05/03/2015 Como surgem as gal áxi as? | Gente que Educa http://gentequeeduca.org.br/planos-de- aul a/como-surgem-galaxias 1/7 <<Ir para a home de NOVA ESCOLA <<Ir para a área de Planos de Aula Aqui você pode pesquisar e adaptar planos já existentes Adaptar Plano ED. INFANTIL FUNDAMENTAL 1 FUNDAMENTAL 2 ENSINO MÉDIO BUSCAR PLANO DE AULA BUSCAR Como surgem as galáxias? Objetivo(s) Reconhecer os modelos atuais propostos para origem, a evolução e constituição do Universo, os debates entre eles e os limites de seus resultado Conteúdo(s) - Etapas da evolução estelar: transformação em estrelas gigantes, estrelas anãs ou buracos negros - Evolução dos modelos de Universo: matéria, radiações e interações fundamentais Ano(s) Publicado por
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Como surgem as galáxias?
Objetivo(s)
Reconhecer os modelos atuais propostos para origem, a evolução e
constituição do Universo, os
debates entre eles e os limites de seus resultado
Conteúdo(s)
- Etapas da evolução estelar: transformação em estrelas gigantes,
estrelas anãs ou buracos negros
- Evolução dos modelos de Universo: matéria, radiações e interações
fundamentais
Ano(s)
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Tempo estimado
Duas aulas
Material necessário
- Cópias da reportagem "Aglomeração de estrelas ajuda a entender a
estrutura da galáxia",
disponível no site de Veja
- Acesso à internet
Experimento das estrelas
- Cola bastão
1ª etapa
Comece a aula questionando os alunos sobre a matéria de que todos
nós somos feitos. Insista na
pergunta porque ela é fundamental para os conceitos que serão
discutidos e aprendidos. Procure,
por meio de dicas, fazer com que os alunos mencionem as moléculas e
os átomos. Explique que os
átomos são elementos químicos oriundos de reações nucleares que
ocorrem dentro das estrelas a
partir do elemento básico mais abundante no universo: o hidrogênio.
Desde o Big Bang esse átomo
é a base de todos os outros. As estrelas são como grandes fábricas
de elementos mais
complexos. É a partir delas que se formamaram a maioria dos
elementos químicos da tabela
periódica. Portanto podemos dizer que todos somos formados
indiretamente por "restos" de
estrelas.
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ara en en er o que uma es re a, recorra a uma e n ç o gera : ma es
re a um corpo gasoso
no interior do qual ocorrem reações de fusão nuclear formando
elementos mais pesados".
Corpo gasoso significa que não há superfície a princípio, pois não
há substância sólida no começo
da vida. Essa nuvem é composta basicamente de hidrogênio, que é o
combustível para que ocorra
a tal da fusão nuclear, ou seja, a junção de núcleos de átomos de
hidrogênio para formar
elementos mais complexos como o hélio, o lítio e o carbono, entre
outros. Até o final da aula,
vamos entender o que é e o que causa a fusão nuclear. Mas antes
quebre alguns mitos que os
alunos carregam sobre os astros em questão. Diga que diferentemente
do que pensamos as
estrelas não têm pontas. Elas são esféricas porque este é o formato
geométrico de menor energia
(que significa melhor estabilidade ou equilíbrio). As pontas que
enxergamos quando olhamos para
o céu, em geral, representam a cintilação ocasionada pelo desvio
luminoso ao atravessar a
atmosfera.
