Skip to main content

Laboratórios STEM
Agarradora

Portal do Professor

Ícone da caixa de ferramentas do professor Caixa de ferramentas do professor - O objetivo desta seção

O objetivo da seção Play é permitir que os alunos testem a construção e ajudá-los a explorar a conversão de movimento com ligações. Permita que os alunos testem como o Grabber se move. A seção Motivar Discussão fornece perguntas para fazer os alunos pensarem sobre como as ligações em tesoura mudam a direção de uma força e como a construção do Grabber poderia ser melhorada. A segunda página da seção Play apresentará as ligações de tesoura usadas em elevadores de tesoura profissionais para fornecer outro contexto familiar para análise.
Ao trabalhar em grupo, podem ser atribuídas as seguintes funções aos alunos:

  • Build Expert: Responsável por entender a estrutura do Grabber e demonstrar o funcionamento do build em diferentes pontos durante a atividade.

  • Registrador: Responsável por documentar o feedback de toda a equipe no caderno de engenharia.

Se os grupos forem maiores que dois, mais de um aluno poderá compartilhar as responsabilidades da mesma função.

Uma rubrica do caderno de engenharia baseada em equipe está disponível clicando aqui (Google ) e uma rubrica de colaboração está disponível clicando aqui (Google ). Para obter uma rubrica para pontuar cadernos de engenharia individuais, clique aqui (Google ).

Etapa 1:  Examine o Grabber

Na Etapa 2 da construção do Grabber, você criou uma ligação unindo duas vigas no centro usando um pino. Isso criou uma ligação em tesoura. Isso deve ser fácil de lembrar quando você pensa em como as laterais da tesoura se movem em torno de um ponto central.

  • Build Expert: segure as extremidades das duas vigas inferiores em cada uma de suas mãos. Feche e abra o Grabber afastando e juntando as mãos novamente, semelhante a usar uma única tesoura, mas com as duas mãos.

  • Registrador: esboce e explique em seu caderno de engenharia como os movimentos do Build Expert se comparam aos movimentos do Grabber. Compare a direção dos movimentos de cada feixe e identifique um padrão.
    Dica: Veja como os pinos afetam os movimentos das vigas.

Ícone da caixa de ferramentas do professor Caixa de ferramentas do professor - respostas

O padrão a ser observado é que à medida que o Build Expert aproxima e afasta as extremidades do Grabber, os pinos atuam como pontos de articulação e as vigas se movem para dentro e para fora, respectivamente.

Etapa 2:  Considere estender o Grabber

O Grabber possui três ligações de tesoura. Adicionar mais ligações de tesoura permitiria que o agarrador se levantasse ou se estendesse ainda mais.

  • Build Expert: coloque o Grabber para baixo de forma que fique meio aberto. Considere quanto tempo o Grabber demoraria se mais duas ligações de tesoura fossem adicionadas à construção. Você pode usar o comprimento das duas vigas inferiores para estimar.

  • Gravador: esboce como seria a construção estendida do Grabber. Explique por que adicionar mais duas ligações em tesoura pode não ser um bom plano de projeto. O que poderia mudar no funcionamento do Grabber se mais duas ligações fossem adicionadas à construção?

Ícone da caixa de ferramentas do professor Caixa de ferramentas do professor - respostas

Adicionar mais duas ligações de tesoura mudaria a quantidade de força necessária para controlar o Grabber e diminuiria a estabilidade da construção. O Grabber mais longo exigiria mais força para empurrar ou puxar. O peso adicionado também colocaria mais tensão nas vigas e principalmente nos pinos e, portanto, diminuiria sua estabilidade.

Ícone Motivar Discussão Motivar a discussão

P: Quando o usuário junta as extremidades das alças do Grabber, a extremidade de agarrar se aproxima (apertar) ou se afasta (abre)?
A: A extremidade de agarrar se aproxima (apertar ou agarrar) quando o usuário aproxima as alças.

P: A força criada ao empurrar ou puxar as alças do Grabber sempre se move na mesma direção ou muda de direção? Se mudar de direção, onde a força muda de direção?
A: A força criada ao empurrar ou puxar as alças do Grabber muda de direção várias vezes, cada uma no ponto de articulação ou na conexão fixada na construção.

P: À medida que novas ligações são adicionadas, como você pode melhorar a construção para torná-la mais rígida e estável?
A: Uma solução possível é usar vigas mais grossas para proporcionar mais estabilidade (uma viga 2x4 em vez de uma viga 1x4 seria um exemplo). Outra solução possível é usar pinos mais longos (1x2 ou 2x2 em vez de um pino conector 1x1).

Ícone Amplie seu aprendizado Amplie seu aprendizado

Para expandir esta atividade, explique aos alunos que uma alavanca simples é um exemplo de articulação de duas barras, como uma articulação de tesoura. O solo é considerado um elo conectado por uma junta, ou fulcro, à alavanca. Na articulação em tesoura, não há uma junta criada por um fulcro, mas um ponto de articulação criado por um pino.
Peça aos alunos que explorem ligações mais complexas e registrem seus projetos/detalhes em seus cadernos de engenharia.

Alguns exemplos de ligações mais complexas são:

  • Link Binário

  • Link Ternário

  • Ligação Quaternária

  • Elo Pentanário