- Especificar as três propriedades fundamentais que definem uma grandeza vetorial (módulo, direção e sentido) e identificar algumas destas grandezas em seu cotidiano, como por exemplo, forças físicas e vetor de deslocamento;

- Desenhar o diagrama de corpo isolado e indicar as forças atuantes sobre um corpo;

- Conceituar equilíbrio estático e analisar sistemas neste estado;

- Definir coeficientes de atrito dinâmico e estático, assim como determinar o coeficiente de atrito estático máximo de diferentes superfícies;

- Aplicar o conceito de equilíbrio estático envolvido em projetos de arquitetura e engenharia civil através da construção de pontes.

18 horas/aula

Para a realização desta aula é importante que os alunos tenham noções de:

·         Geometria – triângulos e seus ângulos internos;

·         Definição de seno, cosseno e tangente;

·         Resolver sistemas de equação simples.

PREPARAÇÃO DA AULA:

Esta aula utilizará a rede social Facebook como ferramenta pedagógica. Sugere-se que professor e alunos, em trabalho de equipe, criem um grupo no Facebook e adicionem todos os colegas da turma como primeiro passo para a aplicação da aula, se possível, com o auxílio de um projetor data-show. O professor deverá acordar com os discentes a utilização desta ferramenta para compartilhar/postar as produções dos discentes no grupo da rede social. Nos recursos complementares, encontram-se tutoriais para a criação do grupo no Facebook.

ATIVIDADE 1 – Conhecendo melhor os vetores

PREPARAÇÃO DO AMBIENTE

Esta aula será desenvolvida no laboratório de informática educativa. Serão utilizados lápis e borracha, régua, papel para desenhar e fazer cálculos, e computadores com o software Adição de vetores e calculadora disponibilizada. Inicialmente o professor deverá combinar com os alunos as seguintes regras: A atividade será realizada em duplas e todos os alunos deverão participar de todos os momentos.

ORIENTAÇÕES QUANTO AO USO DO OBJETO EDUCACIONAL

O software Adição de Vetores permite a construção de vetores (representados pelas setas vermelhas na figura 1) e apresenta o vetor resultante da soma desses vetores quando solicitado (neste caso a seta verde na figura 1). Ao criar os vetores, o aluno estará lidando com as propriedades fundamentais dessa grandeza, ou seja, o módulo, a direção e o sentido. O recurso permite observar a decomposição da força resultante em três estilos diferentes.

 

Figura 1: Interface do Software Adição de Vetores mostrando dois vetores criados pelo usuário (setas vermelhas) e o seu vetor soma (seta verde) com o estilo 3 selecionado.

Fonte: http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/21117 (acessado em 06/11/12).

O recurso está disponível para download no site do Banco Internacional de Objetos Educacionais (BIOE), através do respectivo endereço eletrônico: http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/21117.

Adição de vetores 2.01 

Instalação

Para utilizar este recurso é necessário que esteja instalado no computador o plugin Java atualizado.

DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE

Esta atividade será dividida em três momentos realizados em locais diferentes. No momento 1, o professor trabalhará o conceito de grandeza escalar e vetorial na sala de aula. No momento 2, convidará os alunos ao laboratório de informática, onde terão acesso ao objeto educacional desta atividade. Já no momento 3, professores e alunos continuarão a exploração do assunto na rede social.

Momento1: O professor iniciará este momento fazendo perguntas aos alunos que lhe forneçam como resposta grandezas escalares. Por exemplo

- Qual deve ser a temperatura da sala de aula agora?

- Quem sabe qual é o volume de uma lata de refrigerante?

- Qual a altura do(a)aluno(a) mais alto e mais baixo da sala?

Estes valores serão registrados no quadro com suas devidas unidades de medida por um aluno ou pelo docente. Em seguida, este deverá chamar a atenção dos alunos para o fato de que, em todos os casos, só o valor fornecido já foi suficiente para uma resposta clara. Em outras palavras, apenas o seu módulo e a unidade de medida foram necessários para transmitir a informação solicitada. Nesse momento, o professor introduzirá o conceito de grandezas escalares e solicitará aos alunos novos exemplos, também os registrando no quadro e mantendo-os lá até o final da atividade.

