delle piramidi. È più facile infatti spingere o tirare un peso su un piano inclinato che sollevarlo verso l’alto. Oggi il piano inclinato viene utilizzato nelle rampe di accesso agli autobus e agli uffici.

La carrucola è una macchina formata da un disco che può ruotare. Sulla carrucola scorre una corda. Tirando la corda si solleva con più facilità il peso attaccato all’altra estremità. La carrucola permette di sollevare oggetti anche molto pesanti.

Le leve

Le leve sono tra le prime macchine che l’essere umano ha utilizzato. La leva è costituita da un’asta rigida che ruota attorno a un punto chiamato fulcro

Usando una leva si applica una forza per vincerne un’altra con minore sforzo.

Sono leve le forbici, il cavatappi, lo schiaccianoci o la carriola che permette di trasportare pesi facendo poca fatica.

Il fulcro si trova tra la resistenza e la potenza.

Fulcro

Potenza Resistenza

Carrucola

Cuneo

Piano inclinato

1944 Entra in funzione Mark 1, uno dei primissimi calcolatori meccanici. Era capace di sommare due numeri di 23 cifre in meno di mezzo secondo. Purtroppo aveva un piccolo difetto: pesava circa 5 Mg e occupava un’intera stanza.

Oggi per noi è quasi impossibile pensare di vivere senza pc, smarthphone, tablet. Noi utilizziamo i computer per migliorare la nostra vita: per avere informazioni, per lavorare e studiare, per divertirci...

Computer e la vita quotidiana

In moltissime case c’è almeno un PC (personal computer). In tutti gli uffici molti lavori sono affidati a queste “macchine intelligenti”. Mini computer sono presenti anche nelle automobili, negli elettrodomestici, in tutte quelle macchine che definiamo “elettroniche”.

Usiamo quotidianamente i computer, ma forse non sappiamo come funzionano e, soprattutto, non ci siamo mai fermati a pensare a come riusciamo a dialogare con loro, cioè a dare e ricevere informazioni. I computer per poter funzionare devono ricevere le istruzioni in un linguaggio specifico (codice) e seguendo un ordine preciso.

“Dialogare” con un computer

I programmatori e le programmatrici, cioè le persone che elaborano programmi per i computer, devono rivolgersi a questa macchina utilizzando un linguaggio, un codice, che essa può capire, così come tu, se vuoi farti comprendere, non puoi parlare in italiano a una persona che conosce soltanto il giapponese.

1947 Gli scienziati e le scienziate dei Laboratori Bell inventano i transistor. In questo modo i circuiti elettronici diventarono ancora più veloci e, soprattutto, più piccoli. Si era aperta la strada verso il personal computer, cioè il computer “personale” che poteva essere posseduto da tutti.

1970 Vengono prodotti i primi computer “da casa” che possono trovare posto su una scrivania.

1946 Eniac è considerato il primo vero computer: a differenza dei suoi “genitori e nonni” non aveva parti meccaniche in movimento, ma solo circuiti elettronici. Quando venne presentato al pubblico gli fu chiesto il risultato del numero 97 367 elevato alla potenza 5 000. Eniac calcolò il risultato in meno di un secondo.

1969 Il Programma spaziale Apollo, che portò l’uomo sulla Luna nel 1969, si fonda sull’AGC (Apollo Guidance Computer). Era il computer di bordo che permetteva alle navicelle spaziali di effettuare tutte le complicate manovre di partenza, viaggio, allunaggio.

Il computer nel tempo

IL COMPUTER E LE COMUNICAZIONI

I nuovi strumenti tecnologici hanno migliorato moltissimo le comunicazioni: le hanno rese più veloci, ma soprattutto hanno reso possibile collegamenti che fino a pochi decenni fa sembravano impossibili.

Oggi si può comunicare attraverso gli smartphone con persone che si trovano lontane da noi migliaia e migliaia di chilometri, anche nelle più remote parti del mondo; in pochi secondi è possibile scattare foto e spedirle ai nostri amici e alle nostre amiche; con poche mosse delle nostre dita riusciamo ad avere notizie su qualsiasi argomento…

Internet

Ogni giorno o quasi ci colleghiamo a Internet, ma… che cos’è Internet?

Non è facile spiegarlo e anche gli esperti non sanno quale sia la definizione più appropriata.

La più utilizzata è quella che definisce Internet come una rete mondiale di computer in comunicazione tra di loro.

WEB

Anche la parola WEB (World Wide Web, abbreviato w.w.w., si traduce con “rete di grandezza mondiale”) entra spesso nel nostro linguaggio.

Molti sono convinti che Internet e Web siano sinonimi, ma non è così. Il WEB è solo uno dei tanti servizi forniti da Internet: il WEB è costituito da miliardi e miliardi di documenti a cui gli utenti possono avere accesso. Le informazioni sono fornite sotto forma di immagini, filmati, testi, musica, programmi…

Le nuove tecnologie hanno permesso di potenziare e rendere molto più semplici le comunicazioni.

