Caixa de ferramentas do professor
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O objetivo desta página
Mais tarde nesta seção de Brincadeira, os alunos serão solicitados a calcular e desenhar uma versão em escala de uma pista de corrida que irão projetar. Para reduzir as dimensões do hipódromo da vida real, eles devem ser capazes de converter unidades. Mais especificamente, eles medirão as dimensões reais da área que podem usar para o percurso em unidades maiores, como metros ou pés. Eles devem então ser capazes de reduzir essas unidades em unidades menores, como milímetros, centímetros ou polegadas, para que o desenho em seu caderno de engenharia seja proporcional ao tamanho real do curso. A leitura e as perguntas a seguir fornecem uma visão geral dos fatores de conversão e como eles podem ser usados para conversões de unidades.
Leia as seguintes conversões nesta página com toda a turma. Para a seção Motivar Discussão, peça aos alunos que primeiro tentem as questões sozinhos em seus cadernos de engenharia. Depois que todos os alunos tiverem tempo para responder às perguntas, envolva-os em uma discussão com toda a turma para revisar suas soluções.
Vocabulário
O seguinte vocabulário matemático será usado neste Laboratório STEM:
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Proporção: Quando duas proporções são iguais.
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Proporção: Uma comparação matemática de dois valores.
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Razão unitária: Uma razão com denominador 1.
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Fator de Conversão: Uma expressão para a troca igual entre unidades.
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Conversão de unidades: O processo de conversão de uma medida em um conjunto de unidades para a mesma medida em outro conjunto de unidades.
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Escala: A relação ou proporção entre uma distância definida em um mapa, modelo ou desenho e a medida correspondente no objeto real.
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Desenho em escala: O desenho de um objeto que é proporcional.
Alterar unidades sem alterar medidas
Às vezes, diferentes projetistas podem usar diferentes conjuntos de unidades. Por exemplo, grande parte do mundo utiliza unidades métricas como metros e centímetros, mas alguns lugares no mundo utilizam unidades imperiais como pés e polegadas. Se tivermos maneiras diferentes de medir as coisas, poderemos facilmente obter medidas erradas!
Ao converter entre medições, é útil usar fatores de conversão. aqui estão alguns exemplos:
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1 metro = 100 centímetros = 1000 milímetros
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1 polegada = 2,54 centímetros = 25,4 milímetros = 0,0254 metros
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1 jarda = 3 pés = 36 polegadas = 914,4 milímetros
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1 quilograma = 1000 gramas
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1 litro = 0,001 metros cúbicos
Quantas polegadas equivalem a 5 metros? Use o fator de conversão 1 polegada = 0,0254 metros.
Quantos centímetros equivalem a 36 polegadas? Use o fator de conversão 1 pol = 2,54 cm.
Motivar a discussão
Dê aos seus alunos a oportunidade de resolver outros exemplos de conversão e de explicar o raciocínio sobre como calcularam essas conversões. Nem todos os seus alunos compreenderão prontamente os cálculos acima conforme estão escritos. Raciocinar oralmente sobre eles pode ser útil.
Q: Uma peça do seu robô pesa 2.500 gramas. Quantos quilogramas pesa? Explicar.
A: Se 1 quilograma é igual a 1.000 gramas, então preciso saber quantos 1.000 (o número de gramas em um quilograma) existem em 2.500 (o peso total da peça). Divido 2.500 gramas por 1.000 gramas (1 kg) e descubro que minha peça pesa 2,5 kg.
P: Sabemos nesta página que 1 polegada equivale a 2,54 centímetros e 1 jarda equivale a 3 pés. Quantos centímetros tem aproximadamente um quintal? Explicar.
A: Se 1 jarda equivale a 3 pés, então há 36 polegadas (12 polegadas x 3 = 36 polegadas) em uma jarda.
Como 1 polegada equivale a 2,54 centímetros, multiplico 36 (polegadas em uma jarda) por 2,54 (centímetros em uma polegada) e descubro que 91,44 centímetros equivalem a uma jarda.
P: Como pergunta complementar, quantas polegadas tem um metro? Explicar.
A: Se 1 metro é igual a 100 centímetros e 1 centímetro é igual a 2,54 polegadas, então preciso saber quantas vezes 2,54 cabe em 100. Divida 100 (o número de centímetros em um metro) por 2,54 (o número de centímetros em uma polegada) e descubra que um metro tem cerca de 39,37 polegadas.