BP-007

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30-45 min

3 ao 5 ano

Iniciante

Ginasta

O que pode ser mais legal do que uma barra fixa de ginástica? Uma barra fixa em um carro! Vamos fazer um carro movido por um ginasta.

Aula criada por:

LEGO® Education

Suporte ao Professor

Objetivos da Aula

Os alunos vão:

Explorar o movimento de um "ginasta" (ou seja, de um pêndulo) sobre rodas e explicar como isso demonstra as três Leis de Newton.
Prever como as forças que agem sobre um objeto podem alterar seu movimento

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 Ginasta durante a aula para ajudar os alunos que tiverem dificuldade na construção.
Certifique-se de ter abordado os conceitos relevantes (ou seja, as três Leis 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

 

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

 

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Envolver

  • Promova uma rápida conversa sobre a força que ajuda um ginasta a se balançar numa barra fixa.
  • Faça perguntas, como:Que força é necessária para fazer o ginasta se mover? (Os ginastas usam forças de empurrar e puxar com seus músculos para gerar momento linear e superar a força da gravidade que os puxa para baixo).
    O que mantém o ginasta em movimento? (A primeira Lei de Newton diz que um objeto em movimento permanece em movimento até que uma força externa atue sobre ele. Quando seus músculos param de empurrar, a resistência do ar e o atrito entre as mãos do ginasta e a barra vão eventualmente fazer com que ele se detenha na parte inferior da barra devido à gravidade, que o puxa para baixo).
  • Diga a seus alunos que eles vão construir um carro movido por um ginasta.
  • Distribua um conjunto a cada grupo.

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Explorar

Pequenos Grupos, 30 Minutos)

  • Faça com que os alunos trabalhem em pares para construir o modelo de Ginasta. Diga-lhes para se revezarem: um parceiro procura os blocos enquanto o outro constrói, trocando de papéis depois de cada etapa ter sido concluída.
  • Deve demorar entre 15 e 20 minutos para construir este modelo. Uma vez que eles tiverem terminado de construir, faça com que seus alunos encontrem um espaço aberto e experimentem.
  • Você pode encontrar ajuda para construir na seção Dicas abaixo.
  • Em seguida, peça que realizem os 3 experimentos encontrados no material do aluno.

Experimento 1:

  • Peça que os alunos usem uma tira de fita adesiva para marcar uma linha e depois balancem o ginasta com as alavancas de catraca dobradas e observem o que acontece.

Experimento 2:

  • Em seguida, peça que explorem como eles podem fazer o carro de pêndulo se mover para frente usando as alavancas de catraca.
  • Peça aos alunos que abaixem a alavanca de catraca da parte da frente dos seus carros.
  • Faça com que eles coloquem seus modelos na linha de partida, puxem o pêndulo para trás 90 graus e o soltem.
  • Diga a eles para usarem um bloco LEGO® para marcar a distância que o carro deles percorreu e para medir e registrar a distância em suas planilhas.
  • Agora peça que prevejam a distância que o carro vai percorrer se eles puxarem o pêndulo o máximo possível (ou seja, em torno de 160 graus). Diga para colocarem outro bloco para marcar a distância prevista (p).
  • Faça com que testem para ver se a previsão estava correta e que registrem a distância real percorrida (a) em suas planilhas.

Experimento 3:

  • Peça que os alunos dobrem ambas as alavancas de catraca. Explique que agora vão observar o que acontece quando eles soltam o ginasta com o carro apoiado contra a mão.

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Explicar

(Toda a classe, 5 minutos)

  • Reúna seus alunos para compartilhar o que eles observaram em seus grupos.
  • Faça perguntas, como:Por que o carro se move para trás e para frente com ambas as alavancas de catracas dobradas para dentro? (Ele oscila para trás e para frente porque a força resultante é zero.)
    Quais forças estão em ação? (A força da gravidade puxa o ginasta para baixo. O momento do balanço está ligado rigidamente ao pivô na parte de cima e o atrito nas rodas/eixo é baixo, portanto, o carro se move um pouquinho para frente e para trás conforme o ginasta balança. O movimento para frente é mais ou menos igual ao movimento para trás, portanto o carro, na verdade, não vai a lugar nenhum.)
    Que padrão você observou no movimento do carro? (O carro diminui a velocidade entre cada balanço do ginasta.)
    Por que a distância de deslocamento do carro diminui entre cada balanço? (O pêndulo perde momento linear lentamente devido ao atrito nas rodas e nos eixos, assim como à resistência do ar, portanto, ele parará com o pêndulo no seu ponto mais baixo).
    Que efeito o balanço maior do pêndulo teve na distância percorrida? (O balanço maior gerou mais momento linear, o que fez o carro ir mais longe.)
    O que você observou quando soltou o ginasta com o carro encostado na sua mão sem as alavancas de catraca ativadas? (Há uma força igual e oposta, que você pode sentir conforme ela pressiona contra sua mão ao empurrar)

    Se os alunos estiverem com dificuldades para responder, incite-os perguntando:Você empurrou?
    Então como ele se moveu?

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Elaborar

(Toda a classe, 5 minutos)

  • Se houver tempo, incentive seus alunos a explorarem como podem fazer o carro se mover para trás.
  • 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)

  • 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 dos seus alunos pedindo para descreverem como a massa de um objeto e as forças que atuam sobre ela podem mudar seu movimento.
  • 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 força e massa podem mudar o movimento de um objeto.
    Azul: Sei que consigo descrever como força e massa podem mudar o movimento de um objeto.
    Roxo: Consigo descrever e explicar como força e massa podem mudar o movimento de um objeto.

** 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

  • É comum os alunos cometerem erros ao construírem os braços do ginasta (ou seja, os constroem ao contrário). Se isso acontecer, mostre a eles um modelo completo e aponte as diferenças na construção.
  • Lembre seus alunos que contar os furos nas vigas e placas os ajudará a posicionar os blocos corretamente.

Diferenciar

Simplifique esta aula:

  • Faça com que os alunos realizem somente os experimentos 1 e 3, pulando as catracas

Aumente a dificuldade:

  • Faça com que os alunos descubram sozinhos como fazer o carro se mover para trás e, então, repitam o experimento 2 (Eles terão que dobrar a alavanca de catraca dianteira e abaixar a alavanca de catraca traseira na engrenagem.)

  • Desafie seus alunos a reprojetar o modelo para fazê-lo ir mais longe, enquanto usam o mesmo peso de bloco como massa do pêndulo.