Como próximo passo, o docente desenhará oito retas no quadro, aproximadamente do mesmo tamanho, certificando-se de que elas apresentem a mesma direção aos pares. Então, solicitará a ajuda dos alunos para marcar aquelas que apresentam a mesma direção com o mesmo algarismo. A figura 2 apresenta uma sugestão de como as retas estariam dispostas no quadro neste momento.

 

Figura 2: Disposição das retas no quadro após serem relacionadas aos seus pares (sugestão).

Fonte: Criação do autor.

Em seguida, o professor questionará aos alunos de quantas maneiras eles conseguem orientar uma das retas. Tomando a reta 1 no meio do quadro, por exemplo, e chamando suas extremidades de A e B, existem apenas duas orientações possíveis para essa reta: de A para B e de B para A! Concluindo junto com os alunos que só existem dois sentidos para uma direção. Essa conclusão será de grande importância para iniciar o conhecimento de vetores!

Agora assim, o professor deverá escolher como exemplo uma grandeza vetorial e apresentá-la aos alunos no quadro. Essa grandeza pode ser um deslocamento, uma velocidade, uma aceleração ou uma força. Entretanto, somente após o docente apontar a importância de seu módulo, sua direção e seu sentido, fazendo os estudantes perceberem que todas essas informações são essenciais para que a grandeza seja determinada, será apresentado o conceito de grandeza vetorial. O sentido em nosso cotidiano normalmente é fornecido como: da direita para a esquerda, de cima para baixo, do norte para o sul, ou vice-versa... Novamente, o professor pedirá aos discentes outros exemplos de grandezas vetoriais, reportando-as no quadro para que os alunos comparem com os exemplos de grandezas escalares.

Neste ponto, o professor irá oficializar como os vetores são representados por flechas, pois estas contem as três características principais: módulo, direção e sentido. E apresentará a representação matemática de vetores utilizando o ângulo que este faz com uma reta de referência como a informação da direção. Para isto, o docente poderá decompor a grandeza do exemplo dado anteriormente.

Momento 2: Este momento será realizado no LIE com os alunos organizados em duplas ou trios, de acordo com o número de computadores disponíveis no laboratório. O professor solicitará que os alunos levem o caderno e o lápis para realizarem os cálculos. Os discentes irão explorar o recurso Adição de Vetores e buscar consolidar o conhecimento sobre as propriedades de decomposição e soma, através da manipulação dos vetores virtuais.

MOMENTO DO ALUNO

Este é o momento em que os alunos desenvolverão a atividade proposta.

DISCUSSÃO

O professor mostrará a figura 3 abaixo com o auxílio de um projetor data show, ou desenhar as imagens na lousa, e discutir com os alunos como seria mais conveniente desenhar o vetor destas forças. O docente também deverá aproveitar a oportunidade para introduzir de maneira informal e breve as forças representadas na figura, que são: força eletrostática, força magnética e força gravitacional.

 

Figura 3: Imagens com exemplos de diferentes tipos de força que os alunos buscarão representar por um vetor.

Fonte: Criação do autor (sites acessados em 06/11/12).

O professor perguntará aos alunos se existem vetores negativos e o que isto significa, buscando assim, chamar a atenção dos alunos ao fato do sinal do vetor representar seu sentido.

Sugere-se que neste momento os alunos sejam apresentados ao diagrama de corpo isolado, a fim de visualizar com mais clareza as forças que atuam sobre um corpo. Este passo será útil para a atividade seguinte, que utilizará este tipo de diagrama ao longo do seu desenvolvimento.

