BE-004

Image-empty-state.png

30-45 min

3 ao 5 ano

Avançado

Levantador de Peso

Explore o movimento de um levantador de peso que está treinando na academia. Como a vantagem mecânica pode ajudá-lo a levantar mais peso?

Aula criada por:

LEGO® Education

Suporte ao Professor

Objetivos da Aula

Os alunos vão:
- Experimentar e medir os efeitos de forças equilibradas e desequilibradas em um objeto
- Explorar a vantagem mecânica de um sistema de bloco de polias

Preparar

Revise o material online dos alunos. Use um projetor para compartilhar esse material com seus alunos durante a aula. Considere pré-construir o modelo de Levantador de Peso durante a aula para ajudar os alunos que estiverem com dificuldade na construção.

Certifique-se de ter abordado os conceitos relevantes (ou seja","gravidade","ampliação e redução de velocidade) em uma aula anterior.

Leve em consideração as capacidades e os conhecimentos prévios de todos os seus alunos. Diferencie a aula para torná-la acessível a todos. Consulte a seção Diferenciação abaixo para sugestões.

Material do Aluno

Planilha do Aluno

Baixe, visualize ou compartilhe como uma página HTML online ou um PDF para imprimir.

Image-empty-state.png

Envolver

(Toda a classe, 5 minutos)

Assista ao vídeo do aluno aqui ou acesse-o através do material online dos alunos.

Promova uma rápida discussão sobre quais forças os alunos viram em ação enquanto assistiam aos diferentes tipos de levantamento de peso no vídeo.

Faça perguntas, como:

  • Que forças ajudam um levantador de peso a levantar pesos? (Os músculos puxam para mover nossos corpos, e empurram ou puxam para levantar e baixar os pesos.)
  • Que força faz os pesos voltarem para baixo? (Gravidade)
  • O que é uma polia e o que é um bloco de polias? Como elas podem ajudar no treino de um levantador de peso? (As polias são rodas por onde um cabo ou uma corda rolam. Um bloco de polias é um sistema de duas ou mais polias com uma corda ou cabo enlaçado entre elas que pode obter uma vantagem mecânica ao puxar uma carga.)

Diga aos alunos que eles vão construir um modelo de levantador de peso e depois vão experimentar explorar forças equilibradas e não equilibradas.

 

 

--

Image-empty-state.png

Explorar

(Pequenos Grupos, 25 Minutos)

Peça que os alunos trabalhem em pares para construir o modelo de Levantador de Peso. Diga-lhes para se revezarem: um parceiro procura os blocos enquanto o outro constrói, trocando de papéis depois de cada etapa ter sido concluída.

 

As etapas de construção 21–29 podem ser desafiadoras para os alunos. Nessas etapas, eles vão começar a incorporar mais elementos LEGO Technic nas suas construções e a demonstrar suas habilidades de observação para direcionar a corda corretamente. Use o modelo de referência que você pré-construiu para ajudar os alunos a identificarem por conta própria erros de construção.

Você pode encontrar ajuda para construir na seção Dicas abaixo.

 

Experimento 1:

Peça que os alunos testem o modelo usando a posição de polia 1 das instruções de construção para levantar a barra.

 

Diga para registrarem suas observações em suas Planilhas do Aluno. (Este modelo não tem vantagem mecânica porque não gera um aumento ou redução de esforço ou velocidade necessários. Apenas altera o sentido do movimento.)

 

O modelo não é "forte o suficiente" nesta configuração para levantar a barra com todos os 4 pesos (rodas) incluídos. Somente pode levantá-la com menos rodas.

 

Peça aos alunos que tirem uma roda da barra de cada vez, repetindo o experimento com menos rodas e depois registrem o que acontece.

 

Experimento 2:

Mostre aos alunos como mudar o modelo para a polia na posição 2.

Peça que testem o modelo nesta posição e registrem suas observações em suas Planilhas do Aluno.

--

Image-empty-state.png

Explicar

(Toda a classe, 10 minutos)

Reúna seus alunos para compartilhar o que eles aprenderam.

