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I contenuti per la didattica inclusiva sono a cura del gruppo di esperti della Ricerca e Sviluppo Erickson.
Storytelling Valeria Razzini
• Illustrazioni Emanuela Di Donna
• Redazione Sabrina Del Sal
Contenuti fondamentali facilitati e semplificati di Scienze in HUB Kids e HUB Kit Sara Angelicchio, Federica Biella, Alessandra Casiraghi e Silvia Riboldi, con la supervisione di Carlo Scataglini
Coordinamento editoriale Francesco Zambotti e Chiara Golasseni
I testi facilitati e semplificati sono raccolti nel volume CheFacile!-Saperidibase5, disponibile su richiesta dell’insegnante. Nella Guida per l’insegnante: strategie e dettagli operativi per la didattica inclusiva.
Il corpo umano
Vieni con me e scopri com’è fatto il corpo umano!
Il corpo umano è come una “macchina” che ti permette di fare tantissime cose. Perché possa funzionare bene, è fondamentale che ogni parte del corpo sia perfettamente coordinata con tutte le altre. Pensa a ciò che stai facendo proprio ora: vedi, pensi, giri le pagine del libro e nello stesso tempo senti i rumori, respiri, il tuo cuore batte…
AUDIO, VIDEO, OGGETTI DIGITALI DELL'UNITÀ
FUNZIONI VITALI
Come accade per tutti i viventi, anche il corpo dell’essere umano svolge le funzioni vitali: nasce, si nutre, cresce, si riproduce e muore.
VERTEBRATI
L’essere umano è un vertebrato, e il suo corpo può essere suddiviso in tre parti principali: capo, tronco e arti superiori (le braccia) e inferiori (le gambe).
CELLULE
La parte più piccola del corpo umano è la cellula, che ha una struttura simile alle cellule animali che hai già studiato. Le cellule umane hanno forme diverse a seconda della loro funzione: allungate, tondeggianti o ramificate.
VIDEO
Scopriamo il corpo umano
Il museo di Storia della medicina, Padova PRESENTAZIONE Il corpo umano ESPLORA L'IMMAGINE Il corpo umano
Oggi accompagniamo Silvana e Maizitto a un Convegno sul corpo umano.
Il corpo umano
Una telefonata sospetta
Ogni anno, nel paese dove vive la scienziata Silvana, si tiene un Convegno sul corpo umano a cui partecipano studiosi e studiose di tutta Italia. Lei è la presentatrice ufficiale e annuncia al pubblico tutti i relatori.
– È una grande emozione – dice la scienziata al suo pappagallo Maizitto. – Il Convegno dura un solo giorno e tra il pubblico ci sono tantissimi medici.
A Silvana tremano le gambe quando sale sul palco, ma dopo poco è già a suo agio. Adora parlare di scienze!
– Nel corpo umano – spiega, – tante cellule formano un tessuto, più tessuti formano gli organi e più organi formano gli apparati. Oggi ascolteremo interventi interessanti su ogni apparato del corpo umano. Lascio subito la parola al Dottor De Frittis, studioso dell’apparato digerente di fame mondiale... Scusate, volevo dire di fama mondiale!
De Frittis però non sale sul palco. Lo cercano dappertutto... ma di lui neanche l’ombra.
– L’ho trovato, è a casa – annuncia a un tratto il suo segretario Alfonso. – Dice che io l’ho chiamato sul cellulare per dirgli che il Convegno era domani... ma non è vero!
In quel momento, Maizitto vola sul palco gracchiando:
– APPARATO RESPIRATORIO! APPARATO RESPIRATORIO! Silvana capisce che il pappagallo ha visto qualcosa. – Chi ha il numero di cellulare di De Frittis? – chiede ad Alfonso.
STORYTELLING
di Valeria Razzini
Solo tre persone hanno il numero. Seguendo quello che dice Maizitto, secondo te, chi ha telefonato al dottore? Indica la risposta con una X
La dottoressa Maria Buonsangue, che studia il cuore, le vene e le arterie;
Aldo, l’assistente del dottor Jack Sedani, collega di De Frittis nella clinica per disturbi della digestione;
x Il dottor Paul Moni, inventore di una medicina per la tosse e il raffreddore a base di grasso di pancetta.
Capovolgi il libro e scopri la soluzione.
Sai come funzionano tessuti, organi e apparati? Vai alle pagg. 6-7 per scoprirlo.
Maizitto però ha sentito tutto: il raffreddore e la tosse sono malattie dell’apparato respiratorio.
telefonato a De Frittis fingendosi Alfonso e gli ha detto che il Convegno si sarebbe tenuto il giorno dopo.
avrebbe detto che bere grasso di pancetta non è l’ideale per una buona digestione. Per questo Moni ha
Il colpevole è Paul Moni. Doveva presentare al Convegno la sua medicina, ma sapeva che De Frittis
Guarda la serie
animata Siamo fatti così, per conoscere vari aspetti del corpo umano.
cartilagini: i tessuti connettivi duri ed elastici che ricoprono la superficie ossea delle articolazioni o costituiscono la struttura di alcuni organi, come l’orecchio e il naso.
Le parti del corpo umano
Tessuti e organi
Le cellule che svolgono lo stesso compito hanno la stessa forma e, raggruppate fra loro, formano un tessuto
Un insieme di tessuti con un compito specifico forma un organo, come i polmoni, il cuore, le ossa ecc. Ogni organo è diverso dagli altri non solo per struttura, aspetto e forma, ma soprattutto perché svolge una funzione precisa
Nel corpo umano esistono quattro tipi di tessuti.
1 Il tessuto muscolare è costituito da cellule che possono contrarsi e distendersi in base alla necessità. Forma tutti i muscoli, ma lo troviamo anche negli organi, come il cuore o lo stomaco.
2 Il tessuto epiteliale è composto da cellule sottili e molto vicine tra loro, con una funzione di protezione. Forma la pelle e protegge gli organi.
3 Il tessuto nervoso è composto dai neuroni, cellule a forma di “stella” con lunghi filamenti, che hanno il compito di trasmettere in tutto il corpo le informazioni sotto forma di impulsi elettrici. Si trova nel cervello, nel midollo osseo e nei nervi.
4 Il tessuto connettivo ha la funzione di unire e mettere in comunicazione i vari organi. Può essere fluido, come il sangue, o più rigido, come il tessuto osseo e delle cartilagini. Anche il tessuto adiposo, cioè lo strato più grasso sotto la pelle, è un tessuto connettivo.
La riproduzione delle cellule avviene per mitosi, cioè ogni cellula si divide in due cellule identiche fra loro, ognuna delle quali contiene una copia di DNA. La riproduzione delle cellule permette di rinnovare i tessuti. Ogni tessuto si rinnova con una frequenza diversa: la pelle si rinnova frequentemente; i globuli bianchi durano solo qualche ora; la vita media di una cellula del tessuto muscolare è di 15 anni. A 25 anni, solo l’1% delle cellule del cuore si sono rinnovate, mentre le cellule del cervello non si riproducono per tutta la vita.
Sistemi e apparati
Più organi che lavorano insieme per compiere una determinata funzione, come respirare o nutrirsi, sono raggruppati in apparati o sistemi. Un sistema è composto da organi formati da uno stesso tessuto, come il sistema muscolare o il sistema scheletrico; un apparato, invece, è composto da organi formati da tessuti differenti, come l’apparato respiratorio o quello digerente.
formano formano formano formano
Ricostruisco
Collega ogni apparato o sistema a quella che pensi sia la sua funzione. Dopo aver letto le pagine successive, controlla: i collegamenti che hai fatto sono tutti corretti? Se non è così, correggi quelli sbagliati.
Sostiene il corpo e protegge gli organi interni.
Sistema nervoso
Sistema muscolare
Sistema scheletrico
Apparato digerente
Apparato cardiocircolatorio
Apparato respiratorio
Apparato escretore
Apparato riproduttore
Serve a generare nuovi individui.
Elimina le sostanze di rifiuto.
Riceve ed elabora le informazioni provenienti dal corpo o dall’esterno e coordina ogni attività.
Permette di muoverci.
Trasforma il cibo che mangiamo in nutrienti.
Permette al sangue di raggiungere tutte le cellule del corpo e di portare loro ossigeno e nutrienti.
Fornisce l’ossigeno al corpo ed elimina l’anidride carbonica.
IMPARO CON METODO
VIDEO La cellula
BACHECA Postura e buone abitudini
Una cellula speciale
Il corpo umano e tutti i viventi sono composti da cellule, ma che cosa c’è al loro interno?
Prova a costruire una cellula gigante con i tuoi compagni e le tue compagne di classe!
OCCORRENTE
• fogli di carta
• piatto di carta
• penne e pennarelli colorati
PROCEDIMENTO
• nastro adesivo
• forbici
• plastilina o pasta di sale
1 Dividetevi in squadre “organulo”.
Nucleo Mitocondri
Citoplasma
Apparato del Golgi
• materiale decorativo
• colla vinilica
• pennelli
2 Elenca con tutti i compagni e le compagne di classe i principali organuli presenti all’interno di una cellula animale: riuscite a ricordarne le funzioni?
3 Disegnate un organulo o più per squadra, inserendo tutti i dettagli che riuscite a ricordare, anche in rilievo utilizzando, per esempio, la plastilina
Spennella con colla vinilica
4 Ritagliate una forma tondeggiante in cartoncino o usate il piatto di carta come base e, dopo averlo dipinto, al suo interno ponete, con l’aiuto dell'insegnante, gli organuli cellulari disegnati nel dettaglio.
CONCLUSIONI
5 Una volta finita la sezione della vostra cellula spennellate tutto con la colla vinilica per dare l’effetto bagnato del liquido citoplasmatico in cui tutti gli organuli sono immersi.
La cellula animale è difficile da osservare senza l’uso del microscopio ad alto potere di ingrandimento (vedi pag. 91); costruirne un modellino è un utile stratagemma per poter esplorare il suo interno e ripassare le sue funzioni.
L’apparato locomotore
Come fa il corpo umano a muoversi o a stare in piedi? Queste attività sono rese possibili dal sistema scheletrico, che sostiene il corpo, e dal sistema muscolare, che permette il movimento degli arti. Insieme, questi due sistemi costituiscono l’apparato locomotore, che consente il movimento del corpo intero.
Il sistema scheletrico
Il sistema scheletrico forma un’impalcatura che sostiene il nostro corpo coordinandosi con il sistema muscolare. Questo ci permette di stare in equilibrio in posizione eretta oppure di muoverci, e protegge organi molto delicati come il cervello, il cuore e i polmoni.
Lo scheletro è formato dal tessuto osseo, composto per il 70% da sali minerali di calcio, che conferiscono durezza alle ossa, e per il 30% da osseina, che conferisce elasticità, e dal tessuto cartilagineo, costituito da cartilagine, flessibile e gommosa.
Lo scheletro umano comprende circa 206 ossa, che sono suddivise in due gruppi: lo scheletro àssile, formato da 80 ossa che compongono cranio, colonna vertebrale e gabbia toracica, e lo scheletro appendicolare, formato da 126 ossa che compongono gli arti, la zona delle scapole e del bacino.
Le ossa
Le ossa sono organi solidi e robusti per sostenere il corpo, ma al tempo stesso leggeri ed elastici per resistere agli urti. Si suddividono in tre tipi, in base alla forma e alla funzione:
• le ossa lunghe degli arti superiori e inferiori, come omero e femore, servono per sostenere gli arti;
• le ossa corte, come quelle del polso, della caviglia e le vertebre, sono adatte al movimento;
• le ossa piatte, come quelle del cranio, delle scapole e del bacino, proteggono gli organi interni.
Quando nasciamo abbiamo oltre 300 ossa e molte di esse sono fatte di cartilagine. Nei primi anni di vita queste ossa si mineralizzano, diventano dure e si fondono insieme. Le ossa dei bambini e delle bambine, infatti, contengono più osseina e quindi sono molto più elastiche di quelle delle persone più adulte, che hanno ossa più rigide.
Le ossa della mano e del polso.
OSSA IN CRESCITA PIÙ
SPERIMENTIAMO
UN OSSO… FLESSIBILE
Occorrente
un osso di pollo • un barattolo
• aceto
Procedimento
1. Metti un osso di pollo in un barattolo e ricoprilo di aceto.
2. Dopo una settimana, preleva l’osso, sciacqualo e prova a piegarlo. Ci riesci?
Conclusioni
L’acido acetico nell’aceto ha reagito con i sali minerali di calcio che rendevano duro l’osso: ora l’osso è diventato elastico.
gabbia
toracica
scapola
sterno
omero
ulna
radio
perone
tibia
Le principali ossa dello scheletro.
Le ossa del cranio
Le ossa del cranio dei neonati sono morbide e deformabili. Con il passare del tempo, le ossa craniche si espandono e si saldano. La crescita del cranio termina intorno ai 16 anni.
scatola cranica
mascella
mandibola
clavicola
costola
colonna
vertebrale
bacino
femore
rotula
Il cranio contiene e protegge il cervello e gli organi della vista, dell’udito e dell’olfatto.
È la struttura ossea più complessa del corpo umano: è composta da 22 ossa piatte, molto robuste e ben saldate fra loro, suddivise in ossa craniche e ossa facciali.
Le ossa craniche sono 8 e formano la scatola cranica
Le ossa facciali sono 14 e formano l’ossatura del nostro viso, in cui possiamo riconoscere la mascella, cioè la parte superiore della bocca, e la mandibola, la parte inferiore. L’unico osso mobile della testa è la mandibola, che ci consente di aprire e chiudere la bocca, masticare e parlare.
IL CRANIO PIÙ
La colonna vertebrale
La colonna vertebrale, chiamata anche spina dorsale, è formata da 33 vertebre, ossa a forma di anello sovrapposte. Fra una vertebra e l’altra si trovano dei cuscinetti di cartilagine, detti dischi intervertebrali. La colonna sostiene il cranio, la gabbia toracica e gli arti superiori e protegge il midollo spinale, contenuto nel canale vertebrale.
Dall’alto al basso si distinguono: 7 vertebre cervicali, 12 toraciche o dorsali, 5 lombari, 5 sacrali o osso sacro, e 4 coccigee.
La gabbia toracica
La gabbia toracica contiene e protegge i polmoni, il cuore e altri organi molto importanti. La struttura della gabbia toracica è data da 12 paia di costole, ossa ricurve che si articolano dalle vertebre toraciche.
Le prime 7 paia sono unite allo sterno, un osso piatto e allungato. Tra le costole e lo sterno si trova un piccolo arco di cartilagine che permette alla gabbia toracica di espandersi per la respirazione. Le ultime 2 paia di costole non raggiungono lo sterno e sono collegate soltanto alla colonna vertebrale.
SPERIMENTIAMO
RESPIRA!
Occorrente
un metro da sarto
Procedimento
1. Butta fuori tutta l´aria e chiedi a un compagno o una compagna di misurare la circonferenza della tua gabbia toracica.
2. Ora riempi i polmoni, trattieni il fiato e chiedi di misurare velocemente la circonferenza della tua gabbia toracica. Di quanti cm si è espansa?
Mentre stiamo in piedi, la cartilagine della colonna vertebrale viene schiacciata dalla gravità, ma essa è in grado di tornare alle sue dimensioni originali appena ci stendiamo. Per questo siamo più bassi quando andiamo a dormire rispetto a quando ci svegliamo.
midollo spinale
vertebre
dischi intervertebrali
gabbia toracica
Vai a pagina 21 per approfondire le parti dell’orecchio.
Le ossa più piccole del corpo umano sono martello, incudine e staffa e si trovano nell’orecchio. Sono anche le uniche ossa che, dopo l’anno di età, non cambiano più forma, perché questo potrebbe influire sull’udito.
STATURA E GRAVITÀ
PICCOLE OSSA PIÙ PIÙ
IMPARO CON METODO
Analizzo
Usa i colori indicati per sottolineare le ossa alle pagine 10-12. piatte corte lunghe
femore
rotula
legamenti
tibia
L’articolazione del ginocchio.
Laboratorio STEAM
UNA MANO ROBOTICA
Gli arti superiori e inferiori
Gli arti superiori e inferiori sono molto simili fra di loro; i primi sono collegati allo scheletro per mezzo della clavicola e delle scapole, gli inferiori sono collegati allo scheletro grazie al bacino
Le ossa che compongono gli arti superiori sono l’omero nel braccio; radio e ulna nell’avambraccio; carpo, metacarpo e falangi nella mano.
Le ossa che compongono gli arti inferiori sono il femore nella coscia; tibia e perone nella gamba; tarso, metatarso e falangi nel piede.
Le articolazioni
Le ossa dello scheletro sono collegate tramite articolazioni che permettono movimenti più o meno ampi. Esistono tre tipi di articolazioni: fisse, che non permettono alcun movimento (scatola cranica e bacino); mobili, che consentono movimenti ampi (spalla, gomito e ginocchio); semimobili, che permettono movimenti limitati (colonna vertebrale e costole).
un pennarello • un foglio di carta bianco A4 • forbici • sei cannucce • nastro adesivo • spago lungo 1 m
PROCEDIMENTO OCCORRENTE
1 Disegna con un pennarello il profilo della tua mano e del tuo polso su un foglio di carta bianco, facendo attenzione a separare bene le dita. Poi ritaglia la sagoma.
2 Taglia 5 cannucce in tre pezzi da 1 cm, 1,5 cm e 2 cm.
3 Partendo dall’estremità delle dita, attacca con il nastro adesivo le cannucce tagliate in ordine, dal pezzo più piccolo a quello più grande, lasciando circa 1 cm tra i pezzi.
4 Attacca la cannuccia intera all’altezza del polso, in posizione verticale.
5 Taglia lo spago in 5 pezzi da 20 cm e attacca un’estremità di ogni pezzo di spago all’estremità delle dita.
6 Passa ogni filo di spago all’interno delle cannucce attaccate alle dita corrispondenti e poi passali tutti assieme all’interno della cannuccia intera. Che cosa succede?
Tirando i fili potrai osservare le dita che si muovono… come in una vera mano!
Il sistema muscolare
Il sistema scheletrico, da solo, non è sufficiente per consentire tutti i movimenti del nostro corpo e sostenerlo: è necessario anche il sistema muscolare. Quasi la metà del nostro corpo è formata dai muscoli, che sono in tutto 752: alcuni ricoprono lo scheletro, altri si trovano negli organi. Alcuni muscoli si contraggono quando lo decidiamo noi (mani, gambe, braccia) e per questo sono definiti volontari; altri si contraggono indipendentemente dalla nostra volontà (cuore, polmoni, stomaco) e sono detti involontari
Le funzioni del sistema muscolare sono diverse: permette al corpo di muoversi; permette il funzionamento degli organi interni e li protegge; consente di esprimere sensazioni e sentimenti; produce calore (quando fa freddo, se ci muoviamo ci riscaldiamo).
gran pettorale
bicipite brachiale
tricipite brachiale quadricipite femorale
frontale
temporale
zigomatici
trapezio
deltoide
retto addominale
bicipite femorale
Ricostruisco
Secondo te, con quali muscoli esprimiamo sensazioni e sentimenti?
Con i muscoli volontari del viso.
gran dorsale
gluteo
IMPARO CON METODO
ESPLORA L'IMMAGINE
sistema muscolare
nucleo
L'APPARATO LOCOMOTORE
fascio
bicipite contratto
fibre miofibrille
Il tessuto muscolare
Il tessuto muscolare è composto dalle fibre, cellule specializzate che possono modificare la loro lunghezza e sono racchiuse in fasci. Il tessuto muscolare può essere striato (o scheletrico), liscio, cardiaco.
Il tessuto muscolare striato
I muscoli che ricoprono lo scheletro sono formati da tessuto muscolare striato, composto da cellule allungate (fibre) lunghe anche 30 cm, che contengono più nuclei per ogni cellula.
tricipite rilassato
bicipite rilassato
tricipite contratto
I muscoli antagonisti coinvolti quando si flette l’avambraccio.
Il citoplasma di queste fibre è occupato da fasci di miofibrille formate da una serie regolare di dischi chiari e dischi più scuri, che conferiscono al muscolo il caratteristico aspetto striato. Sono muscoli di tipo volontario, essenziali per muoversi, fissati alle ossa dai tendini, strutture di tessuto connettivo denso. Costituiscono quasi l’87% di tutti i muscoli del corpo umano. Ogni muscolo può eseguire un solo tipo di movimento, quindi i muscoli devono lavorare in coppia o in gruppo per far muovere il corpo. Per esempio, bicipite e tricipite lavorano in coppia per muovere il braccio: il muscolo che compie l’azione, agonista, si contrae (si accorcia), l’altro, antagonista, si rilassa (si allunga).
Il tessuto muscolare liscio
Il tessuto muscolare liscio riveste i vasi sanguigni e le cavità di alcuni organi interni, come lo stomaco, l’intestino e i polmoni. Il muscolo liscio è privo di striature ed è formato da fasci di cellule dalla forma allungata, ognuna delle quali contiene un unico nucleo centrale. I muscoli lisci agiscono in maniera involontaria.
Il tessuto muscolare cardiaco
Il cuore è un muscolo speciale, detto anche miocardio. È formato da cellule chiamate miocardiociti. Le sue fibre sono striate, ma hanno un solo nucleo e si contraggono in maniera involontaria, senza interruzioni, più di 100000 volte al giorno.
Tessuto muscolare striato.
Tessuto muscolare liscio.
Tessuto muscolare cardiaco.
Forza fenomenale
La forza è direttamente correlata alla grandezza dei muscoli? O dipende anche da altri fattori?
OCCORRENTE
compagni e compagne di classe a coppie
PROCEDIMENTO
1 Disponiti in piedi, fermo/a, con le gambe leggermente divaricate.
2 Posizionati con le braccia distese lateralmente all’altezza delle spalle e piega gli avambracci verso il centro del petto mantenendo le spalle alte e dritte.
5 Chiedi a un compagno o compagna di cercare di separare le tue dita afferrando saldamente i tuoi polsi o avambracci, senza strattonare.
CONCLUSIONI
3 Unisci gli indici, facendo toccare la punta delle dita.
4 Spingi forte gli indici tra loro.
Afferra i polsi o gli avambracci e cerca di separare le dita del compagno
Separare le dita è impossibile, vero? Questo avviene perché i muscoli che sono coinvolti nel tenere le dita unite in questa posizione sono particolarmente forti, mentre i muscoli usati per tentare di separare le dita unite sono meno potenti.
FACCIAMO IL PUNTO • LA SINTESI
Osservo, leggo, espongo
Osserva le immagini, leggi e usa le sintesi per ricostruire quello che sai sul corpo umano, ed esporre.
DALLA CELLULA AL CORPO
Il corpo umano è formato da cellule. Gruppi di cellule uguali formano un tessuto. Un insieme di tessuti che svolge un compito specifico forma un organo. Gli organi costituiti dallo stesso tipo di tessuto formano un sistema. Tutti gli organi che svolgono la stessa funzione formano un apparato.
IL SISTEMA SCHELETRICO
Fa parte dell’apparato locomotore, che permette al corpo di stare in piedi e di muoversi. È formato da scheletro e articolazioni.
Le ossa formano lo scheletro. Sono composte da sali minerali, che le rendono dure, e da osseina, che le rende elastiche.
Le ossa sono collegate tra loro dalle articolazioni. Le articolazioni fisse non permettono nessun movimento, quelle mobili e semimobili permettono alle ossa di compiere movimenti più o meno ampi.
IL SISTEMA MUSCOLARE
Il sistema muscolare fa parte dell’apparato locomotore insieme al sistema scheletrico e permette al corpo di muoversi. I muscoli possono essere volontari (si contraggono quando decidiamo noi) oppure involontari (si contraggono a nostra insaputa). Il tessuto muscolare è composto da fibre che possono modificare la propria lunghezza e può essere striato, liscio o cardiaco.
Leggi l’intervista a Rita Levi Montalcini (1909-2012).
– Buongiorno Rita! Chi sei?
– Ciao ragazze e ragazzi! Sono stata una famosa scienziata italiana: mi sono laureata in medicina a Torino nel 1936, e dal 1947 ho continuato i miei studi negli Stati Uniti.
– Per che cosa sei conosciuta?
– Ho scoperto nel 1954 il Nerve Growth Factor (NGF), una proteina fondamentale per lo sviluppo del nostro cervello. Grazie a questi studi nel 1986 ho ricevuto il Premio Nobel per la medicina.
I NEURONI SPECCHIO PIÙ
I neuroni specchio sono dei particolari neuroni che ci fanno imitare alcuni comportamenti che vediamo. Chiedi a un amico o a un’amica di sbadigliare e osserva mentre lo fa: hai sbadigliato anche tu, vero?
Il sistema nervoso
Se possiamo sentire il suono della sveglia, capire che è il momento di mangiare o percepire gli odori, il merito è del sistema nervoso, una vera e propria centrale di controllo che regola e coordina il funzionamento degli organi, dei sistemi e degli apparati. Riceve dall’ambiente esterno o dall’interno del nostro corpo numerose informazioni, dette stimoli, e ci permette di reagire a esse. Le sensazioni di freddo o di caldo, di fame o di sete sono un esempio di stimoli ai quali noi diamo una risposta. Come? Decidendo di usare vestiti adeguati alla stagione in cui ci troviamo, oppure facendo uno spuntino.
Inoltre, il sistema nervoso ci permette di imparare cose nuove, pensare, ricordare, comunicare con altre persone, provare sentimenti ed emozioni.
Le cellule del sistema nervoso più conosciute sono i neuroni Ti è mai capitato di sentire un cattivo odore? In questo caso, le cellule nervose che si trovano nel naso trasmettono velocemente le informazioni raccolte al cervello, che le elabora e restituisce una risposta adeguata. Il rapido viaggio delle informazioni fino al cervello si chiama impulso nervoso
I terminali assonali sono i punti in cui il neurone entra in contatto con un altro neurone o un’altra cellula e trasmette il messaggio.
L´assone è un prolungamento che trasmette i comandi.
La struttura dei neuroni.
I dendriti sono prolungamenti ramificati che portano le informazioni al corpo cellulare.
Il corpo cellulare è una membrana che racchiude il nucleo della cellula. nucleo
Le parti del sistema nervoso
Il sistema nervoso comprende tre parti.
Il sistema nervoso centrale elabora gli stimoli che provengono dall’ambiente esterno, li identifica e coordina le risposte. È formato dall’encefalo e dal midollo spinale.
L’encefalo è contenuto nella scatola cranica ed è costituito da:
• cervello, la parte più voluminosa, diviso in emisfero destro e sinistro, che controllano funzioni specifiche come parlare, ricordare, leggere;
• cervelletto, che si trova sotto il cervello e coordina i movimenti del corpo e la contrazione dei muscoli;
• midollo allungato, che controlla i movimenti involontari come la respirazione e il battito del cuore.
Il midollo spinale è racchiuso nel canale della colonna vertebrale e collega l’encefalo al sistema nervoso periferico.
Il sistema nervoso periferico è formato dai nervi, lunghi fasci di assoni che partono dall’encefalo e dal midollo spinale e si ramificano in tutto il corpo. I nervi creano una fitta rete che ha il compito di raccogliere gli stimoli e condurli, attraverso impulsi nervosi, all’encefalo; inoltre, inviano le risposte elaborate dal sistema nervoso centrale alle parti del corpo interessate.
Il sistema nervoso autonomo controlla gli organi come il cuore, i polmoni, lo stomaco o l’intestino, che funzionano autonomamente e senza interruzioni.
CERVELLI A CONFRONTO PIÙ IMPARO CON METODO
Analizzo
Con i colori indicati, sottolinea nel testo le risposte alle seguenti domande.
Che cos’è il sistema nervoso?
Come si chiamano le cellule del sistema nervoso?
In quali parti si può dividere il sistema nervoso?
