Conjunto Principal MINDSTORMS EV3

Deslizando para baixo por uma inclinação

Construa uma plataforma inclinada para determinar experimentalmente o coeficiente de atrito de diferentes objetos.

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

1. Preparar

  • Leia todo o material do aplicativo EV3 Classroom.
  • Colete algumas informações sobre tipos de atrito em geral e atrito estático em particular.
  • Para cada equipe, prepare vários objetos de teste com atrito estático variável, como uma viga LEGO® Technic, uma borracha e um pequeno pedaço de papel.

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 cada par de alunos construa sua plataforma inclinada.
  • Dê a eles algum tempo para fazer uma execução de teste para garantir que o modelo seja construído corretamente e funcione conforme esperado.

4. Explicar (10 min.)

  • Faça com que cada equipe realize o experimento pelo menos três vezes para cada objeto e registre seus resultados.
  • Certifique-se de que eles podem criar suas próprias tabelas de testes.

5. Elaborar (10 min.)

  • Faça com que seus alunos organizem os objetos que eles testaram de acordo com suas propriedades estruturais.
  • Peça que cada time resuma os resultados de seus experimentos.
  • Não se esqueça de deixar algum tempo para 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

O atrito é um fenômeno do dia a dia. Se você esfregar suas mãos uma na outra vigorosamente, você pode sentir o calor resultante. Forças de atrito podem ser deliberadamente aproveitadas, por exemplo, no projeto de solas de sapatos para evitar quedas em superfícies escorregadias. A ideia por trás de patins de gelo é manter o atrito no mínimo para que eles deslizem sobre o gelo. A superfície para acender na caixa de fósforo é projetada para que um fósforo aqueça ao ponto de ignição quando raspado contra ela.

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Inicie uma discussão sobre atrito fazendo perguntas relevantes:

  • A que o termo atrito diz respeito?
  • Você é familiarizado com algum dispositivo técnico que aproveite as propriedades do atrito?
  • Em que situações o atrito é desejável? Quando não é desejável?
  • Como o atrito pode ser reduzido?

Ideias de Montagem

Instruções de construção

Usando o sensor giroscópio
O sensor giroscópio deve estar completamente estático quando estiver sendo conectado ao bloco EV3 e durante a inicialização do bloco EV3. Se o ângulo do sensor giroscópio mudar enquanto a rampa ainda estiver parada, desconecte o sensor e conecte novamente.

Usando o modelo
Posicione o modelo em uma superfície sólida e nivelada. Se a superfície não estiver nivelada, os ângulos e o coeficiente de fricção associado estarão incorretos. Execute o programa e espere até que o sensor de toque seja mostrado na tela. Isso recoloca a rampa na posição inicial para que o programa possa determinar os ângulos corretos e os coeficientes de atrito. Posicione o objeto a ser estudado no centro da rampa, na extremidade. Pressione o sensor de toque na Porta 1 para iniciar o teste de execução. A rampa vai erguer-se lentamente. Pressione o sensor de toque novamente assim que o objeto começar a deslizar. Isso vai parar o teste de execução. O ângulo e o coeficiente de atrito associado serão mostrados na tela.

Executando o experimento
Enquanto seus alunos estiverem executando seus experimentos, lembre-os do seguinte:

  • O ângulo da rampa, bem como o coeficiente de atrito, serão mostrados na tela.
  • Registre o número do experimento, o ângulo e o coeficiente de atrito em uma tabela de teste. Certifique-se de deixar espaço suficiente para outras observações
  • Realize o experimento pelo menos três vezes e use os valores médios para garantir os resultados mais confiáveis.

Dicas de Programação

Programa

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Diferenciação

Simplifique esta aula:

  • Trabalhando com seus alunos para organizar os objetos de teste de acordo com suas propriedades estruturais

Leve essa aula a outro patamar:

  • Explorando diagramas de componentes de força, forças normais e como funções trigonométricas são usadas ao analisar fenômenos em planos inclinados
  • Desafiando seus alunos a criarem maneiras de melhorar a precisão de seus experimentos.

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 dos seus alunos

  • Os alunos usaram as propriedades estruturais dos objetos de teste para ajudar a organizar suas observações.
  • Os alunos identificaram como as propriedades estruturais (por exemplo forma, composição, características da superfície) afetaram ou não afetaram o funcionamento de seus modelos experimentais
  • Os alunos avaliaram o equipamento e os procedimentos usando em seus experimentos e identificaram forças e fraquezas.

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

  • Bronze: Realizei os experimentos, mas não usei as propriedades estruturais dos objetos de teste para ajudar a organizar minhas observações
  • Prata: Com alguma ajuda, usei as propriedades estruturais dos objetos de teste para ajudar a organizar minhas observações
  • Ouro: Eu usei três ou mais propriedades estruturais dos objetos de teste para ajudar a organizar minhas observações
  • Platina: Eu usei três ou mais propriedades estruturais dos objetos de teste para ajudar a organizar minhas observações. Eu também propus uma hipótese sobre os objetos que testei para explicar minhas observações.
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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 como eles podem ser usados em aplicações do mundo real
  • 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 (Tecnologia de Máquina)
  • Ciência, tecnologia, engenharia e matemática (Ciência e Matemática)

Suporte ao Professor

Os alunos vão

  • Aprender que o atrito surge entre diferentes objetos
  • Organizar objetos de acordo com suas propriedades estruturais

Conjunto principal LEGO® MINDSTORMS® Education EV3
Aplicativo EV3 Classroom
Vários objetos de teste com variação de atrito estático

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
EF09MA13
Demonstrar relações métricas do triângulo retângulo, entre elas o teorema de Pitágoras, utilizando, inclusive, a semelhança de triângulos.

BNCC
EF09MA14
Resolver e elaborar problemas de aplicação do teorema de Pitágoras ou das relações de proporcionalidade envolvendo retas paralelas cortadas por secantes.

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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