SISTEMATIZAÇÃO

Para formalizar o conteúdo abordado, o professor utilizará vetores deslocamento na construção de mapas. Para isto, o docente desenhará a estrutura do colégio na lousa e pedirá que os alunos o guiem até chegar a determinado local descrevendo os vetores. Por exemplo, a figura 4 mostra os vetores deslocamento na planta da escola que levariam o professor da sala de aula 3 até a cantina do colégio. Observe a necessidade dos eixos referenciais X e Y, em vermelho, e os vetores com os ângulos e módulos aproximados. O professor deve relembrar/resumir o que foi visto na atividade enquanto executa os passos da produção do mapa.

 

Figura 4: Planta baixa da escola com os vetores deslocamento que guiarão o professor da sala de aula 3 para a cantina.

Fonte: http://viajandopelageografia.blogspot.com.br/2007_11_01_archive.html (modificada pelo autor e com acesso em 06/12/12)

Antes dos alunos deixarem a sala, o docente deverá avisar que a atividade continuará com mais um momento que acontecerá na rede social e que os alunos aguardem mais instruções pelo Facebook.

Momento 3: Este momento será realizado extrassala na rede social. O professor publicará no Facebook o seguinte link http://www.youtube.com/watch?v=6A6x8R5FLAA e solicitará que os alunos assistam ao vídeo que mostra a manobra de atracamento de um navio cargueiro no porto com a ajuda de dois barcos rebocadores. Em seguida, o docente postará a figura 5, que mostra os vetores das forças aplicadas no navio sobre uma imagem capturada do vídeo e no diagrama de corpo isolado.

 

Figura 5: Imagem das forças aplicadas durante a manobra dos barcos que servirá de modelo para os alunos no Facebook.

Fonte: http://www.youtube.com/watch?v=6A6x8R5FLAA (acessado em 06/12/12).

Então, o professor solicitará que cada aluno encontre um vídeo curto e interessante de filme ou novela, entre outros, e publique o link do vídeo junto com uma imagem semelhante aquela postada pelo professor (força sobre imagem do vídeo + diagrama do corpo isolado). Os colegas devem comentar as publicações uns dos outros discutindo se as forças indicadas estão corretas, se não está faltando a indicação de alguma força... O professor deverá escolher algumas imagens como exemplos de erros/acertos e comentá-los com a turma antes de iniciar a próxima atividade.

Obs.: O docente NÃO deve introduzir o conceito de torque com o exemplo deste vídeo (figura 5). Nesta aula, objetiva-se aprimorar nos discentes o conceito de força como grandeza vetorial.

 

ATIVIDADE 2: O mundo em equilíbrio ao nosso redor!

INSTRUÇÕES INICIAIS

Esta atividade será desenvolvida no laboratório de informática e em espaços extrassala. Serão necessários computadores com o recurso P.O.N.T.O.S: equilíbrio de partículas instalado, projetor data-show, material para a fabricação do disco flutuante (uma bexiga; um CD velho; cola quente, ou também cola super-bonder; uma pequena rolha; um prego grosso e martelo), câmera fotográfica digital ou celular  que faça vídeo (atenção a resolução da imagem!), caderno e lápis ou caneta. O download do recurso em questão pode ser feito no Banco Internacional de Objetos Educacionais no link http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/843. O professor acordará com os alunos as seguintes regras: a turma será dividida em seis grupos e todos os alunos deverão participar ativamente da atividade.

P.O.N.T.O.S: equilíbrio de partículas 

2.1 Definindo equilíbrio estático

O professor iniciará esta atividade fazendo menção ao seu exemplo de força publicado no Facebook. Deverá ser indagado aos alunos: “O que ocorre com o navio cargueiro devido as forças aplicadas?”. A resposta a esta pergunta pode ser respondida de várias maneiras, mas todas com algo em comum: o navio se move!