1980 Viene realizzato il primo sito WEB

1973 Nasce il primo telefono cellulare

Educazione Civica

I mezzi digitali

I mezzi digitali sono utili e divertenti. Occorre, però, limitare il tempo di utilizzo Quando navighi in Internet, ricorda di farlo in sicurezza avvisando sempre una persona adulta.

2007 Viene messo in commercio il primo iPhone che ha tecnologia touchscreen

1998 Nasce Google

2004 Nasce Facebook

2002 Nasce il primo Blackberry, un telefonino che permette di leggere le proprie e-mail in qualsiasi momento.

Missione METODO di STUDIO

Qual era la missione di questo testo? Farti conoscere quale meravigliosa macchina sia il corpo umano e aiutarti a scoprire l’Universo che ci circonda. Un’altra missione importante era aiutarti ad acquisire un METODO DI STUDIO Sarà una competenza che ti servirà in differenti situazioni.

Le diverse tappe ti saranno utili anche alla Scuola Secondaria. Ricordale!

Ciò che già so

Vedo e imparo

Intelligenza visiva 1

Metacognizione

Riporta sempre alla mente ciò che già sai sull’argomento che dovrai studiare.

2

Guarda sempre le immagini del testo e utilizza l’intelligenza visiva per “entrare” nell’argomento.

Punti chiave

Leggi con attenzione il titolo della pagina e i titoli dei paragrafi. Questa lettura selettiva ti consentirà di focalizzare i punti chiave e avere un’idea generale dell’argomento trattato.

Ricavo informazioni

Dopo un’attenta lettura devi ricavare dal testo le informazioni principali. Sottolineale o evidenziale. Se non avrai le domande guida, leggi due volte il paragrafo e poi sottolinea o evidenzia solo l’informazione principale.

Espongo

Impara a esporre in autonomia ciò che hai imparato utilizzando tutte le tue intelligenze.

3

Mappa

Buona Scuola Secondaria!

Responsabile editoriale: Mafalda Brancaccio

Coordinamento redazionale: Chiara Tricella

Redazione: Maria Chiara Basile, Chiara Tricella

Responsabile di produzione: Francesco Capitano

Progetto grafico e impaginazione: Ilaria Raboni

Copertina: Ilaria Raboni

Illustrazioni: Mauro Sacco ed Elisa Vallarino, Archivio Spiga

Cartografia: Studio Balbo-Gozzelino

Ricerca iconografica: Chiara Tricella

Referenze iconografiche: Alamy, Shutterstock, Archivio Spiga

Stampa: Tecnostampa – Pigini Group Printing Division Loreto – Trevi 23.83.148.0

È assolutamente vietata la riproduzione totale o parziale di questa pubblicazione, così come la trasmissione sotto qualsiasi forma o con qualunque mezzo, senza l’autorizzazione della Casa Editrice.

Produrre un testo scolastico comporta diversi e ripetuti controlli a ogni livello, soprattutto relativamente alla correttezza dei contenuti. Ciononostante, a pubblicazione avvenuta, è possibile che errori, refusi, imprecisioni permangano. Ce ne scusiamo fin da ora e vi saremo grati se vorrete segnalarceli al seguente indirizzo: redazione@ elionline.com

Tutti i diritti riservati

© 2023 La Spiga, Gruppo Editoriale ELi info@gruppoeli.it

EquiLibri • Progetto Parità è un percorso intrapreso dal Gruppo Editoriale ELi, in collaborazione con l’Università di Macerata, per promuovere una cultura delle pari opportunità rispettosa delle differenze di genere, della multiculturalità e dell’inclusione.

Si tratta di un progetto complesso e in continuo divenire, per questo ringraziamo anticipatamente il corpo docente e coloro che vorranno contribuire con i loro suggerimenti al fine di rendere i nostri testi liberi da pregiudizi e sempre più adeguati alla realtà.

Ambito antropologico

• Sussidiario Storia 5

• Quaderno operativo e Atlante attivo Storia 5

• Sussidiario Geografia 5

• Quaderno operativo e Atlante attivo Geografia 5

ISBN per l’adozione: 978-88-468-4338-8

Ambito scientifico

• Sussidiario Scienze e Tecnologia 5

• Quaderno operativo e Atlante attivo Scienze e Tecnologia 5

• Sussidiario Matematica 5

• Quaderno operativo e Atlante attivo Matematica 5

• Mappe riassuntive plastificate Matematica 5

ISBN per l’adozione: 978-88-468-4339-5

PACK UNICO

Ambito antropologico e Ambito scientifico

ISBN per l’adozione: 978-88-468-4351-7

#altuofianco

• KIT DOCENTE comprensivo di guida all a programmazione , percorsi semplificati e tutto il necessario per il corso

• LIBRO DIGITALE ( scaricalo subito seguendo le istruzioni all’interno della copertina ): volumi sfogliabili , esercizi interattivi , VIDEO , carte storiche e geografiche digitali , audiolibri , libro liquido , percorsi semplificati stampabili

Ambiente di apprendimento interattivo per la verifica delle competenze disciplinari.