Il cervello umano pesa circa 1,3 kg e, paragonato al cervello di altre specie, è davvero piccolo. Quello di un capodoglio, per esempio, può arrivare a pesare fino a 18 kg.
Il sistema nervoso e scheletrico DOC
Il sistema nervoso
L'arco riflesso: l'indipendenza del midollo osseo
cervello cervelletto midollo allungato
Le parti dell’encefalo.
sistema nervoso centrale
• encefalo • midollo spinale
sistema nervoso periferico
ESPLORA L'IMMAGINE
SPERIMENTIAMO
OCCHIO... ALL’OCCHIO
Occorrente
uno specchio • una torcia
Procedimento
1. Osserva il tuo occhio con l´aiuto di uno specchio. Come è fatto? Quante parti riesci a distinguere?
2. Accendi una torcia e illumina velocemente l´occhio, che cosa accade?
sopracciglia ghiandola lacrimale
Gli organi di senso
Attraverso i nervi, numerose informazioni arrivano al cervello dagli organi di senso: gli occhi, le orecchie, il naso, la lingua, la pelle. Queste parti del nostro corpo possiedono cellule speciali, i recettori, che captano gli stimoli dall’ambiente esterno e li trasformano in impulsi nervosi. Così, possiamo conoscere l’ambiente che ci circonda attraverso i cinque sensi: vista, udito, olfatto, gusto e tatto.
La vista
La vista ci permette di percepire forme, colori, immagini, movimenti. Gli organi di senso della vista sono gli occhi, protetti dalle ossa del cranio. Intorno a ciascun occhio ci sono diversi elementi che svolgono funzioni specifiche: palpebre, sopracciglia e ciglia riparano l’occhio dalla polvere e da piccoli corpi estranei; le ghiandole lacrimali producono le lacrime, un liquido che deterge l’occhio e allontana i batteri
palpebra ciglia
Gli elementi che proteggono l’occhio.
cornea
pupilla
iride
Le parti dell’occhio.
L’occhio è formato da più parti. La cornea è la parte più anteriore del globo oculare e, poiché è trasparente, permette alla luce di entrare. Dietro la cornea si trova l’iride, il dischetto che caratterizza il colore dei nostri occhi. Al centro dell’iride c’è la pupilla, un piccolo foro che si allarga o si restringe a seconda della quantità di luce presente nel luogo dove ci troviamo. Oltre alla pupilla troviamo il cristallino, una piccola lente che proietta le immagini capovolte e rimpicciolite sul fondo dell’occhio.
retina
nervo ottico
Le immagini raggiungono i recettori della vista presenti nella retina, lo schermo dove si forma l’immagine. Poi, il nervo ottico capovolge e ingrandisce l’immagine, che viene inviata al cervello e percepita correttamente.
cristallino
L’udito
L’udito è il senso che ci permette di percepire rumori e suoni. Gli organi di senso dell’udito sono le orecchie.
L’orecchio è formato da una parte visibile, il padiglione auricolare, detta orecchio esterno, e da una parte non visibile, l’orecchio interno.
Il padiglione auricolare ha una forma adatta per raccogliere i suoni che entrano nel condotto uditivo e raggiungono il timpano, una membrana che vibra quando viene colpita dalle onde sonore.
Il timpano è collegato a tre ossicini: il martello, l’incudine e la staffa. Le vibrazioni sono trasmesse dal timpano ai tre ossicini, si amplificano e raggiungono la coclea, la parte più interna dell’orecchio.
La coclea è un canale a forma di chiocciola in cui si trova un liquido che trasmette le vibrazioni ai recettori del suono: sono piccole ciglia che inviano i messaggi al cervello attraverso il
nervo acustico.
L’orecchio è anche l’organo che ci fa stare in equilibrio: accanto alla coclea, infatti, si trovano tre canali semicircolari che ci permettono di individuare i cambiamenti di posizione del nostro corpo. Il cervello, informato di queste variazioni, agirà di conseguenza sui muscoli per mantenere l’equilibrio.
Ti è mai capitato di ascoltare il mare in una conchiglia? Il vento, che passa tra l’orecchio e la conchiglia, fa vibrare l’aria contenuta nella cavità della conchiglia, provocando un eco. Le onde sonore rimbalzano sul guscio della conchiglia numerose volte e abbiamo, così, l’illusione di ascoltare un fruscio simile alle onde del mare.
padiglione auricolare
martello timpano condotto uditivo
Le parti dell’orecchio.
staffa canali semicircolari
nervo acustico
incudine coclea
Perché la nostra voce registrata ci appare strana? Quando sentiamo la voce di un’altra persona, l’onda acustica ha attraversato solo l’aria. L’onda prodotta dalla nostra voce, invece, raggiunge l’orecchio anche dall’interno, passando attraverso ossa e tessuti; questo modifica e disturba la ricezione della nostra voce.
ILLUSIONI ACUSTICHE PIÙ
L’olfatto
nervo olfattivo recettori olfattivi
fosse nasali narici
Le parti del naso.
papille gustative
La lingua e le papille gustative.
IMPARIAMO INSIEME
Allena il tuo naso e sfida i tuoi amici e le tue amiche! Annusate spezie ed erbe aromatiche e imparate a distinguere il loro odore. Poi fate a gara a chi riconosce più odori a occhi chiusi.
L’olfatto è il senso che coglie gli odori. L’organo di senso dell’olfatto è il naso, che filtra inoltre l’aria che respiriamo. Le minuscole particelle odorose di una particolare sostanza sono trasportate dall’aria ed entrano nel naso attraverso le narici.
Dentro al naso, nella parte superiore delle fosse nasali, sono presenti i recettori olfattivi che raccolgono le particelle odorose. Attraverso il nervo olfattivo, questi recettori generano uno stimolo che arriva al cervello, il quale, dopo un’attenta analisi, ci informa sul tipo di sostanza che abbiamo annusato.
Il gusto
Il gusto è il senso che ci permette di sentire i sapori di ciò che mangiamo e beviamo. L’organo di senso del gusto è la lingua La lingua è un muscolo. Sulla sua superficie, detta mucosa, sono presenti i recettori del gusto, le papille gustative, che possono distinguere i sapori fondamentali: dolce, salato, amaro, aspro e saporito (detto umami). Diversamente da quanto si pensa, le papille gustative non percepiscono i sapori in modo differente a seconda delle diverse zone della lingua in cui si trovano: i recettori di ogni sapore, infatti, sono diffusi uniformemente sulla lingua. Il “gusto” di un alimento corrisponde all’insieme dei sapori percepiti dalla lingua.
Per giudicare un cibo usiamo anche l’olfatto, la vista e il tatto. Il cervello mette insieme le informazioni provenienti dai diversi sensi per comprendere che cosa stiamo mangiando.
Il nostro sistema nervoso si è evoluto per diventare meno sensibile a uno stimolo prolungato nel tempo. È per questo che, se annusiamo senza interruzione uno stesso profumo o uno stesso odore sgradevole, dopo qualche minuto non riusciamo più a distinguerlo: il nostro naso si “abitua”.
ABITUARSI AGLI ODORI PIÙ
VIDEO
L'olfatto e il gusto
Il tatto
Il tatto è il senso che ci consente di capire se ciò che tocchiamo è caldo o freddo, liscio o ruvido, molle o duro.
L’organo principale del tatto è la pelle che, ricoprendo interamente il nostro corpo, svolge diverse funzioni: ci fa sentire il dolore, protegge il corpo dagli urti, attraverso il sudore mantiene costante la temperatura del corpo ed elimina le sostanze di rifiuto.
La pelle costituisce l’apparato tegumentario ed è formata da due strati: quello più superficiale, l’epidermide, protegge il corpo; in quello più profondo, il derma, si trovano i vasi sanguigni, le radici di peli e capelli, i recettori tattili, le ghiandole sudoripare, che emettono il sudore, e le ghiandole sebacee, che producono il sebo. Sotto il derma c’è uno strato di grasso che ci protegge dal caldo e dal freddo eccessivi.
I recettori della pelle sono circa 600000, ma non sono distribuiti in modo uniforme: le parti in cui sono più numerosi, come le mani o le labbra, sono molto più sensibili di quelle che ne hanno meno.
poro pelo
ghiandola sudoripara
ghiandola sebacea
strato di grasso epidermide
derma
radice del pelo
Le persone non vedenti dalla nascita acquisiscono le informazioni tattili più velocemente delle persone vedenti. Imparano così a utilizzare il Braille, un sistema di lettura e scrittura tattile a rilievo.
Gli strati della pelle e i recettori tattili.
vasi sanguigni
sebo: la sostanza grassa che mantiene morbida la pelle e la protegge dagli agenti esterni.
SPERIMENTIAMO
CON…TATTO
Occorrente
5 federe di cuscino non trasparenti • oggetti di vario tipo, forma, dimensione, consistenza
Procedimento
1. In classe dividetevi a gruppi. Ogni gruppo dovrà avere una federa di cuscino.
2. A turno, un bambino o una bambina del gruppo inserisce nella federa degli oggetti a scelta.
3. I compagni e le compagne devono indovinare gli oggetti senza vederli, toccandoli con la mano dentro la federa.
IL SISTEMA BRAILLE PIÙ
Sai come si chiama l’energia che il cibo fornisce al nostro corpo? Guarda a pag. 59.
La digestione inizia nella bocca.
L’apparato digerente
Gli esseri umani, come tutti gli animali, per sopravvivere hanno bisogno di nutrimento ed energia che ricavano dall’alimentazione. La trasformazione del cibo in nutrimento ed energia avviene con la digestione, ossia il processo che si svolge attraverso i vari organi che compongono l’apparato digerente. bocca
Il viaggio del cibo
bolo
chimo
chilo
feci
L'apparato digerente
ghiandole salivari
esofago faringe
fegato
stomaco
pancreas
intestino tenue
intestino crasso intestino retto
Le tappe del cibo nell’apparato digerente
Tappa 1 circa un minuto
L’apparato digerente ha origine nella bocca, o cavità orale. Qui il cibo viene triturato dai denti, mentre la saliva, prodotta dalle ghiandole salivari sotto la lingua e ai lati delle orecchie, ammorbidisce e umidifica l’impasto. Anche la lingua svolge una sua funzione: rimescola l’impasto in bocca in modo da favorire l’azione della saliva. A questo punto, il cibo si è trasformato in una poltiglia semiliquida, detta bolo, che può scivolare facilmente giù per la gola.
I denti
Il ruolo dei denti nell’apparato digerente è molto importante: triturando bene il cibo, i diversi organi interessati alla digestione non sono sottoposti a un’ulteriore fatica.
Nell’essere umano, i denti definitivi sono 32 e sostituiscono i 20 denti “da latte” che hanno i bambini e le bambine e che iniziano a cadere verso i 6-7 anni.
I denti hanno nomi diversi e svolgono funzioni differenti:
• gli incisivi afferrano e tagliano il cibo;
• i canini lacerano il cibo;
• i premolari e i molari triturano e sminuzzano.
Nel 1498, in Cina, venne inventato il primo spazzolino con le setole. Le setole naturali erano ricavate dai peli della parte posteriore del collo del maiale.
smalto incisivi
canini
dentina
polpa dentaria
gengiva
molari
premolari
Tutti i denti sono costituiti dalla corona, la parte visibile, e dalla radice, la parte che fissa il dente all’osso. La corona è formata dalla dentina, un tessuto osseo resistente, ed è rivestita esternamente dallo smalto, che è la sostanza più dura del corpo umano. All’interno del dente c’è la polpa dentaria, ricca di nervi e di vasi sanguigni che portano nutrimento alle cellule. La gengiva è il tessuto che riveste la mascella e la mandibola e aderisce al dente evitando che i batteri entrino nell’osso. vasi sanguigni e nervi osso
La struttura di un dente.
Educazione Civica • Costituzione
L’Obiettivo 3 dell’Agenda 2030 è dedicato alla tutela della salute e del benessere, e naturalmente riguarda anche i denti!
Per mantenere i tuoi denti in buona salute:
• lavali accuratamente dopo ogni pasto;
• usa il filo interdentale o lo scovolino una volta al giorno;
• preferisci frutta e verdura ai dolci;
• non usarli in modo improprio, come per rompere gusci, tagliare fili…
• falli controllare periodicamente da un dentista o una dentista.
LO SPAZZOLINO MODERNO
Il bolo raggiunge velocemente lo stomaco grazie alla contrazione e al rilassamento dell’esofago.
SPERIMENTIAMO
COME LAVORA LO STOMACO
Occorrente
aceto • gessetto • bicchiere
Procedimento
1. Versa dell’aceto fino a riempire il bicchiere per metà.
2. Metti il gessetto nel bicchiere con l’aceto.
Che cosa accade?
viscoso: denso, che scorre lentamente.
Tappa 2 qualche secondo
Quando il bolo alimentare viene deglutito, scende nella faringe, un piccolo canale muscolare appartenente sia all’apparato digerente sia all’apparato respiratorio (parte dall’interno del naso, dove riceve l’aria che respiriamo, per proseguire dietro alla bocca). Poi si trova davanti a un bivio: da una parte c’è l’esofago, che è la continuazione del tubo digerente e la strada che deve intraprendere, e dall’altra la laringe, che è, invece, la via di transito per l’aria. A volte, se si è ingoiato un boccone troppo grosso e asciutto, può succedere che il bolo si metta di traverso ostruendo l’apertura della laringe e impedendo l’afflusso d’aria. A risolvere questa situazione intervengono spontaneamente uno o più colpi di tosse, che smuovono il bolo e liberano le vie aeree. Il bolo allora riprende la strada corretta dell’esofago, dove viene spinto verso lo stomaco.
Tappa 3 da qualche minuto a 5 ore
Lo stomaco è una sacca muscolare le cui pareti si contraggono e si distendono in continuazione “frullando” il bolo, sino a ridurlo in particelle sempre più piccole. Contemporaneamente, numerose ghiandole sparse sulle pareti dello stomaco secernono un liquido molto acido, detto succo gastrico, che scompone le sostanze contenute nei cibi in elementi nutrienti più semplici e uccide anche i batteri dannosi che possono essere presenti nel cibo.
Nell’esperimento accanto, l’aceto simula l’azione dei succhi gastrici sul bolo (il gessetto). Ma all’interno dello stomaco non viene prodotto aceto, bensì acido cloridrico, molto più forte. Per non essere danneggiato dallo stesso acido che produce, le pareti interne dello stomaco sono protette da uno strato di muco altamente viscoso
Il bolo, ora trasformato in una poltiglia quasi liquida, prende il nome di chimo ed è pronto per l’ultima tappa del suo viaggio: attraverso l’anello muscolare del piloro, dallo stomaco passa nell’intestino.
Gessetto
Tappa 4 dalle 3 alle 10 ore
L’intestino tenue è il primo tratto dell’intestino e si presenta come un tubo lunghissimo (fino a 6-8 m in un individuo adulto) che riesce a stare all’interno dell’addome perché si ripiega più e più volte su sé stesso.
Nell’intestino tenue avviene il completamento del processo digestivo grazie all’intervento di due organi che non fanno parte dell’apparato digerente: il fegato e il pancreas. Entrambi sono delle ghiandole e svolgono specifiche funzioni importanti per il benessere dell’organismo: il fegato serve a disintossicare il corpo, cioè a eliminare le sostanze dannose; il pancreas, invece, regola la quantità di zuccheri nel sangue. Tutti e due secernono e inviano all’intestino tenue, attraverso dei condotti di collegamento, delle sostanze che completano l’azione digestiva: il fegato fornisce la bile, il pancreas provvede con il succo pancreatico
Il chimo viene quindi raggiunto dalla bile e dal succo pancreatico, poi, grazie all’azione chimica dei succhi enterici prodotti da ghiandole sparse sulle pareti intestinali, viene trasformato in un liquido pronto per essere assorbito, il chilo
Educazione Civica• Sviluppo economico e sostenibilità
Circa 795 milioni di persone nel mondo (una persona su nove) sono denutrite. L’Obiettivo 2 dell’Agenda 2030 ha lo scopo di porre fine alla fame nel mondo entro il 2030, migliorando la sicurezza degli alimenti e garantendo una distribuzione equa del cibo. Per questo è importante promuovere anche un’agricoltura sostenibile, che tenga conto delle stagioni, del benessere di chi lavora e dei territori coltivati. Informati sull’argomento con l’aiuto dell’insegnante e condividi le informazioni con i tuoi amici e le tue amiche: discutere del problema incoraggerà tutti a fare qualcosa di più. Partecipa alle iniziative di spesa solidale nei supermercati e dona cibi non deperibili agli enti benefici, che li porteranno a chi ne ha bisogno. Sostieni gli agricoltori della tua zona acquistando i loro prodotti nei mercati di paese.
secernere: produrre ed emettere una sostanza.
stomaco fegato
Il fegato e il pancreas inviano sostanze utili all’intestino tenue attraverso dei condotti. intestino tenue pancreas
Un’immagine al microscopio dei villi intestinali.
Ogni villo ha all’interno un sottilissimo vaso sanguigno attraverso cui le sostanze nutritive passano direttamente nel sangue.
LA PERISTALSI PIÙ
Si digerisce anche a testa in giù? Il cibo si muove dalla bocca allo stomaco e poi all’intestino non solo grazie alla forza di gravità, ma principalmente grazie ai movimenti di contrazione e distensione dei muscoli, la cosiddetta peristalsi. Altrimenti come farebbero gli astronauti e le astronaute a mangiare?
In questa trasformazione le molecole alimentari vengono ulteriormente suddivise in elementi più semplici direttamente assimilabili dall’organismo, i cosiddetti nutrienti
A questo punto entrano in azione i villi intestinali che si flettono continuamente come tante minuscole dita, “catturano” i nutrienti e li assorbono: è la fase di assimilazione intestinale. In ciascun villo, infatti, è presente un sottilissimo vaso sanguigno attraverso cui le sostanze nutritive passano direttamente nel sangue e sono trasportate in tutte le parti dell’organismo per nutrire ogni cellula, grazie alle infinite diramazioni del sistema sanguigno.
Tappa 5 dalle 48 alle 72 ore
L’acqua che beviamo e quella contenuta nei cibi, insieme a tutto quello che dei cibi non è stato trasformato in nutrienti, cioè gli scarti di lavorazione, finiscono nell’intestino crasso: qui l’acqua e i sali minerali vengono assorbiti dalle pareti intestinali, mentre gli scarti si appallottolano lungo la parte finale dell’intestino, il retto, formando le feci che verranno espulse dall’ano.
Scrivi i numeri nei per ricostruire il viaggio del cibo nell’apparato digerente.
1 Triturazione attraverso i denti.
6 Trasformazione in chilo.
4 Arrivo nello stomaco.
2 Trasformazione in bolo.
5 Trasformazione in chimo.
7 Assorbimento dei nutrienti.
3 Passaggio nella faringe e nell’esofago.
9 Espulsione delle feci.
8 Assorbimento di acqua e sali minerali.
Ricostruisco
VIDEO LAB
I villi intestinali
Gli alimenti
Attraverso il senso di fame il nostro corpo ci avvisa che ha bisogno di cibo, perché svolgere le funzioni vitali comporta un continuo consumo di energia e di materia corporea (cellule).
Gli alimenti svolgono tre funzioni specifiche: forniscono l’energia necessaria per compiere le normali attività quotidiane, come camminare, studiare, giocare, lavorare o fare sport (funzione energetica); nutrono le cellule del corpo, facendole crescere nella fase da 0 a 20 anni circa e rinnovando quelle perdute durante tutta la vita (funzione plastica); mantengono efficienti le difese contro gli agenti esterni portatori di malattie, conservano sani i tessuti e regolano le funzioni cellulari (funzione regolatrice).
I nutrienti
Ogni cibo, quindi, ha una funzione energetica, plastica o regolatrice a seconda dei nutrienti che contiene. Possiamo classificare i nutrienti in cinque gruppi.
I carboidrati o zuccheri, detti anche glucidi, sono fonte di energia pronta all’utilizzo per l’organismo, che li trasforma facilmente e velocemente in glucosio, il “carburante” usato per svolgere tutte le sue funzioni. Fanno parte dei carboidrati gli zuccheri semplici (zucchero da cucina e altri zuccheri contenuti nella frutta) e gli zuccheri complessi, come gli amidi. Tra gli alimenti contenenti amidi ci sono le patate e i semi dei cereali (frumento, mais, riso, orzo, grano saraceno, avena...), quindi anche tutti i prodotti alimentari derivati da essi (pasta, pane, farina, biscotti...).
I grassi, detti anche lipidi, sono una fonte energetica di riserva. Si dividono in grassi animali (burro, strutto) e vegetali (olio d’oliva e di semi, frutta secca).
IMPARIAMO INSIEME
Portate in classe le confezioni degli alimenti che mangiate abitualmente. Dividetevi in gruppi e leggete le etichette delle confezioni per ricavare una lista dei nutrienti che contengono. Confrontatevi poi in classe per capire quali sono gli alimenti più utili alla vostra salute, tra quelli che mangiate ogni giorno.
CITIZEN SCIENCE
Aiuta anche tu la ricerca, partecipando con la tua classe a progetti europei. Potete scoprire nuove varietà di legumi (come i fagioli), coltivarli e migliorare la varietà di ciò che mangiamo. Visita il sito di Pulses Increase, tieni d’occhio quando si apre un nuovo round di esperimenti e iscriviti per ricevere i fagioli da piantare!
DOC
Zuccheri e grassi
La tabella delle vitamine
CONSUMI ENERGETICI PIÙ
Un’ora di studio fa consumare al corpo umano e alla mente circa 126 kcal, che corrispondono a una bella fetta di pane
Le proteine sono i principali elementi plastici, i “mattoncini” che compongono tutte le cellule del nostro corpo. Si dividono in proteine animali (presenti in carne, pesce e uova) e vegetali (presenti nei legumi). Se le proteine funzionano come mattoni, i sali minerali forniscono il “cemento” per costruire e rinnovare i tessuti. Sono presenti principalmente nella frutta, nella verdura e nel latte.
Le vitamine regolano il metabolismo cellulare, cioè i processi di trasformazione che avvengono nelle cellule. Si trovano soprattutto nella frutta e nella verdura.
Anche l’acqua è essenziale per il funzionamento dell’organismo: infatti, è il maggior costituente delle cellule (più della metà del nostro corpo è costituito di acqua); regola la temperatura corporea; facilita il trasporto dei nutrienti. Alcuni alimenti contengono acqua, come la frutta e la verdura, ma a questa è importante aggiungere quella che beviamo durante la giornata. Non tutti i nutrienti sono presenti in ogni alimento: per questo un’alimentazione corretta deve essere varia e comprendere diversi cibi che, solo insieme, possono rifornire l’organismo di tutti i nutrienti di cui ha bisogno.
Il valore energetico degli alimenti
Oltre al valore nutrizionale, i diversi alimenti hanno anche un valore energetico, che indica quanta energia il corpo umano può trarre da essi mangiandoli. Il valore energetico si esprime in calorie o chilocalorie (kcal) per 100 grammi o razione di prodotto: per esempio, un etto di pane fornisce 250 kcal. Anche il consumo di energia nell’attività fisica viene indicato in calorie o kcal. È importante consumare alimenti differenti a seconda dell’attività che il nostro corpo compie: una persona sportiva ha bisogno di alimenti calorici; al contrario, se si sta molto seduti, è meglio mangiare alimenti a più basso valore calorico. Le eccedenze che non vengono smaltite con l’attività fisica, infatti, producono grasso corporeo che può causare anche obesità. Allo stesso modo, non è salutare nemmeno assumere una quantità ridotta di kcal rispetto a quella necessaria al nostro corpo per funzionare.
Laboratorio
Test degli amidi
Tra gli zuccheri complessi più presenti della nostra alimentazione c’è l’amido. L’amido è una sostanza di riserva prodotta da molte piante. Per verificare se negli alimenti c’è dell’amido è possibile utilizzare una sostanza che cambia di colore una volta venuta in contatto con questo zucchero.
OCCORRENTE
• contenitori per i cibi da testare
• cucchiaini
• farina di cocco
• farina bianca
PROCEDIMENTO
• altre farine (di riso, mais, fecola di patate...)
• altri cibi a tua scelta
• tintura di iodio
1 In ogni vaschetta a tua disposizione versa un cucchiaino di ogni farina e fai lo stesso con tutti i cibi che vuoi testare.
di iodio
4 gocce
3 Osserva il cambiamento di colore e confronta i diversi alimenti testati.
2 Versa 4 gocce di tintura di iodio direttamente sugli alimenti che hai scelto.
CONCLUSIONI
Le sostanze che modificano il proprio colore in base alle caratteristiche dei composti con cui entrano in contatto si chiamano “indicatori”, poiché “indicano” attraverso il viraggio di colore la presenza di una sostanza da indagare.
Farina bianca
Farina di cocco
Altri cibi
Farina di mais
Fecola
Tintura
Farina di cocco
Farina di mais
Pasta
Fecola
Farina bianca
VIDEO LAB
A caccia di amidi
Educazione Civica Costituzione
IMPARO CON METODO
Ricostruisco
Per ogni nutriente, indica se la sua funzione principale è plastica (P), regolatrice (R) o energetica (E).
La piramide alimentare
La piramide alimentare rappresenta visivamente un modello di alimentazione equilibrata, in cui sono illustrate la tipologia e la quantità dei nutrienti necessari per nutrirsi in modo corretto. Nelle due fasce più basse sono presenti i cibi di cui si può fare largo uso, anche più volte nella stessa giornata. Procedendo verso il vertice della piramide, le fasce si riducono sempre più e contengono i cibi che è bene assumere in quantità sempre minori; per esempio, i dolci sono al vertice perché sono tra gli alimenti meno adatti a mantenere il corpo in salute e, quindi, è meglio consumarli con moderazione.
LA DIETA MEDITERRANEA PIÙ
La cosiddetta “dieta mediterranea”, che privilegia il consumo di frutta e verdura, corrisponde perfettamente alle regole fondamentali di un’alimentazione sana e bilanciata.
SPERIMENTIAMO
SCOPRI IL PIATTO SANO
Occorrente
un quaderno • matite • colori
Procedimento
1. Pensa a un piatto completo che ti piace e come potresti suddividerlo in vari gruppi alimentari (carboidrati, proteine, grassi). Ricordati di inserire frutta e verdura.
2. Disegnalo sul tuo quaderno utilizzando matite e colori.
• acqua P R E
• carboidrati P R E
• sali minerali P R E
• grassi P R E
• proteine P R E
• vitamine P R E x x x x x x
3. Confrontati con i tuoi compagni di classe, scambia consigli e suggerimenti sugli alimenti che hai scelto.
Conclusioni
In un piatto sano, la metà dovrebbe essere occupata da frutta e verdura, un quarto da carboidrati (amidi) e l’ultimo quarto da proteine. I grassi si usano di solito come condimenti, per questo motivo non occupano un vero e proprio spazio nel piatto.
Osservo, leggo, espongo
IL SISTEMA NERVOSO
Osserva le immagini, leggi e usa le sintesi per ricostruire quello che sai sul corpo umano, ed esporre.
Il sistema nervoso controlla, coordina e regola tutte le funzioni del corpo umano. Si divide in tre parti:
• il sistema nervoso centrale elabora gli stimoli e coordina le azioni di risposta. È formato dall’encefalo e dal midollo spinale. L’encefalo è composto da cervello, cervelletto e midollo allungato;
• il sistema nervoso periferico riceve gli stimoli e li invia al sistema nervoso centrale. È formato dai nervi;
• il sistema nervoso autonomo controlla gli organi che funzionano autonomamente senza interruzioni.
GLI ORGANI DI SENSO
La vista permette di cogliere la forma, il colore, e altre caratteristiche di ciò che ci circonda. Gli organi della vista sono gli occhi.
L’udito permette di sentire i suoni. Gli organi dell’udito sono le orecchie.