O docente deverá prosseguir perguntando aos alunos: “Sempre que forças atuam sobre um corpo ele sofrerá algum tipo de movimento?”. Se as respostas deverão ser registradas na lousa. Em seguida, sem chegar a uma conclusão sobre a última pergunta, deverá ser apresentada aos discentes a figura 6 abaixo:

Figura 6: Sistema em equilíbrio estático 1 – obra de arte produzida pelo artista Theo Turpin na exposição Equilibrium realizada em Londres, 2009

Fonte: http://jottadotcom.blogspot.com.br/2009_06_01_archive.html (acessado em 06/12/12)

Deverá ser solicitado que os discentes indiquem as forças atuantes no sistema cadeira-bloco. Sugere-se que um desenho representativo seja feito na lousa a fim de se adicionar os vetores das forças. Outra opção seria abrir a imagem em um programa gráfico com o Paint (Windows) e desenhar os vetores sobre a imagem traçando retas. Neste último caso, o professor pode convidar alguns alunos para o ajudarem na tarefa. Esta é uma boa oportunidade do professor introduzir/relembrar a terceira lei de Newton, ação e reação!

O professor lançará as seguintes perguntas: “Por que o sistema cadeira-bloco permanece parado?”, e ainda, “O que aconteceria com o navio cargueiro se mais dois barcos rebocadores fossem colocados do outro lado do navio realizando a mesma força com sentido contrário?”, fazendo ligação ao exemplo inicial. Se o professor julgar necessário, ele deverá mostrar que as componentes destas forças se cancelam.

Finalizando este momento introdutório, o professor mostrará a figura 7. Ao exibir a imagem desta estante de formato intrigante, o docente não falará nada. Apenas pedirá aos discentes que exponham suas opiniões a respeito o móvel  Deverá partir dos discentes os primeiros comentários sobre a estrutura que parece desafiar o equilíbrio, palavra que deve ser trazida a atividade pelos próprios alunos!

Figura 7: Sistema em equilíbrio estático 2 – Estante de livros com formato intrigante devido ao seu design.

Fonte: http://www.worldarchitecturenews.com/interiors/index.php?fuseaction=product.showproducts&cid=50 (acessado em 06/12/12).

 

“Sempre que forças atuam sobre um corpo ele sofrerá algum tipo de movimento?”

Após está reflexão introdutória, o docente deverá verificar com os alunos se as opiniões registradas na lousa permaneceram as mesmas, definir o equilíbrio estático como a situação em que o somatório de forças aplicadas sobre um corpo ou sistema é zero e, e seguida, convidar a turma a praticar mais este conceito.

 

2.2 Equilíbrio estático e o cancelamento das forças – exercitando com sistemas ideais virtuais

 

O professor distribuirá a turma entre os computadores do LIE (de preferência em duplas ou trios) e pedirá que os alunos explorem o objeto educacional P.O.N.T.O.S: equilíbrio de partículas, que tem sua interface mostrada na figura 8. Neste recurso, os alunos podem modificar a direção e o sentido de forças buscando, desta maneira, deixar diagramas de força e um sistema de blocos e polias em equilíbrio estático, ou seja, fazendo o somatório das forças ser igual a zero.

 

Figura 8: Interface do objeto educacional P.O.N.T.O.S: equilíbrio de partículas.

Fonte: http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/843 (acessado em 06/12/12).

 

O professor solicitará aos alunos que desenhem/realizem no caderno os detalhes dos cálculos antes de selecionarem a resposta dos desafios disponíveis no recurso. A lista de exercício que se encontra no P.O.N.T.O.S: equilíbrio de partículas é uma atividade opcional do professor.

 

2.3 Equilíbrio estático e o cancelamento das forças – exercitando com sistemas reais

 

O professor deverá começar uma discussão apresentando para os alunos a experiência disponível no seguinte site:

Verificando a influência do atrito no disco flutuante

http://educador.brasilescola.com/estrategias-ensino/verificando-influencia-atrito-no-disco-flutuante.html

A discussão estará relacionada ao fato de, muitas vezes, ao se tentar solucionar um problema físico, fatores que afetam diretamente o sistema serem deixados de fora, utilizando um sistema ideal, fazendo a solução do problema mais simples. Por exemplo, Uma superfície ideal é aquela que não possui atrito. Já no recurso P.O.N.T.O.S: equilíbrio de partículas são utilizados cabos e polias ideais. O docente deverá, durante a discussão, perguntar aos alunos o que aconteceria se fossem usados cabos e polias de verdade.

