Come è fatto il libro -...

IIICome è fatto il libro

Come è fatto il libro

Ogni Unità del manuale si apre con un paragrafostimolo con foto, disegni, grafici ecc., cheforniscono la baseper una primariflessione guidataattraverso appositedomande. Ciascun avvio di unitàsarà fruibile in formainterattiva utilizzandoil DVD LibroLIM per laclasse.

Il testo è ben strutturato, con una puntuale e visibile suddivisione dei concetti all’interno dei paragrafi, per facilitare la lettura e lo studio. Un glossario a fianco del testo spiega il significato e l’origine delle parole più difficili.

I problemi ambientali unità 10 237

Uno degli interventi più gravi operato dall’uomo sull’ambiente, non solonel nostro Paese, ma in tutto il mondo, consiste nella sistematica elimi-nazione di boschi e foreste. La deforestazioneParticolarmente grave è la deforestazione delle foreste tropicali; essaavanza a un ritmo vertiginoso ed è attuata soprattutto per soddisfare la ri-chiesta di legname e per far spazio ai grandi allevamenti di bovini, neces-sari per rispondere alla richiesta di carne da parte dei Paesi più ricchi.Vediamo i principali effetti della deforestazione (Fig. 1).• Si impoverisce l’aria di ossigeno: si pensi che la fotosintesi delle fo-

reste tropicali ne fornisce circa il 6%.• La diminuzione della fotosintesi comporta una riduzione dell’assorbi-mento di anidride carbonica: dunque aumenta l’anidride carbonicanell’aria e ciò, come sappiamo, aggrava l’effetto serra.• Il suolo, privato della copertura vegetale, rimane più esposto alla piog-gia che, non più frenata dalle chiome della volta, lo colpisce con vio-lenza. La parte più superficiale del suolo viene trascinata dall’acqua e,soprattutto sui pendii, lo strato fertile si assottiglia, con conseguenteinaridimento del suolo. L’acqua che scorre rapida sul terreno, caricadi sedimenti, giunge ai fiumi, che si intorbidano, si ingrossano e gene-rano spesso forti inondazioni.

La deforestazione e il disboscamento5

unità 10 I problemi ambientali 236

riduzione dellabiodiversità

fiumi torbidi e limacciosiinondazioni periodiche

effetto serra

inaridimentodel suolo

aumento di CO2nell’aria

aria più povera di O2

deforestazione

FORESTA: vasta zona incolta,dove la vegetazione, inparticolare gli alberi ad altofusto, cresce spontaneamente.

Figura 1. La deforestazione com-porta una serie di effetti che pos-sono avere conseguenze globali.

Il disboscamento in ItaliaL’Italia, impoverita fin dall’antichità del suo patrimonio boschivo, conti-nua a distruggere i suoi boschi al ritmo di 3000 ettari l’anno, per lasciaresempre più posto a strade, coltivazioni, industrie, ma anche a villaggi tu-ristici e piste da sci e per ottenere legname per fabbricare carta, mobili estrutture per l’edilizia. Un ulteriore contributo al disboscamento viene dai ricorrenti incendi, nondovuti a cause naturali come si crede, ma quasi sempre a negligenzaumana o a comportamenti dolosi.Le conseguenze del disboscamento sono letteralmente disastrose. Comegià detto, la mancanza di alberi espone il terreno all’azione dell’acqua chescorre più velocemente in superficie e va a ingrossare i fiumi, dando luogoa frequenti inondazioni.D’altra parte, la mancanza di radici, che normalmente imbrigliano il ter-reno e lo rendono compatto, fa sì che i pendii diventino più soggetti afrane che possono minacciare paesi, strade e ponti (Fig. 3).

• La foresta ospita un numerostraordinario di specie animali evegetali, caratterizzate da unagrande variabilità di caratteri.Questa diversità biologica (bio-diversità) è messa in pericolodalla deforestazione, perché iviventi vedono ridursi l’am-biente adatto alla loro sopravvi-venza (Fig. 2). E poiché l’evoluzione delle spe-cie può realizzarsi solo se è pre-sente una grande varietà di ca-ratteri, si può affermare che ladeforestazione riduce le possi-bilità di evoluzione.

Figura 2. Gli Yanomami sono l’ul-tima grande etnia (circa 12000 per-sone) della foresta amazzonica. An-ch’essi sono minacciati dalla defo-restazione, che ha compromesso gliequilibri del loro habitat.

Figura 3. a. Il 5 maggio 1998 il co-mune di Sarno fu colpito da un gra-vissimo fenomeno franoso che inte-ressò la metà del territorio e di-strusse molte abitazioni, facendo137 vittime. b. Giampilieri, Messina,una squadra di vigili del fuoco esa-mina i danni provocati dalla frana al-luvione che si è abbattuta sul paeseil 2 ottobre 2009 provocando diver-si morti.

ab

Scopriamo insieme...