Aproveite o momento e apresente o Stellarium para a turma (link
aqui), um planetário digital de
código aberto. Nele, além de recursos astronômicos com riqueza de
detalhes visuais, é possível
conhecer muitas estrelas de tamanhos diferentes e ainda observá-las
de lugares diferentes que
extrapolam os limites da Terra, como por exemplo a Lua. Sem a
presença da atmosfera, as
diversas galáxias, que são conjuntos de estrelas, apresentam-se de
forma fascinante para os olhos
pouco acostumados com essa realidade. Diga aos alunos que os grupos
de estrelas formam
primordialmente o que chamamos de aglomerados estelar. O berço das
estrelas é uma
composição de nuvem de gás e poeira chamada de nebulosa. Dentro
dessa massa de gás algumas
partes começam a se concentrar devido à força gravitacional. Para
esclarecer esse processo, diga
aos alunos que é bem parecido com a formação da chuva dentro da
nuvem: a água vaporizada
forma gotículas pequeníssimas que vão se unindo a outras, depois
outras, até que ganham forma e
massa para precipitarem como gotas. A diferença na formação das
estrelas é que o gás hidrogênio
começa a se unir com outros, e sua força de atração aumenta, pois a
massa cresce e junto com ela
a atração gravitacional. Esse processo ocorre até que sua força é
tamanha que começa a sofrer
aquecimento gradativo e encerra no processo de fusão nuclear.
Em outras palavras, os átomos de hidrogênio sofrem tanta pressão
pela atração que começam a
se apertar de tal forma que seus núcleos se fundem, provocando uma
imensa liberação de energia.
Eis o mistério da luz das estrelas. É uma bomba atômica constante
que não cessa enquanto
houver hidrogênio para promover a fusão. O mais interessante é que,
ao mesmo tempo que ela
provoca uma explosão gigantesca com liberação de energia imensa,
ela mesma recolhe seus
corpo que gerou sua explosão. Eis o equilíbrio da estrela: uma
constante explosão que não espalha
seus elementos pelo espaço.
2ª etapa
Retome a discussão sobre o surgimento dos corpos celestes e
esclareça aos alunos que nem
sempre aglomerados de gás e poeira formam estrelas, pois em alguns
casos a massa é tão
pequena que a atração gravitacional não consegue promover a fusão
nuclear. Caso o processo de
fusão não ocorra, a estrela não se forma, e se a massa for
equvalente a 8% da massa do Sol será
chamada de anã-marrom, porém não se pode dizer que se trata de uma
estrela, pois o processo de
formação não foi bem sucedido.
Quando bem sucedidas as estrelas brilham durante bilhões e bilhões
de anos. Há muita massa de
hidrogênio para "queimar" e promover a fusão de novos elementos.
Aos poucos o núcleo da estrela
vai se tornando mais denso, pois os novos elementos, mais complexos
que o hidrogênio, carregam
mais prótons e nêutrons no seu núcleo. Nesse caso, a estrela tende
a caminhar para a fase adulta
e em seguida para sua morte. Para compreender melhor, se houver
tempo e disponibilidade de
material, realize o experimento a seguir para simular o processo de
morte de uma estrela.
Encha três bexigas com volumes bem diferentes (uma bem cheia, outra
com metade do volume e
outra com 25% do volume da maior) e diga a turma que cada bexiga
representa um tipo estrela.
Envolva totalmente cada uma das bexigas com folhas de papel
alumínio. Use a bexiga menor para
representar o Sol, colocando-a como referência para comparar as
fases finais de cada estrela (vide
tabela 1). Deixe bem claro que a massa é determinante na vida e na
morte de uma estrela. Escreva
na lousa que a densidade de uma estrela é a sua massa dividida pelo
seu volume
(densidade=massa/volume) e enfatize que o volume é inversamente
proporcional a densidade, ou
seja, para uma mesma massa, quanto maior o volume menor será a sua
densidade.
Diga aos alunos que a alta concentração de massa distribuída em um
pequeno volume gera alta
gravidade, por isso a importância da densidade. Para exemplificar a
situação, mostre a
comparação entre Saturno e a Terra. Mesmo o planeta anelado tendo
cerca de quase 100 vezes a
massa da Terra, suas gravidades são quase a mesma, diferindo em
menos de 10%. Isso ocorre
porque a massa da Terra é bastante concentrada, o que faz sua
densidade ser bem mais alta que a
de Saturno.
