Post on 10-Nov-2018
LABORATÓRIO DIDÁTICO I
Objetivos
• construir conhecimentos, motivar e ilustrar a importância do estudo de
ciências para a compreensão da área do Curso.
• Desenvolver a formação básica do aluno, valorizando a compreensão de
conceitos fundamentais das ciências físicas bem como as conexões entre a
física, o homem e o universo.
• Levar o aluno a perceber a importância de modernos conceitos para o
entendimento do mundo ao seu redor.
• Permitir ao aluno realizar experimentos básicos que lhe permitam elaborar o
melhor entendimento dos conceitos a serem discutidos nas aulas teóricas e
conhecimento dos métodos e formas de trabalho da Ciência .
Através de palestras e temas de grande
relevância, busca-se motivar o aluno para
suas futuras aulas no ensino fundamental.
Propiciar formação complementar para
que seu entendimento das demais etapas
do curso seja possível.
Docentes Responsáveis
Coordenador
Hélio Dias (IFUSP)
Professores
José Carlos Gomes
Luciano Bachmann
Nelson Carlin
Vanderlei S. Bagnato
A Ciência do Século XXI
e
a evolução da visão científica
do homem
Por que o mundo não se dispersou como a luz durante o
Big Bang, em vez de formar a matéria estável?
Como o universo se expandiu para atingir seu tamanho
atual? O que determinou a sua velocidade?
Quão consistentes são as constantes da natureza?
Por que as partículas elementares têm a massa que têm?
Estas são as questões básicas da física moderna – e a
essência da criação.
A vida humana nunca poderia ter surgido em um mundo
com constantes da natureza ligeiramente diferentes.
O nanocosmos está fornecendo as bases científicas fisicas,quimicas
e materiais para o desenvolvimento de melhores produtos, mais
compactos e economicos.
Aqui está a fonte de aplicações tecnológicas : desde a micro
máquina fresadora ao catalisador conversor bem como polímeros
semicondutores para a óptica e eletrônica.
A obtenção de catalisadores específicos permite a arquitetura
molecular de polímeros sob medida.
As estruturas dos seres vivos são complexas e têm diferentes
formas e aparências.
Isso se aplica tanto para a organização macroscópica de tecidos
e órgãos como para a interação microscópica das moléculas que
os compõem e interagem com uma dinâmica quase impensável.
Graças aos novos métodos de detecção e análise, a investigação
sobre a estrutura tridimensional dessas moléculas gigantes e
suas funções nas células vivas têm mostrado uma grande
evolução .
Como muitos organismos, o ser humano se desenvolve a partir de
uma única célula.
Atualmente, o genoma humano foi completamente decodificado.
Uma surpreendente descoberta: a nossa arquitetura contém muitas
semelhanças moleculares com outros seres vivos, porem como as
células completamente diferentes podem se desenvolver de um
conjunto comum de informação genética?
As células reagem de acordo com seu ambiente, utilizando
diferentes fontes de alimentação, reparação de defeitos e
coordenando suas atividades no ciclo de crescimento e
desenvolvimento.
Mais uma pergunta surge : como a célula usa a informação
codificada do genoma para desempenhar suas funções no lugar e no
espaço correto?
O cérebro humano é a estrutura mais complexa do universo.
Ele contém cerca de 100 bilhões de células nervosas, cada uma com
milhares de conexões com outros neurônios.
Sua interação controla cada uma das funções do organismo
permitindo os pensamentos, percepções, memórias, sentimentos e
também o movimento e a comunicação com seu ambiente.
Entender como o cérebro funciona na saúde ou na doença, é um
dos maiores desafios do nosso tempo.
O que é determinado pelos genes e pelo aprendizado e
experiências?
Hoje, os neurocientistas estão investigando todos os aspectos do
sistema nervoso - a sua estrutura, funcionamento e
desenvolvimento.
O que é
consciência?
Nossa capacidade de se comunicar com uma linguagem
complexa e pensar sobre a nossa história e nosso futuro
nos torna seres humanos únicos.
Mas como se desenvolve nosso cérebro?
Qual é a origem da linguagem e das habilidades
cognitivas e culturais?
Quais processos materiais desencadeiam os processos
mentais?
Nos próximos anos, os pesquisadores querem lançar luz
sobre estes importantes aspectos da evolução humana.