1. La Figura 1 si riferisce alla favola La volpe e l’uva.

Quale “qualità” della volpe viene messa in risalto

nella favola?

2. La Figura 2 si riferisce alla favola Il lupo e l’agnel-

lo. Quale “qualità” del lupo viene messa in risalto

nella favola?

3. La Figura 3 si riferisce alla favola La cicala e la for-

mica. Quale “qualità” della formica viene messa in

risalto nella favola?

4. Ti sembra che le caratteristiche attribuite agli ani-

mali siano propriamente del mondo animale o piut-

tosto tipicamente umane?

5. Pensi che la formica accumuli cibo perché prevede

tempi difficili e che il lupo mangi l’agnello perché

vuole affermare il suo ruolo di “cattivo”?

Rifletti

Il comportamento animale,

una forma di adattamento 1

unità 6 L’etologia136

Figura 4. a. “Furbo come una volpe”. b. “Codardo come un coniglio”.

6unità L’etologia

Le tre figure sono illustrazioni di altrettante favole di Esopo, uno scrittore greco vissuto nel VI secolo

a.C., da cui prese ispirazione il poeta latino Fedro, vissuto nel I secolo d.C.

In effetti ti sarà sicuramente capitato di sentire pronunciare espressioni del tipo “furbo come una

volpe”, “lupo cattivo” o “laborioso come una formica”.

Sono espressioni dettate da un atteggiamento, l’antropomorfismo, che tende ad attribuire agli

animali caratteristiche e comportamenti umani (Fig. 4).

Oggi sappiamo bene che questo atteggiamento è profondamente sbagliato, in quanto i comportamenti

degli animali sono in gran parte dettati dall’istinto e non da sentimenti o pianificazioni razionali ti-

picamente umani.

Il comportamento animale, come qualunque altro carattere, è il risultato della selezione na-

turale: un certo comportamento viene trasmesso solo se favorisce la sopravvivenza.

Dunque, il comportamento animale è una forma di adattamento all’ambiente e, come tutti gli

altri caratteri, è il risultato di un’interazione fra patrimonio genetico e ambiente.

La scienza che studia il comportamento animale si chiama etologia.

a

b

Figura 1. … la volpe [...] andan-

dosene disse: “Non è ancora matu-

ra; non voglio coglierla acerba.”

Figura 2. … E così lo abbranca e lo

sbrana, uccidendolo ingiustamente.

Figura 3. In una giornata d’inver-

no le formiche stavano facendo sec-

care il loro grano che s’era bagnato.

L’etologia unità 6 137

Come è fatto il libroIV

combustibili fossili carbone, petrolio

anidride carbonica nell’aria

combustione

respirazionedecompositori

respirazione animali

animali morti

decomposizione

decomposizione

respirazione piante

decompositori

piante morte

CO2 + H2O

anidride carbonica + acqua

C6H12O6 + O2

glucosio + ossigenofotosintesi

respirazione

Cicli ed equilibrio unità 9 215

Nella fotosintesi gli organismi autotrofi utilizzano il carbonio contenuto

nell’anidride carbonica dell’aria, per formare la sostanza organica, in ge-

nere costituita da glucosio.

Non per questo l’aria si impoverisce dell’anidride carbonica che la com-

pone: infatti i viventi, con la respirazione, restituiscono all’ambiente ani-

dride carbonica e acqua, consumando glucosio e ossigeno.

Pertanto gli atomi di carbonio, presenti nell’anidride carbonica dell’aria,

si ritrovano nel glucosio, ma da questo ritornano all’atmosfera, com-

piendo un ciclo, noto col nome di ciclo del carbonio.

Seguiamo più in dettaglio questo ciclo.

Il ciclo del carbonio4

1. Con la fotosintesi circa

100 milioni di tonnellate

di carbonio si combinano

ogni anno formando

composti organici.

2. I composti organici

prodotti dagli autotrofi

passano attraverso

la catena alimentare

ai vari eterotrofi.

3. Parte dei composti organici

presenti negli organismi

vengono ritrasformati

con la respirazione cellulare

in anidride carbonica

che ritorna nell’atmosfera.

4. Gran parte del carbonio resta

però intrappolata come

sostanza organica nei corpi

degli animali o dei vegetali

morti: solo dopo un tempo

più o meno lungo intervengono

i decompositori che chiudono

il ciclo, restituendo con la loro

azione l’anidride carbonica

all’atmosfera.

5. In qualche caso il carbonio

che forma la sostanza

organica si ritrova

imprigionato nei

combustibili fossili, come

petrolio e carbone, dove

giace anche per milioni

di anni, finché non viene

restituito all’atmosfera

quando questi materiali

vengono bruciati.

I sistemi di regolazione e gli organi di senso unità 7 165

Come abbiamo detto, il sistema nervoso centrale è costituito dall’ence-falo e dal midollo spinale.

EncefaloL’encefalo è un organo molto delicato ed è protetto dalle ossa del cranio,saldate insieme a formare una vera e propria scatola, la scatola cranica.È costituito dal cervello, dal cervelletto, dal bulbo (detto anche midolloallungato) e dall’ipotalamo (Fig. 1).