O professor deverá explorar a experiência do disco flutuante e trabalhar o conceito de força de atrito, que aparece ao se colocar corpos em contato, introduzindo, brevemente, os coeficientes de atrito estático e dinâmico, que dependem não apenas no material, mas também do nível de polimento da superfície.

A figura 9 abaixo apresenta o esquema do disco flutuante:

 

Figura 9: Disco flutuante.

Fonte: http://educador.brasilescola.com/estrategias-ensino/verificando-influencia-atrito-no-disco-flutuante.html (acessado em 06/12/12).

 

Em seguida, o professor divulgará para a turma que os alunos produzirão vídeos onde serão trabalhados na prática o coeficiente de atrito estático máximo e sistemas em equilíbrio estático que serão postados na rede social. Para isto, a turma será dividida em seis grupos que, através da criatividade, realizarão os seguintes experimentos:

 

Experimento 1: Coeficiente de atrito estático

Cada grupo escolherá três superfícies diferentes e buscará encontrar os coeficientes de atrito estático máximos utilizando um plano inclinado e medindo o ângulo de inclinação exatamente ANTES do bloco começar a deslizar. O aparato experimental pode assemelhar-se ao mostrado na figura 10.

 

Figura 10: Imagem de um procedimento experimental usado para estudar atrito.

Fonte: http://www.modernadigital.com.br/main.jsp?lumPageId=4028818B2EDA1AEA012EE0C569E43537&lumI=Moderna.Digital.IndiceDigital.detIndiceDigitalPNLD&itemId=3BBD918A2C3FE9DF012C5B48B0CC6E48 (acessado em 06/12/12 – modificada pelo autor).

 

Roteiro (repetir com cada material):

1.      Preparar a superfície plana sobre uma mesa ou bancada;

2.      Colocar o bloco em uma das extremidades (Obs.: usar o mesmo bloco com as três superfícies);

3.      Começar a filmar (visão frontal quase ao nível da bancada) e levantar lentamente a superfície;

4.      Parar de levantar a superfície quando o bloco começar a escorregar;

5.      Parar a filmagem quando o bloco deslizar todo o plano;

6.      Passar o vídeo para o computador, colocar para exibir num programa de vídeo e pausá-lo exatamente no momento ANTES do bloco começar a deslizar (iminência de movimento);

7.      Copiar a imagem da tela do computador apertando o botão Print Screen do teclado;

8.      Abrir um programa de criação de imagem, como por exemplo o Paint (Windows), e colar a imagem copiada;

9.      Passar retas, como aquelas mostradas na figura 10, e usar um transferidor para medir o ângulo q;

10.  Selecionar a área de interesse do vídeo (semelhante a da figura 10) e recortar;

11.  Colar em um arquivo novo do Paint, identificar a superfície pelo nome do material, colocar o valor do ângulo encontrado e salvar.

 

Após repetir o roteiro para cada superfície, as equipes deverão editar os vídeos e postar um único filme na rede social que mostrará, na ordem:

- Nomes dos integrantes da equipe;

- Explicação de como o coeficiente de atrito estático máximo será calculado através do valor do ângulo de inclinação;

- As três filmagens em sequência;

- Uma figura ao final do vídeo contendo as três imagens dos ângulos produzidas no roteiro.

- Apresentação dos valores encontrados em uma tabela.

O professor informará que os alunos deverão realizar uma pesquisa sobre os coeficientes de atrito estático, µ_e, e cinético, µ_c, antes de realizarem o experimento e utilizar a condição de equilíbrio estático para achar a relação entre µ_e e q.

