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Lesson 1 of 6

Pense como um engenheiro

Os alunos conhecem o processo de projeto de engenharia construindo a torre mais alta que conseguirem com algumas folhas de papel e um pouco de fita, e depois a redesenham para que fique mais alta e mais firme.

Estimated time
45-60 minutos
Main project
Desafio da torre de papel

The problem

Sua equipe tem uma pilha de papel, um pouco de fita e uma única tarefa: construir a torre mais alta possível que fique em pé sozinha. Ela precisa se manter firme por pelo menos dez segundos sem ninguém encostar. Quanto mais alta, melhor, mas uma torre alta que cai não vale.

The rules

  • Use apenas o papel e a fita que você recebeu (por exemplo, 5 folhas de papel e 30 cm de fita).
  • A torre precisa ficar em pé sozinha: não pode se apoiar na parede nem ser segurada.
  • Nada de outros materiais, e não vale encurtar a torre para escorá-la.

Where you see this in real life

Tudo o que é alto precisa resolver o mesmo problema da sua torre: como ficar em pé sem tombar. Os engenheiros que projetam estruturas altas dedicam quase todo o esforço à base e ao equilíbrio, não ao topo.

  • Arranha-céus
  • Torres de telefonia e de rádio
  • Torres de observação
  • Guindastes de construção

Key ideas

Processo de projeto de engenharia
Os passos que os engenheiros repetem para resolver um problema: perguntar, imaginar, planejar, construir, testar e melhorar.
Estabilidade
O quanto uma coisa se mantém em pé sem tombar. Uma base larga e baixa é mais estável.
Protótipo
Uma primeira versão de um projeto que você constrói para poder testar e aprender com ela.
Redesenho
Mudar seu projeto depois de um teste para que funcione melhor, em vez de começar do zero.

Materials

  • Papel
  • Fita adesiva
  • Tesoura
  • Régua
  • Moedas ou pesinhos

No problem if you are missing something

  • Fichas de cartolina no lugar do papel
  • Livros ou blocos pequenos no lugar das moedas

Plan before you build

Engineers plan before they build. Work through these before you pick up any tape.

  1. 1Desenhe sua ideia antes de construir. Um rascunho rápido já basta.
  2. 2Aponte a parte mais forte do seu projeto e a parte de que você menos tem certeza.
  3. 3Preveja o que pode falhar primeiro quando você testar.
  4. 4Decida qual material vai em cada lugar e por que aquele material serve para aquela função.

Sketch your design

Draw a rough plan here, or use your own notebook. Label the parts.

Build it

These are guides, not rules. Two students can follow them and build very different designs - that is the point.

  1. 1

    Comece pela base. Decida a largura dela: uma base mais larga é mais difícil de tombar.

  2. 2

    Escolha como usar seu papel: tubos enrolados, colunas dobradas, tiras lisas ou uma mistura. Não existe uma única forma certa.

  3. 3

    Construa por seções que você possa testar, em vez de montar a torre inteira de uma vez.

  4. 4

    Use fita só onde as peças se juntam. Fita demais perto do topo acrescenta peso justamente onde você não quer.

  5. 5

    Vá colocando a torre em pé enquanto constrói, para conferir se não está inclinada antes de subir mais.

Testing challenge

A design is only finished when it passes a fair test. Run each test the same way every time.

  • Teste de altura

    Coloque a torre pronta em pé sobre uma mesa lisa e meça da mesa até o topo.

    Measure: Altura em centímetros

  • Teste de ficar em pé sozinha

    Solte a torre completamente e comece a contar.

    Measure: Quantos segundos ela fica em pé antes de tombar (meta: 10 ou mais)

  • Teste de balanço

    Sopre de leve na torre, a um braço de distância.

    Measure: Ela balança e se recupera, ou cai?

Record your results

Write down what happens each time you test. Your numbers tell you what to improve. Print this page or copy the table into your notebook.

TestWhat to recordTry 1Try 2Try 3
Teste de alturaAltura em centímetros
Teste de ficar em pé sozinhaQuantos segundos ela fica em pé antes de tombar (meta: 10 ou mais)
Teste de balançoEla balança e se recupera, ou cai?

Improve your design

Your first version is a prototype, not the final answer. Change one thing based on what failed, then test again.

  • Se ela tombou, alargue a base ou desça mais peso para baixo.
  • Se ela cedeu ou entortou no meio, acrescente uma dobra ou um apoio para enrijecer aquela seção.
  • Se o topo pendeu, use menos papel lá em cima para que a torre pese menos onde é mais fraca.
  • Mude uma coisa só e teste de novo, assim você sabe o que realmente ajudou.

What failed first when you tested it? Pick one to see ways to fix it.

Think about it

  1. 1O que deixou sua torre estável ou instável?
  2. 2Qual formato ou qual base funcionou melhor?
  3. 3O que falhou primeiro?
  4. 4O que você melhorou depois de testar?
  5. 5Em que o seu segundo projeto ficou melhor que o primeiro?

Finished early? Try this

  • Reconstrua sua torre para que ela segure uma moeda bem no topo sem cair.
  • Tente bater a sua melhor altura usando uma folha de papel a menos.
  • Projete uma torre que aguente tanto uma batidinha na mesa quanto um sopro de ar.

Design journal

Jot down your thinking as you work. Your notes are saved on this device only - they are optional and private to you.

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Teacher notes

A meta da primeira semana é o processo, não a torre mais alta. Dê aos alunos uma primeira construção curta, depois pare a turma para testar e conversar antes de deixá-los reconstruir: o redesenho é onde o aprendizado acontece. Erro comum: enrolar o papel em tubos finos, que ficam altos mas tombam na hora; oriente os alunos para uma base mais larga. Incentive um rascunho rápido antes de usar qualquer fita.

Running this lesson? The parent & teacher guide has setup, materials prep, safety notes, common failure points, and questions to ask.

Finished building, testing, and reflecting? Mark this lesson complete to track your progress through the 6-lesson course.