A Unidade de Introdução à Construção do VEX GO familiarizará você e seus alunos com o Kit VEX GO. Os alunos trabalharão para se preparar para uma viagem científica para explorar Marte! Eles experimentarão peças VEX GO e explorarão como elas funcionam em uma "construção" STEM para obter raciocínio espacial e habilidades fundamentais de construção.

Peças no Kit VEX GO

As crianças são fascinadas por construir coisas e desmontá-las. As construções VEX GO são estruturas físicas criativas feitas pelos alunos para investigações STEM. Os alunos serão apresentados às peças do Kit VEX GO ao longo da Unidade de Introdução ao Edifício.

Peças do Kit

O cartaz do Kit VEX GO lista as principais categorias de peças: pinos, espaçadores, eixos, engrenagens, polias, discos, conectores, rodas, vigas, vigas angulares, vigas grandes, placas e eletrônicos. O cartaz também destaca o Pin Tool e as outras peças incluídas no kit.

Compreensão

Aqui estão as noções básicas de construção, que são verdadeiras em quase tudo relacionado ao VEX, bem como no mundo real.

Orientação

Tente por si mesmo, bem como peça aos seus alunos, para encontrar uma peça mostrada no cartaz e orientá-la da mesma maneira em sua mão, como mostrado. Aprender a fazer isso enquanto constrói garante que as peças estejam conectadas nos locais corretos, além de aprimorar seu raciocínio espacial para construções futuras. Ser capaz de visualizar uma peça em uma “caixa de vidro” é um conceito enorme na engenharia, pois depende da imagem que você está criando na sua mente. As Instruções de Construção VEX são criadas com essas visualizações em mente, portanto, desafie-se e reoriente a peça em sua mão para ver a melhor visualização ideal ao criar seu robô.

Categorias de peças

A VEX Robotics usa quatro categorias principais de peças. Começando no Laboratório STEM, as instruções guiadas são usadas para facilitar seu raciocínio espacial antes de assumir a construção livre ou a construção sem instruções guiadas com o objetivo de atender às suas necessidades. Tudo o que você precisa lembrar neste momento é que qualquer build que você possa imaginar é absolutamente possível, pois simplesmente consiste em uma certa ordem dessas categorias. Tente reorganizar esta ordem no futuro e agora você está construindo livremente como os profissionais!

• Eletrónica: fornece vida e inteligência ao seu robô.

• Componentes Estruturais: usados para unir as peças e conter a forma geral da construção

• Fixadores: usados para conectar os componentes estruturais.

• Componentes de Movimento: fornecem movimento e recursos adicionais ao seu robô.

Você e seus alunos podem determinar quais partes pertencem a cada categoria?

Edifício

O edifício com VEX GO foi concebido com simplicidade em mente. As peças de ligação devem ser pensadas como a ligação do seu telemóvel a um carregador. Você não precisa aplicar quantidades exorbitantes de pressão, mas não pode simplesmente repousar caprichosamente em outra parte. Experimente você mesmo! Use um pino e conecte-o a qualquer viga. Você deve ser capaz de sentir ou ouvir um clique distinto quando a peça for totalmente inserida. Não conectar totalmente as peças pode resultar em falha estrutural em um ponto posterior, algo que os engenheiros tentam evitar.

Pinos e espaçadores

Como pinos e espaçadores conectam outras peças, os alunos podem confundir seus usos. Os espaçadores conectam duas peças, mas deixam um espaço entre elas. Cada tipo de afastamento tem uma lacuna de largura diferente que será criada pelo seu uso.

Os pinos conectam duas ou mais peças para que fiquem alinhadas umas com as outras. O Pino Vermelho pode conectar-se com uma peça de cada lado. Em contraste, o Pino Verde pode conectar uma peça de um lado e com duas peças do outro lado.

	O benefício de usar um impasse versus um PIN depende inteiramente da situação. Na primeira imagem à esquerda, o impasse destacado oferece uma integridade estrutural muito maior do que um pino nessa situação.
	Aqui está um exemplo em que os pinos vermelhos funcionariam melhor do que os impasses. Usado para fixar um feixe de forma segura, sem espaço entre outro feixe.
	Aqui está um exemplo de um pino verde que prende três vigas juntas. Essa técnica de construção pode ser utilizada quando o espaço não é um dado adquirido.

Conectores

Pinos e espaçadores criam conexões entre peças que estão paralelas entre si. No entanto, os conectores criam ligações a um ângulo reto de 90 graus. O Conector Verde e o Conector Laranja permitem as ligações de ângulo reto, bem como as ligações paralelas.

Aqui está um exemplo de um conector sendo utilizado, circulado em vermelho. Este conector prende duas vigas juntas. Os conectores são extremamente importantes ao tentar construir em diferentes eixos.

Vigas e Placas

Vigas e placas são usadas para criar a base estrutural da maioria das construções. São peças planas com larguras e comprimentos variados. A largura e o comprimento de uma viga ou placa podem ser medidos pelo número de furos na peça. Os alunos aprenderão quando começarem a construir que as vigas (um furo de largura) não são tão estáveis quanto as vigas grandes (largura de 2 furos) ou placas (3 ou mais larguras de furos).

Engrenagens e Rodas

Os alunos também aprenderão a usar uma combinação de engrenagens e rodas através da Unidade. As engrenagens são usadas para transferir força de uma posição para outra. Isso pode ser feito com engrenagens do mesmo tamanho para transferir a mesma força ou usando engrenagens de tamanhos variados para criar uma vantagem de velocidade ou potência à medida que a força é transferida. O Pino Rosa pode ser usado para conectar engrenagens a vigas ou placas enquanto ainda permite que a engrenagem gire livremente.