Sugestão de site:

Atrito estático e cinético

http://profs.ccems.pt/PauloPortugal/CFQ/Atrito_histria_cincia/Atrito_hist_cincia.html

 

Para este experimento, sugere-se um prazo de uma semana para que os vídeos sejam publicados no Facebook e 3 dias de comentários.

 

Experimento 2: Blocos em equilíbrio estático

Cada grupo preparará um “quadro em equilíbrio”, que consistirá de um arranjo de, no mínimo, três blocos ligados por linha nylon montado em uma tábua de madeira na posição vertical. Os alunos poderão fazer este arranjo da maneira que preferirem com o auxílio de blocos fixos (colados na madeira) e pregos longos usados para correr a linha de nylon. A figura 11 apresenta um modelo do “quadro em equilíbrio” com o valor mínimo de blocos, 3, em duas vistas: frontal e lateral.

 

Figura 11: Modelo de um “quadro em equilíbrio”.

Fonte: Criação do autor.

Obs.: Sugere-se chamar a atenção dos alunos para a necessidade de alinhar o máximo possível os blocos e linhas a uma mesma distância da madeira, colocando todos no mesmo plano. Desta forma, as forças terão componentes apenas no plano xy, paralelo a superfície da tábua de madeira.

Quanto ao material, os discentes podem utilizar o que lhes for mais conveniente. Desde blocos de madeira até caixas de fósforo com areia. Os blocos devem ser pesados e presos ao nylon sempre no centro da face.

O professor combinará uma data para as seis equipes trazerem os “quadros em equilíbrio” construídos e mostrarem aos colegas da turma. Durante a exposição, os integrantes da equipe deverão fazer um esquema de diagrama de forças na lousa e detalhar como as forças do sistema em equilíbrio se cancelam. No dia seguinte ao da aula de apresentação, as equipes devem postar uma fotografia do “quadro em equilíbrio” com todas as forças atuantes representadas por vetores, a saber: forças peso, forças normal (se for o caso), forças de atrito e forças de tração na linha de nylon.

O docente deve sempre motivar e solicitar os alunos a comentarem os trabalhos uns dos outros e compartilharem ideias ou dúvidas na rede social.

Para este experimento, sugere-se um prazo de uma semana após a publicação do primeiro vídeo (experimento 1) e 2 dias de comentários.

Um cronograma desta atividade pode ser visto na tabela 1 abaixo:

 

Tabela 1: Cronograma da atividade 2.

Etapa	Duração		Local
Definindo equilíbrio estático	2 horas/aula		LIE
Equilíbrio estático e o cancelamento das forças – exercitando com sistemas ideais virtuais
Equilíbrio estático e o cancelamento das forças – exercitando com sistemas reais Experimento 1	Formação dos grupos e organização inicial	1 hora/aula	Sala de aula
	Elaboração e publicação do vídeo	1 semana	Extrassala
	Comentários na rede social	3 dias	Extrassala
Equilíbrio estático e o cancelamento das forças – exercitando com sistemas reais Experimento 2	Construção do “quadro em equilíbrio”	2 semanas	Extrassala
	Postagem da foto	No dia seguinte ao da apresentação	Extrassala
	Comentários na rede social	2 dias	Extrassala

Fonte: Criação do autor.

 

ATIVIDADE 3: Pontes, fabulosas estruturas em equilíbrio estático. Que vença a melhor!

INSTRUÇÕES INICIAIS

Esta atividade será desenvolvida na sala de aula e em espaços extrassala. Serão necessários um computador com as figuras desta atividade disponibilizadas, projetor data-show, caderno e lápis/caneta para as anotações. O professor acordará com os alunos as seguintes regras:

·         Formação das equipes contendo entre três e seis integrantes ficará a critério dos alunos;

·         Espírito de competição e entusiasmo durante as etapas da atividade, mas sempre respeitando os colegas.

 

3.1 Equilíbrio Estático e o direito de ir e vir!

Inicialmente, o docente irá mostrar para os alunos, com o auxílio de um projetor data show, a foto da Ponte do Rio Balinghe (figura 12) e comentar a grandiosidade da obra (detalhes incluídos na legenda da figura).

