Construindo a CiênciaAplicações Práticas
Parte 3

Tema 1- Relação entre o crescimento de uma planta de vaso e a quantidade de água das regas

O crescimento das plantas de vaso depende de um conjunto bastante amplo de fatores: a luminosidade, a ventilação, a umidade e a temperatura do recinto em que se encontram, o tamanho do vaso, a quantidade e o tipo de terra que contém, e da quantidade de água com que as regamos. Como nesse experimento pretendemos apenas estudar a relação entre o crescimento da planta e a quantidade de água  utilizada em sua rega, deveremos manter constante os demais fatores para cada planta.

Para tanto, as plantas selecionadas devem ser colocadas no mesmo recinto (veja ilustração acima), participando da mesma luminosidade, ventilação, umidade, temperatura; devem ter vasos de mesmo tamanho e contendo terra do mesmo tipo e quantidade. 

[Nota: A ilustração corresponde às exigências? Resposta: Não. Observe que as plantas estão a diferentes distâncias da janela, assim não poderemos garantir uma iluminação equivalente, nem a mesma ventilação.
De que modo você colocaria as plantas sobre a mesa?]

Assim, esses fatores fixos constituem as 'variáveis controladas', a 'variável dependente' será  a altura da planta e como 'variável independente' adotamos a quantidade de água utilizada para as regas.

A hipótese que admitiremos relacionar essas duas últimas quantidades variáveis é a seguinte: 

O crescimento de cada planta dependerá diretamente da quantidade de água com que se rega.

Para verificar ou comprovar a hipótese acima, podemos tomar duas plantas da mesma espécie, situadas no mesmo ambiente e que tenham alturas iniciais iguais. Podemos decidir, por exemplo, regar a planta A com 10 cm³ de água e a planta B com 20 cm³. A rega deve ser feita sempre na mesma hora do dia, por exemplo, às 17 horas.

[Advertência: O texto proposto é apenas um texto-modelo. Usar apenas duas plantas e fazer apenas uma série de medidas é arriscado. Várias repetições devem ser feitas pois, por algum motivo não controlado, a planta poderia crescer mais ou menos a despeito da quantidade de água fornecida.]

Ao cabo de cinco semanas de regas, nas condições pré-fixadas, poderemos ter colhido os seguintes dados:

Para elaborar as conclusões, convém representar graficamente estes resultados, com o que obteremos as linhas retas indicadas na figura acima.

[Advertência: Os dados acima são postos apenas para fins de exemplo. Não são dados reais de alguma experiência.]

Observando essas representações gráficas podemos afirmar que, quanto maior a quantidade de água utilizada na rega, maior será o crescimento da planta. Ou seja, a hipótese posta resultou ser, pelo menos provisoriamente, verdadeira.
Como a relação entre as variáveis dependente (altura da planta h) e independente (quantidade de água), no decorrer do tempo t, vem dada por uma linha reta, poderemos 'matematizar' o resultado escrevendo uma expressão da forma: y = k.x + b  ou  h = k.t + b, onde k e b são constantes a serem determinadas e conceituadas.

A constante b, em ambos os casos, refere-se à altura inicial das plantas; para t = 0, temos h_Ao = h_Bo = 9,5 cm. A constante k, em ambos os casos, refere-se à 'rapidez' do crescimento e pode ser calculada, por exemplo, usando-se dos dados da  segunda e quinta semana; teremos:

Planta A :  k_A = Dh/Dt = (12,0 - 10,5)/(5 - 2) = 0,5 cm/semana; então: h_A = 0,5.t + 9,5 (equação da planta A)

Planta B :  k_B = Dh'/Dt' = (13,4 - 11,0)/(5 - 2) = 0,8 cm/semana; então: h_B = 0,8.t + 9,5 (equação da planta B)

[Nota: A quantidade de água não estará sempre correlacionada com o crescimento de forma positiva: a relação deve corresponder mais a uma curva com um pico na 'quantidade ótima' de água --- que dependerá de cada espécie ensaiada. A função entre crescimento e tempo possivelmente não será linear.]

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Tema 2- Trabalhe como um cientista; o detetive da ciência.

Nessa atividade propomos que você faça a análise de um fenômeno seguindo todos os passos que explicamos no desenvolvimento do Método Científico Experimental. O fenômeno que propomos é o processo de oxidação do ferroexposto á intempérie.

As fases de trabalho que deverá realizar são as seguintes:

1. Observação - Contemple atentamente diversos objetos de ferro que se encontrem na intempérie (um depósito de ferro velho ao ar livre é ambiente ideal!): latarias de automóveis, faróis, tubulações de água, cercas metálicas etc., e observe se alguma de suas partes se encontra estragada (enferrujada, 'comida' pela ferrugem). Anote as características que diferenciam essas regiões danificadas daquelas que não estão.

2. Documentação - Procure em um dicionário (se for técnico, melhor ainda), enciclopédia ou internet o significado das palavras "oxidação" e "ferrugem".

3. Formulação de hipótese - Analise qual das seguintes propostas é a causa do porquê algumas regiões do ferro encontram-se danificadas:

    : A qualidade do ferro varia de uma região para outra na mesma peça;
    : A umidade ambiente prejudica o material e o corrói;
    : A pintura que recobre o material é de má qualidade.