Três exemplos de uso de engrenagens podem ser vistos na construção do supercarro motorizado. Os alunos aprenderão no Laboratório STEM que o acompanha a diferença que os tamanhos dos equipamentos podem fazer.

Ferramenta PIN

Enquanto os alunos se familiarizam com o Kit VEX GO, eles inevitavelmente precisarão de ajuda para separar as peças. A Ferramenta de Pino ajuda os alunos a separar peças através de três funções diferentes: o Extrator, a Alavanca e o Empurrador. O Extrator é mais adequado para remover pinos que têm uma extremidade livre.

Para usar o Extrator, insira o pino na ranhura no nariz, aperte a Ferramenta de Pino e puxe para trás. O pino deve ser facilmente removido do orifício. No caso de um pino não estar parcialmente exposto, o Empurrador pode ser usado para empurrar parte do pino livre. A alavanca é mais apropriada ao tentar desconectar duas vigas ou placas que estão niveladas uma com a outra. A Alavanca pode ser inserida entre as duas peças e usada para separar as peças conectadas.

Missão a Marte

Como cientistas e engenheiros coletam informações de lugares do sistema solar que estão longe e são difíceis de alcançar?

Seria impensável enviar humanos para a Lua ou Marte sem a tecnologia necessária para viajar, investigar e manter a vida no espaço sideral. O espaço e a superfície de Marte são ambientes hostis para os humanos. Os engenheiros têm que projetar e construir as ferramentas para proteger os astronautas e facilitar a investigação científica na atmosfera hostil de Marte.

Fatos divertidos sobre Marte a serem considerados ao projetar para a Introdução à Unidade de Construção:

• A superfície de Marte é muito fria e seca; na maioria dos lugares, é muito fria ou seca para permitir o crescimento e a reprodução de organismos terrestres.
• As temperaturas médias em Marte estão bem abaixo de -60°C (-83°F).
• Existem altos níveis de radiação solar, que podem danificar os tecidos do corpo.
• Há pouca ou nenhuma atmosfera.
• Não há fontes de comida ou água.

Iniciativas Atuais

As iniciativas atuais da Mars incluem o Mars 2020 da NASA e o programa Moon to Mars da NASA. A Missão Mars 2020 da NASA está atualmente a planear um projeto de longo prazo para a exploração robótica da superfície e atmosfera de Marte. A missão do rover Mars 2020 aborda metas científicas de alta prioridade para a exploração de Marte, incluindo o potencial de vida em Marte. A missão também oferece oportunidades para reunir conhecimento e demonstrar tecnologias que abordam os desafios de futuras expedições humanas a Marte. O programa Moon to Mars da NASA explora a expansão humana através do sistema solar através de parceiros comerciais e internacionais.

Novos avanços emocionantes em iniciativas espaciais acontecem todos os dias. Professores e alunos podem manter-se atualizados no blog Teachable Moments da NASA. Teachable Moments é um recurso interativo que inclui entrevistas com astronautas, vídeos e fotos atuais e desafios STEM que são envolventes para adultos e crianças.

& Equilíbrio de estabilidade

Estabilidade

No Laboratório 3, os alunos serão solicitados a construir uma plataforma de lançamento estável e equilibrada. Uma estrutura estável é aquela que não tomba, desliza ou colapsa quando acionada por forças externas, como empurrões ou puxões. Estabilidade é a resistência de uma estrutura a movimentos indesejáveis, como deslizamento, tombamento ou colapso. A forma e os materiais usados em uma construção determinam sua resistência a essas forças e influenciam sua estabilidade. Tipicamente, estruturas com uma base larga são mais estáveis.

Saldo

Os engenheiros estão interessados em como os objetos se equilibram para que possam construir estruturas seguras (auditórios, rodas-gigantes e plataformas de lançamento). Uma estrutura equilibrada tem um forte centro de gravidade e não se move facilmente. Ele é projetado e construído de forma a equilibrar as forças que atuam sobre ele, como a gravidade. O equilíbrio é especialmente importante nos casos em que uma estrutura pode ser impactada por cargas pesadas ou fenômenos naturais imprevisíveis, como viagens espaciais.

O Processo de Projeto de Engenharia

Os alunos usarão o Processo de Projeto de Engenharia (EDP) para projetar e construir uma nave espacial e uma base em Marte. O EDP é uma série de etapas que os engenheiros seguem para encontrar soluções para os problemas. Muitas vezes, a solução envolve projetar um produto que atenda a determinados critérios ou realize uma determinada tarefa.

Os Padrões de Ciência da Próxima Geração dividem o EDP nas seguintes etapas: DEFINIR → DESENVOLVER SOLUÇÕES → OTIMIZAR.

• Definir problemas de engenharia envolve declarar o problema a ser resolvido da forma mais clara possível em termos de critérios de sucesso e restrições ou limites.
• Projetar soluções para problemas de engenharia começa com a geração de várias soluções possíveis diferentes e, em seguida, avaliar possíveis soluções para ver quais atendem melhor aos critérios e restrições do problema.
• Otimizar a solução de design envolve um processo no qual as soluções são sistematicamente testadas e refinadas e o design final é melhorado trocando recursos menos importantes por aqueles que são mais importantes.

O EDP é de natureza cíclica ou iterativa. É um processo de fabricação, teste, análise e refinamento de um produto ou processo. Com base nos resultados dos testes, novas iterações são criadas e continuam a ser modificadas até que a equipe de design esteja satisfeita com os resultados.

Nesta unidade, os alunos usarão o EDP para sonhar, planejar e construir uma base em Marte. Após uma construção inicial, os grupos testarão e melhorarão seu design base para atender aos critérios e restrições do design.