Caixa de ferramentas do professor
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O objetivo desta leitura
Este Laboratório STEM concentra-se na exploração do centro de gravidade (CoG), manipulando o braço do Clawbot para mudar a posição do peso no robô - afetando seu CoG - à medida que ele passa por superfícies irregulares. Esta primeira leitura pretende introduzir o conceito de centro de gravidade, explorando como a Torre Inclinada de Pisa pode ser inclinada sem cair.
Considerando o centro de gravidade
Todo objeto tem um centro de gravidade (CoG). É o local no objeto onde a gravidade que puxa em qualquer lado é equilibrada pela gravidade que puxa no lado oposto. Outra maneira de pensar nisso é a localização média do peso de um objeto. Se o CoG permanecer acima da base do objeto (a parte apoiada no solo), o objeto não cairá.
A imagem mostra a famosa Torre Inclinada de Pisa. Esta torre é conhecida por ter uma inclinação muito visível, cerca de 4 graus de ser perfeitamente vertical (reta para cima e para baixo). Você pode comparar a seta da imagem com as colunas da torre para ver quão inclinada ela está. Embora a torre esteja tão inclinada, o CdG ainda está acima da base da torre e assim a torre permanece de pé! Se você empurrasse ainda mais a Torre Inclinada na imagem acima, de modo que ela se inclinasse cada vez mais até que a flecha passasse pela base da torre, ela cairia.
Você também pode pensar em uma gangorra ou balança. O fulcro, o ponto na gangorra onde a prancha repousa, está diretamente abaixo do CdG da gangorra. Se não fosse, a gangorra cairia para um lado em vez de oscilar para cima e para baixo.
Amplie seu aprendizado
Para expandir esta atividade, peça aos alunos que equilibrem um lápis nos dedos indicadores. Diga aos seus alunos para virarem as mãos com a palma para cima e equilibrarem um lápis perpendicularmente aos dedos indicadores. Se/quando os alunos conseguirem equilibrar, eles encontrarão o CdG do lápis.
Os alunos também podem observar o centro de gravidade de um objeto, como um copo, prendendo um barbante no centro do objeto e prendendo um peso na parte inferior do barbante usando uma borracha ou outro objeto levemente pesado. Coloque o copo sobre um livro ou mesa e incline-o ligeiramente. Peça aos alunos que observem como o barbante se move em relação à base do objeto.
Peça aos alunos que observem onde está o barbante quando o objeto começa a cair. Os alunos deverão perceber que quando o barbante passa pela base do objeto, o objeto começa a cair.