Il gusto permette di sentire i sapori. L’organo del gusto è la lingua. L’olfatto percepisce gli odori. L’organo dell’olfatto è il naso.
Il tatto permette di capire se un oggetto è caldo o freddo, liscio o ruvido, duro o morbido. L’organo del tatto è la pelle.
L’APPARATO DIGERENTE
La digestione scompone il cibo per ricavare sostanze nutritive ed energia. Avviene in diverse tappe:
1. il cibo viene triturato nella bocca grazie ai denti; 2. il bolo scende nella faringe e prosegue nell’esofago; 3. nello stomaco il bolo viene scomposto in sostanze nutritive:
4. nell’intestino tenue, i villi intestinali assorbono i nutrienti;
5. le sostanze di scarto arrivano nell’intestino crasso e nel retto, poi vengono eliminate sotto forma di feci.
Ricostruisci le mappe con le parole date. Costruisco una mappa
orecchio • autonomo • olfatto • nervi • senso • spinale • lingua
• periferico • vista • tatto • cervello • centrale • naso • sistemi • allungato
Il sistema nervoso
sistema nervoso
sistemi
Controlla il funzionamento di organi, e apparati.
sistema nervoso sistema nervoso organi di
encefalo composto da , cervelletto e midollo midollo
cervello nervi
allungato
centrale periferico autonomo senso vista orecchio naso olfatto tatto energia
bocca esofago stomaco intestino intestino tenue crasso lingua spinale
udito gusto
Trasforma il cibo in .
Il bolo passa nella faringe e nell’ . Lo riduce il bolo in particelle più piccole. L’ assorbe le sostanze nutritive. Le sostanze di scarto vanno nell’ e nel retto.
MAPPA DI VERIFICA
L’apparato cardiocircolatorio
Ogni cellula del nostro corpo per crescere e riprodursi ha bisogno di nutrienti e ossigeno e, svolgendo le proprie funzioni, produce sostanze e gas di scarto. L’insieme di queste trasformazioni si chiama metabolismo
Il sangue ha il compito di trasportare sostanze nutritive alle cellule e allontanare da esse i prodotti di rifiuto. L’apparato cardiocircolatorio, formato dal cuore e dai vasi sanguigni, permette al sangue di circolare in tutto il corpo.
Il sangue
Il sangue rappresenta quindi il vero tessuto di connessione fra gli organi: trasporta e distribuisce i nutrienti; si carica di ossigeno nei polmoni, per poi portarlo ovunque; trasporta le scorie agli organi che hanno il compito di eliminarle.
Il sangue è una sostanza organica fluida, di colore rosso. È costituito da una parte liquida di colore giallo paglierino, quasi interamente composta d’acqua, detta plasma, dove sono disciolti in soluzione i nutrienti derivati dall’attività digestiva.
Il plasma occupa il 55% del volume totale del sangue, il restante 45% è occupato da cellule che svolgono funzioni specifiche: globuli rossi, globuli bianchi e piastrine.
1 I globuli rossi o eritrociti sono cellule prive di nucleo che contengono emoglobina, un pigmento rosso che permette il trasporto dei gas derivanti dalla respirazione, cioè l’ossigeno e l’anidride carbonica.
2 I globuli bianchi o leucociti, che sono meno numerosi dei globuli rossi, svolgono funzioni di difesa dell’organismo.
3 Le piastrine o trombociti sono frammenti di cellule che hanno la capacità di aggregarsi per far coagulare il sangue, cioè lo fanno rapprendere quando è necessario (per esempio in caso di ferite.)
IMPARO CON METODO
Prima di leggere
Ti ricordi che tipo di tessuto è il sangue?
È un tessuto connettivo.
Ricostruisco ed espongo 1 2
Ti ricordi che cos’è una soluzione?
È una miscela di diversi tipi di molecole che mantengono le loro proprietà, ma non si distinguono più visivamente. 3
La formazione dei globuli rossi dura circa 7 giorni ed essi sopravvivono in media 120 giorni. Le piastrine vivono in media 8-12 giorni. Di leucociti esistono varie famiglie che vivono qualche ora, mesi o anni.
LE CELLULE DEL SANGUE PIÙ
emorragia: la perdita di sangue dai vasi sanguigni.
Dopo una caduta, nel giro di poco tempo si forma una crosticina che protegge la parte ferita.
I GRUPPI SANGUIGNI PIÙ
I globuli rossi hanno una molecola che li differenzia, che può essere di tipo A o B. Si distinguono, così, persone di gruppo sanguigno A o di gruppo B. Chi ha entrambi i tipi di molecola, appartiene al gruppo AB; chi invece non la possiede fa parte del gruppo 0
arteria vena capillare
Nelle ferite, infatti, possono entrare microrganismi dannosi e, quindi, è importante disinfettarle, per aiutare le difese dell’organismo.
In caso di emorragia, i vasi sanguigni si restringono per rallentare la fuoriuscita di sangue; le piastrine si riuniscono per formare una specie di tappo alla ferita; il plasma produce una sostanza, detta fibrina, che aggiunge un’ulteriore rete di protezione. Così, la perdita di sangue si ferma e sulla ferita si forma un coagulo (una crosticina), che cadrà quando tutti i tessuti danneggiati saranno stati riparati con cellule nuove. I batteri e altre particelle dannose penetrate nella ferita vengono aggrediti dal sistema immunitario, cioè dai globuli bianchi e dagli anticorpi, che sono molecole speciali che circolano nel sangue e sono prodotte da vari organi come la milza, i linfonodi e le tonsille.
Distribuzione percentuale dei gruppi sanguigni in Italia.
La circolazione del sangue
Se pensi alla città o al paese in cui vivi, sai che attraverso le strade puoi raggiungere qualsiasi luogo. Qualcosa di simile succede anche al sangue nel corpo umano: nel corpo, infatti, è presente l’apparato circolatorio, formato da un’intricata rete di “tubi” di varia dimensione, i vasi sanguigni, attraverso cui circola il sangue. Si distinguono in arterie e vene, che si ramificano in vasi sempre più sottili, fino ad avere lo spessore di un capello (i capillari), capaci di arrivare alle singole cellule, rilasciando o assorbendo sostanze attraverso le loro stesse pareti.
Il cuore
Al centro dell’apparato cardiocircolatorio c’è il cuore. Da esso partono due grandi arterie, robuste ed elastiche, che portano il sangue alla periferia del corpo; invece, il sangue proveniente dalla periferia ritorna al cuore attraverso due grandi vene, più sottili delle arterie e dotate di particolari valvole (delle specie di “porte”) che aiutano il sangue a scorrere nella direzione corretta. Il cuore è un organo muscolare, grande più o meno come un pugno, a forma di cono rovesciato. È situato fra i due polmoni, davanti alla colonna vertebrale e subito dietro allo sterno.
Al suo interno è diviso in due parti cave, cuore destro e cuore sinistro, separate fra loro da una sottile membrana. Sia nella parte sinistra sia in quella destra si distinguono due cavità: una più piccola, detta atrio, e una più grande, detta ventricolo; tra di esse c’è una valvola che permette al sangue di passare, ma non di tornare indietro.
Nel complesso dell’apparato cardiocircolatorio, il cuore funziona come una pompa: spinge il sangue nelle arterie sino ai più sottili capillari, dove non riuscirebbe ad arrivare senza essere spinto da una pressione sufficiente.
Ogni contrazione del miocardio, cioè del muscolo cardiaco, spinge il flusso sanguigno con forza nelle arterie. La pressione del sangue nelle arterie è al massimo. Non appena i ventricoli del cuore si sono svuotati, avendo espulso il sangue che vi era contenuto, il cuore si distende e inizia la fase di riempimento dei ventricoli, durante la quale la pressione del flusso di sangue è al minimo. Le contrazioni ritmiche e continue del cuore (i battiti che sentiamo) sono del tutto indipendenti dalla nostra volontà.
LA SALUTE DEL CUORE PIÙ
I cardiologi e le cardiologhe usano diversi strumenti per tenere sotto controllo la salute del nostro cuore: lo stetoscopio serve per sentire e misurare il battito cardiaco; l’elettrocardiogramma è un grafico che registra con precisione le contrazioni e le distensioni del cuore; lo sfigmomanometro misura la pressione arteriosa, cioè la forza con cui il sangue preme sulle arterie.
ventricolo destro atrio destro
ventricolo sinistro
È rappresentato in rosso il sangue ricco di ossigeno e povero di anidride carbonica, e in blu quello povero di ossigeno e ricco di anidride carbonica.
VIDEO LAB Un dolce battito
atrio sinistro arteria
vena
Laboratorio STEM
COME FUNZIONA LA PRESSIONE SANGUIGNA
OCCORRENTE
un barattolo di vetro • acqua • un palloncino • forbici • un elastico • nastro adesivo • stuzzicadenti • una cannuccia stretta e pieghevole
PROCEDIMENTO
1 Riempi d’acqua un barattolo di vetro.
2 Taglia la parte stretta di un palloncino, tendi la parte ampia sull’imboccatura del barattolo e fissala con un elastico o del nastro adesivo.
3 Con lo stuzzicadenti fai un piccolo foro sulla superficie del palloncino e inserisci con cautela al suo interno una cannuccia. Fai attenzione che il foro non si allarghi troppo per evitare perdite d’aria.
4 Ora utilizza come valvola la parte stretta del palloncino che avevi tagliato precedentemente, fissandola all’estremità della cannuccia con del nastro adesivo. Poi ripiega la cannuccia.
5 A questo punto premi la superficie del palloncino che chiude il barattolo e rilasciala, più volte consecutivamente. Che cosa accade?
CONCLUSIONI
Il barattolo rappresenta un ventricolo, mentre la cannuccia un’arteria. Quando premi sul palloncino, spingi l’acqua nella cannuccia: in questo modo simuli il funzionamento del ventricolo che, contraendosi, spinge il sangue nell’arteria. Come noterai, rilasciando il palloncino l’acqua non tornerà indietro nel barattolo: allo stesso modo il sistema valvolare consente il passaggio del sangue in una sola direzione, e non gli permette di tornare indietro quando il ventricolo si distende.
Educazione Civica
Il volume totale di sangue è di circa 5-6 ℓ in una persona adulta e di 4 ℓ in un bambino o una bambina. Nel caso di grandi perdite di sangue, dovute per esempio a una malattia o un incidente, è necessario ricorrere a una trasfusione: una certa quantità di sangue viene prelevata a un’altra persona, il donatore, e viene immessa nel corpo della persona che l’ha perso. Bisogna però fare attenzione perché una persona non può ricevere del sangue con una molecola diversa da quella contenuta nel proprio sangue senza correre il rischio del rigetto: il corpo vede come nocivo il nuovo sangue e reagisce rifiutandolo. Tutte le persone in salute, con un’età compresa fra i 18 e i 65 anni, possono donare il sangue; è un gesto importante perché può salvare molte vite. In Italia è possibile farlo presso varie associazioni o i punti di raccolta negli ospedali. Esiste un gruppo sanguigno chiamato “donatore universale”. Secondo te, che cosa significa?
donatore ricevente
Le compatibilità dei gruppi sanguigni.
Le due circolazioni
Il cuore non è solo una pompa, ma una doppia pompa, perché alimenta due circolazioni.
1 Il grande circolo è il sistema vascolare che parte dal ventricolo sinistro del cuore, si immette nell’arteria aorta per poi distribuirsi ovunque nel corpo attraverso le ramificazioni delle arterie e, infine, ritornare nell’atrio destro del cuore attraverso la vena cava.
Nella prima fase del percorso il sangue (arterioso) è di un colore rosso vivo perché è ricco di ossigeno, che a mano a mano cede alle cellule del corpo attraverso la sottile parete dei capillari.
Nella fase di ritorno, il sangue (venoso) è più scuro, perché ha assorbito dalle cellule il loro gas di scarto, l’anidride carbonica.
2 Il piccolo circolo procede solo dal cuore ai polmoni e viceversa. Questo percorso del sangue ha una specifica funzione: scaricare l’anidride carbonica e assorbire nuovo ossigeno dai polmoni. Il sangue, quindi, dall’atrio destro del cuore, dove è arrivato carico di anidride carbonica prelevata da tutti i settori del corpo, passa nel ventricolo destro e si immette nell’arteria polmonare, diretto ai polmoni. Qui scarica l’anidride carbonica, che verrà espulsa dal corpo attraverso l’espirazione, e si carica dell’ossigeno presente nell’aria, introdotto con l’inspirazione. Poi torna al cuore attraverso la vena polmonare: entra nell’atrio sinistro e passa al ventricolo sinistro, pronto per ricominciare da capo il grande circolo.
sangue venoso
vena cava superiore
sangue arterioso aorta
atrio destro
vena cava inferiore
ventricolo sinistro
arteria polmonare atrio sinistro
ventricolo destro polmone polmone
vena polmonare
Sottolinea l’alternativa corretta per completare le frasi.
• Il sangue arterioso è ricco / povero di ossigeno.
• Il sangue venoso è ricco / povero di ossigeno.
• Nel “cuore destro” passa solo il sangue arterioso / venoso.
• Nel “cuore sinistro” passa solo il sangue arterioso / venoso
IMPARO CON METODO
Prima di leggere
Una pompa speciale
Il cuore è un muscolo speciale e complesso che svolge un ruolo essenziale per far circolare sangue, calore, nutrimento e gas di scambio all’interno del nostro organismo.
OCCORRENTE
• 2 bicchieri di carta blu e 2 rossi
• 40 cm di filo blu e 40 cm di filo rosso
• cartoncino
PROCEDIMENTO
• pennarello
• nastro adesivo
• forbici
1 Fora i fondi dei 4 bicchieri, fai passare il filo blu nei bicchieri blu e il filo rosso nei bicchieri rossi.
2 Ora sovrapponi i due bicchieri dello stesso colore l’uno sull’altro e uniscili con del nastro adesivo per simulare i due lati del cuore. Poi scrivi D sui bicchieri blu e S su quelli rossi.
3 Unisci i due lati del “cuore” fissandoli con il nastro adesivo.
4 Sul cartoncino, disegna due cartellini da ritagliare, su uno scrivi POLMONI e sull’altro CELLULE DEL CORPO.
5 Taglia e fora su entrambi i lati i cartellini. Prendi il cartellino “POLMONI” e inserisci in un foro il capo del nastro blu che esce da sotto la coppia dei bicchieri blu e nell’altro il capo del nastro rosso che esce da sopra la coppia dei bicchieri rossi. Fai lo stesso con l’altro cartellino.
CONCLUSIONI
Hai realizzato un modellino del cuore e della doppia circolazione sanguigna. I bicchieri rappresentano non solo la parte destra e sinistra del cuore, ma anche i 2 atri e i 2 ventricoli da cui partono e arrivano i vasi sanguigni. Il filo blu indica quei vasi sanguigni che trasportano il sangue carico di anidride carbonica, quello rosso rappresenta i vasi che trasportano sangue ricco di ossigeno. La circolazione è detta doppia perché il sangue scorre in due sistemi separati e passa per due volte all’interno del cuore. Viene detta completa perché il sangue ricco di anidride carbonica non si mescola mai con il sangue ricco di ossigeno.
Nastro adesivo Bicchieri
Pennarello
Cartoncino
Filo rosso
Forbice
Filo blu CELLULE DEL CORPO
L’apparato respiratorio
L’apparato respiratorio ha il compito fondamentale di rifornire l’organismo di ossigeno, che serve alle cellule per trasformare le sostanze nutritive in energia, ed eliminare l’anidride carbonica, che è la sostanza di scarto di questa trasformazione. L’apparato è composto da una serie di “canali”, chiamati nel loro insieme vie aeree, dai polmoni, che sono la sede effettiva dello scambio tra ossigeno e anidride carbonica, e da altri organi.
Ti ricordi quali malattie dell’apparato respiratorio vuole curare il dottor Paul Moni alle pagg. 4-5?
faringe
PIÙ
Le corde vocali maschili hanno una lunghezza compresa tra 1,75 e 2,50 cm, mentre la lunghezza di quelle femminili è compresa tra 1,25 e 1,75 cm. Dalla differenza di lunghezza e spessore dipende la differenza del tono della voce. Anche i bambini e le bambine hanno corde vocali più corte di quelle delle persone adulte e, per questo, la loro voce è più acuta.
Il percorso dell’aria
L’aria entra nell’organismo dal naso (cavità nasali) o dalla bocca (cavità orale). Le cavità nasali sono ricoperte di ciglia e muco che hanno la funzione di filtrare dalle impurità più grossolane l’aria proveniente dall’esterno.
L’aria dal naso scende nella faringe e da qui arriva nella laringe attraverso l’epiglottide
Nella laringe si trovano le corde vocali, delle membrane che vibrano al passaggio dell’aria producendo dei suoni. Lingua, palato, labbra e denti, collaborando fra loro, articolano i suoni e producono la voce. Dalla laringe l’aria passa nella trachea, una cavità rinforzata da anelli di cartilagine che si divide in due rami, i bronchi destro e sinistro. Questi ultimi, entrando nei polmoni, si diramano in una serie di canali sempre più piccoli, chiamati bronchioli
epiglottide: una valvola posta sul retro della lingua che ha anche la funzione di favorire il passaggio del bolo alimentare e della saliva nell’esofago, chiudendo temporaneamente la laringe.
VOCI DIVERSE
naso
bocca
laringe
trachea
diaframma
L’APPARATO
VIDEO LAB
I
L’interno dei polmoni.
bronco
I bronchioli terminano in una specie di “grappolo” costituito da un gruppo di alveoli. Gli alveoli polmonari sono migliaia e sono paragonabili a dei piccoli sacchetti con una sottilissima parete ricca di capillari che permette lo scambio di ossigeno e anidride carbonica tra aria e sangue. I polmoni sono formati da un tessuto spugnoso in grado di contrarsi e dilatarsi per facilitare la respirazione.
trachea
bronchioli polmone destro polmone sinistro
Laboratorio STEM
L’INSPIRAZIONE E L’ESPIRAZIONE
alveoli polmonari
capillare che trasporta ossigeno
capillare che trasporta anidride carbonica
Cannuccia
una bottiglia di plastica trasparente da 2 ℓ con il tappo • due palloncini piccoli • due cannucce • elastici • forbici • nastro adesivo • un guanto usa e getta
PROCEDIMENTO OCCORRENTE
1 Fatti aiutare da una persona adulta per tagliare a metà la bottiglia di plastica e forare il tappo. Poi conserva la parte con il tappo.
2 Taglia con le forbici una cannuccia in due pezzi lunghi 3-4 cm. A una estremità di ognuno dei due pezzi fissa un palloncino piccolo con degli elastici o del nastro adesivo.
3 Prendi la cannuccia intera e fai un taglio di circa 1 cm a una delle estremità. Inserisci gli altri pezzi di cannuccia in quella appena tagliata, formando una Y. Fissa tutto con il nastro adesivo.
4 Inserisci tutto nella bottiglia e fai passare l’estremità libera della cannuccia nel tappo.
Nastro adesivo
Guanto
Elastici
5 Chiudi il fondo della bottiglia con un guanto usa e getta, fissalo con un elastico e lega le dita con un elastico. Poi tira e spingi il guanto e osserva che cosa succede.
Tirando il guanto simuli l’inspirazione e fai entrare aria nei palloncini, che rappresentano i polmoni, mentre spingendolo simuli l’espirazione.
Palloncini
Le fasi della respirazione
La respirazione è un’azione involontaria che compiamo tra le 12 e le 16 volte al minuto quando siamo a riposo, fino ad arrivare a 40 volte al minuto durante uno sforzo. Avviene in due fasi: l’inspirazione e l’espirazione.
Come hai notato nell’esperimento alla pagina precedente, durante l’inspirazione 1 l’aria viene introdotta nei polmoni: il diaframma, un muscolo che si trova alla base dei polmoni, si contrae e si appiattisce (tirando il guanto) e la gabbia toracica (la bottiglia) si allarga, permettendo ai polmoni di riempirsi d’aria (i palloncini si gonfiano).
Nell’espirazione 2 l’aria viene espulsa dai polmoni: il diaframma si solleva (spingendo il guanto), la gabbia toracica si contrae e i polmoni espellono l’aria (i palloncini si sgonfiano).
La capacità polmonare, cioè la quantità d’aria che può essere contenuta nei polmoni, varia da persona a persona e dipende dalla grandezza dei polmoni, ma non solo. In una fase di inspirazione ordinaria i polmoni possono contenere circa 3600 cm3 di aria, il corrispettivo della somma di una bottiglia da 2 ℓ e una da 1,5 ℓ; mentre in fase di inspirazione forzata possono raggiungere anche i 5000-6000 cm3
SPERIMENTIAMO
Occorrente
RESPIRARE IN MONTAGNA PIÙ
Quando ci spostiamo ad altitudini più elevate del solito, per esempio in alta montagna, la ventilazione aumenta già a riposo ma ancora di più durante l’attività fisica. Questo significa che la frequenza del respiro aumenta e, con ogni respiro, si introduce più aria, in modo da far arrivare più ossigeno ai muscoli.
Le fasi della respirazione. 1 2
una bottiglietta di plastica con tappo • varie cannucce corte • una cannuccia lunga • un pennarello • un righello
Procedimento
1. Chiedi a una persona adulta di fare due fori nel tappo di una bottiglietta di plastica, abbastanza grandi da poterci infilare due cannucce.
2. Riempi la bottiglietta con dell’acqua, non fino all’orlo, e segna il livello con un pennarello.
3. Inserisci la cannuccia lunga in uno dei due fori nel tappo, fino a toccare quasi il fondo della bottiglia.
Conclusioni
4. Con i tuoi amici e le tue amiche prendete a turno una cannuccia corta, inseritela nell’altro foro del tappo, in modo che non tocchi l’acqua, e soffiate! Fate attenzione perché ci si può bagnare.
5. Misurate di quanto è scesa l’acqua nella bottiglietta dopo ogni turno e annotatelo su un foglio. Che cosa osservate?
Dai dati raccolti noterete che la capacità polmonare degli sportivi e delle sportive è maggiore di quella dei sedentari e delle sedentarie.
Osservo, leggo, espongo
Osserva le immagini, leggi e usa le sintesi per ricostruire quello che sai sul corpo umano, ed esporre.
L’APPARATO CARDIOCIRCOLATORIO
L’apparato cardiocircolatorio è formato da sangue, vasi sanguigni e cuore.
La sua funzione è di portare a tutte le cellule del corpo il sangue, che fornisce ossigeno e sostanze nutritive e porta via i prodotti di rifiuto. Il cuore è diviso in cuore destro e cuore sinistro, divisi a loro volta in un atrio e un ventricolo. Il sangue circola in due percorsi:
• il grande circolo parte dal ventricolo sinistro e trasporta il sangue ricco di ossigeno e le sostanze nutritive in tutto il corpo;
• il piccolo circolo parte dal ventricolo destro e si svolge tra il cuore e i polmoni.
L’APPARATO RESPIRATORIO
La respirazione è il processo che permette di far entrare aria nel corpo e di far uscire anidride carbonica. Avviene in due fasi: con l’inspirazione, l’aria entra dal naso e dalla bocca e arriva ai polmoni; con l’espirazione l’aria segue il percorso contrario. Nei polmoni avviene lo scambio di ossigeno e anidride carbonica tra l’aria e il sangue.
FACCIAMO IL PUNTO • LA MAPPA
Ricostruisci le mappe con le parole date. Costruisco una mappa
Rifornisce il corpo di ed elimina anidride carbonica.
• naso e ;
• faringe;
• ;
atrio e destro (introduce ossigeno) e ventricolo sinistro
espirazione (espelle )
inspirazione anidride carbonica
• ;
• bronchi;
• bronchioli;
•
ventricolo atrio grande circolo ossigeno bocca laringe trachea alveoli
MAPPA DI VERIFICA
Prima di leggere
Rispondi sul quaderno.
• Ti vengono in mente alcune sostanze di scarto del corpo umano?
• Conosci già dei processi che le eliminano dal corpo?
• Te ne vengono in mente altri che non hai ancora studiato?
vena renale
arteria renale
ureteri
vescica uretra
L’apparato escretore
Come abbiamo visto, le trasformazioni che avvengono all’interno delle nostre cellule comportano il rilascio di sostanze di scarto, che possono essere solide, liquide o gassose.
Queste sostanze possono essere dannose per il nostro organismo, quindi vanno espulse. L’escrezione è il processo di eliminazione di questi rifiuti.
Finora abbiamo già incontrato alcuni processi di eliminazione: l’apparato respiratorio espelle l’anidride carbonica con l’espirazione, e l’apparato digerente elimina i residui della digestione tramite le feci.
L’apparato escretore (o urinario) elimina alcune sostanze di scarto attraverso l’urina. È formato da diversi organi: i reni, la vescica e le vie urinarie (gli ureteri e l’uretra).
Il sangue, poiché trasporta anche sostanze di rifiuto prodotte dal metabolismo cellulare, ha bisogno di essere filtrato. Gli organi responsabili di questo filtraggio sono i reni. Essi si trovano sotto la gabbia toracica ai lati della colonna vertebrale e sono collegati all’apparato circolatorio tramite l’arteria renale e la vena renale.
Il rene è un’intricata rete di più di un milione di tubicini, chiamati nefroni; il loro compito è quello di depurare il sangue, trattenendo le sostanze che possono essere ancora utilizzate ed eliminando le scorie.
Il prodotto del filtraggio è l’urina. L’urina scende dal rene attraverso due tubicini, gli ureteri, per raccogliersi in una sacca, la vescica. Quando la vescica è quasi piena, il nostro cervello ci avverte attraverso lo stimolo della pipì, con cui eliminiamo l’urina che esce dal nostro corpo attraverso un canale chiamato uretra
Scrivi i numeri nei per ordinare gli organi che agiscono nel sistema urinario.
2 reni
3 ureteri
5 uretra
4 vescica
1 arteria e vena renali
I nostri reni somigliano a due grossi fagioli di 10-15 cm e non sono esattamente simmetrici: il rene destro è un po’ più piccolo e tozzo e si trova poco più in basso rispetto al rene sinistro, a causa della presenza del fegato.
IMPARO CON METODO
IMPARO CON METODO
Ricostruisco
I RENI PIÙ
reni
Il sudore
Un altro sistema a cui ricorre il corpo per eliminare le sostanze di scarto è sudare. Il sudore è un liquido leggermente salato, costituito in gran parte di acqua e generato dalle ghiandole sudoripare della pelle.
La funzione principale del sudore è legata alla regolazione della temperatura corporea: quando fa caldo, si fa uno sforzo o si ha la febbre, il calore del corpo tende ad aumentare e il sudore, evaporando, assorbe calore e induce un raffreddamento della superficie corporea.
Se la pelle si raffredda, anche il sangue diretto verso la superficie corporea viene raffreddato, facendo diminuire, di conseguenza, la temperatura dell’intero corpo.
L’importanza dell’acqua
Quando si suda, è importante reintegrare le perdite d’acqua, soprattutto se si fanno lavori faticosi o la giornata è calda. Il corpo umano è costituito in gran parte di acqua: in un maschio adulto raggiunge il 60% del peso corporeo, in una donna adulta il 50-55%, nei bambini e nelle bambine la percentuale è più alta, fino ad arrivare al 75% nei neonati e nelle neonate.
L’acqua all’interno del nostro organismo è così abbondante perché deve svolgere diversi ruoli indispensabili:
• umidifica le pareti degli alveoli per facilitare gli scambi gassosi tra aria e sangue;
• facilita l’assorbimento dei nutrienti nell’intestino tenue;
• fluidifica il sangue facilitando la circolazione nei vasi;
• regola la temperatura corporea;
• facilita l’eliminazione delle sostanze di scarto. Per mantenerci in salute è necessario mantenere un equilibrio fra perdite e assunzioni d’acqua. Ogni giorno, secondo l’Autorità Europea per la Sicurezza, i bambini e le bambine di età compresa fra i 9 e i 13 anni dovrebbero assumere circa 2 ℓ di acqua.
