Conjunto Principal MINDSTORMS EV3

Queda livre

Construa um Torre de queda para determinar experimentalmente a constante gravitacional.

90-120 min.
Intermediário
6º ao 8º ano
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Plano de aula

1. Preparar

  • Leia todo o material do estudante do aplicativo EV3 Classroom.
  • Colete algumas informações sobre as leis de corpos em queda.
  • Se você não tiver um tempo de aula de bloco duplo, planeje executar essa aula em sessões múltiplas.

Parte A

2. Envolver (10 min.)

  • Use as ideias para a seção Iniciar uma discussão abaixo para envolver seus alunos em uma discussão relacionada a essa aula.
  • Divida sua classe em pares.

3. Explorar (35 min.)

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

Parte B

4. Explicar (15 min.)

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

5. Elaborar (30 Min.)

  • Faça com que seus alunos usem seus dados registrados para calcular a velocidade média e a constante gravitacional usando as leis de corpos em queda.
  • Peça a eles que resumam brevemente os resultados de seus experimentos.
  • Não se esqueça de reservara 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

Queda livre descreve a aceleração de um objeto devido exclusivamente à gravidade. As pessoas que saltam de um avião têm a velocidade reduzida pela resistência aerodinâmica conforme caem. Uma queda livre verdadeira somente seria possível no vácuo, onde nenhuma outra força, além da gravidade, é capaz de agir. Um ambiente de teste para experimentos desse tipo pode ser encontrado no Centro de Pesquisa Glenn da NASA em Cleveland, Ohio.

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Inicie uma discussão sobre queda livre fazendo perguntas relevantes:

  • A que o termo queda livre se refere?
  • Qual a relação entre aceleração e velocidade?
  • No vácuo, um hipopótamo cai na mesma velocidade que uma minhoca?
  • Quando o conhecimento sobre queda livre é útil?

Ideias de Montagem

Instruções de construção

Usando o modelo
Posicione o modelo em uma superfície sólida e nivelada. Execute o programa e espere até que o sensor de toque seja mostrado na tela. Posicione a bola no braço da bola e pressione o sensor de toque na parte de trás da Torre de queda para iniciar um experimento de queda. Se o experimento for bem sucedido, um grande sorriso seguindo do tempo de queda será mostrado na tela. Se não, um rosto triste será exibido. O braço da bola se fecha automaticamente para o próximo experimento.

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

  • Se o experimento for bem sucedido, o tempo de queda será mostrado na tela.
  • Registre o número do experimento e o tempo de queda em uma tabela de teste. Certifique-se de deixar espaço suficiente para colunas adicionais para os próximos cálculos
  • 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 essa aula:

  • Trabalhando com seus alunos para resolver alguns cálculos

Leve essa aula a outro patamar:

  • Incentivando seus alunos a realizarem cálculos adicionais usando os valores medidos
  • Explicando o significado dos valores médios (por exemplo, média aritmética em relação à mediana, suscetibilidade a interferências) que podem ser usadas para equalizar a medição de erros em uma série de experimentos
  • Desafiando os alunos a inventarem 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 aplicaram conceitos e/ou processos matemáticos para determinar a constante gravitacional.
  • Os alunos explicaram que a bola acelera a uma taxa constante
  • Os alunos identificaram as variáveis independentes e variáveis controladas de seus experimentos.

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

  • Bronze: Realizei os experimentos, mas não calculei a velocidade média ou a constante gravitacional.
  • Prata: Com alguma ajuda, calculei a velocidade média e a constante gravitacional
  • Ouro: Calculei a velocidade média e a constante gravitacional
  • Platina: Não só calculei a velocidade média e a constante gravitacional, como também realizei cálculos adicionais usando os valores medidos.
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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 no resultado dos seus experimentos e como ele se compara com o valor aceito para g, a aceleração da gravidade próximo à superfície da Terra
  • 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 determinar a constante gravitacional
  • Aprender que há leis de gravitação que se aplicam a todos os objetos

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
EF08MA09
Resolver e elaborar, com e sem uso de tecnologias, problemas que possam ser representados por equações polinomiais de 2º grau do tipo ax2 = b.

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

Planilha do Aluno

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