Conjunto Principal MINDSTORMS EV3

Primeira engrenagem

Construa um modelo de engrenagem para dominar o básico das engrenagens.

45-90 min.
Iniciante
6º ao 8º ano
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Plano de aula

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.

Iniciar uma Discussão

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.

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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?

Ideias de Montagem

Instruções de construção

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.

Dicas de Programação

Programa

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Diferenciação

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

Oportunidades de Avaliação

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.
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Extensão de Linguagem e Literatura

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.

Conexões de Carreira

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)

Suporte ao Professor

Os alunos vão:

  • Aprender a calcular as relações de transmissão
  • Dominar o uso de configurações simples de engrenagens

BNCC
EF06MA24
Resolver e elaborar problemas que envolvam as grandezas comprimento, massa, tempo, temperatura, área (triângulos e retângulos), capacidade e volume (sólidos formados por blocos retangulares), sem uso de fórmulas, inseridos, sempre que possível, em contextos oriundos de situações reais e/ou relacionadas às outras áreas do conhecimento.

BNCC
EF07MA29
Resolver e elaborar problemas que envolvam medidas de grandezas inseridos em contextos oriundos de situações cotidianas ou de outras áreas do conhecimento, reconhecendo que toda medida empírica é aproximada.

BNCC
EF07CI01
Discutir a aplicação, ao longo da história, das máquinas simples e propor soluções e invenções para a realização de tarefas mecânicas cotidianas.

BNCC
EF08MA08
Resolver e elaborar problemas relacionados ao seu contexto próximo, que possam ser representados por sistemas de equações de 1º grau com duas incógnitas e interpretá-los, utilizando, inclusive, o plano cartesiano como recurso.

BNCC
EF07MA35
Compreender, em contextos significativos, o significado de média estatística como indicador da tendência de uma pesquisa, calcular seu valor e relacioná-lo, intuitivamente, com a amplitude do conjunto de dados.

BNCC
EF69LP35
Planejar textos de divulgação científica, a partir da elaboração de esquema que considere as pesquisas feitas anteriormente, de notas e sínteses de leituras ou de registros de experimentos ou de estudo de campo, produzir, revisar e editar textos voltados para a divulgação do conhecimento e de dados e resultados de pesquisas, tais como artigo de divulgação científica, artigo de opinião, reportagem científica, verbete de enciclopédia, verbete de enciclopédia digital colaborativa , infográfico, relatório, relato de experimento científico, relato (multimidiático) de campo, tendo em vista seus contextos de produção, que podem envolver a disponibilização de informações e conhecimentos em circulação em um formato mais acessível para um público específico ou a divulgação de conhecimentos advindos de pesquisas bibliográficas, experimentos científicos e estudos de campo realizados.

BNCC
EF69LP36
Produzir, revisar e editar textos voltados para a divulgação do conhecimento e de dados e resultados de pesquisas, tais como artigos de divulgação científica, verbete de enciclopédia, infográfico, infográfico animado, podcast ou vlog científico, relato de experimento, relatório, relatório multimidiático de campo, dentre outros, considerando o contexto de produção e as regularidades dos gêneros em termos de suas construções composicionais e estilos.

Material do aluno

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