Il sistema nervoso centrale4

ipofisi

meningi

scatola cranica

corteccia cerebralecon circonvoluzioni

vertebre

midollo spinale

cervelletto:è situato posteriormente, sottoil cervello; è anch’esso ricco dicirconvoluzioni e ha il compitodi coordinare i movimenti e dicontrollare la correttaposizione del corpo,mantenendolo in equilibrio.Attività tipica del cervelletto èquella di coordinare ilmovimento della mano cheprende un oggetto, mentre gliocchi ne seguono lospostamento

ipotalamo:piccola formazionedell’encefalo che, comeabbiamo visto, secernenumerosi ormoni

bulbo:mette in comunicazionel’encefalo con il midollospinale e presiede al controllodi importanti funzioni, quali ilritmo respiratorio, il ritmocardiaco, la deglutizione

cervello:è la parte più voluminosadell’encefalo, spessoerroneamente confuso conesso. È diviso in due parti, gliemisferi cerebrali, la cuisuperficie presenta numerosepieghe, le circonvoluzionicerebrali

Figura 1. Schema dell’encefalo.

L’apparato iconografico è riccoe molte immagini integranobrevi parti di testo, catturandol’attenzione e facilitando lacomprensione e lamemorizzazione.

In ogni Unità sono presenti boxche aumentano la flessibilità del testo e rendono più agile la lettura. Sono inoltre presenti i “Perché”, quesiti con sintetiche risposte che stimolano la curiosità.

In ogni Unità sono proposte diverse attività. Le attivitàcontrassegnate dal simbolosono disponibili anche in formato video all’interno del DVD LibroLIM per la classe.

attività 2

• un certo numero di mele della stessa varietà• uno stesso numero di margherite• carta e penna

– Quanti numeri diversi di semi di mela si sono osservati? Qual è il valore che si ripete di più? Come si chiamaquesto valore? Qual è il numero più piccolo? Quale il più grande? Qual è il numero medio di semi?

– Quanti numeri diversi di “petali” di margherita si sono osservati? Qual è il valore che si ripete di più? Qual èil numero più piccolo? Quale il più grande? Qual è il numero medio di “petali”?

– Se ora aprissi un’altra mela o sfogliassi un’altra margherita, saresti in grado di prevedere il numero di semi oil numero di “petali”?

– Confronta i due grafici ottenuti: noti delle differenze?

– Puoi dire che la variabilità, particolarmente evidente nella specie umana, è presente anche in organismi ap-parentemente tutti uguali?

1. Distribuisci equamente le mele fra i tuoi compagni. 2. Apri le tue mele, conta il numero dei semi e prendinenota.

3. Informati dei valori trovati dai tuoi compagni e, con tut-ti i dati ottenuti, costruisci un grafico a barre, che mo-stri la frequenza con cui si trova ogni “varietà” di me-la (avente un certo numero di semi).

5. Informati dei valori trovati dai tuoi compagni e, con tut-ti i dati ottenuti, costruisci un grafico a barre.

4. Distribuisci ora le margherite, conta i “petali” (atten-zione, in realtà sono dei fiori!) e prendi nota del loronumero.

La genetica

La variabilitàche cosa ti serve

che cosa devi fare

rifletti

unità 4 97

Valutiamo il nostro senso della profonditàattività 2

• una riga con la scala millimetrata

leggibile da entrambi i lati

• cartoncino• nastro adesivo

• una cordicella• due cannucce da bibita

• un po’ di plastilina

– Hai commesso un errore guardando con entrambi gli occhi? In caso affermativo, qual è stato l’errore?

– Qual è stato l’errore commesso guardando con un occhio bendato?

– Come ti spieghi la differenza di risultato?

– Pensi di poter concludere che la visione con entrambi gli occhi ci dà il senso della profondità?

che cosa ti serve

che cosa devi fare

rifletti

1. Prepara con il cartoncino due frec-

cette.

2. Fissa con il nastro adesivo una

delle due freccette su un lato del-

la riga.

3. Lega una cordicella intorno all’al-

tra freccetta.

4. Incolla sull’altro lato della riga due

cannucce, in modo da formare un

“binario” nel quale possa scorrere

la seconda freccetta.

7. Leggi sulla scala millimetrata l’eventuale errore e prendine nota.

8. Ripeti ora l’esperienza con un occhio bendato e prendi di nuovo nota dell’errore.

5. Prepara un supporto di plastilina e

appoggiavi sopra la riga. 6. Siediti in modo da avere la riga per-

fettamente di fronte. Guardando

con entrambi gli occhi, tira la cor-

dicella finché non vedi le due frec-

cette allineate.

unità 7 I sistemi di regolazione e gli organi di senso

178

I fenomeni endogeni unità 12 297

L’attività vulcanica dipende principalmente dalle caratteristiche delmagma.

