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Aula 4 de 6

Projete para voar

Os alunos investigam as forças do voo construindo um planador de papel ou uma sonda de pouso marciana para teste de queda, e depois testam como o peso e o equilíbrio mudam o jeito como ela voa ou pousa.

Tempo estimado
50-60 minutos
Projeto principal
Planador de papel ou sonda de pouso em Marte

O problema

Projete algo que se mova com segurança pelo ar. Escolha o seu caminho: um planador que voe longe e reto, ou uma sonda que proteja um objeto pequeno quando ele cair e bater no chão. Dos dois jeitos, o ar e a gravidade jogam contra você.

As regras

  • O mesmo lançamento sempre, para que o teste seja justo: mesmo lugar, mesmo empurrãozinho ou mesma altura de queda.
  • Caminho do planador: comece com uma folha de papel e um clipe. Caminho da sonda: use copos, papel, fita e acolchoamento.
  • Mude uma coisa só entre os testes (uma dobra, um clipe ou um acolchoamento).

Onde você vê isso na vida real

Tudo o que voa ou cai enfrenta as mesmas duas forças que o seu projeto: a gravidade puxando para baixo e o ar empurrando de volta. Os engenheiros aeroespaciais dão forma aos projetos para controlar as duas.

  • Aviões
  • Paraquedas
  • Helicópteros
  • Naves espaciais
  • Drones

Ideias principais

Engenharia aeroespacial
Projetar coisas que se movem pelo ar e pelo espaço, como aviões, drones, paraquedas e naves espaciais.
Peso
A força com que a gravidade puxa. O peso puxa todo objeto para baixo, na direção do chão.
Resistência do ar
O jeito como o ar empurra de volta um objeto em movimento e o freia.
Equilíbrio
Como o peso está distribuído. O equilíbrio decide se um projeto voa firme ou se inclina e roda.
Mudanças pequenas
Uma única mudança pequena (uma dobra, um clipe, um pouco de acolchoamento) pode mudar como algo voa ou cai.

Veja como funciona

SustentaçãoPesoArrastoMovimento
O peso puxa para baixo, a sustentação segura, o arrasto freia e o movimento leva para a frente.

Materiais

  • Papel
  • Fichas de cartolina
  • Canudos
  • Fita adesiva
  • Barbante
  • Filtros de café
  • Copos
  • Bolinhas de algodão
  • Elásticos
  • Um ovinho de plástico, uma bolinha de pingue-pongue ou um brinquedo pequeno para proteger

Sem problema se estiver faltando alguma coisa

  • Uma bolinha de papel amassado no lugar do ovinho de plástico ou da bolinha de pingue-pongue
  • Um saco plástico no lugar do filtro de café para o paraquedas
  • Papel enrolado no lugar dos canudos

Planeje antes de construir

Engenheiros planejam antes de construir. Resolva isto antes de pegar a fita.

  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.

Desenhe o seu projeto

Faça aqui um esboço, ou use o seu próprio caderno. Dê nome às partes.

Construa

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

  1. 1

    Escolha o seu caminho: um planador que voe longe e reto, ou uma sonda que proteja um objeto pequeno na queda.

  2. 2

    Planador: dobre ou recorte um formato de asa e comece leve. Depois você pode acrescentar um clipe para mudar o equilíbrio.

  3. 3

    Sonda: monte um copo ou uma caixa para segurar o objeto e depois acrescente acolchoamento, pernas ou um paraquedas para suavizar o pouso.

  4. 4

    Deixe a primeira versão simples, para conseguir ver o que uma única mudança faz.

  5. 5

    Defina um teste justo antes de construir demais: mesmo ponto de lançamento para os planadores, mesma altura de queda para as sondas.

Desafio de teste

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

  • Planador: distância

    Lance do mesmo jeito três vezes e meça a distância de cada voo.

    Meça: A maior distância em centímetros

  • Planador: pontaria

    Mire em um alvo no chão e lance cinco vezes do mesmo jeito.

    Meça: Quantos dos cinco pousos caem perto do alvo

  • Planador: estabilidade

    Observe como o planador se move pelo ar.

    Meça: Reto, curvado ou em mergulho

  • Sonda: proteger o objeto

    Solte a sonda de uma altura fixa e confira o objeto depois de cada queda.

    Meça: O objeto saiu sem danos? (sim / não)

  • Sonda: comparar projetos

    Teste dois projetos de pouso diferentes da mesma altura.

    Meça: Qual projeto protege melhor o objeto

Anote os seus resultados

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.

TesteO que anotarTentativa 1Tentativa 2Tentativa 3
Planador: distânciaA maior distância em centímetros
Planador: pontariaQuantos dos cinco pousos caem perto do alvo
Planador: estabilidadeReto, curvado ou em mergulho
Sonda: proteger o objetoO objeto saiu sem danos? (sim / não)
Sonda: comparar projetosQual projeto protege melhor o objeto

Melhore o seu projeto

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

  • Se o planador mergulhou, mova um pouco de peso (um clipe) para trás, ou dobre para cima as abas da cauda.
  • Se o planador curvou ou rodou, confira se as duas asas estão iguais e se o nariz está reto.
  • Se o objeto da sonda se danificou, acrescente mais acolchoamento ou freie a queda com um paraquedas de filtro de café.
  • Se a sonda tombou, alargue a base dela ou desça o peso.
  • Mude uma coisa por vez para saber qual mudança realmente ajudou.

O que falhou primeiro quando você testou? Escolha uma opção para ver jeitos de resolver.

Para pensar

  1. 1Os projetos mais pesados voaram melhor ou pior?
  2. 2O que aconteceu quando o projeto ficou desequilibrado?
  3. 3O que freou a queda?
  4. 4O que deixou o pouso mais seguro?
  5. 5O que você mudou depois de testar?

Terminou antes? Tente isto

  • Faça o seu planador dar uma volta larga em vez de voar reto.
  • Faça uma sonda que proteja duas moedas em vez de uma na mesma queda.
  • Encontre a sonda mais leve que ainda assim mantenha a carga segura.

Diário de projeto

Anote o que você vai pensando enquanto trabalha. As suas notas ficam salvas só neste aparelho: são opcionais e só suas.

Carregando as suas notas…

Notas para o professor

Esta é a aula em que a ideia de mudar uma variável por vez realmente pega: insista em um lançamento ou uma altura de queda iguais. Erro comum: jogar o planador com mais força para ganhar distância, o que esconde o efeito da mudança de projeto. Deixe cada aluno escolher o caminho do planador ou da sonda conforme o espaço; as sondas funcionam bem onde não dá para lançar com segurança.

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

Já construiu, testou e refletiu? Marque esta aula como concluída para acompanhar o seu avanço no curso de 6 aulas.