 

Figura 12: Foto da Ponte do Rio Balinghe inaugurada em 2009 na China.  É a segunda maior ponte na China e a terceira ponte mais alta do mundo com 370 metros de altura e 1088 metros de distância entre as torres.

Fonte: http://gigantesdomundo.blogspot.com.br/2012/05/as-10-pontes-mais-altas-do-mundo.html  (acessado em 06/12/12).

O professor deverá perguntar aos alunos se eles veem alguma ligação entre o conteúdo estudado nesta aula e a ponte apresentada. Quer-se neste momento levar os alunos a perceberem que pontes são estruturas em equilíbrio estático. Desde as mais simples até as mais longas e complexas, todas possuem o somatório das forças igual a zero e, baseados nisto, muitos engenheiros e arquitetos criam verdadeiras obras de arte ligando duas extremidades, possibilitando ao homem conquistar o direito de ir e vir.

O docente convidará então os discentes a se tornarem arquitetos/engenheiros e utilizarem o aprendizado adquirido durante esta aula na construção de pontes!

 

3.2 A divulgação do concurso!

O professor convidará os alunos a participarem de um concurso de pontes feitas com palitos de picolé. Ainda utilizando o projetor data-show, o professor visitará os sites sugeridos nos recursos complementares junto com os alunos, buscando motivá-los para a participação da competição. Estes sites, inclusive alguns internacionais, mostram a seriedade com que é levada a competição de construção de pontes de palitos e que muitos outros alunos pelo mundo também  se envolvem nesta interessante aplicação do equilíbrio estático. Entretanto, ficará a critério do docente o quanto abrangente será o concurso. Por exemplo, a competição pode ocorrer entre os alunos da turma, alunos de turmas diferentes, ou até mesmo, alunos de colégios diferentes.

 

3.3 Regras do concurso

As equipes compostas de três integrantes, no mínimo, e seis integrantes, no máximo, construirão pontes com palitos de picolé e cola branca para passarem pelo teste de eficiência no dia do evento. Somente este dois materiais podem ser utilizados!

Os prêmios serão dados para as três equipes que construírem as pontes de maior eficiência, que nada mais é do que o valor de carga suportada pela ponte dividida pelo peso da ponte.

 

Por exemplo, a eficiência de uma ponte que pesa 22 g e suporta 42 Kg por 30 segundos é:

E = Eficiência = 42 kg/22 g = 1909  

Observe que a carga será medida em quilogramas, enquanto a ponte será em gramas.

 

As pontes deverão ser feitas com as seguintes características:

* O bloco de teste medindo 5 cm x 5 cm deve ser capaz de atravessar a ponte (os juízes providenciarão os blocos de teste e os pesos);

* A ponte deve ter uma estrutura de apoio para suportar o bloco de teste;

* A ponte será testada adicionando pesos na parte inferior;

* A ponte deve se adaptar a plataforma de teste (duas mesas):

* Ver figura 13 A e B para maiores detalhes das dimensões da plataforma e bloco de teste;

* A massa da ponte não deve ser maior do que 40 g.

 

Figura 13: Dimensões da plataforma e bloco de teste:

Fonte: A) Criação do autor B) http://www.most.org/bridges/instructions.cfm (modificada pelo autor - acessado em 06/12/12).

A ponte deverá ser construída dentro destas dimensões:

 

	Ponte	Bloco de teste*
Comprimento	30 cm	5 cm
Largura	5 cm	5 cm
Altura	Menos de 10 cm	1 cm

* Será providenciado pelos juízes e integrado a ponte.

Observações:

1.      É imperativo que as pontes sejam construídas dentro das dimensões estabelecidas. As pontes que não apresentarem as dimensões requeridas serão desqualificadas;

2.      As pontes podem sofrer reparos para se adequarem as dimensões especificadas, mas apenas os integrantes do grupo podem realizar as alterações na estrutura da ponte.