• Se il magma è ricco di silice (SiO2), è acido e viscoso, poco mobile edesce con difficoltà. Se il magma è povero di silice, è basico e fluido,scorrevole ed esce con facilità.

• Se il magma è ricco di gas, esce in modo più turbolento. Se, oltre a es-sere ricco di gas, il magma è acido, l’attività è più violenta, perché ilmagma viscoso fatica a liberarsi del gas.

In base al tipo di attività vulcanica le eruzioni si possono classificare indue grandi tipi: effusive ed esplosive.

• Eruzioni effusive. Sono quelle in cui la lava scorre facilmente e inmodo rapido, senza dar luogo a fenomeni violenti. Si verificano quandoil magma è basico e con scarsa presenza di gas (Fig. 1).

• Eruzioni esplosive. Sono quelle in cui la lava scorre con difficoltà epuò addirittura solidificarsi all’imboccatura del vulcano, formandouna specie di tappo che impedisce all’altro materiale fuso di traboc-care. Il magma, che preme dal basso, può uscire allora all’improvviso,dopo aver fatto saltare il tappo solido. Vengono così lanciati in ariacon violenza brandelli di lava e materiali solidi di varie dimensioni. Leeruzioni esplosive si verificano quando il magma è acido e ricco digas (Fig. 2).

Quando il magma è acidissimo e ricco di gas si può generare il fenomenodella nube ardente: il vulcano emette in modo rapido e violento una mi-scela caldissima e pesante di gas, lapilli, ceneri e lava “polverizzata”, cheacquista grande velocità, precipitando lungo i fianchi del rilievo.

L’attività vulcanica6

Figura 1. Eruzione di tipo effusivo con colata lavica. Figura 2. Eruzione di tipo esplosivo dello Stromboli. Questo vulca-no è uno dei più attivi d’Europa: le sue eruzioni avvengono con unafrequenza media di circa una ogni ora.

Perché i Romaniconsideravano illago Averno come

l’ingresso degli inferi?

Perché questo lago vulcanico,che si trova nella zona deiCampi Flegrei, è caratterizzatoda un paesaggio lugubre e da sgradevoli emanazionisulfuree.

?

Uno sguardo sull’Universo

È merito di Newton aver scoperto che tra tutti i corpi celesti esiste una reci-proca attrazione chiamata forza di gravità, che dipende da vari fattori, comeespresso dalla legge di gravitazione universale:

la forza di gravità con cui due corpi si attraggono aumenta all’aumentare del prodotto delle loro masse e diminuisce all’aumentare del quadrato della distanza dei loro centri.

La legge di gravitazione universale si esprime matematicamente con la rela-zione:

F = G �dove:

• F è l’intensità della forza di attrazione che ciascuno dei duecorpi esercita sull’altro;

• m1 e m2 sono le masse dei due corpi; • d è la distanza dei loro centri; • G è una costante, detta costante di gravitazione univer-sale.

La legge di gravitazione vale non solo per i corpi celesti,come stelle o pianeti, ma per tutti i corpi dell’Universo,anche se di massa trascurabile. Così, ad esempio, tra laTerra e un qualunque corpo che vi si trovi, come una mela,un sasso o un uomo, vi è una attrazione reciproca, ovverola Terra e il corpo esercitano una sull’altro due forze ugualie opposte (Fig. 1). Ma per la seconda legge di Newton, mentre la forza che laTerra esercita sul corpo (con una piccola massa) ha l’effettodi attrarlo, la forza esercitata dal corpo sulla Terra (con unaenorme massa) non produce alcun effetto di rilievo.

d2

m1 � m2

La legge di gravitazione universale3

unità 11 257

Isaac Newton

Isaac Newton nacque a Woolsthorpe(Inghilterra) nel 1642. Benché la madredesiderasse farne un agricoltore, su con-siglio di uno zio fu mandato a studiarea Cambridge, dove iniziò le sue ricerchenel campo della matematica, della fisicae dell’astronomia.Tra il 1665 e il 1666, mentre divampavaun’epidemia di peste, tornò alla casa na-tale e si dedicò in tutta libertà alle sueriflessioni. In questo periodo, molto fecondo, sco-prì che la luce bianca è composta datutti i colori e iniziò a riflettere sullagravità.

Secondo un famoso aneddoto (proba-bilmente falso), fu proprio vedendo ca-

dere una mela da un albero, sotto ilquale riposava nella sua tenuta, chepensò alla gravità e si domandò perchéanche la Luna non cadesse sulla Terra:ipotizzò allora che la forza di gravità di-minuisse all’aumentare della distanza.Nel 1687 pubblicò il suo testo fonda-mentale, i Principia, un vero capolavorodella scienza, in cui si tratta di mate-matica e di problemi del moto. È in que-sto testo che si trovano enunciate le trefamose leggi della dinamica e la leggedi gravitazione universale. Newton morì a Londra nel 1727, dopoaver ricevuto onori e gloria, come forsenon aveva mai ricevuto nessun altroscienziato.