L’anno scorso hai studiato come gli animali abbassano la temperatura del corpo. Ti ricordi qualche esempio? Ricostruisco
Gli animali marini si immergono in profondità; gli animali terrestri si nascondono sotto la sabbia; alcuni animali ansimano.
SUDORE E UMIDITÀ PIÙ
Quando il tasso di umidità dell’ambiente è elevato, la dispersione del calore è molto meno efficace. Per questo, quando c’è molta umidità tendiamo a soffrire di più il caldo. Un flusso d’aria continuo sul corpo favorisce la perdita di calore e ciò spiega perché i ventilatori ci fanno sentire più freschi.
IMPARO CON METODO
INTERVISTA A...
Leggi l’intervista a Rosalind Franklin (1920-1958).
– Buongiorno Rosalind! Chi sei?
– Ciao ragazzi e ragazze! Sono stata una chimica, biochimica e cristallografa britannica.
– Per che cosa sei conosciuta?
– Nel 1952, con l’aiuto del mio studente di dottorato, Raymond Gosling, riuscii a ottenere delle immagini nitide del DNA. Erano la prova della sua struttura a doppia elica! Proprio da una mia immagine, la “Fotografia 51”, Watson e Crick presero spunto per il loro modello del DNA.
LA SCOPERTA DEL DNA PIÙ
Sebbene molte scienziate e scienziati avessero già fatto degli studi sul DNA, fu solamente il 28 febbraio 1953 che James Watson e Francis Crick scoprirono la sua struttura
cromosoma gene doppia elica del DNA
La struttura del DNA.
Le biotecnologie
La parola “biotecnologie” indica una scienza che fa riferimento a diverse discipline (microbiologia, biochimica, biologia molecolare, biologia cellulare, immunologia ecc.) e può essere applicata in molti settori (alimentare, agricolo, ambientale, diagnostico, sanitario ecc.).
Per esempio, il mais che mangiamo oggi non assomiglia al mais di 8000 anni fa. Nel corso del tempo, l’essere umano ha selezionato e incrociato gli esemplari che avevano semi più grossi e pannocchie con più chicchi, fino a ottenere il mais come lo conosciamo oggi. Gli esseri umani hanno anche saputo usare alcuni microrganismi per migliorare la qualità di alcuni alimenti: per esempio, grazie al Saccharomyces cerevisiae, un fungo conosciuto come “lievito di birra”, possiamo mangiare un ottimo pane. Le biotecnologie moderne intervengono sulla modificazione genetica degli organismi viventi, lavorando sul loro DNA.
Il DNA
Il DNA, o Acido DesossiriboNucleico, è il materiale che conserva tutte le informazioni sul funzionamento e sull’aspetto di un essere vivente. Si trova nel nucleo di ogni cellula di ogni essere vivente ed è contenuto nei cromosomi Negli esseri umani si contano 46 cromosomi in ogni cellula.
Il DNA è costituito da sostanze chimiche legate fra loro come una catena. Ogni pezzo di DNA ha due lunghi filamenti, o catene, uniti a formare una specie di scala attorcigliata a spirale, chiamata doppia elica
Ogni informazione è contenuta in una sezione del DNA. Queste sezioni sono chiamate geni
Batteri e virus
Un organismo geneticamente modificato (OGM) è un organismo che ha ricevuto artificialmente uno o più geni provenienti da un altro organismo. È possibile modificare persino organismi molto piccoli come batteri e virus. Ma come sono fatti i batteri? Sono organismi unicellulari senza un nucleo ben definito e sono stati le prime forme di vita a comparire sulla Terra. Il loro DNA è generalmente disperso nel citoplasma in una zona chiamata nucleoide, facilmente accessibile. Le loro dimensioni sono tra i 2 e i 5 millesimi di millimetro.
I virus sono estremamente piccoli (fino a 100 volte più piccoli dei batteri) e proprio per questo motivo possiedono solo una parte di tutti gli elementi presenti all’interno delle cellule. Sono dei parassiti che possono riprodursi solo all’interno di cellule viventi o nei batteri e possono modificare il DNA della cellula che li ospita, proprio come farebbe l’ingegneria genetica.
I Coronavirus, per esempio, sono una famiglia di virus noti per causare malattie che vanno dal comune raffreddore ad altre più gravi, che gli scienziati e le scienziate chiamano MERS e SARS. Hanno una forma tondeggiante e sono circa 600 volte più piccoli del diametro di un capello umano; sono virus che possono infettare l’essere umano e alcuni animali come uccelli e mammiferi.
Nel dicembre 2019 a Wuhan, in Cina, è stato isolato un nuovo virus appartenente a questa famiglia, il SARS-CoV-2, che provoca la malattia nominata ufficialmente Covid-19 dall’Organizzazione Mondiale della Sanità.
Negli ultimi anni sono state sviluppate numerose ricerche nel campo delle biotecnologie: parti dei geni del virus sono state attentamente studiate e la svolta futura sarà quella di produrre dei farmaci adatti a prevenire le malattie causate da questo virus.
IMPARO CON METODO
Ricostruisco ed espongo
Ti ricordi a quale classe di viventi appartengono i batteri?
Appartengono al regno delle monere.
I batteri come la Legionella, che sono a forma di bastoncino, sono detti bacilli. Esistono anche batteri con forma sferica (cocchi) e a spirale (spirilli).
SARS-CoV-2
CON METODO
Prima di leggere
Di riproduzione abbiamo già parlato l’anno scorso, anche relativamente al gruppo di animali di cui fa parte l’essere umano: ti ricordi come avviene la riproduzione negli animali?
• Vivipari:
• Ovipari:
• Ovovivipari:
i cuccioli si i cuccioli si i cuccioli sviluppano nella pancia sviluppano nelle uova si sviluppano dentro della mamma. deposte dalla mamma. le uova nel corpo della mamma.
L’apparato riproduttore
Come tutti gli esseri viventi, anche gli esseri umani hanno la necessità di garantire la continuazione della specie attraverso la riproduzione
L’uomo e la donna possiedono apparati riproduttori differenti, proprio perché producono cellule sessuali differenti: lo spermatozoo, che è la cellula sessuale maschile, e l’ovulo, la cellula sessuale femminile.
L’apparato riproduttore maschile è in gran parte esterno. Ne fanno parte i testicoli, che producono gli spermatozoi e sono contenuti in una sacca, chiamata scroto. Sono collegati tramite due tubicini alla prostata, una piccola ghiandola posta vicino alla vescica che serve a produrre il liquido indispensabile agli spermatozoi per sopravvivere, il liquido seminale Dalla prostata gli spermatozoi passano nell’uretra, che si trova all’interno del pene, da cui poi fuoriescono. L’uretra per i maschi è in comune con l’apparato urinario.
VIDEO
• Nascere, crescere, riprodursi
• La parità di genere
IMPARO
L’apparato riproduttore femminile è tutto interno al corpo. Gli ovuli vengono prodotti da delle ghiandole chiamate ovaie L’ovulazione, cioè la produzione degli ovuli, avviene ciclicamente in media ogni 28-30 giorni.
Le ovaie sono collegate all’utero da due tubicini, le tube. L’utero è posto nella cavità addominale sopra la vescica, ha la funzione di custodire l’ovulo una volta fecondato e di permettere il suo sviluppo fino al momento della nascita. L’utero è collegato all’esterno da un canale muscolare lungo 8-10 cm, la vagina, che costituisce l’apertura dell’apparato riproduttore femminile e riceve gli spermatozoi.
La parte esterna degli organi genitali femminili si chiama vulva
Nei primi anni di vita il nostro corpo non è ancora “maturo” a livello sessuale. Anche se gli organi della riproduzione sono completamente formati, non sono ancora attivi, vale a dire che non producono le cellule sessuali.
A partire dai 10-12 anni circa il nostro corpo si modifica e si sviluppa. Comincia il periodo definito pubertà: l’altezza cresce a volte in modo brusco, cambia la voce, le differenze fisiche tra maschi e femmine si fanno più evidenti; inizia, cioè, un processo graduale che trasformerà le bambine e i bambini in giovani adulte e adulti.
Il corpo umano
Gli ovuli sono le cellule più grandi del corpo umano, tanto da essere le uniche a risultare visibili a occhio nudo. Il loro diametro si aggira tra gli 0,12-0,15 mm.
Gli spermatozoi, invece, sono tra le cellule più piccole perché hanno un diametro di circa 0,005-0,006 mm; essi, però, sono dotati anche di una coda, detta flagello, che arriva fino a 0,05 mm di lunghezza.
Colora di rosso gli organi del sistema riproduttivo maschile e di blu quelli del sistema riproduttivo femminile. Attenzione, uno non fa parte di nessuno dei due apparati.
IMPARO CON METODO
Analizzo
GRANDI E PICCOLI PIÙ
Topo:
Cane:
Ippopotamo:
Umano:
Megattera:
Elefante:
1 mese
2 mesi
8 mesi
9 mesi
11 mesi
22 mesi
Le fasi della gravidanza
La gravidanza è il periodo vissuto dalla donna, e in generale dalle femmine dei mammiferi, che va dall’inizio della fecondazione al parto. La fecondazione 1 è l’unione di uno spermatozoo con un ovulo. Da questa unione nasce una nuova cellula, lo zigote 2 . Lo zigote si fissa nell’utero e comincia a dividersi dando origine a cellule uguali a se stesso. Poi le cellule si differenziano e formano i diversi tessuti che comporranno il nuovo organismo: a questo punto lo zigote è un embrione 3 . Dopo 8 settimane dalla fecondazione si distinguono testa, tronco, mani e piedi: l’embrione è ora un feto 4
placenta: un organo ricco di vasi sanguigni che cresce insieme al feto e viene espulso dopo il parto.
LE FONTANELLE PIÙ
Alla nascita la calotta cranica è suddivisa in 6 placche collegate da zone “molli”, chiamate fontanelle, per garantire al cervello un corretto sviluppo prima della definitiva ossificazione intorno ai 12-18 mesi.
L’embrione, e poi il feto, viene protetto dagli urti e dagli sbalzi di temperatura dal liquido amniotico in cui è immerso e riceve nutrimento e ossigeno dalla placenta, a cui è collegato tramite il cordone ombelicale 5
Al terzo mese (12 settimane) gli organi iniziano a differenziarsi. Al sesto mese tutti gli organi sono completamente formati, il feto si muove, scalcia e risponde agli stimoli esterni. Dopo circa nove mesi avviene il parto, il cordone viene reciso e il neonato o la neonata inizia a respirare in autonomia 6 Il neonato verrà nutrito con il latte prodotto dalle ghiandole mammarie 7 presenti nei seni della madre.
La durata della gravidanza in alcuni mammiferi.
Educazione Civica C
Salute e benessere
Al giorno d’oggi, per qualsiasi nostro problema di salute, possiamo rivolgerci al pediatra o alla pediatra, che può prescriverci dei farmaci (facilmente reperibili in farmacia) o delle terapie per aiutarci a guarire.
Non tutti, però, hanno la stessa possibilità: ogni anno, milioni di bambine e bambini, soprattutto se nascono in situazioni di povertà, si ammalano e muoiono a causa di malattie che per noi sono facilmente curabili, perché a loro mancano medici, medicinali e strutture sanitarie sicure.
L’Obiettivo 3 dell’Agenda 2030 ha lo scopo di assicurare la salute e il benessere per tutti e tutte a ogni età.
Anche tu, nel tuo piccolo, puoi contribuire alla realizzazione di questo obiettivo, prendendoti cura di te.
• Cerca di mangiare sano.
• Bevi molta acqua.
• Cerca di essere attivo: per esempio, passeggia durante la giornata magari per andare a scuola o con i tuoi amici.
• Chiedi ai tuoi genitori di sostenere le iniziative di raccolta farmaci per i Paesi più poveri.
Educazione Civica Costituzione
Vivere senza ostacoli
Nel mondo vivono oltre un miliardo di persone con disabilità. Ogni giorno queste persone si trovano di fronte a un ostacolo, che può essere fisico, come un gradino troppo alto, ma anche sociale, come essere trattate in modo ingiusto.
Una persona non è la sua disabilità, la disabilità è solo una delle tante caratteristiche che rendono una persona unica: può essere uno studente, una ballerina, uno sciatore, un’insegnante, uno stilista, una tifosa di calcio, una matematica, un astrofisico... Nella vita quotidiana chi ha una disabilità deve affrontare qualche sfida in più, ma non significa che non possa fare nulla. Come spesso accade è l’ambiente in cui si vive che può fare la differenza. Nei Paesi più poveri è più complesso avere accesso a strumenti e aiuti, perché costano molto o, ancora peggio, non ci sono. La disabilità non è solo una questione personale, ma anche un segno delle differenze tra Paesi e tra le persone di uno stesso luogo.
I diritti di tutti e tutte
LIFE SKILLS
Anche tu puoi fare qualcosa per far rispettare i diritti delle persone con disabilità, per esempio:
• intervenire se assisti a episodi di bullismo nei confronti di compagne o compagni con disabilità
• non lasciare la bici, il monopattino o lo zaino in mezzo al marciapiede Continua tu l’elenco e metti in pratica questi suggerimenti: diventerai una cittadina o un cittadino migliore.
Nel 2006 l’ONU (Organizzazione delle Nazioni Unite) ha scritto la Convenzione sui diritti delle persone con disabilità. Questo documento serve per ricordare che tutti e tutte hanno diritto a vivere una vita piena e partecipare alla società. Significa poter andare a scuola, avere una casa, fare sport, andare al cinema, mangiare una pizza o un gelato, fare un viaggio, innamorarsi...
Le prime Paralimpiadi
Nel 1960 a Roma si sono tenuti i primi Giochi paralimpici grazie all’iniziativa del dottor Ludwig Guttmann e del dottor Antonio Maglio. Quelle del 1960 erano le prime gare sportive per atleti con disabilità. A Roma parteciparono 400 atleti da 23 Paesi che gareggiarono in sport come nuoto e tiro con l’arco.
Oggi le Paralimpiadi sono un evento mondiale, che si svolge subito dopo le Olimpiadi, le ultime si sono tenute a Parigi nel 2024. Atleti ed atlete da tutto il mondo dimostrano che con impegno e passione si possono superare molte barriere, ispirando milioni di persone.
Gli alberi rendono le città più vivibili
BACHECA
Sport e passioni
Emozioni
Sport per tutti e tutte
Oggi, rispetto alla prima edizione del 1960, molti più sport sono diventati accessibili a tutte e tutti.
Qui ti presentiamo solo alcune delle discipline presenti alle Paralimpiadi.
CALCIO A 5 PER CIECHI
Le due squadre sono composte da un portiere vedente e 4 giocatori con gli occhi coperti da una mascherina per non avvantaggiare chi vede le ombre. Viene usato un pallone sonoro.
ATLETICA LEGGERA
L’atletica leggera paralimpica prevede diversi tipi di gara; una di queste è la corsa in carrozzina sportiva o handbike su diverse distanze: 100 m, 200 m, staffetta, maratona (42 km).
SCI
Si pratica con sci classici o con una slitta montata su un monosci. Ci sono gare di sci anche per atleti e atlete non vedenti, preceduti da una guida che dà loro indicazioni.
SCHERMA IN CARROZZINA
Si divide per arma utilizzata (fioretto, sciabola o spada) e per il tipo di mobilità del tronco o delle braccia.
TENNIS IN CARROZZINA
Nel tennis in carrozzina la palla può rimbalzare due volte prima di essere colpita. Le partite, sia singolari sia di doppio, sono organizzate tra atleti che hanno una disabilità simile, fisica o cerebrale.
NUOTO
Nelle gare di nuoto atleti e atlete sono divisi in base allo stile (libero, rana, dorso, farfalla) e al tipo di disabilità: in particolare se usano solo le braccia, solo le gambe o se sono ipovedenti.
LEGGO E GUARDO PIÙ
Vuoi approfondire l’argomento disabilità? Ecco per te alcuni libri e due film da guardare.
• Bebe Vio, Mi hanno regalato un sogno, Rizzoli
• Giacomo Mazzariol, Mio fratello rincorre i dinosauri. Storia mia e di Giovanni che ha un cromosoma in più, Einaudi
• R.J. Palacio, Wonder, Giunti
• Mark Haddon, Lo strano caso del cane ucciso a mezzanotte, Einaudi
• Stefano Cipani, Mio fratello rincorre i dinosauri, 2019
• Stephen Chbosky, Wonder, 2017
LIFE SKILLS
L’Italia ha molti atleti e atlete paralimpiche famosi in tutto il mondo per i loro successi e per la loro personalità. Insieme a un compagno o una compagna scegliete un o una atleta e fate una breve presentazione al computer.
FACCIAMO IL PUNTO • LA SINTESI
Osservo, leggo, espongo
Osserva le immagini, leggi e usa le sintesi per ricostruire quello che sai sul corpo umano, ed esporre.
L’APPARATO ESCRETORE
L’apparato escretore permette l’eliminazione dell’urina. È composto dai reni, che depurano il sangue e producono l’urina; dalla vescica, che raccoglie l’urina; dalle vie urinarie, che trasportano l’urina alla vescica e poi fuori dal corpo.
L’APPARATO RIPRODUTTORE
L’apparato riproduttore permette di generare nuovi individui. Nel maschio i testicoli producono gli spermatozoi, nella femmina le ovaie producono gli ovuli. Quando un ovulo viene fecondato da uno spermatozoo si attacca alla parete dell’utero e diventa un embrione. L’embrione si sviluppa in feto e, alla fine della gravidanza, nasce un bambino o una bambina.
Cerca i box all’interno del libro e contribuisci in prima persona con i tuoi insegnanti e la tua classe all’aumento delle conoscenze scientifiche!
L’energia è la capacità di un corpo di compiere un lavoro. Questo vale sia per gli esseri viventi, sia per molti tipi di strumentazioni, che hanno tutti bisogno di energia per funzionare.
L’energia non è infinita, ma non può essere creata né distrutta, può solo essere trasformata in un altro tipo di energia.
L’ENERGIA SI TRASFORMA
Quando vai in bici, il tuo corpo trasforma in movimento l’energia che ha assimilato dal cibo. Se freni e poi tocchi i freni o la ruota, sentirai che sono caldi, perché l’energia che hai prodotto pedalando si è trasformata in calore, un’altra forma di energia.
AUDIO, VIDEO, OGGETTI DIGITALI DELL’UNITÀ
L’energia e la forza
LE FORME DELL’ENERGIA
Esistono forme di energia differenti.
1 L’energia cinetica è l’energia dei corpi in movimento.
2 L’energia chimica è l’energia immagazzinata nei composti chimici, tra cui anche quelli che formano gli alimenti.
3 L’energia termica è l’energia che viene scambiata sotto forma di calore.
4 L’energia potenziale è l’energia immagazzinata in un corpo, che si libera se agisce una forza su di esso.
5 L’energia elettrica è l’energia associata alla presenza di cariche elettriche.
6 L’energia magnetica è l’energia associata ai campi magnetici, come quello generato dalle calamite.
7 L’energia luminosa è l’energia associata alla luce prodotta da fonti diverse, tra cui il Sole.
8 L’energia sonora è l’energia prodotta dalle vibrazioni degli oggetti.
9 L’energia nucleare è l’energia immagazzinata nei nuclei degli atomi e rilasciata da essi. È l’energia che si sprigiona dalle stelle.
Analizzo
Per ogni immagine, scrivi il numero dell’energia corrispondente.
IMPARO CON METODO
L’energia
Silvana e il suo pappagallo
Maizitto questa sera sono a teatro... Che cosa succederà?
Blackout a teatro
Il famoso cantante Ugoladori gorgheggia sul palco, mentre il pubblico del teatro applaude entusiasta. In prima fila c’è anche la scienziata Silvana. È stata invitata da sua cugina Maurizia, che è la direttrice del teatro.
All’improvviso tutto si fa buio. C’è un blackout! La gente inizia a correre di qua e di là sbattendo contro le poltrone perché non si vede niente.
Silvana accende la torcia del cellulare e riesce a salire sul palco.
LETTURA ESPRESSIVA
– State calmi – dice la scienziata con tutta la voce che ha, perché i microfoni non funzionano – è un semplice problema tecnico. Vedrete, tra poco tutto tornerà a posto. Neanche il tempo di dirlo, e la luce torna.
Bling bling fa il cellulare di Silvana. È un messaggio di Maurizia, che dice: Raggiungimi dietro al palco. Qualcuno ha spento tutto di proposito!
La scienziata corre dalla cugina e la trova vicino all’interruttore generale della corrente. Assieme a Maurizia c’è anche Maizitto, il pappagallo di Silvana. È agitato e svolazza dappertutto gracchiando forte: – ENERGIA ELETTRICA! ENERGIA ELETTRICA!
Silvana capisce che il pappagallo vuole suggerire un indizio.
– Quando c’è stato il blackout – spiega Maurizia – sono venuta subito a controllare l’interruttore. E ho visto che era stato spento.
– Dimmi chi c’era qui dietro al palco durante il concerto – dice Silvana – e ti dirò chi è stato.
Maurizia indica tre persone accanto a lei:
x
Mario, il custode del teatro, che ha in mano un cavo con una spina;
Frank, l’assistente di Ugoladori, che ha con sé una cassa portatile senza fili per la musica;
Cinzia, la bigliettaia, che sta spostando un pacco di candele
Partendo dalle parole di Maizitto, secondo te, chi ha spento l’interruttore generale? Indica la risposta con una X Capovolgi il libro e scopri la soluzione.
STORYTELLING
di Valeria Razzini
perché questa si trasporta attraverso i cavi, che si collegano al muro con le spine.
però che Maizitto lo stava osservando. Il pappagallo ha strillato “ENERGIA ELETTRICA!”
concerto un po’ in anticipo e ha deciso di staccare l’interruttore generale. Non si è accorto
Vai a pag. 62 e inizia a scoprire tutti i segreti dell’energia. Il colpevole è Mario. Non sopporta le canzoni di Ugoladori. Ha quindi cercato di far finire il
sono i costituenti essenziali di tutte le sostanze conosciute. In natura esistono atomi diversi che, messi insieme come dei mattoncini, possono dar vita a sostanze. Esistono , composte da un solo tipo di atomo, e , formati da diversi tipi di atomi. infinite sostanze semplici
L’ATOMO PIÙ
L’atomo di idrogeno è tra gli atomi più semplici: è composto da un solo protone e un solo elettrone.
Come è fatto un atomo
L’energia elettrica è una delle forme di energia più usate dagli esseri umani. Hai mai pensato a come fa ad arrivare nelle nostre case e che cosa cambierebbe nella nostra quotidianità se questa energia non ci fosse? Per comprendere che cos’è l’energia elettrica dobbiamo pensare a come sono fatti gli atomi che costituiscono la materia.
Molti scienziati e scienziate in passato si sono chiesti come sono fatti gli atomi al loro interno. Per quanto la struttura dell’atomo sia ancora materia di studio, sappiamo che è formato da un nucleo centrale e da particelle piccolissime che girano intorno a esso.
All’interno del nucleo troviamo due tipi di particelle: i protoni, che hanno una carica positiva (+), e i neutroni, che hanno una carica neutra. Le particelle che ruotano intorno al nucleo sono gli elettroni, che hanno carica negativa (–).
Le particelle che compongono l’atomo.
INTERVISTA A...
Leggi l’intervista a Joseph John Thomson (1856-1940).
− Buongiorno Joseph! Ci racconti chi sei?
– Ciao ragazze e ragazzi, sono stato un fisico britannico e ho insegnato al Trinity College, a Cambridge.
– Per che cosa sei conosciuto?
– Nel 1897 ho scoperto l’elettrone, e nel 1902 ho proposto un modello di atomo nel quale gli elettroni sono immersi in una nube di carica positiva. In seguito la mia teoria è stata smentita, ma sono stato un buon insegnante: ben sette dei miei studenti, tra cui mio figlio, hanno ricevuto un Premio Nobel in fisica!
protone elettrone
neutrone
VIDEO
Città della Scienza di Napoli
L’energia elettrica
Normalmente in un atomo il numero dei protoni è uguale a quello degli elettroni, quindi l’atomo è neutro perché non ha una carica prevalente. Spesso, però, vi sono atomi che tendono ad acquisire elettroni, caricandosi negativamente, o a perderli, caricandosi positivamente. Questi atomi vengono chiamati ioni negativi o positivi
Per ristabilire la situazione neutra, gli elettroni si spostano dai corpi con carica negativa a quelli con carica positiva. Questo spostamento crea una corrente elettrica
Hai notato come il nome degli elettroni ricordi la parola “elettricità”? Non si tratta di una coincidenza: proprio queste piccole particelle sono responsabili dei vari fenomeni elettrici!
SPERIMENTIAMO
LA LATTINA ANIMATA
Occorrente
un palloncino • un panno di lana • una lattina
Procedimento
1. Gonfia il palloncino e strofinalo sul panno di lana.
2. Avvicina il palloncino alla lattina.
Osserva che cosa succede.
Strofinando il palloncino sul panno, un po’ di elettroni della lana rimangono attaccati alla plastica del palloncino, che si carica quindi negativamente. Nella lattina, fatta di metallo, gli elettroni sono liberi di muoversi.
Di conseguenza, quando avviciniamo il palloncino carico, gli elettroni della lattina si allontanano dalla parte opposta, lasciando vicini i protoni, che vengono attirati dal palloncino!
La stessa cosa succede se avvicini il palloncino ai tuoi capelli.
Quando le cariche si accumulano localmente su un corpo si parla di elettricità statica
Guarda il film Il ragazzo che catturò il vento come spunto per parlare dell’importanza dell’elettricità.
“Elettricità” deriva dalla parola greca elektron, che significa “ambra”, una resina dura. Già nell’antichità venne osservato un curioso fenomeno: strofinando un pezzo di ambra con della lana, l’ambra riusciva ad attirare piccoli oggetti.
Analizzo
Che cosa significa statica?
Significa che resta ferma in un punto.
IMPARO CON METODO
ELETTRICITÀ E AMBRA PIÙ
statica
STEM
GRANDI INVENZIONI
Due anni importanti nella storia dell’energia elettrica sono stati il 1799, quando Alessandro Volta inventò la pila, e il 1880, quando Thomas Edison brevettò la lampadina
La pila
Sappiamo che l’energia elettrica può muoversi perché può essere condotta attraverso dei cavi. All’interno dei cavi elettrici passano gli elettroni, che trasportano molta energia. Noi possiamo usare questa energia per accendere la luce o far funzionare tutti gli apparecchi elettrici.
L’essere umano è stato in grado di inventare un modo per conservare questa energia in un dispositivo che usi spesso: la pila!
La pila permette di liberare elettroni grazie a specifiche reazioni chimiche. È composta da due poli, uno positivo e uno negativo Quando i poli vengono collegati, gli elettroni iniziano a spostarsi verso il polo positivo generando, così, una corrente elettrica che mette in funzione l’apparecchio a cui è connessa la pila.
SPERIMENTIAMO
GENERIAMO UNA CORRENTE ELETTRICA
Occorrente
due fili di rame • un LED • una batteria a bottone
Procedimento
1. Con l’aiuto di una persona adulta, collega un filo di rame a ognuna delle due “gambette” del LED: quella più lunga è il polo positivo e quella più corta è il polo negativo.
2. Fissa al polo positivo della batteria a bottone il filo di rame collegato al polo positivo del LED, poi fissa al polo negativo della batteria a bottone il filo di rame collegato al polo negativo del LED. Che cosa succede?
Conclusioni
Abbiamo appena creato un circuito elettrico! Affinché ci sia corrente elettrica, e quindi gli elettroni possano spostarsi, il circuito deve essere composto da materiale conduttore, cioè in grado di trasportare corrente. Il rame è un buon conduttore di corrente.
