BP-003

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30-45 min

3 ao 5 ano

Intermediário

Pista de Esqui

É hora de subir a encosta e fazer uma corrida! O que é preciso para ir da pista para iniciantes a ser um profissional de downhill?

Aula criada por:

LEGO® Education

Suporte ao Professor

Objetivos da Aula

Os alunos vão:

- Explorar como as forças afetam as mudanças de movimento de um esquiador em pistas de esqui de diferentes alturas

- Explorar a relação entre massa e o movimento de um objeto em um plano inclinado

- Entender o que significa quadro inercial de referência

Preparar

Revise o material online dos alunos. Use um projetor para compartilhar esse material com seus alunos durante a aula.
Certifique-se de ter abordado a segunda Lei de Newton 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

 

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Envolver

(Toda a classe, 5 minutos)

  • Promova uma conversa rápida sobre as forças que afetam um esquiador em uma pista de esqui.
  • Faça perguntas, como:Quais forças fazem o esquiador descer uma encosta? (Gravidade)
    Como o peso afeta o movimento de um esquiador? (Mais peso causa maior “momentum”.)
  • Diga aos alunos que eles vão construir um modelo de pista de esqui de downhill.
  • Distribua um conjunto a cada grupo.

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Explorar

(Pequenos Grupos, 30 Minutos)

  • Peça aos alunos que trabalhem em pares para construir o modelo de Pista de Esqui. Diga-lhes para se revezarem: um parceiro procura os blocos enquanto o outro constrói, trocando de papéis depois de cada etapa ter sido concluída.
  • Você pode encontrar ajuda para construir na seção Dicas abaixo.
  • Faça com que todos parem de construir depois de 20 minutos. A essa altura, eles devem ter construído pelo menos os esquiadores e a rampa com a escala para medir os ângulos (até a etapa 23 na página 45). Se houver tempo, eles podem adicionar o sistema pneumático mais tarde.
  • Diga aos alunos para encontrarem uma superfície lisa que tenha pelo menos 1 metro de comprimento para posicionar seus modelos em uma das extremidades.
  • Demonstre como garantir que os esquiadores sejam testados corretamente. Você pode se referir a isso como referencial inercial.
  • Pergunte: Essa experiência seria a mesma se você a realizasse em um avião viajando a 800 km/h? (Sim. Mesmo nessa sala de aula, parece que estamos parados, mas a terra está girando a uma velocidade cerca de 1600 km/h. Se o seu referencial inercial for a sala, então o modelo está se movendo lentamente. Se seu referencial inercial for o sol, então ele está se movendo super rápido).

Experimento 1:

  • Peça a seus alunos que definam o ângulo da pista de esqui a 20 graus e façam os esquiadores deslizarem para baixo um de cada vez.
  • Diga a eles que meçam a distância percorrida por cada esquiador e que a anotem em suas Planilhas do Aluno ou em seus cadernos de ciência. É melhor se eles fizerem três ou mais medições com cada esquiador e calcularem a média de distância para cada.

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Explicar

(Toda a classe, 5 minutos)

  • Reúna seus alunos para compartilhar o que eles construíram.
  • Faça perguntas, como:Por que o esquiador mais pesado foi mais longe? (O esquiador mais pesado tem mais massa, então ele terá mais momento linear e vai deslizar por mais tempo.)
    O que aconteceria se você removesse os esquis do esquiador mais pesado?
    Peça que eles se juntem ao redor de um dos modelos e demonstrem que ele percorrerá uma distância mais curta. (Os esquis curvos, em comparação com os de cantos retangulares, afetam a distância que o esquis percorrem, já que eles reduzem o atrito quando o esquiador desliza para fora da pista.)

Experimento 2:

  • Agora faça com que seus alunos coloquem a pista de esqui em um ângulo de 30 graus e prevejam onde eles acham que o esquiador vai parar. Eles podem fazer isso colocando blocos de cores diferentes ao lado da referência.
  • Peça a eles para deslizarem cada esquiador pela rampa e verem se suas previsões estavam corretas. Diga a eles para calcularem uma distância média para cada esquiador, como fizeram no experimento anterior. Lembre-os de registrarem a distância nas suas Planilhas do Aluno ou em um gráfico nos seus cadernos de ciência

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Elaborar

(Toda a classe, 5 minutos)

  • Reúna seus alunos para rever e discutir os resultados de seus experimentos.
  • Faça perguntas, como:Quais padrões você reconheceu no movimento dos esquiadores quando alterou a altura da pista? (quanto maior o ângulo da pista, mais longe os esquiadores foram.)
    Foi possível prever o que aconteceria a seguir?
  • Se houver tempo, incentive os alunos a descreverem o fenômeno com suas palavras em seus cadernos de ciência.
  • Dê tempo para os alunos desmontarem seus modelos, arrumarem as peças de volta nas bandejas e limparem suas estações de trabalho.

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Avaliar

(Continuamente durante toda a aula)

  • Incentive seus alunos a explorarem o movimento de seus modelos conforme eles os constroem.
  • É possível usar a bomba pneumática controlada por alavanca manual para fazer a rampa ir para cima e para baixo?
  • Dê feedback sobre o desempenho de cada aluno.
  • Promova a autoavaliação.
  • Utilize as rubricas de avaliação fornecidas para simplificar o processo.

Lista de Observações

  • Meça a proficiência de seus alunos pedindo para descreverem que forças maiores causam mudanças mais significativas no movimento do que as forças menores.
  • 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: Com alguma ajuda, consigo descrever como um maior momento linear causa uma mudança maior no movimento.
    Azul: Consigo descrever como um maior momento linear causa uma mudança maior no movimento.
    Roxo: Consigo explicar como e por que um maior momento linear causa uma mudança maior no movimento.

** Avaliação por Pares **

  • Incentive seus alunos a avaliarem seus colegas:Usando a escala de blocos acima para dar pontos ao desempenho um do outro
    Apresentando suas ideias e fazendo críticas construtivas

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Dicas para o professor

Dicas De Modelo

  • Os alunos vão precisar marcar uma linha de partida com um pedaço de fita. Como alternativa, eles alinham seus modelos com uma marca na mesa ou no chão para garantir que a pista de esqui fique na mesma posição a cada vez que eles testarem.
  • Para lançar cada esquiador, os alunos devem posicioná-los no topo da pista de esqui e soltá-los. Os modelos têm diferentes comprimentos, então faça os alunos medirem desde o topo da pista até onde cada esquiador parar.

Diferenciar

Simplifique esta aula:

  • Faça com que seus alunos explorem o movimento de um mesmo esquiador a partir de ângulos diferentes.


Aumente a dificuldade:

  • Peça que os alunos tentem experimentar novamente em uma superfície diferente (por exemplo, com uma folha de papel grande em frente à pista de esqui)Como desafio extra, peça que eles removam os esquis do esquiador mais pesado e vejam o que acontece

  • Desafie seus alunos a construírem seus próprios esquiadores, fazerem previsões e testarem seus modelos para ver se eles podem ir mais longe.


(Observação: Isso exigirá tempo adicional.)
Para incorporar o desenvolvimento de habilidades matemáticas, peça aos seus alunos que calculem e comparem o momento linear de cada esquiador:


  • P (Momento Linear), M (Massa), V (Velocidade)

  • P = M x V(Esquiador pequeno) P1 = 5g x ? m/s
    (Esquiador grande) P2 = 62g x ? m/s

  • V = V (a aceleração devido à gravidade é a mesma para ambos, com pequenas diferenças no atrito de deslizamento, mas podemos assumir que a velocidade de cada um é muito semelhante)

  • P2 > P1


BNCC EF07MA18