Figura 1. Tutti i corpi dell’Universo si attraggonol’un l’altro a causa della forza di gravità.

m1

d F1

F2

m2

VCome è fatto il libro

Le pagine diApprofondimentotrattano diversiargomenti: storia della scienza,tecnologia, metodo scientifico,educazione alla salute,educazioneambientale.

Ogni unità siconclude con unasintesi degliargomenti trattati,per un rapidoripasso deicontenuti.

L’autoverifica finale permette di valutare in modo semplice e immediato il livello di apprendimento.

Gli esercizi, di diversa tipologia, sono suddivisi

in: consolidare le conoscenze e sviluppare

le competenze.

La corrente alternatapprofondimento

Che cos’è la corrente alternata

La corrente che si può produrre con una pila è una corrente continua, che fluisce sempre in un senso, muovendosi da

un polo all’altro. Ma la corrente che circola nelle nostre case (e dunque alimenta lampadine, elettrodomestici ecc.) non

è una corrente continua, ma una corrente alternata, in cui gli elettroni si muovono prima in un senso e un istante dopo

nel senso opposto, con un movimento di “va e vieni” all’interno del conduttore.

In un generatore di corrente continua (come la comune pila) i poli mantengono sempre il loro segno (positivo o nega-

tivo); in un generatore di corrente alternata i poli invertono i segni periodicamente, un certo numero di volte al secondo,

innescando il fluire alternato degli elettroni.

Il numero di volte che la polarità (“se-

gno”) si inverte in un secondo è detto

frequenza, caratteristica che si misu-

ra in hertz. La corrente della rete di di-

stribuzione domestica italiana ha la fre-

quenza di 50 Hz, cioè la polarità nella

presa si inverte 50 volte al secondo.

La corrente alternata viene prodotta

nelle centrali elettriche da un appa-

recchio detto alternatore.

Le originiAll’inizio l’elettricità era fornita solo

da pile che generavano corrente con-

tinua, ma l’energia ottenuta per que-

sta via “chimica” risultava costosa e vi

era molta dispersione sotto forma di

calore.

Nella seconda metà dell’800 si inten-

sificarono gli studi per ottenere ener-

gia elettrica a minor costo e più facil-

mente trasportabile con poche di-

spersioni, finché si arrivò all’idea di

corrente alternata.

Non è facile attribuire una paternità al-

l’invenzione della corrente alternata,

ma sicuramente Nikola Tesla, inge-

gnere serbo (poi naturalizzato statu-

nitense), diede un fondamentale con-

tributo allo sviluppo del moderno si-

stema elettrico a corrente alternata, at-

traverso i suoi studi teorici e pratici.

Tesla si occupò di vari settori delle

scienze applicate, come ad esempio

il radiocomando e la robotica, ma, a

causa della sua personalità eccentri-

ca, negli ultimi anni della sua vita fu

considerato una specie di “scienziato

pazzo”. Viceversa oggi i suoi ammi-

ratori lo definiscono come “l’uomo

che inventò il XX secolo” e “il santo

patrono della moderna elettricità”.

Elettricità e magnetismo unità 1 21

istante 1istante 2

istante 3

Nikola Tesla (Smiljian, 1856 - New York,1943).

Alternatori in una centrale elettrica.

sercizi

consolidare le conoscenze

unità 1 Elettricità e magnetismo24

sercizi7b. Completa le frasi, scegliendo le parole mancanti fra quelle elencate sotto.

La a. ……………………………………………… di un conduttoredipende dal b. ……………………………………………… di cui èfatto; inoltre è direttamente proporzionale alla suac. ……………………………………………… e inversamente pro-porzionale alla sua d. ……………………………………………….materiale • sezione • lunghezza • resistenza •intensità di corrente

8. Spiega perché oggi un generatore di corrente viene comunemente chiamato “pila”. 9. Nomina i tre effetti della corrente studiati e descrivine uno con le tue parole.10. Rispondi alle domande.

a. Che cosa si può ottenere con un’elettrocalamita?b. Che cosa si può ottenere con un alternatore?c. Ti è mai capitato di osservare uno di questi di-spositivi? Se sì, dove?

1. Osserva e rispondi.Osserva la figura: la bambina ha strofinato ipalloncini sul suo maglione di lana, li ha sol-levati e ha notato che si separano. Perché?

2. Osserva i due disegni. I due disegni rappresentano in modo diverso il campo magnetico generato dai poli opposti di una calamita. a. Quale dei due disegni è sbagliato? (Motiva la risposta.)b. Disegna un modello della Terra con le linee di forza del suo campo e i poli magnetici correttamente indicati.

Elettricità e magnetismo unità 1 25

1. Nelle situazioni descritte, indica se la forza in gioco agisce a distanza o per contatto.

2a. Completa le frasi, scegliendo le parole mancanti fra quelle elencate sotto.