Batteria a bottone
LED
SPERIMENTIAMO
LA CONDUCIBILITÀ DELL’ACQUA
Occorrente
tre fili di rame • un LED • una batteria da 9 volt • una piastrina di rame e una di alluminio
• un bicchiere di acqua demineralizzata • sale
Procedimento A
1. Facendoti aiutare da una persona adulta, collega un filo di rame a ognuna delle due “gambette” del LED.
2. Fissa al polo negativo della batteria il filo di rame collegato al polo negativo del LED.
3. Fissa una piastrina di rame al filo di rame collegato al polo positivo del LED.
4. Con l’ultimo filo di rame collega al polo positivo della batteria una piastrina di alluminio.
5. Immergi le due piastrine in un bicchiere di acqua demineralizzata facendo attenzione a non farle toccare fra loro. Che cosa succede?
Conclusioni
Il LED non si è acceso. Il circuito non si è chiuso perché, a differenza del rame, l’acqua demineralizzata è un cattivo conduttore di corrente, un isolante. Attraverso materiali come questo gli elettroni non riescono a spostarsi.
Procedimento B
Proviamo a modificare il nostro esperimento.
1. Facendoti ancora aiutare da una persona adulta, rimuovi momentaneamente le due piastrine dal bicchiere.
2. Aggiungi un paio di cucchiai di sale e mescola finché non si sarà sciolto.
3. Inserisci nuovamente le piastrine nel bicchiere. Che cosa succede?
Conclusioni
Il LED si è acceso. Il sale da cucina, chiamato dagli scienziati e dalle scienziate cloruro di sodio, è formato da due ioni, ovvero atomi con una carica elettrica. Questi due ioni possono muoversi abbastanza liberamente nell’acqua portando gli elettroni da una parte all’altra e chiudendo, quindi, il circuito. Se ti ricordi, l’anno scorso hai già incontrato i termini ”conduttore” e ”isolante”, riferiti al calore. I buoni conduttori di elettricità sono anche buoni conduttori di calore e viceversa. Secondo te, perché?
Acqua demineralizzata
Rame Alluminio
Acqua con sale
Rame Alluminio
Educazione Civica
Tipi di energia
BACHECA
Le fonti energetiche
DOC
Le fonti di energia
Sviluppo economico e Sostenibilità
Energia pulita e Agenda 2030
Spesso non ci pensiamo, ma l’energia elettrica è alla base di moltissime nostre azioni quotidiane a casa, a scuola, al lavoro. Nel mondo, però, non è così dappertutto: una persona su cinque non ha accesso a moderni mezzi elettrici, e 3 miliardi di persone dipendono ancora da legno, carbone o concime animale per scaldarsi. Molte fonti energetiche non sono sostenibili e contribuiscono all’inquinamento e al cambiamento climatico
L’obiettivo 7 dell’Agenda 2030 prevede di Garantire l’accesso all’energia a prezzo accessibile, affidabile, sostenibile e moderna per tutti e tutte
Lo sviluppo sostenibile si fonda sul rispetto dell’ambiente e questo significa che la quota di energie rinnovabili dovrà essere aumentata entro il 2030.
È fondamentale che noi tutti siamo più consapevoli del consumo e spreco di energia elettrica. Per esempio, ricordiamoci di spegnere gli elettrodomestici quando non li stiamo usando.
LIFE SKILLS
Che cosa puoi fare tu per ridurre il consumo energetico?
Ecco qui un paio di idee:
• spegnere le luci quando non servono,
• spegnere completamente il computer quando non lo usi.
Ora pensa e continua tu! Poi insieme alla classe realizzate un cartellone con al centro il goal 7 dell’Agenda 2030 e attorno le vostre idee per risparmiare energia.
La Giornata internazionale
Il 26 gennaio 2024 si è celebrata la prima Giornata Internazionale dell’Energia Pulita. È una ricorrenza giovane, rispetto alle altre Giornate internazionali indette dall’ONU, ma si tratta di una giornata significativa per promuovere l’impegno collettivo degli esseri umani per un futuro sostenibile.
L’obiettivo di questa giornata è sensibilizzare e mettere in campo azioni per una transizione verso l’energia pulita a beneficio delle persone e del nostro amato pianeta.
Nikola Tesla: il signore dei fulmini
Nikola Tesla fu l’ideatore del sistema di corrente elettrica alternata che ancora oggi fornisce elettricità a tutto il mondo.
Nikola Tesla nacque a Smiljan, in Croazia, il 10 luglio 1856.
Durante l’università iniziò a interessarsi di elettricità e inventò un generatore che fu il primo passo alla base del sistema a corrente alternata. Tesla sognava che la sua grande idea “accendesse” il mondo e per questo emigrò negli Stati Uniti dove si presentò alla General Electric di Thomas Edison, il padre del sistema a corrente continua. Edison bocciò l’idea del giovane Tesla, ma venne comunque assunto con il compito di migliorare le prestazioni della dinamo a corrente continua. Se ci fosse riuscito gli sarebbe stato riconosciuto un premio in denaro. Naturalmente Tesla ci riuscì, ma Edison non gli diede mai la ricompensa pattuita.
Tesla allora si licenziò e in seguito conobbe George Westinghouse che acquistò i suoi brevetti e costruì le prime centrali elettriche all’esterno delle città.
Lo scontro tra Edison, corrente continua, e Tesla-Westinghouse, corrente alternata, passò alla storia come la “guerra della corrente elettrica” ed ebbe il suo epilogo in occasione dell’Esposizione Universale di Chicago del 1893. Le due fazioni presentarono un progetto per illuminare l’esposizione e la “guerra” fu vinta da Tesla e Westinghouse. Dopo l’avventura alla Westinghouse, Tesla continuò a lavorare e a migliorare la sua meravigliosa intuizione, ma nessuno in vita gli riconobbe mai i dovuti meriti.
Se ti interessa l’argomento energia ecco qui alcuni libri e due film per te.
• François Michel, Robin Gindre, L’energia a piccoli passi, Giunti Editore
• Alessandro Facchini, Il magico mondo dell’energia del Sole, The small media company
• Alessandro Facchini, Il tesoro nascosto dell’energia del vento, The small media company
• Enrico Maraffino, F. Magnasciutti, Elettricità. Energia pulita per un futuro sostenibile, Lapis
• Alfonso GomezRejon, Edison l’uomo che illuminò il mondo, 2019
• Michael Almereyda, Tesla, 2020
Tesla nel suo laboratorio mentre il suo generatore sta producendo energia.
LEGGO E GUARDO PIÙ
MAGNETISMO LEGGENDARIO PIÙ
Una leggenda racconta che un pastore cretese di nome Magnes notò che alcune rocce rimanevano attaccate alla punta ferrosa del suo bastone. In suo onore quel tipo di roccia, che che contiene ferro, fu chiamato “magnetite” e il fenomeno a esso collegato “magnetismo”.
Il campo magnetico intorno ai due poli di una calamita.
L’energia magnetica
Il magnetismo è quel fenomeno per cui determinati corpi, chiamati magneti, costituiti da particolari minerali (per esempio la magnetite), attraggono altri corpi contenenti ferro, cobalto o nichel. Con il passare del tempo, proprio la magnetite è stata raffinata fino a formare le moderne calamite
Le calamite esercitano una forza, detta forza magnetica, in grado di influenzare alcuni materiali. Tutti i materiali che interagiscono con le calamite sono chiamati ferromagnetici.
A volte, una calamita respinge un’altra calamita. Questo accade perché, proprio come le pile, hanno due poli: un polo Nord e un polo Sud. Se i poli vicini sono uguali le calamite si respingono, se sono opposti si attraggono. La forza magnetica agisce a distanza: è più forte quanto più si è vicini alla calamita. Lo spazio che circonda la calamita, dove agisce la forza magnetica, è detto campo magnetico
Hai già imparato che la bussola è uno strumento che permette di orientarsi perché indica sempre il Nord. Questo perché rileva il campo magnetico di una “calamita” naturale di enormi dimensioni: la Terra. Il nostro Pianeta, infatti, ha due poli magnetici, Nord e Sud, e possiede il proprio campo magnetico, detto campo magnetico terrestre
Attenzione a non confondere i Poli terrestri con i poli magnetici! I Poli terrestri sono i punti di incontro tra l’asse terrestre e la superficie del Pianeta; i poli magnetici si trovano dove le linee del campo magnetico sono perpendicolari alla superficie della Terra. I Poli terrestri sono fissi, ma i poli magnetici si muovono. Durante il secolo scorso il polo Nord magnetico si è spostato di ben 1100 km! Oggi si trova al largo delle coste settentrionali del Canada e si muove di 55 km all’anno in direzione della Siberia.
CI SONO POLI E POLI! PIÙ
Nord magnetico
Nord geografico
Un campione di magnetite.
VIDEO La struttura interna della Terra
L’elettromagnetismo
Secondo te, come mai la Terra si comporta proprio come una enorme calamita?
Abbiamo appena esplorato due concetti: elettricità e magnetismo. Sono due forze distinte o in qualche modo sono legate fra loro?
Un paio di secoli fa è stato scoperto che elettricità e magnetismo non sono due fenomeni separati, ma sono due manifestazioni diverse dello stesso fenomeno, chiamato elettromagnetismo. Il magnetismo, infatti, è una forza causata da correnti elettriche, causate a loro volta dal movimento degli elettroni. Il semplice esperimento alla pagina successiva mostra questo legame.
Abbiamo appena scoperto che corrente elettrica e campi magnetici possono interagire fra loro. Infatti, una corrente elettrica che scorre in un filo genera un campo magnetico intorno, cioè l’elettricità genera magnetismo. Succede anche il contrario: a partire dal magnetismo si può produrre elettricità. Gli scienziati e le scienziate hanno ipotizzato che proprio grazie a questo legame la Terra si comporta come un’enorme calamita.
Il nucleo della Terra è infatti diviso in due parti: quella esterna, fluida e ricca di cariche libere di muoversi, e quella interna, solida e ricca di ferro. Le cariche in movimento interagiscono con il ferro solido del nucleo interno, trasformando così la Terra in una grande elettrocalamita.
Ricostruisco
Ti ricordi gli altri strati della Terra? Completa i cartellini con i nomi giusti. crosta • mantello • nucleo esterno • nucleo interno crosta mantello nucleo esterno
nucleo interno
IMPARO CON METODO
VIDEO LAB
Una calamita a comando ESPLORA L’IMMAGINE
Reazioni che scaldano
Il calore è energia che viene trasmessa da un sistema all’altro e non è sempre prodotta da materia che brucia, ma anche tramite reazioni chimiche inaspettate che avvengono tra ingredienti di uso comune.
OCCORRENTE
acqua ossigenata • lievito in polvere • cucchiaino da tè • bicchiere di vetro
PROCEDIMENTO
Aggiungi un cucchiaio di lievito in polvere
Versa 5 ml di acqua ossigenata
1 Versa 5 ml di acqua ossigenata nel bicchiere.
2 Aggiungi un cucchiaio di lievito.
il bicchiere
3 Mescola bene con il cucchiaino.
4 Tocca il bicchiere, che cosa noti?
Bolle di ossigeno
5 La miscela inizierà a produrre delle bolle dando vita a un’abbondante effervescenza. Queste bolle sono causate dalla produzione di un gas, in questo caso l’ossigeno, che si sta sprigionando dalla reazione chimica. Toccando il bicchiere ci si rende conto che il composto e, di conseguenza il contenitore, sono caldi.
CONCLUSIONI
Questa reazione esotermica, cioè che emette calore, è prodotta dal lievito che scompone l’acqua ossigenata nelle sue due componenti più innocue: acqua e ossigeno. Si tratta di un esempio di reazione chimica che produce calore che verrà disperso nell’ambiente.
Mescola bene
Tocca
L’energia sonora
Chiudi gli occhi, concentrati e ascolta… che cosa senti? Sicuramente rumori di macchine, voci, il cinguettio di qualche uccellino e, perché no, magari anche il tuo stomaco che brontola! Hai mai pensato a come è possibile tutto ciò? Come fanno questi rumori ad arrivare fino al tuo orecchio?
Se appoggi una mano sulla gola e inizi a parlare o cantare, che cosa percepisci con la mano? Vibrazioni! Se invece soffi, percepisci qualcosa?
Quando parliamo, le corde vocali (strutture allungate presenti nella parte più alta del nostro collo) vengono avvicinate fra loro e l’aria che passa dai polmoni alla bocca le fa vibrare, producendo un suono. Quindi, il suono è una vibrazione e ci dovrà essere qualcosa che, vibrando, gli permette di essere propagato nello spazio.
SPERIMENTIAMO
COME FUNZIONA IL TIMPANO DEGLI ESSERI UMANI?
Occorrente
un tubo di cartoncino • un palloncino • forbici • riso • una trombetta da stadio (opzionale)
Procedimento
1. Taglia il palloncino alla base del collo.
2. Prendi la "pancia" del palloncino e stendila a una delle estremità del tubo di cartoncino. Sistemala bene perché deve essere molto tesa.
3. Posiziona qualche chicco di riso sopra il palloncino teso.
4. Ora sistema una fonte sonora vicino all’estremità del tubo e azionala: la trombetta da stadio è perfetta, ma va bene anche la tua voce (in questo caso devi produrre un urlo secco, e farti aiutare da qualcuno per osservare che cosa accade).
Conclusioni
Quando le vibrazioni sonore raggiungono il palloncino, questo vibra a sua volta, e di conseguenza il riso di muove. È proprio così che funziona il nostro timpano, la membrana presente all’interno del nostro orecchio che ci fa percepire i suoni!
Tubo di cartoncino
Trombetta da stadio
Chicchi di riso
Palloncino tagliato
VIDEO Il suono
L’ENERGIA SONORA
Come si propagano i suoni
I suoni si propagano grazie alla vibrazione delle molecole di sostanze solide, liquide e gassose, come l’aria. Nello spazio vuoto non ci sono rumori; infatti, senza un mezzo di propagazione il suono non può esistere, o meglio, non si propaga.
Il suono è quindi un’onda, come quelle del mare. A seconda della fonte che produce il suono, quest’onda sarà più alta o più bassa, più veloce o più lenta. Le onde sono caratterizzate dall’ampiezza e dalla lunghezza d’onda, cioè la distanza fra due creste, i punti più alti dell’onda. L’intervallo di tempo che passa tra una cresta e l’altra è il periodo.
lunghezza d’onda cresta
Dall’ampiezza dell’onda dipende l’intensità del suono, cioè se un suono è forte o debole
Dal periodo dipende l’altezza del suono, cioè se un suono è acuto (alto, come il cinguettio degli uccelli) o grave (basso, come il muggito di una mucca).
Il timbro dei suoni
Il timbro di un suono dipende principalmente dal materiale di cui è composto l’oggetto che emette il suono e identifica l’oggetto stesso: il timbro di una chitarra è diverso da quello di una tromba, anche se i due strumenti emettono la stessa nota.
SPERIMENTIAMO
CANNUCCIA SONORA
Occorrente
una cannuccia larga • forbici
Procedimento
1. Taglia a metà circa una cannuccia larga.
2. Schiaccia un’estremità per fare avvicinare il più possibile i lembi della cannuccia.
3. A questo punto pratica due tagli sulla parte schiacciata, così da ottenere una specie di punta.
4. Soffia stringendo fra le labbra i lembi della parte appena tagliata della cannuccia. Hai sentito qualcosa?
5. Accorcia la cannuccia tagliandone un pezzo, poi soffiaci di nuovo dentro. Il suono è cambiato?
Conclusioni
Soffiando con forza l’aria nella cannuccia, questa fa vibrare i lembi appiattiti facendo emettere il suono alla cannuccia.
La velocità di luce e suono
Schiaccia l’estremità della cannuccia
Pratica due tagli sulla parte schiacciata
Ti è mai capitato, durante un temporale, di vedere un fulmine e poco dopo sentire il tuono? Secondo te, perché non percepiamo insieme questi due fenomeni?
Nonostante siano emessi contemporaneamente, fulmine e tuono arrivano ai nostri occhi e alle nostre orecchie in due momenti diversi perché viaggiano a velocità differenti: la luce si muove a circa 300000 km/s, il suono, invece, a “soli” 340 m/s
Il suono cambia la sua velocità a seconda del mezzo che sta attraversando. Per esempio, nell’aria si muove a 340 m/s, nell’acqua a 1500 m/s e nel ferro a 5000 m/s.
Analizzo
Che cosa significano km/s e m/s?
Indicano la velocità, cioè quanti chilometri o quanti metri vengono percorsi in un secondo.
IMPARO CON METODO
VIDEO LAB
La velocità del suono
IMPARO CON METODO
Analizzo
Segna con una X se le affermazioni sono vere o false.
• Il suono è una vibrazione. V F
Fenomeni sonori: eco e rimbombo
Immagina di essere in montagna, in mezzo a una bellissima vallata, e di urlare. Che cosa succede? Un eco!
• Nello spazio si sentono i suoni come sulla Terra. V F
• Il suono ha sempre la stessa velocità in tutti i mezzi di propagazione. V F
• Le onde sonore possono essere riflesse. V F x x x x
L’eco è uno dei fenomeni legati al suono; come tutte le onde, anche quelle sonore possono essere riflesse quando incontrano un ostacolo e tornare indietro. L’eco si verifica quando la distanza tra la fonte sonora e la parete che fa rimbalzare le onde è superiore a 17 m.
Il nostro orecchio percepisce i suoni distinti solo se giungono all’orecchio separati da almeno 1/10 di secondo l’uno dall’altro. Se la distanza è inferiore a 17 m, l’onda riflessa torna indietro troppo in fretta per essere distinta dall’onda principale e quindi, mischiandosi con quest’ultima, la amplifica e la disturba dando origine al rimbombo
17 m
GLI ULTRASUONI PIÙ
L’orecchio umano è in grado di percepire solo un certo gruppo di onde sonore. Invece alcuni animali, come i pipistrelli, i cani e i delfini, percepiscono onde sonore con periodi più piccoli, chiamate ultrasuoni. I pipistrelli utilizzano gli ultrasuoni per individuare possibili ostacoli o prede: emettono un fascio di ultrasuoni e, in base a quanto tempo impiega l’eco a raggiungere le loro orecchie molto sensibili, stimano la distanza dell’oggetto o della preda. Questa capacità si chiama ecolocazione
L’energia luminosa
Spesso al mattino, quando ci svegliamo e apriamo le finestre, un raggio di luce entra nella nostra camera. Ma che cos’è la luce? È un tipo di energia chiamata anche energia luminosa o solare
SPERIMENTIAMO
SCOPRIAMO COME SI MUOVE LA LUCE
Occorrente
un puntatore laser • talco
Procedimento
Insieme a una persona adulta, accendi un puntatore laser e puntalo verso il muro. Lancia un pugno di talco in aria all’altezza di dove credi sia il raggio laser. Riesci a vedere il raggio? Com’è la strada che percorre prima di arrivare al muro?
Nell’esperimento sopra, puoi verificare che la luce viaggia dalla sua sorgente, cioè l’oggetto o il corpo che la emette, in linea retta fino ai nostri occhi sotto forma di un’onda che, proprio come le onde del mare, può essere più o meno ampia.
La sorgente può essere naturale (una stella, il Sole, una fiamma…) o artificiale (una lampadina, un LED…).
A seconda del tipo di corpo che colpisce, la luce può comportarsi in modo diverso.
Un corpo con una superficie liscia che riflette tutta la luce che lo colpisce viene definito corpo opaco. Quando la luce colpisce la superficie di un corpo opaco, viene riflessa in un’unica direzione e questo ci permette di vedere l’oggetto.
Quando l’energia luminosa o un raggio di luce colpisce un corpo, i nostri occhi ricevono la luce riflessa dal corpo.
CITIZEN SCIENCE
Il CNR, Centro Nazionale delle Ricerche, coinvolge anche le scuole nel monitoraggio dell’inquinamento luminoso del cielo notturno, attraverso piccoli e semplici esperimenti guidati. Visita il sito del CNR e cerca: scienza sul balcone.
Un corpo opaco non lascia passare la luce e la riflette.
Onde luminose create dai fari delle automobili di notte.
L’ENERGIA LUMINOSA
Riflessione e rifrazione
La riflessione è il fenomeno per cui un’onda cambia di direzione a causa dell’impatto con un materiale riflettente. Questo fenomeno è molto frequente: per esempio, quando ci guardiamo allo specchio osserviamo un’immagine creata dalla luce che illumina il nostro corpo che, a sua volta, si riflette sullo specchio.
La Luna non emette luce propria, ma riflette quella del Sole.
Un corpo trasparente viene attraversato completamente dalla luce
La rifrazione fa apparire distorta l’immagine di un oggetto nell’acqua.
Un corpo traslucido lascia passare solo una parte della luce.
superficie riflettente raggio riflesso raggio incidente
Non tutti i corpi riflettono la luce. Alcuni, come il vetro di una finestra o l’acqua, si lasciano attraversare da essa e sono detti corpi trasparenti.
Quando un raggio di luce attraversa un corpo, si dice che viene rifratto: è il fenomeno della rifrazione, per cui un raggio luminoso cambia direzione quando passa attraverso mezzi diversi. Al mare avrai notato che ti muovi più lentamente in acqua rispetto a quando ne sei fuori. Allo stesso modo anche la luce, quando passa da un mezzo (l’aria) a un altro (l’acqua), cambia la propria velocità. Questo cambio di velocità fa cambiare anche la direzione della luce, per questo un oggetto immerso in parte nell’acqua ci appare quasi come se fosse diviso in due.
Esistono anche materiali, come le finestre opache o la carta oleata, che fanno passare solo una parte della luce. Sono i materiali traslucidi
SPERIMENTIAMO
Occorrente
una vaschetta con acqua • un puntatore laser • talco
Procedimento
Insieme a una persona adulta, accendi un puntatore laser e puntalo sul fondo di una vaschetta piena d’acqua. Poi lancia un pugno di talco verso l’acqua. Che cosa noti?
Perché vediamo i colori
Ti sarà sicuramente capitato di osservare in cielo un bellissimo arcobaleno dopo un acquazzone. Da dove arrivano quei colori? Di che colore è la luce del Sole?
Illuminando un prisma, il noto scienziato Isaac Newton scoprì che la luce, che spesso ci appare bianca o gialla, in realtà è composta dai sette colori dell’arcobaleno: rosso, arancione, giallo, verde, azzurro, indaco, violetto. Se un raggio di luce bianca che attraversa un prisma si divide nei sette colori dell’arcobaleno, secondo te è possibile ottenere il bianco dai colori dell’arcobaleno?
SPERIMENTIAMO
prisma: un oggetto trasparente (di vetro, quarzo ecc.), con superfici piane non parallele, dette facce.
IL DISCO DI NEWTON
Occorrente
un cartoncino bianco • forbici • colori • una matita
Procedimento
1. Ritaglia un cerchio da un cartoncino bianco.
2. Suddividi il cerchio in 7 spicchi.
3. Colora ogni spicchio con un colore dell’arcobaleno mantenendo l’esatto ordine dei colori: rosso, arancione, giallo, verde, azzurro, indaco e violetto.
4. Con la matita crea un foro al centro del tuo disco.
5. Inserisci la matita nel foro e fai girare velocemente il tuo disco. Che cosa succede ai colori?
Conclusioni
Quando facciamo girare velocemente il disco di Newton, il nostro occhio non riesce più a distinguere i colori, li somma e ci mostra il bianco, proprio come avviene con la luce del Sole.
I sette colori dell’arcobaleno formano quello che viene chiamato lo spettro della luce bianca.
VIDEO Luce, materiali e colori
Distinguere i colori
Quando la luce colpisce un corpo colorato, questo assorbe alcuni colori e ne riflette altri, che sono quelli che noi vediamo. Una fragola, che noi vediamo rossa, ha assorbito tutti i colori della luce tranne il rosso; una foglia verde ha assorbito tutti i colori tranne il verde; dei pantaloni bianchi hanno riflesso tutti i colori, mentre dei pantaloni neri li hanno assorbiti tutti.
L’occhio umano raccoglie i raggi luminosi e le immagini nella retina. La retina si trova proprio dietro la pupilla (il buco nero che si vede nell’iride colorata) ed è composta da tante cellule, in particolare i coni e i bastoncelli.
I coni sono le cellule responsabili della visione dei colori, ma sono sensibili solo a luci piuttosto intense. Esistono tre tipi di coni, ognuno sensibile a un colore specifico: il blu, il verde e il rosso. I bastoncelli, invece, sono particolarmente sensibili a basse intensità di luce, ma non lo sono ai colori.
Pertanto, i coni, abbondanti in particolare al centro della retina, operano soprattutto in condizioni di luce piena, mentre i bastoncelli permettono di vedere anche quando la luce è piuttosto scarsa.
bastoncelli retina coni
Nella retina c’è un punto cieco, in corrispondenza del nervo ottico, che non percepisce la luce. Se l’immagine dell’oggetto che stiamo guardando si forma in questo punto della retina, l’occhio non la vede.
COME FUNZIONA L’OCCHIO UMANO PIÙ
L’energia nucleare
L’energia che tiene insieme il nucleo di un atomo è chiamata energia nucleare o atomica. Come abbiamo visto, il nucleo è la parte centrale di un atomo e le forze che tengono insieme protoni e neutroni sono molto intense.
L’energia nucleare può essere rilasciata attraverso due processi: la fissione nucleare, che si verifica quando il nucleo di un atomo si spezza in due o più parti, e la fusione nucleare, che avviene quando due nuclei si uniscono per formare un unico nucleo. I nuclei di alcuni atomi, detti radioattivi, possono rilasciare energia nucleare senza che ci siano processi di fusione o fissione in atto.
Nel Sole, come in altre stelle, la fusione nucleare avviene naturalmente: grazie alle elevatissime pressioni e temperature presenti al suo interno, gli atomi del Sole si uniscono e si combinano creando costantemente energia nucleare. Questa energia è la fonte del calore e della luce che la Terra riceve dal Sole.
I fisici e le fisiche nucleari hanno imparato come liberare l’energia nucleare grazie alla fissione nucleare: negli anni ‘30 del ‘900 sono riusciti a dividere in due il nucleo di un atomo di uranio dirigendogli contro un gruppo di neutroni.
La fissione nucleare è un processo che rilascia molta energia. Per esempio, la fissione di mezzo kg di uranio produce tanta energia quanto la combustione di 3000 tonnellate di carbone.
Si ricorre alla fissione nucleare soprattutto nelle centrali nucleari, dove l’energia prodotta dalla fissione si trasforma in calore che viene utilizzato per generare vapore dall’acqua. Poi, questo vapore alimenta dei generatori elettrici.
La fissione nucleare dell’uranio.
La fusione nucleare dell’idrogeno.
VIDEO
Museo A come Ambiente, Torino
Gli impianti di una centrale nucleare.
Uranio
Energia
Kripton U
Kr Ba
Bario
Energia
Idrogeno H
He H
Idrogeno
Elio
Scambio di energie
Il calore può essere fondamentale come “carburante” per alcune reazioni chimiche che permettono alla materia di cambiare il proprio stato. Un semplice esperimento ti permetterà di dimostrarlo.
OCCORRENTE
2 termometri da esterno non digitali • una vaschetta bassa e larga • acqua • una fascetta di stoffa
PROCEDIMENTO
1 Riempi per metà la vaschetta di acqua e appoggiala su un ripiano stabile (banco, davanzale, cattedra) che sia ben esposto al Sole.
2 Prendi la fascetta di stoffa e legala saldamente intorno al bulbo del termometro in modo tale da coprirlo.
3 Immergi l’altro capo della fascetta di stoffa nell’acqua.
4 Esponi entrambi i termometri dalla luce del Sole.
5 Dopo un paio di ore vai a controllare le temperature dai due termometri.
6 Noterai che il termometro il cui bulbo è ricoperto dalla fascetta umida segnalerà un temperatura più bassa dell’altro termometro.
