Caixa de Ferramentas para Professores
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O Propósito desta Leitura
Este STEM Lab se concentra em explorar o centro de gravidade (CoG) manipulando o braço do Clawbot para mudar a posição do peso no robô - afetando seu CoG - enquanto ele dirige sobre 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
Cada objeto tem um centro de gravidade (CoG). É o local no objeto onde a gravidade puxando em qualquer lado é equilibrada pela gravidade puxando 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 chão), o objeto não cairá.
A imagem mostra a famosa Torre Inclinada de Pisa. Esta torre é conhecida por ter uma inclinação muito visível, a cerca de 4 graus de ser perfeitamente vertical (reta para cima e para baixo). Você pode comparar a seta na imagem com as colunas na torre para ver como ela está inclinada. Embora a torre esteja tão inclinada, o CdG ainda está acima da base da torre e, portanto, a torre permanece de pé! Se você empurrasse ainda mais a Torre Inclinada na imagem acima para que ela se inclinasse cada vez mais até que a flecha passasse pela base da torre, então ela cairia.
Você também pode pensar em uma gangorra ou uma balança. O fulcro, o ponto na gangorra onde o tabuleiro repousa, está diretamente sob o CdG da gangorra. Se não fosse, a gangorra cairia para um lado em vez de oscilar para cima e para baixo.
Estenda a sua aprendizagem
Para expandir esta atividade, peça aos alunos que equilibrem um lápis nos dedos indicadores. Diga aos seus alunos para virar as mãos para cima e equilibrar um lápis perpendicularmente aos dedos indicadores. Se/quando os alunos conseguirem equilibrar, eles encontraram o CoG do lápis.
Os alunos também podem observar o centro de gravidade de um objeto, como um copo, colando uma corda no centro do objeto e anexando peso à parte inferior da corda usando uma borracha ou outro objeto ligeiramente pesado. Coloque o copo sobre um livro ou mesa e incline-o ligeiramente. Peça aos alunos que observem como a corda se move em relação à base do objeto.
Peça aos alunos que observem onde a corda está quando o objeto começa a cair. Os alunos devem notar que quando a corda passa pela base do objeto, o objeto começa a cair.