Molte sostanze possono essere elettrizzate per a. ……………………………………………………. L’elettrizzazione acqui-stata dal vetro è b. ………………………………………………,quella acquistata dalla plastica è c. …………………………………………………. Corpi con elettrizzazione dellostesso segno si d. ………………………………………………….Corpi con elettrizzazione di segno opposto si e. …………………………………………………….positiva • negativa • respingono • attraggono •strofinìo • elettrizzazione

2b. Rispondi alle domande.a. Quando un corpo viene elettrizzato per induzio-ne, quale carica acquista? b. È corretto dire che un corpo porta in sé carichepositive e negative, di cui normalmente non ci ac-corgiamo? (Motiva la risposta.)

3a. Completa le frasi, scegliendo le parolemancanti fra quelle elencate sotto.Ogni calamita presenta due a. ………………………………………………, cioè zone in cui si concentra la capaci-tà di esercitare la forza b. …………………………………………………………………. Due c. ……………………………………………………………………… uguali si respingono, mentre due

Forza che agisce Forza che agiscea distanza per contattoArco che scocca la frecciaLibro che cade (quandola mensola si rompe)Molla che fa partire la pallina del flipperPescatore che tira la barca in secco

d. ……………………………………………………………… opposti sie. ……………………………………………………………….elettrica • poli • magnetica • positiva •attraggono • segni

3b. Rispondi alle domande.a. Quando un corpo ferroso viene magnetizzatoper induzione, in che cosa si trasforma?b. Un corpo ferroso può essere interpretato come uninsieme di magnetini elementari: come si di-spongono questi magnetini quando il corpo si ma-gnetizza?

4. Componi una frase utilizzando le parole seguenti.Terra • campo • bussola

5. Definisci la corrente elettrica e scrivi se essafluisce dal polo positivo al negativo o viceversa.6a. Completa la tabella che mette a confronto gli elementi di un circuito elettrico con quelli di un circuito idraulico.

6b. Metti in relazione con una freccia ogni grandezza con la sua unità di misura.

7a. Considera la prima legge di Ohm, V = R � I, e scrivi che cosa indicano nella formula le tre lettere:R = .....................................................…………………………V = .....................................................…………………………I = .....................................................…………………………

Circuito elettrico Circuito idraulicogeneratore

tubiutilizzatore

rubinettocorrente elettrica

a. intensità di correnteb. differenza di potenzialec. resistenzad. lunghezza del conduttore

1. volt2. metro3. ohm4. ampere

sviluppare le competenze

1 Il sistema nervoso e il sistema endocrino cooperano nell’assicurare ilmantenimento dell’omeostasi.2 Il sistema endocrino è formato da ghiandole endocrine (comel’ipofisi, l’ipotalamo, le ovaie, i testicoli, le ghiandole surrenali,parte del pancreas, la tiroide) che secernono ormoni. Gli ormonisono messaggeri chimici che, trasportati dal sangue, raggiungono gliorgani bersaglio. L’attività delle ghiandole endocrine è regolatadall’ipofisi, a sua volta controllata dall’ipotalamo.3 Il sistema nervoso viene suddiviso in sistema nervoso centrale eperiferico. L’unità funzionale del sistema nervoso è il neurone, cheè formato da un corpo cellulare e da due tipi di prolungamenti: l’as-sone, che porta i segnali lontano dal corpo cellulare, e i dendriti,che trasportano i segnali verso il corpo cellulare. I punti di contattofra neuroni si chiamano sinapsi. I messaggi viaggiano sotto forma disegnali elettrici lungo i neuroni e sotto forma di sostanze chimiche,i neurotrasmettitori, fra un neurone e l’altro.4 Il sistema nervoso centrale è formato dall’encefalo e dal midollospinale. L’encefalo è a sua volta formato da cervello, cervelletto,bulbo e ipotalamo.

5 Il cervello è diviso in due emisferi. Di solito, l’emisfero cerebrale si-nistro controlla il linguaggio, la capacità di fare calcoli e di esprimereconcetti; quello destro controlla il senso artistico, la percezione spa-ziale e l’espressione delle emozioni.6 Il sistema nervoso periferico è formato da nervi motori e nervisensoriali; si distingue in somatico (o volontario), che controlla leattività dei muscoli volontari, e autonomo (o involontario), checontrolla l’attività del cuore e dei muscoli lisci. In alcuni casi si hauna risposta molto rapida che prende il nome di arco riflesso.7 Gli organi della vista sono gli occhi, che sono costituiti da una strut-tura pressoché sferica, il bulbo oculare. Procedendo dall’esterno ver-so l’interno troviamo tre membrane: sclera, coroide e retina;quest’ultima è formata da coni e bastoncelli, cellule sensibili agli sti-moli luminosi. Anteriormente la coroide forma l’iride, al cui centroc’è un foro, la pupilla. Dietro l’iride si trova il cristallino. 8 L’orecchio è l’organo dell’udito; viene distinto in tre parti: orecchioesterno (padiglione auricolare e canale uditivo esterno), orecchiomedio (martello, incudine e staffa), orecchio interno (coclea e ca-nali semicircolari). L’orecchio interno ci fornisce anche il sensodell’equilibrio.