CONCLUSIONI
L’acqua, passando dallo stato liquido a quello di vapore acqueo, abbassa il calore dell’ambiente che ha intorno. Pertanto alcune reazioni chimiche possono avvenire grazie all’assorbimento di calore dall’ambiente.
Vaschetta
Fascetta di stoffa Acqua
Due termometri da esterno
Esponi i termometri alla luce del Sole
Fascetta umida
Attendi un paio d’ore e poi controlla le temperature
FACCIAMO IL PUNTO • LA SINTESI
Osservo, leggo, espongo
L’ENERGIA
Osserva le immagini, leggi e usa le sintesi per ricostruire quello che sai sull’energia, ed esporre.
L’energia è la capacità di un corpo di compiere un lavoro. Esistono varie forme di energia: cinetica, chimica, termica, potenziale, elettrica, magnetica, luminosa, sonora, nucleare.
L’energia non può essere creata né distrutta, ma può essere trasformata in un altro tipo di energia.
L’ATOMO, L’ENERGIA ELETTRICA
Gli atomi di cui è fatta la materia hanno un nucleo centrale formato da protoni (particelle con carica positiva) e neutroni (particelle con carica neutra), attorno a cui girano gli elettroni (particelle con carica negativa).
L’elettricità si genera quando negli atomi gli elettroni si spostano dai corpi con carica negativa a quelli con carica positiva.
L’ENERGIA MAGNETICA, SONORA, LUMINOSA E NUCLEARE
Il magnetismo è il fenomeno per cui i magneti (o calamite), corpi costituiti da minerali come la magnetite, attraggono altri corpi che contengono ferro, cobalto o nichel. I magneti hanno sempre un polo Nord e un polo Sud e generano un campo magnetico nello spazio che li circonda.
Il suono è una vibrazione che parte dalle fonti sonore e si propaga in onde attraverso un mezzo di propagazione.
La luce si propaga attraverso onde che partono da una sorgente (naturale o artificiale), si muovono in linea retta e raggiungono i corpi illuminati.
L’energia nucleare può essere generata dalla fissione del nucleo di un atomo oppure dalla fusione dei nuclei di due atomi.
Gli atomi radioattivi rilasciano energia nucleare spontaneamente.
È generata dallo spostamento degli negli atomi. Le calamite esercitano una magnetica che agisce a distanza.
Il suono è una
fusione fissione onda vibrazione forza
La luce è un’ che viaggia in linea retta. nucleare
nucleare
Quale energia?
1 I tuoi vicini di casa vendono elettrodomestici e vogliono fare una ricerca sulle forme di energia usate e prodotte dagli apparecchi più venduti nel loro negozio. In particolare vorrebbero sapere:
a) qual è la forma di energia più usata;
b) qual è la forma di energia prodotta più frequentemente dagli elettrodomestici;
c) che cosa viene liberato nel passaggio fra le due forme di energia.
Visto che quest’anno a scuola hai affrontato lo studio dell’energia, svolgi la ricerca con un compagno o una compagna. Compila la tabella con le informazioni necessarie.
ferro da stiro elettrica termica calcolatrice solare luminosa luminosa
• La forma di energia più usata dagli elettrodomestici è .
• La forma di energia prodotta più frequentemente è .
elettrica termica calore
• Nella trasformazione dall’energia utilizzata a quella prodotta viene sempre liberato .
Rifletti su come hai lavorato e indica le tue risposte con una X all’interno della tabella di autovalutazione.
Ho lavorato. Bene e volentieri
Bene, ma solo in alcune situazioni Con difficoltà
Ho rispettato le indicazioni date. Sempre Qualche volta Non le ho rispettate
Ho ascoltato le richieste. Sempre con attenzione Quasi sempre Con scarsa attenzione
Ho partecipato al lavoro.
Cercando di svolgere tutto da solo/a
Chiedendo aiuto se in difficoltà Con l’assistenza dell’insegnante Sono soddisfatto/a del lavoro. Molto Abbastanza Poco
MI VALUTO
Vieni con me alla scoperta dell’Universo!
L’Universo
Secondo astrofisici e astrofisiche, il nostro Universo è nato circa 14 miliardi di anni fa con il Big Bang, la “Grande Esplosione”. L’universo è popolato da tantissimi corpi celesti, che a noi appaiono tutti come puntini luminosi, ma in realtà sono molto diversi tra loro: sono stelle, pianeti, asteroidi, comete, meteoriti
AUDIO, VIDEO, OGGETTI DIGITALI DELL’UNITÀ
IL SOLE
Le stelle sono sfere di gas incandescente che emettono luce. La stella più vicina alla Terra è il Sole, che si è formato circa 5 miliardi di anni fa. Dal Sole dipende la presenza di vita sul nostro Pianeta.
LE COSTELLAZIONI
Fin dall’antichità, le stelle sono state raggruppate in costellazioni, cioè figure disegnate osservando il cielo. In realtà le stelle di una costellazione, oltre a essere molto distanti da noi, sono anche lontanissime una dall’altra. Le costellazioni più note sono l’Orsa Maggiore e l’Orsa Minore, di cui fa parte la Stella Polare
LA VELOCITÀ DELLA LUCE
Nell’Universo le distanze tra gli oggetti possono essere misurate in anni luce. L’anno luce è un’unità di misura e rappresenta la distanza percorsa dalla luce in un anno nel vuoto (circa 9461 miliardi di km). Per esempio, Proxima Centauri, che dopo il Sole è la stella più “vicina”, si trova a circa 4 anni luce da noi.
VIDEO Lo Spazio intorno a noi
L’Universo
Sembra che Silvana e Maizitto debbano risolvere un mistero che arriva dallo Spazio... sarà davvero così?
Strane luci nel cielo
– Silvana, venga subito da me! – dice la voce del Sindaco al telefono. – Sono arrivati gli extraterrestri! La scienziata è un po’ perplessa.
– Ne sono certo! – insiste il Sindaco. – Ci sono tante piccole luci che si muovono sopra il campeggio Stellebelle, appena fuori dal paese. Non le ho mai viste prima, e io so tutto dello Spazio, del Sistema solare e dei suoi nove pianeti.
– I pianeti del Sistema solare in realtà sono otto – lo corregge Silvana. – E stia tranquillo: al campeggio c’è il raduno annuale del Club del Drone. I partecipanti stanno facendo volare tutti i loro apparecchi, che sono dotati di piccole luci.
– Lei è spaziale come sempre, Silvana – dice il Sindaco, rasserenato. – Mi ero proprio dimenticato del raduno... Domani sera devo andarci per premiare il drone più veloce, venga con me!
LETTURA ESPRESSIVA
STORYTELLING
di Valeria Razzini
La sera dopo, Silvana e Maizitto sono al campeggio Stellebelle quando si fa buio. Guardando in cielo vedono le lucine dei droni che si mescolano alle stelle.
Sembra una serata tranquilla, ma un attimo dopo si sente il Sindaco che lancia un grido: è sparita la medaglia per il drone più veloce. Silvana lo raggiunge e gli chiede dove fosse il premio.
– In questo cofanetto con lo stemma del Club del Drone –dice il Sindaco. – Esistono solo due chiavi per aprirlo.
– CORPO CELESTE! CORPO CELESTE! – gracchia Maizitto, volando attorno a Silvana e sbattendo forte le ali. Vuole suggerire un indizio. Silvana gli fa l’occhiolino.
– Chi ha le chiavi? – chiede al Sindaco. – Me lo dica e risolveremo il mistero.
Per scoprire tante cose interessanti sulle stelle e sui pianeti, inizia da pag. 88!
In base a quello che dice Maizitto, secondo te, chi tra queste due persone ha fatto sparire la medaglia? Indica la risposta con una X:
x
Erica, la Presidente del Club, che ha un drone che si chiama Luna Piena;
Tommy, il Vicepresidente, che ha chiamato il suo drone Nave Spaziale Y Capovolgi il libro e scopri la soluzione.
La colpevole è Erica. Voleva che la medaglia andasse al drone più grande, Tommy invece voleva assegnarla al più veloce. Per questo Erica ha deciso di nascondere il premio, ma Maizitto l’ha vista e l’ha smascherata: la Luna, infatti, è un corpo celeste.
Vista dalla Terra, la Via Lattea sembra avere una forma irregolare e frastagliata.
Un cratere formatosi in seguito all’impatto di un meteorite in Arizona, negli Stati Uniti.
Le galassie e gli altri elementi dell’Universo
Una galassia è un insieme di stelle, pianeti e altri corpi celesti, oltre a gas e polveri mantenuti uniti grazie alla forza di gravità.
Anche il nostro Pianeta si trova all’interno di una galassia, la Via Lattea, che è solo una dei miliardi di galassie che si calcola esistano nell’Universo. Nelle sue vicinanze sono state osservate centinaia di galassie, ma molte altre devono ancora essere scoperte.
Le galassie non sono tutte uguali: possono essere ellittiche (cioè di forma ovale), a spirale con bracci colmi di stelle, come la Via Lattea, o irregolari, se la forma non è ben definibile.
Nella nostra galassia vi sono tra 200 e 400 miliardi di stelle, ma oltre a stelle e pianeti, esistono anche corpi celesti di dimensioni minori:
1 i meteoriti, corpi celesti rocciosi che vagano nello Spazio. A volte si scontrano fra loro, altre volte precipitano sulla Terra o sulla Luna, lasciando enormi crateri;
2 le comete, frammenti rocciosi e ghiacciati. Quando le comete si avvicinano al Sole, il calore scioglie il rivestimento di ghiaccio e si forma così la caratteristica coda, una lunghissima scia di gas e polveri;
3 gli asteroidi, corpi celesti simili a pianeti rocciosi.
La cometa NEOWISE è stata visibile anche a occhio nudo tra giugno e luglio del 2020.
Le comete hanno due code: quella che riusciamo a osservare è composta da polveri, ma ce n’è una seconda di colore azzurro, formata da gas, difficilmente osservabile dalla Terra. Che cosa sono invece le stelle cadenti che vediamo la notte di San Lorenzo? Gli astronomi e le astronome le chiamano Perseidi: si tratta della scia di detriti lasciata dalla cometa periodica Swift-Tuttle, che la Terra attraversa ogni anno intorno al 10 agosto.
Psyche.
I satelliti artificiali e la ISS
Le missioni spaziali sono sempre state uno dei sogni degli esseri umani.
La conquista dello Spazio è stata inaugurata nel 1957 con il lancio del primo satellite artificiale, lo Sputnik 1. Finora il genere umano è riuscito ad approdare solo sulla Luna (vedi pagg. 94-95): i pianeti sono ancora troppo distanti e le missioni durerebbero anni. Per esempio, nel 1977 la sonda spaziale Voyager 2 partì per esplorare i pianeti gassosi e le ci vollero ben 12 anni per raggiungere Nettuno.
A oggi sono molte le missioni spaziali che vedono impegnate agenzie di diverse Nazioni, ma l’unico posto in cui l’essere umano può sperimentare la vita nello Spazio è all’interno della Stazione Spaziale Internazionale, detta ISS dal nome inglese International Space Station (vedi pagg. 108-109). Il 2 novembre 2020 sono stati celebrati i 20 anni della presenza degli esseri umani a bordo della ISS.
Nello Spazio sono stati lanciati numerosi satelliti artificiali e mezzi spaziali che hanno diverse funzioni: lo studio della Terra e degli astri, l’osservazione delle nuvole, la trasmissione di segnali per i GPS. I satelliti sono portati nello Spazio da razzi vettori che danno loro la spinta sufficiente per metterli in orbita e farli ruotare attorno alla Terra.
Poiché le distanze nello Spazio sono enormi, non è possibile misurarle in chilometri. Gli scienziati e le scienziate, quindi, hanno definito delle unità di misura differenti:
• unità astronomica (ua), per le distanze all’interno del Sistema solare;
• anno luce (al), per le distanze anche al di fuori del Sistema solare;
• parsec (pc), un’alternativa all’anno luce. La distanza fra la Terra e il Sole, per esempio, può essere indicata come 1 ua, 8,3 minuti luce oppure 0,0000048 pc, che corrispondono a 148000000 km.
MISURE… SPAZIALI
La Stazione Spaziale Internazionale.
Satellite per le telecomunicazioni in orbita intorno alla Terra.
Un razzo vettore.
DOC
Niccolò Copernico e
La lente da dove si osserva è chiamata oculare
Il telescopio
Per scoprire i segreti che cela l’universo, gli astronomi e le astronome usano uno strumento che permette di vedere molto lontano e catturare tutte le informazioni di cui hanno bisogno: il telescopio, che cattura la luce proveniente dallo spazio e restituisce un’immagine ingrandita. Il potere risolutivo di un telescopio, cioè la capacità di distinguere i particolari dell’oggetto osservato, dipende dal diametro dell’obiettivo: più grande è la lente, maggiore sarà il potere risolutivo. Costruire lenti di grandi dimensioni, però, è molto difficile e costoso; per questo nei grandi telescopi si usano degli specchi.
Il corpo è costituito da un tubo che funge da sostegno delle diverse parti ottiche montate.
La lente convessa anteriore, detta obiettivo, raccoglie la luce e la fa convergere sull’oculare.
Pomello di messa a fuoco. Sposta l’oculare in modo da rendere nitida l’immagine.
Il raddrizzatore è una lente (o uno specchio o un prisma) che serve a capovolgere l’immagine, per farcela vedere dritta!
Le lenti di un telescopio, oltre a ingrandire l’immagine, la capovolgono. La stessa cosa succede nel nostro occhio quando la luce entra attraverso la pupilla e passa nel cristallino che proietta sulla retina l’immagine ribaltata; è il nostro cervello che, successivamente, raddrizza l’immagine. Svolgi l’esperimento a pagina 91 per verificarlo.
Galilei
ciclo di vita delle stelle
IMMAGINI AL ROVESCIO
Laboratorio
OCCORRENTE una candela • una lente convessa
PROCEDIMENTO
1 Chiedi a una persona adulta di accendere una candela e posizionarla di fronte a un muro libero. Fai in modo che la stanza sia, per il resto, completamente al buio.
2 Prendi una lente convessa e posizionala fra il muro e la candela accesa, in modo tale da far passare la luce della candela attraverso la lente stessa. Osservi qualcosa sul muro? Prova ad avvicinare o allontanare la lente dalla candela: alla giusta distanza, sul muro inizierà a formarsi l’immagine della fiamma. Noti qualcos’altro?
CONCLUSIONI L’immagine sul muro è capovolta! Lo stesso effetto può essere ottenuto usando uno specchio concavo: prova a specchiarti in un cucchiaio!
Il microscopio
Hai mai provato a guardare da vicino una formica, un altro animaletto o un oggetto di dimensioni molto ridotte? Senza l’aiuto di uno strumento opportuno non saresti in grado di osservarne tutti i dettagli: questo strumento è il microscopio. L’ingrandimento massimo che si può ottenere con un microscopio dipende dal sistema ottico, cioè dal numero di lenti utilizzate e dal loro posizionamento. Con una singola lente è di circa 10 volte. Per ottenere maggiori ingrandimenti è necessario creare un sistema di più lenti. I microscopi ottici illuminano il campione con un fascio di luce per ottenere immagini a colori. Il loro ingrandimento può arrivare fino 1500 volte (1500x), può essere utilizzato anche per osservare e distinguere i batteri. Così come per i telescopi, anche per i microscopi ne esistono di differenti tipologie: a raggi X, elettronici, e addirittura ce ne sono alcuni in grado sfruttare la riflessione delle onde acustiche.
Lente convessa
molletta ferma vetrino
condensatore che concentra il fascio di luce che lo attraversa, focalizzandolo attraverso l’oggetto osservato e l’obiettivo vite per mettere a fuoco l’oggetto
Candela
oculare
obiettivi
tavolino
lampada
VIDEO
La legge gravitazionale universale
La forza di gravità
Perché quando lanciamo un oggetto in aria questo ritorna nelle nostre mani? Perché quando facciamo un salto ritorniamo sempre con i piedi per terra? Come mai i pianeti girano attorno al Sole e le lune attorno ai pianeti?
La risposta a tutte queste domande è la forza di gravità, che determina le orbite dei pianeti, il nostro peso e il fatto che non fluttuiamo, ma i nostri piedi restano ben saldi al pavimento. Sul nostro Pianeta questa forza non è uguale dappertutto perché dipende dalla distanza dal centro della Terra
IMPARO CON METODO
Ricostruisco ed espongo
Ti ricordi che cos’è la massa di un corpo?
È la quantità di materia in un corpo.
Da che cosa è determinato il peso di un corpo?
Dalla forza di gravità.
Il fisico Isaac Newton (16421717) capì che la gravità è una forza universale, cioè vale sia per gli oggetti sulla Terra sia per i corpi nello Spazio.
Immagina che il centro della Terra sia come una calamita: più avviciniamo un pezzo di ferro a una calamita, più sentiamo la forza con cui essa attrae a sé il ferro; allo stesso modo, il centro della Terra ci attira a sé con una forza tanto maggiore quanto più siamo vicini a esso. La Luna è molto più piccola della Terra, ha meno massa e, quindi, la sua gravità è meno “forte” di quella terrestre, più precisamente è circa sei volte inferiore. Proprio grazie alla debole gravità lunare, gli astronauti sono riusciti a muoversi agevolmente anche indossando tute pesantissime. Su altri pianeti, invece, la gravità è più forte rispetto a quella sulla Terra: per esempio, un bambino o una bambina che pesa circa 30 kg sulla Terra su Giove peserebbe circa 76 kg!
La gravità e i pianeti
Il Sole è il corpo celeste più grande di tutto il Sistema solare, ha più massa di qualunque pianeta, cometa o satellite che ne fa parte. Proprio per questo esercita una forza di gravità tale da riuscire a trattenere attorno a sé tutti i pianeti e i corpi celesti. Corpi celesti più piccoli avranno una forza di gravità minore e, quindi, riusciranno a trattenere solo corpi più piccoli (come accade per i pianeti che hanno satelliti), mentre alcuni corpi sono tanto piccoli da non avere nessun satellite.
Per abituarsi all’assenza di gravità, gli astronauti e le astronaute si allenano immersi in enormi piscine che ricreano un ambiente simile a quello privo di gravità. SENZA GRAVITÀ PIÙ
Il planetario di Milano
Margherita Hack: la donna delle stelle
Razzo cannuccia
Raggiungere lo Spazio ha presentato tanti grattacapi agli scienziati e alle scienziate, primo fra tutti la scelta della strategia di spostamento in un ambiente senza aria, mezzo essenziale per il volo sulla Terra.
OCCORRENTE
1 cannuccia larga • 1 cannuccia sottile • nastro di carta • forbici • foglio di carta per disegnare la sagoma del razzo • matite colorate per decorare
PROCEDIMENTO
1 Taglia la sagoma del razzo e colora entrambi i lati.
2 Taglia la metà della cannuccia grossa, sigilla per bene un’estremità con il nastro di carta.
3 Fissa sulla cannuccia il razzo.
4 Infila l’altra estremità sulla cannuccia più sottile. Soffia forte nella cannuccia fina e... decollo!
CONCLUSIONI
Le esplorazioni spaziali si servono di veicoli speciali che non utilizzano eliche per il volo… come mai? Nello Spazio manca un elemento essenziale per volare: l’aria! è stato necessario quindi sviluppare tecnologie di propulsione e carburanti sufficientemente potenti per spedire i veicoli oltre l’atmosfera terreste e consentire il raggiungimento di altri corpi celesti.
Nastro di carta
Forbici
Cannuccia larga
Cannuccia sottile
Taglia a metà la cannuccia grossa
Sigilla un’estremità con il nastro di carta Foglio di carta
Matite colorate
Soffia forte nella cannuccia e guarda decollare il razzo
Educazione Civica
Parole speciali
Cosmonauta deriva dal greco e letteralmente significa “marinaio del cosmo”. Questa parola viene utilizzata dall’agenzia spaziale russa; negli Stati Uniti, invece, viene utilizzato il termine astronauta, cioè “marinaio delle stelle”.
Sviluppo economico e Sostenibilità
Viaggi nello Spazio
Le missioni spaziali sono sempre state uno dei sogni dell’essere umano. La conquista dello Spazio è stata inaugurata nel 1957 con il lancio del primo satellite artificiale: lo Sputnik 1.
La prima volta nello
Spazio
Il primo essere umano ad andare nello Spazio è stato il cosmonauta sovietico Yuri Gagarin nel 1961. Gagarin durante il monitoraggio spaziale stupì tutti dicendo: “Da quassù la Terra è bellissima, senza frontiere né confini”.
È però con le missioni Apollo che l’essere umano mette per la prima volta piede su suolo extraterreste:
Una giornata per festeggiare
Il 12 aprile di ogni anno ricorre la Giornata internazionale dei viaggi nello spazio, un’occasione per:
• ricordare il coraggio e l’audacia di tutti gli astronauti e le astronaute che hanno esplorato lo Spazio e che continuano a farlo;
• ispirare le nuove generazioni a sognare e a perseguire i propri obiettivi, anche quelli che sembrano impossibili;
• imparare di più sull’Universo e su tutte le meraviglie che ci circondano.
Anche tu puoi festeggiare la Giornata Internazionale dei Viaggi nello Spazio!
Disegna una striscia a fumetti e rappresentati come astronauta su una navicella spaziale. Scrivi nei fumetti la tua avventura spaziale tra le stelle, che cosa scoprirai?
La prima volta sulla Luna
La più famosa delle 17 missioni Apollo che si sono svolte tra il 1961 e il 1975 è sicuramente quella dell’Apollo 11.
C’era una volta, nel lontano 1969, un sogno che diventava realtà: gli umani sulla Luna!
Il 16 luglio di quell’anno, tre astronauti, Neil Armstrong, Buzz Aldrin e Michael Collins, salirono a bordo di un razzo, l’Apollo 11, e partirono per un viaggio incredibile.
Lasciarono la Terra e si avventurarono nello Spazio, viaggiarono per quattro giorni, finché la Luna si fece grande davanti ai loro occhi.
Dalla Terra oltre 600 milioni di persone seguivano in diretta televisiva con emozione la loro grande avventura.
Neil e Buzz salirono a bordo del modulo lunare Eagle e si posarono sulla superficie della Luna, Michael, invece, rimase in orbita a bordo del modulo di comando Columbia.
Con il cuore che batteva a mille, Neil aprì il portello dell’Eagle e scese sulla Luna. Fu il primo essere umano a posare piede su un altro mondo!
Poco dopo, anche Buzz lo raggiunse e insieme esplorarono la superficie lunare.
Dopo due ore e mezza di passeggiata lunare, era il momento di tornare all’Eagle. Neil e Buzz salirono a bordo e, ricongiunti con Michael, si prepararono per il viaggio di ritorno. Lasciarono la Luna con un po’ di tristezza, ma anche con il cuore pieno di gioia per aver realizzato un sogno così grande. Il 24 luglio, l’Apollo 11 si tuffò, ammarò sano e salvo nell’Oceano Pacifico. Il mondo intero era in festa: avevamo conquistato la Luna! Oggi dopo quasi 50 anni, si sta lavorando per far tornare l’essere umano sulla Luna e soprattutto farci arrivare la prima donna con la missione Artemis 3 per ora programmata per il 2026.
L’equipaggio dell’Apollo 11.
Vuoi conoscere qualcosa in più sui viaggi nello Spazio? Ecco per te alcuni libri e alcuni film da guardare.
• Luca Perri, Partenze a razzo, DeAgostini
• Adrian Fartade, Luca Perri, Leo Ortolani, Apollo credici. Un game book spaziale, DeAgostini
• Federico Taddia, Margherita Hack, Perché le stelle non ci cadono in testa? E tante altre domande sull’astronomia, Editoriale Scienza
LEGGO E GUARDO PIÙ
L’alternarsi del dì e della notte sulla Terra.
Il moto di rotazione della Terra
I principali moti della Terra sono due: il moto di rotazione, su se stessa, e il moto di rivoluzione, intorno al Sole. La Terra è una sfera leggermente schiacciata ai Poli e ruota su se stessa attorno a un asse immaginario, chiamato asse terrestre, che la attraversa dal Polo Nord al Polo Sud e passa per il centro. Tale moto avviene in senso antiorario, dura 24 ore e genera l’alternarsi del dì (ore di luce) e della notte (ore di buio). Questo accade perché la luce del Sole non colpisce l’intera superficie terrestre ma solo la parte rivolta verso di esso. Così, quando in Italia è mattino, dall’altra parte del mondo è notte e viceversa.
Laboratorio
OCCORRENTE
una pallina di polistirolo • pennarelli • uno spiedino • una torcia
PROCEDIMENTO
1 Con i pennarelli colora una pallina di polistirolo in modo da riprodurre il pianeta Terra e segna il Polo Nord e il Polo Sud.
2 Inserisci lo spiedino nella pallina dove hai disegnato il Polo Sud e fallo fuoriuscire dal Polo Nord. Lo spiedino sarà l’asse di rotazione.
3 Spegni tutte le luci, accendi una torcia e puntala verso il pianeta che hai appena creato.
Che cosa noti? La luce arriva su tutta la superficie terrestre?
Facendo ruotare il pianeta puoi osservare come avviene l’alternarsi del dì e della notte sulla Terra.
Nell’antichità si credeva che la Terra fosse ferma, al centro dell’Universo, e che il Sole e le stelle ruotassero attorno a essa. Già alcuni astronomi di origine greca iniziarono a dubitare di questo modello, ma fu solo nel ‘500 che Niccolò Copernico, un astronomo polacco, propose un modello con il Sole al centro e i pianeti, tra cui la Terra, che girano attorno. Oggi sappiamo anche che il Sole non si trova al centro dell’Universo, ma è solo una dei miliardi di stelle che si trovano su un braccio della Via Lattea.
Illustrazione della teoria copernicana.
Il moto di rivoluzione della Terra
LaTerra,oltre a ruotare attorno al proprio asse,gira attorno alSolepercorrendouna“strada”detta pianodell’orbitaterrestre. Il moto di rivoluzione ha una durata di 365 giorni e 6 ore, poco più di un anno: questo spiega come mai gli anni sul nostro pianeta non hanno tutti la stessa durata, ma esistono gli anni bisestili, cioè di 366 giorni.
Avrai notato anche che i giorni sulla Terra non hanno sempre la stessa quantità di ore di luce e di ore di buio. D’estate le ore di buio sono molte meno rispetto alle ore di luce, mentre in inverno accade il contrario, quando il Sole tramonta dopo poche ore che è sorto. Addirittura, vicino al Polo Nord, nei mesi estivi il Sole non tramonta mai, mentre per tutto l’inverno non si vede mai luce del Sole. Questo è dovuto all’inclinazione dell’asse terrestre: l’asse, infatti, è inclinato di poco più di 66° rispetto al piano dell’orbita e 23° rispetto alla verticale che passa fra i due Poli.
Nei luoghi oltre i Circoli Polari, durante l’estate, si verifica un fenomeno chiamato Sole di mezzanotte: il Sole rimane fisso all’orizzonte per un periodo che può andare dalle 24 ore ai sei mesi, a seconda della distanza dai Poli. Il fenomeno opposto al Sole di mezzanotte è la notte polare: oltre i Circoli Polari, in inverno, la notte dura dalle 24 ore ai sei mesi, a seconda della distanza dai Poli.
PIANETI IN MOVIMENTO PIÙ
Non tutti i pianeti ruotano in senso antiorario come la Terra. Il moto di rotazione di Venere e Urano, per esempio, avviene in senso orario. Un’ipotesi è che in passato abbiano subito delle collisioni con grandi corpi celesti talmente forti da invertire il senso di rotazione.