Pergunte: A força atuante no levantador de peso estava equilibrada ou não equilibrada? (A força estava equilibrada, porque o modelo não se moveu até ter sido puxado/empurrado para cima e para baixo manualmente.)

 

 

--

Image-empty-state.png

Elaborar

(Toda a classe, 5 minutos)

Reúna seus alunos para rever e discutir seus experimentos.

Faça perguntas, como:

  • O que você notou sobre o movimento do levantador de peso quando mudou a posição da corda? (Foi mais fácil mover o peso, ele se moveu por si só e não foi tão alto.)
  • O que faz o levantador de peso elevar os pesos? (O peso [ou seja, a força da gravidade] puxa para baixo pelos blocos de peso, e as polias convertem esse movimento para baixo em uma puxada para cima.)
  • Por que a posição 2 da polia tem um resultado diferente da posição 1 da polia? (A posição 2 dá ao modelo uma vantagem mecânica de 2 para1. Isso significa que o modelo reduz pela metade o esforço necessário para levantar a carga, mas também reduz pela metade a altura na qual a carga é levantada. Você precisaria puxar o dobro do comprimento da corda para levantar a carga na mesma altura que a posição 1 da polia.)

Dê tempo para os alunos desmontarem seus modelos, arrumarem as peças de volta nas bandejas e limparem suas estações de trabalho.

--

Avaliar

(Continuamente durante toda a aula)

Faça perguntas “por que” e “como” durante a aula para fazer seus alunos pensarem sobre os conceitos com os quais estão trabalhando.

Faça perguntas orientadoras para incentivá-los a “pensarem em voz alta” e explicarem seus processos de raciocínio nas decisões de resolução de problemas que tomaram durante a construção dos seus modelos.

 

Lista de Observações

Meça a proficiência de seus alunos pedindo para descreverem as forças equilibradas e não equilibradas que estão em ação no modelo.

  • Crie uma escala que corresponda às suas necessidades. Por exemplo:
  • Precisa de ajuda adicional
  • Pode trabalhar de forma independente
  • Pode ensinar os outros

Autoavaliação

Faça com que cada aluno escolha a peça que ele/ela acha que melhor representa seu desempenho.

Verde: Acho que consigo descrever as forças equilibradas e não equilibradas.

Azul: Sei que consigo descrever as forças equilibradas e não equilibradas.

Roxo: Consigo descrever as forças equilibradas e não equilibradas e posso também ajudar um colega a entender.

 

Avaliação por Pares

Em suas equipes, faça com que os alunos discutam suas experiências trabalhando juntos.

Incentive-os a usar expressões como:

Eu gostei quando você....

Eu gostaria de saber mais sobre como você...

--

Dicas para o professor

Dicas de modelo

As polias podem ser configuradas desta forma:

Diferenciar

Simplifique esta aula:

Faça com que seus alunos experimentem antes o modelo sem os "pesos", empurrando para baixo o eixo amarelo com uma mão e apoiando a outra em cima dos blocos de peso

Peça para descreverem o que veem e sentem enquanto empurram para baixo o eixo amarelo

 

Aumente a dificuldade:

Faça com que os alunos usem blocos ou outras rodas no conjunto para adicionar um peso extra à barra e aos pesos traseiros, e depois desafiem uns aos outros para reequilibrar o modelo

Peça aos alunos que usem os blocos no conjunto para adicionar personalidade aos seus modelos

 

Observação: Isso exigirá tempo adicional.

Para incorporar o desenvolvimento de habilidades matemáticas, configure o modelo de Levantador de Peso usando a posição 1 da polia com o módulo de peso levantado o mais alto possível. O modelo permanecerá equilibrado. Peça que os alunos calculem quantas rodas eles precisariam tirar para permitir que o levantador de peso suba e o peso caia (ou seja, força não equilibrada).

 

Estes são os pesos para cada parte do modelo de Levantador de Peso:

  • Peso do módulo 121 g
  • Levantador de peso 40 g
  • Rodas 23 g (cada)

O alinhamento das polias e a força de atrito nas polias vão ter um leve efeito sobre os pesos, de modo que o peso de cada lado vai variar.