4. Experimentação - Separe um prego de ferro e deixe-o durante alguns dias (se possível em dias úmidos) exposto ao relento (coloque-o sobre um muro, por exemplo).

    : Que alterações observou nesse prego? Seu aspecto tem alguma semelhança com as regiões danificadas naqueles materiais que observou na primeira fase deste estudo?
    : Em vista desse resultado, qual das propostas da fase anterior lhe parece mais adequada para explicar o fenômeno? Por quê?

5. Elaboração de teorias - Após a realização desse trabalho, que teoria você proporia a respeito dos efeitos que se produzem no ferro exposto a intempérie? Enuncie-a por escrito.
    Bom sucesso.

Construindo a CiênciaAtividades
Parte 4

A1- Verdadeiro(V) ou Falso(F)

1.Todas as etapas do trabalho científico se sucedem na mesma ordem.
2.As necessidades da sociedade influem no trabalho científico.
3.O progresso científico se realiza de forma contínua e não em saltos.
4.Em um trabalho científico é necessário realizar medidas das grande-    zas que intervêm no processo.
5.As teorias científicas são aceitas universalmente e não são mais re-    visadas.
6.A comprovação experimental antecede a observação dos fenômenos.

      Justifique suas respostas. 

A2- Comprove seus conhecimentos

        1. Indique a fase do Método Científico Experimental a que pertence cada uma dessas propostas:

a) Procurar em um dicionário o significado da palavra 'refração'.
b) Contemplar o céu estrelado numa noite de verão.
c) Representar graficamente a velocidade do carro que o transporta, a cada minuto de viagem.
d) Supor que vemos a Lua de noite porque nosso satélite reflete a luz solar.
e) Medir a temperatura na qual 'fervem' vários líquidos.

        2. Complete os espaços em branco correspondentes às fases do Método Científico Experimental:

A3- Análises e Questões

1. Os agricultores têm fama de serem bons observadores e de prever com bastante exatidão o tempo que vai fazer no dia seguinte. Em que se diferencia a observação que fazem os agricultores daquelas realizadas pelos meteorologistas para as previsões do tempo? Você acredita nas 'previsões' do "Homem do Tempo" da TV? Comente.

2. Imagine que se descubra um fenômeno que está em contradição com uma teoria já formulada. Analise se são corretas as seguintes afirmações:

a) O fenômeno há de ser falso, uma vez que não é apoiado pela teoria.
b) Temos que modificar a teoria, porque essa tem que estar de acordo com o fenômeno.
c) Se deve repetir a experiência, talvez por ter sido mal realizada o fenômeno resultou ser falso.

3. Muitos periódicos publicam semanalmente suplementos dedicados à Ciência. Consiga alguns desses suplementos e classifique as notícias que trazem segundo pertençam a Física, Química, Biologia, Geologia ou Medicina. Que conclusões poderá tirar quanto ao número de notícias que aparecem de cada uma dessas ciências?

4. Em uma lagoa existem algas de quatro cores diferentes: vermelhas, amarelas, verdes e marrons, e rãs que se alimentam delas. Se em um momento determinado pudéssemos observar os estômagos de todas as rãs dessa lagoa, como seriam as possíveis misturas de algas que se encontram em seus interiores?

5. Um granjeiro quer investigar se existe alguma relação entre a quantidade de vitamina A  que ele dá para as galinhas e o número de ovos que elas põem. Para isso esse separa as galinhas em vários grupos e passa a alimentá-las com doses (quantidades) diferentes para cada grupo. Supondo que todos os grupos são criados sob mesmas condições de luminosidade, temperatura etc., conteste:

a) O granjeiro está realmente realizando uma experiência científica? Por quê?
b) Como você formularia a hipótese daquilo que se pretende comprovar?
c) Quais são as variáveis controladas e quais são as variáveis dependente e independente?
d) A que conclusão chegaria o granjeiro em função dos distintos resultados que se poderiam colher?

6. A tabela a seguir fornece dados sobre a velocidade de um automóvel em alguns instantes de seu movimento:

Instantes (s)	0	5	10	15	20
Velocidades (km/h)	0	7	14	21	28

Represente graficamente esses dados e conteste:

a) Que ocorre com o automóvel no instante t = 0 s?
b) Qual é sua velocidade no instante t = 10 s?
c) Como é o gráfico de sua velocidade em função do tempo?
d) Qual a 'equação da velocidade' desse carro?
e) Se o tipo de movimento não variar, qual será a velocidade do automóvel no instante t = 35 s?

7. Ao medir a temperatura de uma determinada massa de água que estamos aquecendo, obtivemos a seguinte tabela:

		tempo (min)	0	1	2	3	4	5	8
		temperatura (oC)	20	25	30	35	40	45	60

a) Construa o gráfico cartesiano (temperatura versus tempo), com os dados da tabela, e responda:
b) Qual a expressão matemática que relaciona essas duas grandezas?
c) Qual a unidade da constante de proporcionalidade?

8. A tabela seguinte refere-se ao volume que uma dada massa de gás ocupa em função de sua pressão:

Volume (cm3)	200	160	125	100	50
Pressão (atm)	1,00	1,25	1,60	2,00	4,00

Represente esses dados graficamente e obtenha a expressão matemática que relaciona as duas grandezas envolvidas.