Per Marte una rotazione dura circa 24 ore. Il pianeta con la rotazione più lenta è Venere, che impiega 243 giorni terrestri, mentre quello con la rotazione più veloce è Giove, che impiega 10 ore terrestri.
Analizzo
Completa le definizioni con le parole giuste.
rivoluzione
• Il moto di avviene intorno al Sole in
365 giorni rotazione 1 giorno
• Il moto di avviene intorno all’asse terrestre in Sai ogni quanti anni c’è un anno bisestile?
Ricostruisco ed espongo
Ogni 4 anni.
Laboratorio
1 Prendi il pianeta di polistirolo che hai creato nell’esperimento precedente e illuminalo con la torcia.
2 Inclina leggermente l’asse di rotazione verso la torcia.
3 Ora fai ruotare la tua Terra. Che cosa succede ai due Poli?
Il Polo verso la torcia sarà sempre illuminato, mentre l’altro non vedrà mai la luce.
IMPARO CON METODO
STAGIONI EXTRATERRESTRI PIÙ
Su Mercurio, che ha un’inclinazione dell’asse pressoché nulla, le stagioni sono dettate dall’orbita, quindi solo dalla vicinanza e lontananza dal Sole. Su Nettuno le stagioni sono praticamente identiche a quelle terrestri però, a causa del suo lungo periodo orbitale, ognuna dura circa 40 anni.
raggi solari
giugno
Le stagioni
L’inclinazione dell’asse terrestre determina anche una diversa esposizione della superficie terrestre ai raggi solari e, di conseguenza, l’alternarsi delle stagioni
Mediamente la quantità di raggi solari che raggiunge la Terra è sempre la stessa, ma l’area che colpiscono può essere più o meno estesa a seconda dell’inclinazione del nostro Pianeta.
Se l’area è più piccola, i raggi saranno più concentrati e quindi verrà rilasciato più calore: saremo in un giorno d’estate. Al contrario, quando la stessa quantità di raggi colpisce un’area della Terra più estesa, questa si scalderà di meno e sarà inverno
La Terra è suddivisa dall’Equatore in due emisferi: boreale e australe. Nei due emisferi le stagioni sono opposte: quando nell’emisfero boreale è estate, nell’emisfero australe è inverno e viceversa.
raggi solari
dicembre
area minore
L’inclinazione dei raggi solari durante l’estate in una zona temperata.
area maggiore
L’inclinazione dei raggi solari durante l’inverno in una zona temperata.
Parole speciali
Scrivi di fianco a ogni emisfero se si trova a Sud o a Nord dell’Equatore.
australe: boreale: Sud Nord
Equinozi e solstizi
Il 20 o 21 marzo, durante l’equinozio di primavera, nell’emisfero boreale inizia la primavera e nell’emisfero australe l’autunno. In tale data le ore di luce e buio sono uguali.
Il 20 o 21 giugno, durante il solstizio d’estate, l’emisfero boreale è maggiormente esposto alla luce del Sole: inizia l’estate. In tale data le ore di luce sono le più lunghe di tutto l’anno, ma d’ora in poi inizieranno a diminuire. Nell’emisfero australe, invece, c’è una minore esposizione alla luce solare e inizia l’inverno.
Il 22 o 23 settembre, durante l’equinozio d’autunno, nell’emisfero boreale inizia l’autunno e nell’emisfero australe la primavera. In tale data le ore di luce e buio sono uguali. Il 21 o 22 dicembre, durante il solstizio d’inverno, nell’emisfero boreale, per la minore esposizione alla luce solare, le ore di luce sono le più brevi di tutto l’anno e inizia l’inverno. L’emisfero australe invece è maggiormente esposto alla luce e inizia l’estate.
L’alternarsi delle stagioni in base al moto di rivoluzione della Terra. primavera: 93 giorni
equinozio di primavera
Insieme a una compagna o un compagno fate una ricerca sull’ora dell’alba e del tramonto in diversi periodi dell’anno nel luogo dove vivete. Che cosa notate?
Poi ricercate le stesse informazioni su tre diverse città italiane: una a Nord, una al Centro e una a Sud. Notate delle differenze significative?
Confrontatevi in classe.
Ricostruisco
Completa il disegno sull’alternarsi delle stagioni sulla Terra scrivendo i nomi degli equinozi e dei solstizi al posto corretto.
inverno: 89 giorni
solstizio d’estate solstizio d’inverno
estate: 93 giorni
equinozio d’autunno
autunno: 90 giorni
IMPARIAMO INSIEME
IMPARO CON METODO
La Luna
Un satellite naturale, noto anche con il termine più generico di luna, è un oggetto che ruota attorno a qualsiasi tipo di corpo celeste tranne le stelle.
La Luna è l’unico satellite naturale della Terra: è un corpo celeste, freddo, arido e privo di qualsiasi attività interna (sismica e vulcanica); è ben visibile a occhio nudo grazie sia alla sua vicinanza alla Terra (le separano quasi 400000 km) sia al fatto che la sua superficie riflette la luce solare.
La superficie lunare è ricca di montagne, mari (intesi come pianure prive di acqua) e crateri da impatto perché, mancando su di essa l’atmosfera, è più facilmente colpita da meteoriti.
La Luna compie tre moti: il moto di rotazione attorno al proprio asse; il moto di rivoluzione attorno alla Terra; il moto di traslazione attorno al Sole insieme alla Terra.
Per completare il moto di rotazione la Luna impiega circa 29 giorni, lo stesso tempo che impiega anche per compiere una rivoluzione attorno alla Terra, il cosiddetto mese lunare. È proprio per questo che dalla Terra osserviamo sempre la stessa faccia della Luna.
Laboratorio
OCCORRENTE
immagini di Sole, Terra e Luna • uno spiedino • una striscia di cartoncino di circa 2 × 15 cm • una striscia di cartoncino di circa 2 × 5 cm • tre fermacampioni
PROCEDIMENTO
1 Con uno spiedino crea un foro al centro delle tre immagini e un altro foro a entrambe le estremità delle strisce di cartoncino.
2 Sovrapponi l’immagine del Sole alla striscia di cartoncino più lunga, facendo coincidere il foro del Sole con il foro di un’estremità della striscia, e fissa tutto con un fermacampione.
3 Sovrapponi la striscia di cartoncino più corta all’estremità libera della striscia più lunga, facendo coincidere i fori. Posiziona l’immagine della Terra sopra le strisce e fissa tutto con un fermacampione.
4 Con l’ultimo fermacampione fissa l’immagine della Luna all’estremità libera della striscia di cartoncino più corta.
5 Ruota la sagoma della Luna e le strisce di cartoncino per rappresentare tutti i moti che compiono la Terra e la Luna.
VIDEO La Luna
Terra Luna Sole
La Luna con i suoi crateri e i suoi mari.
STEM
Le fasi lunari
Anche se la Luna ci mostra sempre la stessa faccia, non la vediamo sempre completamente illuminata dal Sole e ci sembra che abbia aspetti diversi. Questi aspetti corrispondono alle varie fasi lunari
Luna calante: la Luna appare come una fascia luminosa che diventa via via più sottile.
ultimo quarto
primo quarto
LUNA BUGIARDA PIÙ
Per riconoscere la fase in cui si trova la Luna, puoi ricorrere alla “luna bugiarda”: la Luna che disegna una C nel cielo è decrescente, mentre la Luna che disegna una D è crescente
Luna piena: la Terra è fra il Sole e la Luna. La Luna è illuminata e noi la vediamo intera.
Luna nuova: la Luna è fra il Sole e la Terra e rivolge verso di noi la parte non illuminata, perciò non la vediamo.
Luna crescente: la Luna appare come una falce luminosa che diventa via via più ampia.
Sole Terra
Laboratorio STEM
Alla scoperta delle fasi lunari
OCCORRENTE
torcia o lampada • due palloncini di colore differente
PROCEDIMENTO
1 Lavorate a gruppi di tre. Uno di voi tiene in mano una torcia accesa, che rappresenta il Sole.
2 Gli altri gonfiano due palloncini, che rappresentano la Luna e la Terra.
3 Posizionatevi in modo che la luce della torcia colpisca entrambi i palloncini.
4 Chi ha in mano la Luna riproduce il moto di rivoluzione attorno alla Terra. Quando si trova tra il Sole e la Terra, la faccia della Luna visibile dalla Terra non è illuminata dal Sole (Luna nuova).
5 A mano a mano che la Luna ruota attorno alla Terra, la parte di superficie della Luna illuminata cresce progressivamente, fino ad avere mezza faccia illuminata (Luna crescente o primo quarto).
6 La Luna continua a girare finché l’intera faccia visibile sarà completamente illuminata (Luna piena, quando la Terra è tra Sole e Luna.)
7 Infine, continuando il moto della Luna attorno alla Terra, vedrete illuminata solo metà della sua faccia (Luna calante o ultimo quarto).
8 Proseguendo il moto, la Luna torna al punto iniziale, completando una rivoluzione terrestre.
Due palloncini di diverso colore
Torcia
Il palloncino verde rappresenta la Terra
Il palloncino blu rappresenta la Luna
La torcia accesa rappresenta il Sole
Le eclissi
Quando Sole, Terra e Luna si ritrovano sulla stessa retta vengono a crearsi quelle che gli astronomi e le astronome definiscono eclissi. Il termine “eclissi” deriva dal verbo greco ekleipein, che significa “nascondersi, rendersi invisibile”, che è proprio quello che accade alla Luna o al Sole durante un’eclissi. Le eclissi possono essere di due tipi: di Sole e di Luna.
Durante le eclissi di Sole, il Sole risulta interamente o parzialmente invisibile perché la Luna si trova fra la Terra e il Sole, ricoprendo l’intero disco solare, e non permette ai raggi di luce di arrivare fino a noi.
Durante le eclissi di Luna, al contrario, non è possibile vedere la Luna, perché la Terra blocca i raggi di luce e la sua ombra ricopre in parte o del tutto la faccia della Luna. Visivamente la Luna non scompare completamente perché continua a riflettere i raggi solari che l’atmosfera terrestre ha assorbito. Durante le eclissi lunari totali, per esempio, la Luna appare di colore rosso.
Le eclissi di Sole non sono così rare come pensiamo: in realtà avvengono due volte l’anno e per riuscire a vederle bisogna “solo” essere al posto giusto nel momento giusto.
Analizzo
Segna con una X qual è l’affermazione vera sulla Luna.
L’eclissi di Luna avviene quando la Luna copre il Sole. x
La Luna è l’unico satellite naturale della Terra.
Vediamo sempre la stessa faccia della Luna perché, a differenza della Terra, essa non ha un moto di rotazione.
IMPARO CON METODO
ECLISSI DI SOLE
eclissi di Sole
eclissi di Luna
Un’eclissi di Sole totale.
Laboratorio
Costruiamo una meridiana
Fin dai tempi antichi, in mancanza dell’orologio, l’essere umano si è ingegnato a misurare il passare del tempo e a scandire le giornate con ciò che aveva a disposizione in natura. Il Sole ha svolto la funzione di orologio naturale per molti secoli.
OCCORRENTE
asticella di legno o altro materiale di circa 30 cm • una base per l’asta (es. una pallina di plastilina) • nastro adesivo • pennarelli colorati • cartellone • righello • bussola • goniometro
PROCEDIMENTO
1 Scegli un posto ben esposto in una giornata soleggiata dove stendere il tuo cartellone a terra, fissandolo per evitare che si sposti accidentalmente.
2 Fissa l’asta al centro, in posizione verticale.
Ricalca il contorno dell’ombra
Segna l’orario della misurazione
3 Ricalca il contorno dell’ombra con accuratezza e segna accanto al disegno l’orario della misurazione.
4 Ripeti ogni 20 minuti il procedimento precedente badando a scegliere ogni volta un colore diverso che identifichi l’orario di riferimento.
CONCLUSIONI
L’osservazione dell’ombra dell’asticella ci consente di vedere una variazione di posizione e di lunghezza, perché l’ombra dipende dalla posizione del Sole e dalla sua altezza in cielo. Se il Sole si trova a Sud, l’ombra che proietta sarà direzionata in opposizione, cioè verso Nord. Il disegno finale che otterrai dipende dalla tua posizione e dal periodo dell’anno in cui compi l’esperienza: prova a ripetere l’osservazione in giorni diversi! Il percorso apparente del Sole nel cielo dipende dalla nostra posizione, ma ricorda che è sempre il pianeta Terra a muoversi!
Fissa con la plastilina l’asta al centro, in verticale Fissa anche il cartellone
Nastro adesivo
Asticella di 30 cm
Goniometro
Cartellone
Bussola Plastilina Righello
Pennarelli
Il Sistema solare
Il Sistema solare è un sistema planetario composto da una stella centrale, il Sole, e una varietà di corpi celesti legati a essa grazie alla forza di gravità
A comporre il Sistema solare troviamo otto pianeti, ognuno con le proprie caratteristiche: Mercurio, Venere, Terra e Marte, che hanno una superficie rocciosa, dalle dimensioni relativamente piccole e con nessuno o pochi satelliti naturali, sono definiti pianeti terrestri o rocciosi; Giove, Saturno, Urano e Nettuno, estremamente grandi, accompagnati da un gran numero di satelliti naturali e composti per lo più da gas, sono definiti pianeti gioviani o gassosi
Fanno parte del Sistema solare anche i pianeti nani (fra i più noti troviamo Plutone e Cerere) e le comete, anch’esse legate al Sole dalla forza di gravità. Infine, nel Sistema solare si possono distinguere due zone: tra Marte e Giove si trova la fascia interna degli asteroidi, composti principalmente da rocce e metalli; oltre l’orbita di Nettuno c’è la fascia di Kuiper, simile alla fascia interna ma caratterizzata dalla presenza di corpi celesti composti da ghiaccio.
Nettuno
pianeti rocciosi
pianeti gassosi
Urano
Saturno
Giove
Marte
Terra
Venere
Mercurio
Plutone.
Il Sole è il corpo celeste più grande del Sistema solare, con un diametro di circa 110 volte quello terrestre. È una stella comunissima, proprio come quelle che osserviamo durante la notte, ed è la più vicina al pianeta Terra. È un’enorme sfera di gas incandescente composta principalmente da idrogeno ed elio. Nel suo nucleo la temperatura può raggiungere anche 16 milioni di gradi centigradi!
Mercurio è il pianeta più piccolo e il più vicino al Sole. È molto simile alla Luna: senza atmosfera e con una superficie polverosa e ricoperta di crateri. Di giorno la sua temperatura supera i 450 °C e di notte cala bruscamente fino ad arrivare a 180 °C sottozero.
Venere è simile alla Terra per dimensioni. A causa della sua atmosfera fittissima, dovuta anche alla presenza di numerosi vulcani attivi, risulta essere il pianeta più caldo: la temperatura si aggira attorno ai 480 °C. È il pianeta che appare più luminoso nel cielo notturno.
La Terra è l’unico pianeta con acqua allo stato liquido, un’atmosfera e una temperatura ideali per la vita.
Marte è definito il “pianeta rosso”: il suo colore tra il rossiccio e il marrone è dovuto alla presenza di ossido di ferro, cioè ruggine. Spesso viene paragonato al nostro Pianeta perché un tempo aveva un’atmosfera e una temperatura tali da permettere la presenza di acqua liquida sulla sua superficie, e ora presenta acqua allo stato solido
Giove è il pianeta più grande di tutto il Sistema solare, un’enorme palla di gas. Ha quattro satelliti principali: Io, Europa, Ganimede e Callisto. Una sua particolarità è la grande macchia rossa sulla sua superficie, chiamata “occhio”: un’enorme tempesta che dura da centinaia di anni ed è più grande dell’intero nostro Pianeta.
Saturno è poco più piccolo di Giove e ha un aspetto ben riconoscibile: è circondato da moltissimi anelli composti da frammenti di roccia e ghiaccio che orbitano intorno al pianeta. È il pianeta con più satelliti: ne ha ben 82.
Urano può essere definito il pianeta “pigro”: a differenza degli altri pianeti, che girano su se stessi come delle trottole attorno a un asse quasi verticale, Urano ruota su un asse orizzontale con uno dei due poli che punta verso il Sole. Come Saturno, anche Urano possiede degli anelli: ne ha ben 13.
INTERVISTA A...
Nettuno è il pianeta più lontano, tempestoso e freddo del Sistema solare: i suoi venti superano anche i 200 km/h e la sua temperatura media si aggira sui 220 °C sottozero.
Riuscire a distinguere una stella o un pianeta nel cielo non è poi così difficile! Scegli una serata limpida e osserva: se la luce scintilla o sembra vibrare, allora quella che stai osservando è una stella; se invece la luce è ferma, fissa, quasi come una piccola lampadina, allora quello è un pianeta STELLA O PIANETA? PIÙ
Ricostruisco
Scrivi i numeri nei per ordinare i pianeti dal più vicino al Sole più lontano da esso.
Terra
Mercurio
Giove
Urano
Nettuno
Venere
Marte
Leggi l’intervista a Clyde Tombaugh (1906-1997).
– Buongiorno Clyde! Chi sei?
− Ciao ragazze e ragazzi! Sono stato un astronomo statunitense. Sono nato in una famiglia di agricoltori, ma ho costruito da solo il mio primo telescopio, con cui ho fatto molte osservazioni e disegni.
− Per che cosa sei conosciuto?
− Nel 1930 ho scoperto il nono pianeta: Plutone! In questo elenco non lo vedete perché nel 2006 è stato declassato a pianeta nano.
Grandi pannelli fotovoltaici convertono i raggi del Sole in energia elettrica.
ISS: la Stazione Spaziale Internazionale
Chi non ha mai sognato di vivere un giorno in una Stazione Spaziale? Circa 400 km sopra le nostre teste orbita, da più di 20 anni, la Stazione Spaziale Internazionale o ISS.
250 tra astronauti e astronaute di 19 Paesi hanno vissuto per più mesi nello Spazio, tra cui 5 italiani e italiane.
Ma vivere nello Spazio non è certo facile. All’interno della Stazione viene pompata una miscela di ossigeno e azoto simile all’atmosfera terrestre e alla stessa pressione, cioè gli ambienti abitabili sono tutti pressurizzati.
La Stazione Spaziale è stata assemblata in più di cinquanta missioni ed è costituita da tanti moduli, ognuno con specifiche funzioni. I moduli sono costruiti in lega di alluminio, protetti da coperture di materiale isolante installate sopra pannelli per la protezione contro gli impatti di meteoriti o di detriti spaziali. La parte abitabile della stazione è lunga 73 metri e alta 20 metri, per un volume abitabile di 425 m3
Destiny è stato il primo laboratorio e fornisce l’aggancio per la struttura portante.
Radiatori mantengono una temperatura ottimale nella stazione.
Struttura portante centrale lunga 109 metri.
Braccio robotico corre su rotaie lungo la struttura.
Unity è la sala mensa.
Come si arriva sulla ISS
Dal novembre del 2000 il veicolo più usato per raggiungere la Stazione è la navicella russa Soyuz.
Si parte dal Cosmodromo di Bajkonur (Kazakistan), non più di tre persone alla volta, raggiunta l’orbita, in circa sei ore, le fasi di avvicinamento alla ISS (rendez-vous) e attracco (docking) avvengono automaticamente, ma sotto l’attento controllo dell’equipaggio.
Da quel momento la Soyuz rimane sempre attraccata alla Stazione, per poter essere utilizzata in caso di emergenza, fino all’arrivo della navicella successiva. Il ritorno sulla Terra è molto rapido, viene completato in meno di tre ore e mezza.
Osservare la ISS
La ISS orbita intorno alla Terra a una distanza relativamente vicina alla superficie, questo fa sì che sia possibile osservarla a occhio nudo, simile a una stella vagante nel cielo. I momenti migliori per individuarla sono: appena dopo il tramonto o immediatamente prima dell’alba.
La ISS è visibile da quasi tutta la Terra.
Per sapere quando la ISS è visibile dal luogo in cui vivi guarda su http://www.isstracker.com/
Oltre a un incredibile laboratorio scientifico, la ISS è un esempio di come la cooperazione internazionale possa raggiungere risultati eccezionali, impossibili senza lo sforzo di intelligenza, di tecnologia ed economico di tante persone provenienti da diversi Paesi.
La ISS potrebbe continuare a operare almeno fino al 2 028; poi, molto probabilmente verrà dismessa a favore di nuove basi: le sue componenti riutilizzate o riciclate e quello che non sarà più utile verrà fatto rientrare e molto probabilmente si brucerà in atmosfera.
L’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) ha progettato e realizzato: Leonardo, Harmony, Tranquillity e la Cupola, oltre a partecipare alla costruzione di Columbus.
AGENZIA SPAZIALE ITALIANA PIÙ
La navicella Soyuz.
L’astronauta italiana Samantha Cristoforetti a bordo della ISS nel 2022.
Osservo, leggo, espongo
Osserva le immagini, leggi e usa le sintesi per ricostruire quello che sai sull’Universo, ed esporre.
LE GALASSIE
Nell’Universo ci sono miliardi di galassie. In una di queste, chiamata Via Lattea, si trova la Terra. La Via Lattea è formata da corpi celesti: stelle, pianeti, meteoriti, comete, asteroidi.
Le stelle emettono luce propria; il Sole è la stella più vicina alla Terra.
I pianeti descrivono un’orbita intorno a una stella.
Meteoriti, comete e asteroidi sono corpi rocciosi che vagano nello Spazio.
LA TERRA
La Terra ha la forma di una sfera schiacciata. È attraversata da un asse immaginario inclinato e impiega un giorno, cioè 24 ore, per ruotare su se stessa. Il moto di rotazione genera l’alternarsi del dì (ore di luce) e della notte (ore di buio). La Terra compie il moto di rivoluzione attorno al Sole in 365 giorni e 6 ore, cioè poco più di un anno. Il moto di rivoluzione determina l’alternarsi delle stagioni.
La Luna è il satellite della Terra. È un corpo freddo e oscuro, ma i raggi del Sole la fanno apparire luminosa di notte. La Luna compie i moti di rotazione, rivoluzione e traslazione. La Luna compie un giro su sé stessa e intorno alla Terra in 29 giorni (mese lunare).
IL SISTEMA SOLARE
Il Sistema solare è formato dal Sole e da altri corpi celesti legati al Sole dalla forza di gravità.
Intorno al Sole, nelle loro orbite, ruotano otto pianeti. Quattro pianeti hanno una composizione rocciosa: Mercurio, Venere, Terra e Marte. Gli altri quattro pianeti sono gassosi: Giove, Saturno, Urano e Nettuno.
LA LUNA
Ripassa con me!
FACCIAMO IL PUNTO • LA MAPPA
Costruisco una mappa
Ricostruisci la mappa con le parole date.
comete • asteroidi • Giove • Lattea • Saturno • solare • Sole • Terra • Venere
L’Universo
Lattea
stelle
meteoriti
Il è una stella.
Sistema
Sole solare
Mercurio
satelliti artificiali pianeti
Venere asteroidi
Terra comete
Giove
Saturno
Galassie
Via
Marte
Urano Nettuno
DOC Il Sistema
solare
MAPPA DI VERIFICA
Compito Autentico
Sistema solare a teatro
1 Insieme ai tuoi compagni e alle tue compagne prova a dimostrare, attraverso una rappresentazione, i movimenti che compie il pianeta Terra.
Dividetevi in gruppi in base al numero di corpi celesti che volete rappresentare:
• 3 persone se volete rappresentare SOLE, TERRA e LUNA;
• 10 persone se volete rappresentare l’intero Sistema solare.
Fase 1
Affidate a ognuno/a di voi un ruolo:
• Chi di voi sarà la Terra? Che cosa dovrà fare?
Come deve muoversi?
• Chi sarà il Sole? Che cosa dovrà fare?
Come deve muoversi?
• Chi sarà la Luna? Che cosa dovrà fare?
Come deve muoversi?
E via così per tutti i corpi celesti...
Fase 3
Condividete i vostri pensieri e raggiungete un accordo comune su come rappresentare i moti terrestri.
Fate delle prove e preparatevi a esibirvi.
Ragionate singolarmente su questi aspetti:
• Come pensi di poter rappresentare la simulazione del giorno e della notte?
• Quali proposte presenterai al resto del gruppo per simulare l’avvicendarsi delle stagioni?
• Quali strumenti/materiali pensi siano necessari per rappresentare al meglio il Sistema solare?
Fase 4
Preparate una locandina e un biglietto d’invito da distribuire al resto della classe e/o alle altre classi che volete invitare e non dimenticate di dare un titolo alla vostra rappresentazione.
Rifletti su come hai lavorato e indica le tue risposte con una X all’interno della tabella di autovalutazione.
Ho lavorato.
Bene e volentieri
Ho rispettato le indicazioni date. Sempre
Ho ascoltato le richieste.
Ho partecipato al lavoro.
Bene, ma solo in alcune situazioni Con difficoltà
Qualche volta Non le ho rispettate
Sempre con attenzione Quasi sempre Con scarsa attenzione
Cercando di svolgere tutto da solo/a
Chiedendo aiuto se in difficoltà Con l’assistenza dell’insegnante
Sono soddisfatto/a del lavoro. Molto Abbastanza Poco
MI VALUTO
Fase 2
Il
Il
ESERCIZI
Mi esercito in... Scienze e Tecnologia 5
1 MERCURIO
Il pianeta più piccolo e più vicino al Sole.
Temperatura: giorno 450 °C circa, notte – 180 °C circa.
Superficie: ricoperta da crateri.
Atmosfera: assente.
3 TERRA
È il pianeta su cui viviamo. Vista dallo Spazio appare azzurra perché è costituita in gran parte da acqua. Ha un’atmosfera ricca di ossigeno e una temperatura che consente la vita.
2 VENERE
Il pianeta più caldo e luminoso.
Temperatura: in media 480 °C.
Superficie: ricoperta da numerosi vulcani.
7 URANO
Ha molti anelli, come Saturno.
5 GIOVE
Il pianeta più grande del Sistema solare. È circondato da numerosi satelliti.
5 6 7
6 SATURNO
4 MARTE
È conosciuto come il pianeta rosso, per il colore delle rocce e delle polveri di cui è ricoperto. Presenta acqua allo stato solido.
LUNA
Circondato da minuscoli frammenti di ghiaccio e polveri che al telescopio appaiono come anelli.
8 NETTUNO
Il pianeta più distante dal Sole. Temperatura: – 220 °C, è il pianeta più freddo del Sistema Solare.
L’unico satellite della Terra. Compie tre movimenti:
1. moto di rotazione, intorno al proprio asse;
2. moto di rivoluzione, intorno alla Terra (circa 29 giorni);
3. moto di traslazione, intorno al Sole insieme alla Terra.
VIA LATTEA
La galassia in cui si trova il Sistema solare. È nata circa 13 miliardi di anni fa ed è composta da stelle e altri corpi celesti.