 

Regras de construção e técnica:

- Apenas palitos de picolé e cola branca podem ser usados;

- Todas as pontes devem possuir estrutura treliçada (triângulos intercalados);

- Corte dos palitos formando “V” não é permitido;

- Os palitos devem ser colados apenas nas junções. Se dois ou mais palitos são colocados de maneira paralela, eles devem ter uma distância mínima entre eles da mesma espessura de uma folha de papel ofício;

 

A figura 14 abaixo apresenta os tipos de junções permitidas.

 

Figura 14: Tipos de colagens permitidas nas junções dos palitos.

Fonte: http://www.most.org/bridges/instructions.cfm (acessado em 06/12/12).

O docente poderá indicar aos alunos a leitura do artigo Construindo uma ponte treliçada de palitos de picolé, disponível no endereço http://www.ufjf.br/lrm/files/2009/06/concurso-de-estruturas-apostila.pdf (acessado em 06/12/12).

Nome	Tipo
Adição de vetores 2.01	Animação/simulação
P.O.N.T.O.S: equilíbrio de partículas	Animação/simulação

Sugestões de links para alunos

Os Grandes Vãos das Pontes Treliçadas

http://miliauskasarquitetura.wordpress.com/tag/pontes-trelicadas/

Estudo de ponte articulada do tipo Warren modificada utilizando palitos de picolé

http://www.fem.unicamp.br/~assump/Projetos/2008/Proj_Ponte_Palitos.pdf

Apresentação final  do laboratório de física

http://labfisica.zip.net/

 

Sugestões de links para professores

Concurso de pontes no Canadá

http://www.vaniercollege.qc.ca/audiovisual/slideshow/slideshow122/default.htm

Concurso de pontes nos Estados Unidos

http://triblocal.com/new-lenox/2009/12/31/lincoln-way-central-hosts-bridge-building-contest/

http://www.lw210.org/news/stories.php?id=130

Concurso de pontes no Brasil

http://blogdopetcivil.com/tag/concurso-de-pontes/

Notícia do site da Globo

http://g1.globo.com/planeta-bizarro/noticia/2012/04/ponte-de-palitos-de-sorvete-suporta-peso-de-909-quilos-na-espanha.html

 

Links que podem ser consultados pelo professor no planejamento de sua aula

Facebook para educadores

http://educotraducoes.wordpress.com/2012/05/06/facebook-para-educadores/

Como usar as redes sociais a favor da aprendizagem

http://revistaescola.abril.com.br/gestao-escolar/redes-sociais-ajudam-interacao-professores-alunos-645267.shtml (Sugestão do Portal do Professor).

Entenda como funciona o Facebook

http://g1.globo.com/Noticias/Tecnologia/0,,MUL1313595-6174,00-ENTENDA+COMO+FUNCIONA+O+FACEBOOK.html (Sugestão do Portal do Professor).

*Todos os sites tiveram acesso 06/12/12

Na atividade 1, o docente poderá averiguar não apenas se os discentes compreenderam o conceito de grandeza vetorial ao manipular o objeto educacional de maneira a trabalhar as principais propriedades desta grandeza (módulo, direção e sentido), como também, se estes fizeram ligação entre grandezas vetoriais e forças físicas e vetor de deslocamento através da relevância dos comentários/publicações na rede social. Na atividade 2, o professor poderá avaliar se os alunos compreenderam como desenhar o diagrama de corpo isolado e indicar as forças atuantes sobre um corpo pela aplicação deste nos exemplos trabalhados na aula, chegando assim ao conceito de equilíbrio estático. O docente poderá verificar ainda se os alunos compreenderam mais sobre coeficientes de atrito analisando os vídeos produzidos pelos alunos. Na atividade 3, o professor deverá observar se os alunos utilizam os conceitos abordados durante a aula na construção de pontes de palito de picolé, como uma maneira de criar sistemas em equilíbrio estático de grande utilidade para a mobilidade entre localidades de difícil acesso.