Primeira engrenagem

1. Preparar

• Leia o material do aluno no Aplicativo EV3 Classroom.
• Colete algumas informações sobre engrenagens que ajudarão seus alunos a entender conceitos como relação de transmissão, engrenagens de entrada e saída e engrenagens intermediárias.

2. Envolver (5 Min.)

• Utilize as ideias da seção Iniciar uma Discussão abaixo para envolver seus alunos em uma discussão relacionada a esta aula.
• Divida sua classe em pares.

3. Explorar (20 min.)

• Faça com que os pares de alunos construam o Modelo de engrenagem.
• Dê a eles algum tempo para fazer um teste de execução para garantir que o modelo foi construído corretamente e funciona como esperado.

4. Explicar (10 min.)

• Faça com que cada equipe realize o experimento usando cada uma das combinações de engrenagens sugeridas e registre seus resultados.
• Certifique-se de que eles possam criar suas próprias tabelas de testes.

5. Elaborar (10 min.)

• Faça com que seus alunos analisem como as diferentes combinações de engrenagens se relacionam com o número de rotações e com a direção de rotação.
• Peça a cada equipe que resuma brevemente os resultados de seus experimentos.
• Não se esqueça de reservar algum tempo para a limpeza.

6. Avaliar

• Dê um retorno quanto ao desempenho de cada aluno.
• Você pode usar as rubricas de avaliação fornecidas para simplificar o processo.

Engrenagens estão em todos os lados! Basta explicar, engrenagens são rodas com dentes. Duas ou mais engrenagens colocadas juntas podem ser usadas para transferir força, aumentar ou reduzir velocidade e mudar a direção do movimento de rotação.

Inicie uma discussão sobre engrenagens fazendo perguntas relevantes como:

• O que é uma roda de dentada?
• Você tem familiaridade com máquinas que usam engrenagens?
• O que acontece com a direção de rotação quando duas engrenagens são colocadas juntas?
• Como a relação de transmissão está relacionada com o número de dentes nas engrenagens?

Instruções de construção

• Modelo de engrenagens

Usando o modelo
Posicione o modelo em uma superfície sólida e nivelada. Certifique-se de que o ponteiro da engrenagem e a referência do ponteiro do motor estejam apontados para cima. Execute o programa e acompanhe o ponteiro da engrenagem para contar o número de rotações. Ambos os motores devem girar exatamente uma volta. Os alunos vão mudar a montagem de engrenagens do motor direito e usar o motor esquerdo como referência.

Realizando o experimento
Enquanto seus alunos estiverem realizando seus experimentos, lembre-os do seguinte:

• Registre o número do experimento, se é uma redução ou ampliação, relação de transmissão, sua previsão do que vai acontecer, o número de rotações observadas e a direção de rotação em uma tabela de teste. Certifique-se de deixar espaço suficiente para registrar outras observações.
• Realize o experimento usando cada combinação de engrenagem.

Programa

Simplifique essa aula:

• Trabalhando com os alunos para ajudá-los a analisar combinações relacionadas ao número de rotações e direção de rotação do apontador da engrenagem
• Reduzindo o número de combinações de engrenagens que os alunos devem investigar

Leve essa aula a outro patamar:

• Incentivando os alunos a definir uma função para prever o número de rotações com base na relação de transmissão
• Desafiando seus alunos a modificar o programa para cada opção de engrenamento para que o ponteiro da engrenagem gire exatamente uma rotação

Lista de verificação de observação do professor
Crie uma escala que corresponda com suas necessidades, por exemplo:

1. Concluído parcialmente
2. Concluído completamente
3. Objetivos excedidos

Use os seguintes critérios de sucesso para avaliar o progresso de seus alunos:

• Os alunos entenderam como as engrenagens afetam a direção de rotação de uma roda que se motriz
• Os alunos explicaram como a relação de transmissão se relaciona ao número de rotações de uma roda motriz
• Os alunos aprenderam como calcular a relação de transmissão com base no número de dentes das engrenagem.

Autoavaliação
Faça com que cada aluno escolha o nível que ele sente que melhor representa seu desempenho

• Bronze: Realizei os experimentos, mas não previ seus resultados com base nas combinações de engrenagens.
• Prata: Com alguma ajuda, previ a direção de rotação nos experimentos com base na combinação de engrenagens usada.
• Ouro: Usei meu conhecimento de combinações de engrenagens para predizer corretamente a direção e o número de rotações dos experimentos
• Platina: Usei meu conhecimento de combinações de engrenagens para predizer corretamente a direção e o número de rotações dos experimentos. Também previ seu impacto na velocidade e no torque da roda motriz.

Para integrar o desenvolvimento de habilidades da Área de Linguagens, faça com que seus alunos:

• Criem um breve relatório focando nos resultados dos seus experimentos e exemplos de máquinas do mundo real que usam engrenagens
• Criem uma apresentação explicando os resultados dos seus experimentos e o que eles aprenderam

Observação: Isto tornará a aula mais longa.

Pode ser que os alunos que gostaram dessa aula fiquem interessados em explorar esses caminhos de carreira:

• Produção e engenharia (Pré-Engenharia)
• Ciência, tecnologia, engenharia e matemática (Ciência e Matemática)