Reforce que, dentro de uma estrela, há um processo chamado de fusão
nuclear responsável por
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,
seja lançado pelo espaço. A medida que o processo de fusão nuclear
for diminuindo, a força
interna de repulsão também diminuirá e a força de atração entre os
fragmentos da própria estrela
será favorecida, provocando diminuição do seu volume e consequente
aumento em sua densidade.
Nesse momento segure uma bexiga de cada vez e fure-as com o
alfinete, o papel alumínio manterá
o formato delas.
Com as mãos, amasse bem cada molde de alumínio, simulando a
contração da estrela quando o
hidrogênio vai se exaurindo. Use a balança para medir a massa de
cada uma delas. A massa da
bolinha de alumínio formada pela bexiga menor, como já dito, será a
de referência e pode ser
considerada o Sol. Em seguida compare os valores das outras e
verifique o destino que tomará a
estrela.
Basicamente podemos entender a nomenclatura Anã branca como a
classificação dada às
estrelas de massa pequena. Estrela de nêutrons são os astros de
massa maior, com grande
densidade e gravidade a ponto de entrar em colapso no final da vida
e expandir-se em uma
explosão de supernova, liberando uma quantidade imensa de energia,
como se fosse um flash ultra
potente com milhares de vezes o brilho solar, mas que depois se
condensa em um corpo altamente
denso de tal forma que os átomos ficam restritos a núcleos formados
apenas por nêutrons (os
elétrons seriam "acoplados" aos prótons e formariam nêutrons).
Buracos Negros são corpos cuja
densidade é praticamente incompreensível, mesmo para os cientistas.
Seu corpo é tão maciço que
são denominados como singularidade. Para se ter uma ideia, é como
se toda a massa da Terra
fosse esmagada em uma bola de golfe. Isso seria a composição básica
do buraco negro. Por ter
muita massa e altíssima densidade, sua gravidade é tão grande que
até mesmo a luz é atraída por
ele. Isso significa que nunca ninguém viu ou verá um buraco negro,
simplesmente porque ele não
reflete luz; ele a "engole".
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AUTOR Nova Escola
Para simular um buraco negro, fale para os alunos para construírem
um experimento que reproduz
sua atração devastadora.
Pegue uma cartolina e corte uma pequena circunferência com 25 cm de
diâmetro. Em seguida,
faça um corte radial e cole as duas bordas de modo a formar um
objeto cônico, em forma de funil.
Coloque o funil no topo do copo e lance uma bolinha tangenciando a
borda do funil. A bolinha
realizará uma trajetória elíptica e sua velocidade aumentará à
medida que desliza em direção ao
centro. Esse movimento é similar à trajetória dos corpos quando
sugados pelos buracos negros. É
por meio desses objetos que os cientistas "enxergam" os buracos
negros, pois são eles os
elementos observáveis e que o evidenciam. Quanto mais massa ele
incorpora, maior fica sua
gravidade e seu poder de sugar tudo o que estiver por perto também
cresce.
Avaliação
Retome os assuntos discutidos sobre os astros e verifique se a
turma compreendeu os principais
conceitos do ciclo de vida das estrelas. Peça para pesquisarem em
casa sobre os diversos tipos de
estrelas mapeadas pelo homem. Se a escola dispor de recursos
audiovisuais, monte grupos de no
máximo 4 alunos para fazerem uma apresentação em slides das
estrelas mais interessantes para
cada grupo, trazendo informações relevantes e enriquecedoras para a
turma. Caso a escola não
disponha de recursos, peça para que cada grupo faça em uma
cartolina os desenhos
esquemáticos em escala das maiores estrelas mapeadas em relação ao
Sol. Antes, porém,
verifique se alunos dominam os conhecimentos necessário para
realizar essa tarefa. Em ambos os
casos os critérios para avaliar cada trabalho podem ser baseados
nas informações encontradas,
recursos visuais empregados e domínio dos conceitos trabalhados em
sala de aula. Essa tarefa
pode dar início ao despertar de uma nova visão sobre a evolução dos
astros e outros mistérios. A
participação do aluno com perguntas, observações e inclusões também
será um elemento
essencial na composição do quadro de avaliação.
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