Instrumentos de medição são necessários para compreender o que
mantém o mundo unido; bem como os processos que ocorrem no
espaço ou em células vivas.
Estes instrumentos representam uma extensão dos órgãos sensoriais
humanos que tornam visível o invisível.
Eles fornecem os dados necessários para testar e desenvolver novas
teorias.
A tecnologia usada está passando por uma mudança radical: os
sensores são de dimensões moleculares e podem ser feitos a partir de
polímeros, condutores iônicos revestidos ou proteínas, que
funcionam com base em fenômenos atômicos e quânticos e são cada
vez mais precisos , tanto que agora é possível medir a frequência de
uma linha do átomo de hidrogênio com 14 casas decimais!
Na pesquisa cientifica as perguntas: como ? e porque? estão
aumentando em número e complexidade.
A diferença entre a descrição teórica da natureza e os dados
experimentais continua a crescer.
Através da modelagem e da simulação, os computadores estão
ajudando nesta importante tarefa.
Os modelos servem de base para reproduzir aspectos da realidade
observada.
Eles são os fundamentos das simulações com os quais os cientistas
imitam mudanças específicas atraves da variação de alguns
parâmetros .
As imagens visuais desempenham um papel importante em ambos
os casos, tornando os resultados muito mais compreensíveis.
Mais de 6 bilhões de pessoas habitam a Terra hoje.
Alimentá-los, mantê-los saudáveis e fornecer energia são os
principais desafios globais.
A pesquisa básica esta fazendo um trabalho significativo para
enfrentar esses desafios.
Na saúde, um aspecto da tarefa envolve as doenças crônicas, que
matam milhões de pessoas a cada ano.
A previsivel escassez de combustíveis fósseis e as consequências das
emissões de carbono na atmosfera estão incentivando novas idéias
para as fontes de energia.
Isso inclui pesquisas sobre a fusão nuclear , o desenvolvimento de
novas tecnologias para geração, transmissão e armazenamento de
hidrogénio, a fotossíntese artificial e células solares.
A vida na Terra só é possível devido à uma complexa coexistência de
ecossistemas terrestres, oceanos, atmosfera e substâncias que circulam
entre eles.
Pequenas mudanças podem ter efeitos de longo alcance. Assim, os
cientistas estão à procura de um entendimento unificado da história da
Terra e dos possíveis riscos tais como rápidas mudanças climáticas e a
diminuição da biodiversidade.
Com este objetivo, os cientistas realizam medições no solo e no ar,
usando satélites de sensoriamento remoto e desenvolvem modelos de
computador.
Quais as regiões e quais componentes são particularmente sensíveis às
mudanças?
Quais são os limites que, se ultrapassado, podem causar mudanças
abruptas na Terra?
Qual a influência da humanidade?
Além da magnetosfera da Terra encontramos o
espaço interplanetário.
Este espaço é preenchido com o vento solar:
campos de ondas eletromagnéticas e os chuveiros
de partículas da radiação do sol e do centro do
nosso sistema planetário.
Os cientistas do sistema solar querem saber como
funciona o sol: Que tipo de atividades magnéticas
ocorrem?
Além disso, os cientistas mantiveram um olho sobre
a influência do Sol na Terra: investigar as maneiras
pelas quais afetam a comunicação e os sistemas de
navegação da Terra e do seu impacto de longo
prazo sobre a mudança climática.
De onde viemos?
Esta questão tem fascinado a humanidade ao longo da história, mas hoje
sabemos mais?
Como o Universo foi criado?
Porque adquiriu essa forma e estrutura, em resumo, entendemos os processos
cósmicos?
Para encontrar as respostas para estas perguntas, os astrônomos e astrofísicos
estudam o nascimento e a morte das estrelas, a criação das galáxias e buracos
negros.
Além disso, tratam de determinar como a "energia e a matéria escura" está
espalhada por todo o universo.
Para aumentar as chances de responder essas questões, os astrônomos se
uniram aos físicos nucleares e de partículas, cosmólogos e matemáticos para
modelar e simular as estruturas e os processos que reúnem a mecânica quântica
e a teoria da relatividade.
Hélio heliodia@usp.br
Gomes professorgomes@gmail.com
Luis Carlos luis@eciencia.usp.br
Equipe do Polo de
Piracicaba