9 Il senso dell’olfatto è dovuto ai numerosissimi recettori olfattivipresenti nella parte alta delle cavità nasali. Il senso del gusto è dovuto alle papille presenti sulla lingua. I sapo-ri fondamentali sono quattro: dolce, acido, salato, amaro.Il senso del tatto è dovuto a moltissimi recettori presenti nello spes-sore della pelle

intesiin

I sistemi di regolazione e gli organi di senso unità 7 187

10

11

utoverifica

Punteggio totale

Controlla le soluzioni in fondo al volume e calcola il tuo punteggio: ..../20

L’energia56 unità 2

10 punti

3 punti

4 punti

3 punti

1. Metti una crocetta su se l’affermazione è vera, su se è falsa.

a. Le sostanze si dicono radioattive quando vengono usate nelle centrali nucleari.

b. L’energia nucleare è una forma di energia.

c. Il joule è l’unità di misura del lavoro.

d. Una forza compie lavoro solo quando produce uno spostamento.

e. Quando le onde si propagano si ha trasmissione di energia, ma non di materia.

f. L’energia potenziale gravitazionale è l’energia dei corpi in movimento.

g. Il suono e la luce sono onde.

h. Nelle trasformazioni energetiche l’energia si consuma, perché si disperde come calore.

i. L’energia eolica è un’energia rinnovabile.

j. I combustibili fossili hanno “incamerato” energia solare.

2. Completa lo schema sulle due forme di energia meccanica.

VF

3. Completa le frasi, scegliendo le parole mancanti fra quelle elencate sotto.

La potenza è il a. …………………………………… fra b. …………………………………… e tempo.

Se il lavoro è misurato in c. …………………………………………… e il tempo in secondi, la potenza è espressa in d. …………

………………………………….

watt • kWh • energia • joule • lavoro • prodotto • rapporto

4. Rispondi alle domande.

La formula che permette di calcolare il lavoro compiuto è: L = F � s.

a. Che cosa indica F?

b. Che cosa indica s?

c. Se si misurassero le due grandezze in newton e in metri, con quale unità si esprimerebbe il lavoro?

V FV FV FV FV FV FV FV FV FV F

dipende da

ENERGIA

potenzialegravitazionale

c. …………………

a. ……………………

b. ……………………

VI Indice

Indice

1 Forze elettriche e magnetiche 1

2 Le forze elettriche 2

3 Le forze magnetiche 4

ATTIVITÀ 1 Magnetizzare un corpo 7

4 Il campo magnetico terrestre 8

5 La corrente elettrica 9

ATTIVITÀ 2 Costruiamo un semplice circuito 10

6 Le caratteristiche di un circuito 11

7 Le leggi di Ohm 13

ATTIVITÀ 3 Un circuito a resistenza variabile 14

Approfondimento Come si rappresentano i circuiti elettrici 15

8 La pila: un generatore di corrente 17

9 Gli effetti della corrente 18

10 I fenomeni elettromagnetici 19

Approfondimento La corrente alternata 21Approfondimento Elettricità senza fili:

dopo il wireless il WiTricity 22

In sintesi ......................................................................................................................................... 23Esercizi .............................................................................................................................................. 24Autoverifica ................................................................................................................................... 28

unità2 L’energia 29

unità

1 Ripensiamo all’energia 292 Lavoro ed energia 303 Le forme dell’energia 32

ATTIVITÀ 1 L’energia termica e la fusione del ghiaccio 34

4 L’energia delle onde 355 L’energia nucleare 376 L’energia si trasforma 407 L’energia si conserva 418 La potenza 429 Le fonti di energia 43

ATTIVITÀ 2 Costruiamo un modello di ruota ad acqua 44

10 Energia per sempre? 45

Approfondimento Lampadine e risparmio energetico 46Approfondimento Energia da antichi organismi:

i combustibili fossili 47

Elettricità e magnetismo 11

VIIIndice

Approfondimento Energia dall’atomo 48Approfondimento Nuove fonti di energia 49


unità3 Luce e suono 57

1 Propagazione per onde 572 Le caratteristiche del suono 58

ATTIVITÀ 1 Altezza del suono e frequenza dell’onda 60

3 Infrasuoni e ultrasuoni 614 Riflessione e assorbimento 62

Approfondimento - Salute L’inquinamento acustico 63

5 Le caratteristiche della luce 656 Radiazioni infrarosse e ultraviolette 667 Riflessione e diffusione 67

ATTIVITÀ 2 La riflessione della luce 69

8 Rifrazione 709 Le lenti 71

ATTIVITÀ 3 Un dilatoscopio a leva ottica 72

Approfondimento Le fibre ottiche 73


unità41 Nucleo e cromosomi 802 Mitosi e meiosi 813 Cromosomi e geni 834 Mendel e l’ereditarietà 845 Dominanza incompleta 876 Fenotipo e genotipo 887 L’ereditarietà nell’uomo 89

