1SP-054
30-45 min
6 ao 9 ano
Avançado
Usina humano-elétrica – dínamo
Nesta aula você irá estudar sobre geradores de energia e irá construir um.
Aula criada por:
Thiago T. Tamer
Suporte ao Professor
Preparar
Esta aula deve ser realizada em uma sala com projetor
Para esta dinâmica, será necessário um computador ou tablete por aluno.
Material do Aluno
Envolver
Um dínamo é um equipamento capaz de transformar energia mecânica em energia elétrica. Consiste em um imã fixo a um eixo em torno de uma carcaça (como se fosse um motor), em que há bobinas (um grande fio de cobre enrolado inúmeras vezes). O eixo não tem contato direto com a carcaça, mas quando ele gira o imã faz com que induza uma corrente elétrica nos polos da bobina, gerando assim, energia elétrica.
Os dínamos estão presentes em automóveis (alternador) para carregar a bateria e alimentar o sistema elétrico do carro e também em algumas bicicletas antigas nas quais existiam dínamos acoplados à roda (como na foto ao lado) para gerar energia para o farol da bicicleta.
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Explorar
Agora, utilize o manual de instruções e siga passo a passo para montar seu próprio gerador. Nele há uma manivela que está acoplada no eixo do motor, ela servirá como o nosso dínamo, gerando corrente para acender os LED’s presentes no sensor ultrassônico.
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Explicar
Para programar o gerador de energia, os alunos utilizarão um recurso que não utilizamos nas nossas aulas até agora: as variáveis.
Variáveis são ferramentas que auxiliam o armazenamento de dados, no nosso caso ela irá armazenar os valores lidos da força aplicada no motor, e irá armazenar numa variável chamada “força”, como você pode observar na imagem. Para criar uma variável procure as opções de variável no canto esquerdo da tela e crie uma com o nome que desejar.
Observe que a programação tem duas partes, a da direita serve para identificar se a força do motor está direcionada para o sentido horário ou anti-horário. Em um dos sentidos a força será negativa, caso ela seja negativa, há um bloco que irá multiplicar o valor da força por –1 para transformar e armazenar sempre na variável “força” um valor positivo.
Com os valores armazenados na variável “força” a parte da esquerda serve para comparar o valor da força, e quanto maior for o valor mais LED’s do sensor ultrassônico irão acender.
Conecte o motor na porta C
Conecte o sensor ultrassônico na porta E.
Conecte o sensor de luz na porta A.
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Elaborar
Teste e gire a manivela em diferentes velocidades para observar quais LED’s acendem de acordo com a velocidade. Caso queira você poderá alterar na programação quais LED’s irão acender de acordo com a força.
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Avaliar
(Continuamente durante toda a aula)
Incentive seus alunos a refletirem durante a aula fazendo perguntas de "por que" e "como".
Faça perguntas orientadoras para incentivá-los a "pensar em voz alta" e explicar seus processos de raciocínio nas decisões para resolver problemas que tomaram durante os desafios.
Lista de Observações
Meça a proficiência de seus alunos pedindo para descreverem as forças em ação nos seus modelos.
Crie uma escala que corresponda às suas necessidades. Por exemplo:Precisa de ajuda adicional
Pode trabalhar de forma independente
Pode ensinar os outros
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Dicas para o professor
Esta aula é muito importante para que os alunos estudem sobre tipos de energia e geração de energia elétrica, eles irão construir um protótipo de um gerador elétrico.
Leia os tópicos e as orientações para o professor de cada passo antes de iniciar a aula, estude e teste o passo 4 (programar) antes da aula para entender e explicar o algoritmo de programação para os alunos. É importante ler os documentos das orientações do passo 1 para contextualização da aula.
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