IL SISTEMA MUSCOLARE
LO SCHELETRO
gabbia toracica
scapola
sterno
omero
ulna
radio
bicipite brachiale
perone
tibia
tricipite brachiale
frontale
temporale
zigomatici
retto addominale gran pettorale
quadricipite femorale
deltoide trapezio
scatola cranica
mascella mandibola
clavicola
costola
colonna
vertebrale
bacino
femore rotula
gran dorsale
gluteo
bicipite femorale
IL SISTEMA NERVOSO
sistema nervoso centrale
• encefalo
• midollo spinale
sistema nervoso periferico
L’APPARATO DIGERENTE
midollo allungato
cervello
bocca faringe
ghiandole salivari
esofago
fegato
stomaco
pancreas
intestino tenue
intestino crasso
intestino retto
cervelletto
L’olfatto e il naso
nervo olfattivo recettori olfattivi
GLI ORGANI DI SENSO
L’udito e l’orecchio
martello
condotto uditivo
fosse nasali narici
La vista e l’occhio
padiglione auricolare
timpano
cornea pupilla
nervo acustico
incudine coclea staffa canali semicircolari
Il gusto e la lingua
iride papille gustative
Il tatto e la pelle
ghiandola sudoripara
retina nervo ottico cristallino
poro pelo ghiandola sebacea
strato di grasso epidermide
vasi sanguigni
derma
radice del pelo
L’APPARATO CARDIOCIRCOLATORIO
vena
arteria
arteria vena capillare
atrio sinistro
sangue venoso
vena cava superiore
atrio destro
vena cava inferiore
sangue arterioso aorta
ventricolo destro atrio destro
ventricolo sinistro
arteria polmonare atrio sinistro
ventricolo destro polmone polmone
ventricolo sinistro
vena polmonare
naso bocca
faringe
L’APPARATO RESPIRATORIO
trachea
bronco
bronchioli polmone destro polmone sinistro
laringe trachea
alveoli polmonari
capillare che trasporta ossigeno
capillare che trasporta anidride carbonica
diaframma
Il corpo umano e le sue funzioni
1 Completa il testo con le seguenti parole.
cervello • funzioni • madre • mammiferi • vertebrato
Il corpo dell’essere umano è fatto in modo tale da permettergli di soddisfare tutte le vitali.
funzioni
Vai alle pagg. 6-7
mammiferi madre vertebrato
L’essere umano fa parte dei ed è un viviparo, infatti i suoi figli si sviluppano nel corpo della prima di nascere. È un , perché è dotato di uno scheletro interno.
Rispetto agli altri animali, l’essere umano ha un molto sviluppato.
cervello
2 Scrivi i numeri nei quadratini per mettere in ordine le parti del corpo umano dall’alto al basso.
5 avambraccio
6 coscia
4 torace 3 bocca
2 padiglioni auricolari
1 cranio
3 Colora ogni organo, apparato o sistema con il colore della funzione che svolge. Attenzione, alcune funzioni sono svolte da più organi, apparati o sistemi.
sistema nervoso movimento
impiego dell’energia ricavata dal cibo
organi di senso
apparato circolatorio riproduzione
apparato digerente percezione della realtà
apparato escretore
eliminazione delle sostanze di rifiuto apparato locomotore
controllo delle azioni
distribuzione delle sostanze nutritive
Obiettivi di apprendimento Riconoscere e descrivere il corpo umano, le sue parti e le sue funzioni.
apparato respiratorio
apparato riproduttore
L’apparato locomotore
1 Inserisci al posto corretto i seguenti nomi delle ossa del corpo umano.
• Le articolazioni non permettono alcun , come nel caso delle ossa della
• Le articolazioni permettono il movimento delle ossa, che sono tenute insieme dai , come nel caso del ginocchio.
• Le articolazioni permettono movimenti limitati, come nel caso delle
scatola cranica mobili legamenti semimobili vertebre movimento
3 Indica con una X se le affermazioni sono vere (V) o false (F).
• Le cellule muscolari sono dette villi. V F
• I muscoli antagonisti lavorano in coppia per muovere un arto. V F
• Le fibre muscolari possono contrarsi e allungarsi.
• Il tessuto muscolare striato forma i muscoli involontari.
• I tendini collegano i muscoli ai tessuti molli.
• Il cuore è un muscolo liscio involontario.
V F
V F
V F
V F x x x x x x
Il sistema nervoso
1 Sottolinea l’alternativa corretta per completare il testo.
Vai alle pagg. 18-19
I neuroni / Gli ormoni sono le cellule del sistema nervoso. Essi sono formati da un corpo centrale, da alcune ramificazioni, gli assoni / i dendriti, e da un prolungamento detto sinapsi / assone
Le informazioni vengono trasmesse all’organismo attraverso impulsi elettrici / termici.
Il punto di contatto fra due cellule nervose si chiama sinapsi / ramificazione
comprende anche il sistema nervoso formato da formato da
centrale periferico nervi autonomo encefalo
3 Inserisci al posto corretto i nomi delle diverse parti dell’encefalo descrivendo brevemente la funzione di ognuna.
cervello • cervelletto • midollo allungato
cervello - controlla funzioni specifiche (per es. parlare)
cervellettocoordina i movimenti del corpo
midollo allungatocontrolla i movimenti involontari
I cinque sensi
1 Indica con una X il completamento corretto di ogni frase.
• Gli organi di senso trasmettono: le informazioni dall’organismo al cuore. stimoli provenienti dal cervello agli apparati. le informazioni che provengono dall’esterno al cervello.
• Le palpebre, le ciglia e le sopracciglia: proteggono l’occhio da luce e polvere. permettono all’occhio di riposarsi quando è stanco. garantiscono una vista migliore.
• Il senso del tatto: controlla anche il senso dell’equilibrio. fornisce informazioni sulla temperatura di un oggetto. aiuta a decifrare i colori.
Vai alle pagg. 20-23
2 Completa lo schema. Nella colonna colorata comparirà il nome di uno dei cinque sensi.
1 Si trova al centro dell’iride.
2 È lo strato più esterno della pelle.
3 È un ossicino dell’orecchio.
4 Si trovano sulla superficie della lingua e percepiscono i gusti.
5 Quelli olfattivi generano stimoli che arrivano al cervello attraverso il nervo olfattivo.
3 Indica con una X se le affermazioni sono vere (V) o false (F).
• L’occhio è formato da cornea, iride, cristallino e retina.
• Il cristallino è la parte più esterna dell’occhio.
• Il padiglione auricolare è formato dal timpano.
• Staffa, incudine e martello sono tre ossicini che compongono il timpano.
• Le ghiandole sebacee producono un grasso che protegge la pelle.
• Le papille gustative percepiscono il gusto salato, ma non quello dolce.
L’apparato digerente
e l’apparato escretore
1 Inserisci al posto corretto i seguenti nomi degli organi dell’apparato digerente.
bocca • intestino crasso
• intestino retto
• intestino tenue • stomaco
Vai alle pagg. 24-28, 46-47
stomaco bocca
intestino tenue
intestino rettointestino crasso
2 Completa lo schema. Nella colonna colorata comparirà il nome di un cibo che contiene molto amido.
3 Colora ogni sostanza con il colore dell’organo che la espelle dal corpo.
feci pelle
vescica
urina
sudore polmoni
intestino
anidride carbonica
1 Le sostanze di cui sono costituite le cellule.
2 Lo sono il calcio e il ferro.
3 Sono le riserve di energia del nostro corpo.
4 Si trovano nella frutta e nella verdura.
5 Servono a produrre energia; ne fanno parte gli zuccheri.
L’apparato cardiocircolatorio
e l’apparato respiratorio
1 Indica con una X il completamento corretto di ogni frase.
• Il cuore al suo interno: presenta due cavità, un atrio e un ventricolo. è riempito dal tessuto muscolare. presenta quattro cavità, due atrii e due ventricoli.
x x x
• I battiti cardiaci sono: i rumori prodotti dal sangue che pulsa nelle vene. i movimenti del cuore. i suoni della valvola cardiaca.
Vai alle pagg. 35-43
• La forza con cui il cuore spinge il sangue nei vasi è detta: spinta cardiaca. pressione sanguigna. pressione corporea.
• Il cuore è: un muscolo volontario. un grande vaso sanguigno. un muscolo involontario.
2 Scrivi i numeri nei quadratini per ricostruire il percorso del sangue.
5 Negli alveoli il sangue si ricarica di ossigeno, poi torna al cuore ed entra nell’atrio sinistro, per cominciare un nuovo ciclo.
1 Con la grande circolazione, il sangue, ricco di ossigeno, entra nell’atrio sinistro, passa nel ventricolo sinistro e da qui è spinto nelle arterie.
2 Il sangue cede ossigeno e sostanze nutritive alle cellule e si carica di anidride carbonica.
4 Con la piccola circolazione, il sangue dall’atrio destro passa nel ventricolo destro e da qui è spinto verso i polmoni.
3 Poi il sangue, carico di anidride carbonica, ritorna al cuore attraverso le vene ed entra nell’atrio destro.
3 Sottolinea l’alternativa corretta per completare il testo sull’apparato respiratorio.
Grazie all’inspirazione / espirazione l’aria penetra nel nostro organismo attraverso la trachea / bocca e il naso, passa nella faringe / laringe, quindi prosegue nella laringe / cavità nasale e poi nella trachea / faringe Il percorso dell’aria continua nei polmoni / bronchi, che a loro volta si suddividono in tubicini sempre più piccoli, detti polmonioli / bronchioli
A questo punto l’aria giunge nei polmoni / bronchi, formati da minuscole vescichette, gli anelli / alveoli, attraverso i quali l’ossigeno viene ceduto al sangue / ventricolo, che lo trasporta poi a tutte le cellule corporee.
L’apparato riproduttore
1 Completa il testo con le seguenti parole. Poi scrivi il numero corretto per ogni immagine. nutrimento • ombelicale • organi • ovuli • riproduttore • spermatozoi • tessuti • uguali • zigote
Nella parte inferiore dell’addome si trova l’apparato
1. L’apparato riproduttore maschile ha il compito di produrre gli necessari alla fecondazione.
2. L’apparato riproduttore femminile ha il compito di produrre gli e ricevere gli spermatozoi.
3. Quando un ovulo viene fecondato si forma una nuova cellula detta , che si divide dando origine a cellule a sé stessa.
4. Le cellule si differenziano e si formano i vari , che formano gli
5. Il feto riceve l’ossigeno e il per mezzo del cordone , un lungo tubo che lo collega alla placenta.
Vai alle pagg. 50-52 riproduttore spermatozoi ovuli zigote uguali tessuti organi nutrimento ombelicale
6. Il bambino o la bambina nasce dopo circa nove mesi.
Obiettivi di apprendimento Descrivere com’è fatto e come funziona l’apparato riproduttore.
L’energia e le sue forme
1 Completa lo schema con le definizioni corrette. Nella colonna colorata comparirà una forma di energia.
CINETICA NUCLEARE
SONORA LUMINOSA
1 È l’energia dei corpi in movimento.
2 È l’energia contenuta nel nucleo degli atomi.
3 È l’energia prodotta da oggetti che vibrano e generano un suono.
4 È l’energia prodotta da una lampadina accesa che genera luce.
5 È l’energia che hanno le cariche elettriche in movimento.
6 È l’energia contenuta nelle sostanze combustibili.
7 È l’energia immagazzinata in un corpo, come in una molla compressa.
2 Scrivi la definizione della forma di energia che hai “scoperto” nell’esercizio precedente. Poi fai qualche esempio.
L’energia termica è l’energia che viene scambiata sotto forma di calore. Fuoco, calorifero, fornelli, forno, ferro da stiro.
3 Indica con una X il completamento corretto di ogni frase.
• L’energia è: una forma di forza. un’espansione della potenza di un corpo. la capacità di compiere un lavoro.
• L’energia può essere: distrutta. trasformata. creata.
• L’energia più usata dagli esseri umani è quella: cinetica. magnetica. elettrica. x x x
Vai a pag. 59
L’energia elettrica e magnetica
1 Completa il testo sull’elettricità con le seguenti parole.
Gli atomi che costituiscono la sono composti da particelle piccolissime: gli (con carica ), i protoni (con carica positiva) e i neutroni (senza carica). Per mantenere l’ tra le cariche, gli elettroni si spostano dai corpi con carica negativa a quelli con carica positiva: si crea così la elettrica.
corrente
Alcuni materiali lasciano passare con facilità la corrente e sono detti
conduttori
2 Indica con una X se le affermazioni sono vere (V) o false (F).
• La magnetite deve il suo nome allo scienziato che l’ha scoperta. V F
• Il campo magnetico generato da una calamita non cambia a seconda della distanza. V F
• Il campo magnetico generato da una calamita aumenta al diminuire della distanza. V F
• Un elettromagnete è creato dall’interazione di elettricità e magnetismo.
3 Che cosa illustrano le immagini seguenti?
Il campo magnetico terrestre. Il campo magnetico di una calamita.
Vai alle pagg. 63-69
L’ENERGIA
L’energia sonora e luminosa
1 Indica con una X se le affermazioni sono vere (V) o false (F).
Suono
• Il suono si trasmette attraverso onde.
• Il suono si può trasmettere anche in assenza di materia.
• Nell’aria il suono viaggia più velocemente che nell’acqua.
• L’eco è un esempio di assorbimento del suono.
• Esistono suoni che l’orecchio umano non percepisce.
Luce
• Le sorgenti di luce sono corpi che assorbono l’energia luminosa.
• La luce si propaga sempre in linea retta.
• I corpi illuminati producono energia luminosa.
• La luce che proviene dal Sole ci appare bianca.
• L’occhio umano percepisce dieci principali tonalità di colori.
2 Sottolinea l’alternativa corretta per completare le frasi.
• Il tipo di suono emesso da un oggetto si chiama timbro / frequenza
• La forza con cui si produce un suono è detta frequenza / intensità
Vai alle pagg. 71-78
V F
V F
V F
V F
V F x x x x x
V F
V F
V F
V F
V F x x x x x
• Il numero di onde sonore prodotte in un certo tempo è detto frequenza / timbro
3 Osserva i disegni, poi indica con una X il completamento corretto di ogni frase.
• In un corpo trasparente la luce viene: riflessa. rifratta. scomposta.
• Su un corpo opaco la luce viene: riflessa. rifratta. scomposta.
• I materiali traslucidi fanno passare: tutta la luce. una parte della luce. nessuna luce.
Obiettivi di apprendimento Riconoscere e descrivere le caratteristiche dell’energia sonora e dell’energia luminosa.
La Terra in movimento
1 Colora i riquadri che si riferiscono alle caratteristiche della Terra.
Vista dallo Spazio, appare azzurra e circondata da anelli.
Le sue caratteristiche favoriscono la presenza di forme di vita.
Ha tanti satelliti.
Ha la forma di una sfera schiacciata ai Poli.
È circondata da un’atmosfera composta da idrogeno.
Ruota attorno a un asse immaginario.
2 Descrivi brevemente che cosa rappresenta il disegno.
primavera: 93 giorni
inverno: 89 giorni
Vai alle pagg. 96-99
estate: 93 giorni
autunno: 90 giorni
Il disegno mostra il moto di rivoluzione della Terra, che dura un anno e determina le stagioni. Durante gli equinozi di primavera e autunno le ore di luce e buio sono uguali. Durante il solstizio d’estate la Terra riceve la maggior quantità di luce. Durante il solstizio d’inverno riceve invece la quantità di luce minore.
3 Completa i testi con le seguenti parole.
24 ore • 365 giorni • anno • dì • notte • Poli • Sole • stagioni • su sé stessa • orbita
Rotazione
La Terra ruota intorno a un asse immaginario che passa per i
Rivoluzione
su sé stessa Sole Poli orbita
Il moto di rotazione si compie in ed è la causa dell’alternanza tra il e la
24 ore 365 giorni dì anno notte stagioni
Obiettivi di apprendimento Descrivere il pianeta Terra e i suoi moti.
La Terra ruota attorno al seguendo un’ . Il moto di rivoluzione si compie in circa , cioè in un , ed è la causa dell’alternanza delle
La Luna e i pianeti
1 Sottolinea l’alternativa corretta per completare le frasi.
• La Luna è l’unico satellite naturale / mobile della Terra.
• La Luna emette / riflette la luce.
• La superficie lunare è cosparsa di crateri, montagne e laghi / mari privi d’acqua.
• La Luna non ha un’atmosfera / orbita
• La Luna dista dalla Terra circa 400000 / 40000 km.
• La Luna è l’unico suolo extraterrestre su cui la Stazione Spaziale Internazionale / l’essere umano ha messo piede.
2 Definisci in breve i movimenti della Luna.
• Moto di rotazione:
• Moto di rivoluzione:
• Moto di traslazione:
È il moto intorno al suo asse, dura circa 29 giorni.
È il moto intorno alla Terra, dura circa 29 giorni.
È il moto che compie insieme alla Terra intorno al Sole, dura un anno.
3 Colora ogni caratteristica con il colore del pianeta corrispondente.
È il pianeta più distante dal Sole e il più freddo. Marte
È il pianeta più vicino al Sole. Mercurio
È il pianeta più caldo. Venere
È circondato da anelli. Giove
Ha un colore rossiccio. Saturno
È il pianeta più grande del Sistema solare. Urano
Ha un asse di rotazione orizzontale. Nettuno
Vai alle pagg. 100 -107
VERIFICA PIÙ FACILE
Il corpo umano • 1
1 Completa la mappa con le seguenti parole.
tessuti e gli organi • movimenti • centrale • apparato • cervelletto • sistema • encefalo • midollo spinale • cervello • nervi • periferico
IL CORPO UMANO
è composto da che formano i
Un insieme di questi ultimi forma un L’apparato locomotore
Permette al corpo di compiere
Le ossa sono collegate dalle
2 Completa il testo con le seguenti parole.
Il sistema nervoso
ontrolla e coordina tutte le funzioni di un essere umano.
Il sistema nervoso
è formato dall’ e dal . L’encefalo è composto da , e midollo allungato.
Il sistema nervoso riceve i messaggi dall’esterno e li invia al sistema nervoso centrale. È formato dai . tessuti e gli organi apparato centrale encefalo midollo spinale cervello cervelletto periferico nervi articolazioni sistema cellule movimenti papille lingua recettori cervello sapori bocca
Gli organi del gusto sono le gustative sulla . Quando i cibi entrano nella , i riconoscono i e inviano degli impulsi al .
Il Sistema solare è formato da numerosi corpi celesti: il , una stella di media grandezza; otto che ruotano intorno al Sole; diversi che ruotano intorno ai pianeti; moltissimi frammenti di roccia chiamati . I primi quattro pianeti sono più piccoli e , gli altri quattro sono giganti .
Attiva gli esercizi su HUB Kids
Mercurio
Terra
Venere
Marte
VERIFICA FINALE
Il corpo umano • 1
1 Segna con una X se le seguenti affermazioni sono vere o false.
• Le cellule del corpo umano hanno forme differenti. V F
• Con la riproduzione, una cellula si divide in due cellule identiche fra loro.
• Un apparato è costituito da un insieme di organi che svolgono funzioni differenti.
• Ogni apparato svolge la propria funzione e non interferisce con quella di altri apparati. V F
• Gli organi di senso colgono le informazioni che provengono dal mondo esterno. V F
• Gli organi di senso sono dotati di recettori, cellule che reagiscono agli stimoli.
2 Sottolinea l’alternativa corretta per completare le frasi.
• Il sistema nervoso centrale / periferico riceve i messaggi dall’esterno.
• Il sistema nervoso centrale / periferico elabora gli stimoli e coordina le azioni di risposta.
• Il sistema nervoso autonomo / centrale controlla quelle parti che funzionano autonomamente.
• Lo scheletro mantiene la temperatura / postura del corpo e protegge / sorregge gli organi delicati.
• I muscoli sono costituiti da cellule chiamate fibre / tessuti, che possono contrarsi e rilassarsi.
3 Scrivi un esempio per ogni tipo di articolazione indicato e scrivi in quale parte del corpo si trova.
2 Indica con una X se le seguenti affermazioni sono vere (V) o false (F).
• La parte interna del cuore è formata da un’unica cavità.
• Nel cuore sangue venoso e arterioso si mescolano.
• Le arterie hanno pareti sottili e poco elastiche.
• Il cuore funziona come una pompa.
• Il sangue trasporta anche sostanze nutritive.
• Durante l’inspirazione l’aria passa dal naso e dalla bocca, poi percorre ........................................................, laringe, trachea, e arriva ai .
V F
V F
V F
V F
V F
anidride carbonica X X X X
3 Collega ogni organo alla sua funzione o definizione.
POLMONI TRACHEA
È il tubo che collega la laringe con i bronchi.
BRONCHI
BOCCA/NASO
ALVEOLO POLMONARE
4 Completa la tabella con le parole giuste.
ovaie • ovuli • pene
• spermatozoi • testicoli
• vagina
Sono organi spugnosi che si dilatano e si restringono. È la prima apertura per l’ingresso dell’aria.
È la cavità in cui avviene lo scambio gassoso.
Sono ramificazioni sottili che penetrano nei polmoni.
pene ovaie
testicoli vagina spermatozoi ovuli
VERIFICA FINALE
L’energia
1 Completa il testo con le parole seguenti.
capacità • cinetica • immagazzinata • lavoro • luminosa • potenziale • termica
• Gli scienziati e le scienziate definiscono l’energia come la di compiere un
lavoro luminosa
termica cinetica
potenziale immagazzinata
capacità
• Esistono diverse forme di energia: , prodotta per esempio dal Sole; , prodotta dal calore; sonora; elettrica; chimica; , cioè prodotta dai corpi in movimento; , cioè quella in un corpo e poi lasciata libera; magnetica e nucleare.
2 Segna con una X se le seguenti affermazioni sono vere o false.
• L’energia sonora è prodotta da un corpo che vibra.
• Le onde sonore si propagano solo attraverso l’aria.
V F
V F
• Il suono ha tre caratteristiche: timbro, altezza e intensità. V F
• Quando le onde sonore incontrano un ostacolo, tornano indietro. V F
• L’energia luminosa ha solo sorgenti naturali.
• Il Sole è un corpo luminoso.
• Il fenomeno della riflessione avviene quando la luce colpisce una superficie ruvida e irregolare.
• Esistono corpi che si lasciano attraversare dalla luce.
• La velocità del suono è uguale a quella della luce.
3 Sottolinea l’alternativa corretta per completare le frasi.
V F
V F
V F
V F
F
• L’atomo è formato da un nucleo centrale e da neutroni / elettroni che gli girano attorno.
• L’energia elettrica è prodotta dallo spostamento di cavi / elettroni dai corpi con carica negativa a quelli con carica positiva.
• Rame, argento e altri metalli sono definiti buoni conduttori / preziosi, perché lasciano scorrere con facilità la corrente elettrica.
• I materiali che interagiscono con le calamite si chiamano magnetici / ferromagnetici
• La Terra è una calamita / bussola naturale di enormi dimensioni.
VERIFICA FINALE
L’Universo
1 Segna con una X se le seguenti affermazioni sono vere o false.
• La Via Lattea è una delle tante galassie che formano l’Universo. V F
• Alla Via Lattea non appartiene il Sistema solare. V F
• Le distanze fra le stelle vengono misurate in chilometri. V F
• Le stelle sono raggruppate in costellazioni. V F
• Fanno parte dell’Universo anche meteoriti, asteroidi e comete. V F x x x x x
2 Sottolinea l’alternativa corretta per completare le frasi.
• Il Sistema solare fa parte della Via Lattea / Stella Polare.
• Il Sole è un pianeta / una stella
• Gli otto pianeti del Sistema solare ruotano attorno alla Terra / al Sole
• I satelliti ruotano attorno ai pianeti / agli asteroidi
• Gli asteroidi sono frammenti di ghiaccio / roccia.
• I pianeti rocciosi / gassosi sono quelli più lontani dal Sole.
3 Completa le frasi con le seguenti parole.
acqua • asse • atmosfera • pianeta • Poli • rivoluzione • rotazione • Sistema solare • sfera
pianeta
• La Terra è un che appartiene al
• Ha la forma di una schiacciata ai
• È costituita in gran parte di ed è circondata da un’ .
• La Terra compie due movimenti: il moto di su se stessa, che dura 24 ore, e il moto di intorno al Sole, che dura 365 giorni e 6 ore.
Sistema solare Poli sfera acqua atmosfera rotazione rivoluzione asse
• L’inclinazione dell’.................................................. terrestre determina una diversa esposizione ai raggi del Sole.
4 Completa la mappa con le seguenti parole.
crateri • mari •
satellite
• Sole È l’unico naturale della Terra.
satellite
Non emana luce propria ma riflette quella del
Sole crateri mari
Ha la superficie cosparsa di numerosi , oltre a montagne e vastissime pianure dette
LUNA
PROVA NON NOTA • CORPO UMANO
Tutto sullo scheletro
1 Ora che hai letto e compreso le pagine che riguardano lo scheletro, organizza le informazioni nella tabella qui sotto.
Organizza tutte le informazioni che conosci sullo scheletro.
LO SCHELETRO
Che cos’è?
È l’impalcatura che sostiene il nostro corpo; è formato da circa 206 ossa.
Serve per
eretta; per muoversi; per proteggere gli organi interni. stare in equilibrio in posizione
con qualche dubbio, ma sono riuscito/a a completarla.
ho avuto parecchie incertezze.
era difficile e ho avuto bisogno di aiuto.
PROVA NON NOTA • CORPO UMANO
La piramide alimentare
1 Osserva con attenzione la piramide alimentare e leggi il testo.
La piramide alimentare mostra in modo immediato la quantità e la qualità degli alimenti necessari per nutrirsi correttamente e in modo equilibrato.
Ciò che è collocato in cima alla piramide va consumato con moderazione e senza esagerare. Più si scende verso la base della piramide, più gli alimenti indicati devono essere consumati con maggior frequenza.
2 Indica con una X se le affermazioni sono vere (V) o false (F).
• Frutta e verdura devono essere consumate in piccole quantità.
• Dolci e insaccati sono alimenti da consumare in abbondanza.
• Il latte è un alimento da consumare in modo equilibrato.
• I cereali possono essere mangiati frequentemente.
• I formaggi devono essere mangiati molto spesso.
• Le uova devono essere mangiate in grandi quantità.
3 Rispondi alle domande.
• Per quale motivo, secondo te, gli alimenti che sono alla base della piramide alimentare vanno consumati con maggior frequenza? Quali sostanze nutritive contengono?
Perché forniscono energia; contengono soprattutto carboidrati.
• Quali possono essere le conseguenze di un’alimentazione molto ricca di grassi e zuccheri?
Il sovrappeso e un cattivo funzionamento degli organi.
• Tra i cibi che vedi nella piramide alimentare, quali contengono molte proteine?
Carne, uova, pesce, formaggi, latte.
HO SVOLTO LA PROVA:
senza difficoltà e senza bisogno di aiuto.
con qualche dubbio, ma sono riuscito/a a completarla.
era difficile e ho avuto bisogno di aiuto. ho avuto parecchie incertezze.
PROVA NON NOTA • CORPO UMANO 3
Quiz sul corpo umano
1 Scrivi sotto ogni disegno il nome dell’apparato, sistema o organo illustrato. Poi segui i numeri e trascrivi dentro il fumetto le lettere nelle caselle gialle: ti aiuteranno a completare la frase di Gea.
1 apparato
DIGERENTE
2 apparato
RESPIRATORIO
3 sistema
MUSCOLARE
4 apparato
ESCRETORE
Il nostro corpo è un meraviglioso puzzle.
Se tutte le tessere sono al loro posto, sei in B 3 4 1 2 4 6 5 2 3 1 U O N ASA L U TE
HO SVOLTO LA PROVA:
senza difficoltà e senza bisogno di aiuto.
1 4 2 5 3 6
con qualche dubbio, ma sono riuscito/a a completarla.
ho avuto parecchie incertezze.
era difficile e ho avuto bisogno di aiuto.
PROVA NON NOTA • ENERGIA
Giochi di luce
1 Completa la tabella: leggi gli argomenti indicati e descrivi brevemente le situazioni illustrate.
argomento
propagazione della luce
situazione descrizione
La luce viaggia in linea retta. Quando un raggio di luce attraversa un prisma, si divide nei sette colori dell’arcobaleno.
rifrazione della luce
Quando un raggio di luce passa attraverso mezzi diversi (per esempio l’aria e l’acqua), cambia sia la velocità sia la direzione. Questo fa apparire gli oggetti con una forma diversa.
i corpi proiettano un’ombra
Quando un raggio di luce colpisce un corpo opaco, questo non lascia passare la luce e la riflette. In questo modo vediamo l’oggetto illuminato che crea un’ombra.
SVOLTO LA PROVA:
senza difficoltà e senza bisogno di aiuto.
con qualche dubbio, ma sono riuscito/a a completarla.