ATTIVITÀ 1 Lobi staccati o attaccati? 90

8 Maschio o femmina? 919 Le malattie genetiche 9210 Il DNA 9411 Le mutazioni 96

ATTIVITÀ 2 La variabilità 97

Approfondimento Il cromosoma Y 98

La genetica 80

VIII Indice

unità5 L’evoluzione 107

1 Una caratteristica dei viventi 1072 Le prove dell’evoluzione 1083 Lamarck e l’ereditarietà dei caratteri acquisiti 1104 Darwin e la selezione naturale 111

ATTIVITÀ 1 I dadi e la selezione naturale 113

5 Le prove della selezione naturale 114

ATTIVITÀ 2 Una simulazione di mimetismo ambientale 115

6 Darwin, Mendel e la genetica 116

Approfondimento Il viaggio del Beagle 117

7 I nostri antenati 1198 La comparsa dell’uomo 1219 Verso l’uomo moderno 122

Approfondimento L’evoluzione del cavallo 124

10 La storia della vita 125

Approfondimento L’esperimento di Miller 128Approfondimento La scomparsa dei dinosauri 129


unità6 L’etologia 136

1 Il comportamento animale, una forma di adattamento 1362 Istinto e apprendimento 138

ATTIVITÀ 1 I porcellini di terra e la luce 139

3 Procurarsi il cibo: il gabbiano reale 1404 Riprodursi: lo spinarello 1415 Varie forme di apprendimento 1426 L’imprinting 1447 Il linguaggio 1468 Il territorialismo 148

Approfondimento Il viaggio d’amore dei salmoni 149Approfondimento Uomo e animali: due modelli distinti? 151Approfondimento Anche le vespe giocano 152

Approfondimento L’ingegneria genetica 99Approfondimento Clonazione e ricerca 100

Chiedi all’esperto… L’ingegneria genetica (Marco Soria)


IXIndice

Chiedi all’esperto… L’etologia di campagna (Sandro Lovari)


unità7 I sistemi di regolazione e gli organi di senso 159

1 Il sistema neuroendocrino 1592 Il sistema endocrino 1603 Il sistema nervoso 162

Approfondimento Nascita di nuovi neuroni e ginnastica mentale 164

4 Il sistema nervoso centrale 1655 Le funzioni del cervello 167

Approfondimento - Salute e prevenzione Droghe e cervello 168Approfondimento Memoria e apprendimento 170

6 Il sistema nervoso periferico 172

ATTIVITÀ 1 La velocità di reazione 174

7 L’occhio e la vista 175

ATTIVITÀ 2 Valutiamo il nostro senso della profondità 178ATTIVITÀ 3 Costruiamo la camera oscura 179

8 L’orecchio e l’udito 1809 Il naso e l’olfatto 182

ATTIVITÀ 4 L’abitudine agli odori 183

10 La lingua e il gusto 18411 La pelle e il tatto 185

ATTIVITÀ 5 La reazione tattile 186

Chiedi all’esperto… Farmaci e sperimentazione (Silvio Garattini)


unità8 La riproduzione 192

1 Da bambini ad adulti 192

ATTIVITÀ 1 Analizziamo la statura 193

2 Due apparati, due cellule 1943 L’apparato riproduttore maschile 1954 L’apparato riproduttore femminile 1965 Il ciclo ovarico 198

Approfondimento Ciclo ovarico e controllo ormonale 200

6 Gravidanza e sviluppo del bambino 201

Approfondimento Il controllo delle nascite 203Approfondimento L’AIDS 204Approfondimento Le cellule staminali 205

X Indice

unità9 Cicli ed equilibrio 211

unità10 I problemi ambientali 228

1 L’uomo inquina l’ambiente 2282 Il buco dell’ozono 2293 Le piogge acide 231

ATTIVITÀ 1 Un’azione delle piogge acide 233

4 L’effetto serra 2345 La deforestazione e il disboscamento 2366 La desertificazione 2387 L’inquinamento da pesticidi 2398 L’inquinamento da petrolio 2419 L’acqua come risorsa 243

ATTIVITÀ 2 Uso del carbone attivo 245

Approfondimento Il ritiro dei ghiacciai 246

Chiedi all’esperto… Ghiacciai e cambiamenti (Giuseppe Orombelli)


1 Ripensiamo all’ambiente 2112 Flussi e cicli 2123 I livelli trofici 2144 Il ciclo del carbonio 2155 Il ciclo dell’azoto 216

ATTIVITÀ 1 La biodegradabilità 217

6 L’equilibrio in un ecosistema 2187 La rottura dell’equilibrio 220

Approfondimento Rifiuti e riciclaggio 222


Chiedi all’esperto… L’AIDS (Alessandro Soria)


Come è fatto il libro -...

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