Engenhocas que facilitam a vida

Na terceira etapa, coloque-o em um grupo que favoreça sua atuação e forneça um registro digitado para ser colado no caderno.
Na avaliação, o aluno pode trabalhar com o gravador como instrumento de registro ou fazer uso da escrita em braile.

Apresente os seguintes problemas: 1) Para construir uma usina hidrelétrica, são necessárias peças de 250 toneladas. Como elas podem ser transportadas até o local da obra?; 2) Guindastes são utilizados na construção de grandes edifícios. Como eles aguentam erguer coisas tão pesadas sem forçar demais o motor?; 3) Nos veículos, é preciso utilizar maior força para iniciar o movimento e maior velocidade quando se desloca em autopistas. Como se pode variar a força e a velocidade das rodas com o mesmo número de giros do motor?; 4) Em casas com mais de um andar, é preciso que as pessoas consigam se deslocar, sem muito esforço, de um andar para outro. Como fazer isso exigindo o menor esforço possível das pernas? 5) Quando o pneu de um automóvel fura, geralmente é preciso utilizar muita força para soltar os parafusos que fixam a roda. Como reduzir a força necessária para essa tarefa? Peça que os estudantes proponham soluções.

Informe que uma das características de uma máquina simples é possibilitar ganho de força, ou seja, permitir que uma tarefa seja feita mais facilmente. Pergunte: "Como medir a força aplicada?". Deixe os alunos elaborar suas hipóteses, problematize-as e indique as melhores soluções. Explique que, para analisar o funcionamento de algumas máquinas, você utilizará como "carga de prova" uma garrafa de 2 litros cheia de água. As crianças deverão comparar a força que exercem para realizar determinada tarefa com e sem o auxílio das seguintes máquinas simples: 1) Polias: utilizando um cabo de vassoura suspenso entre duas mesas, faça a montagem com duas polias. Peça que os alunos amarrem o bico da garrafa e a suspendam, verificando a força necessária para fazer isso. Eles devem perceber que, com a associação de polias, é necessário aplicar uma força menor para suspender a garrafa; 2) Roda e eixo: retire as rodas do caminhão de brinquedo e prenda a garrafa PET sobre ele. Amarrando o barbante na frente do caminhão, peça que os estudantes verifiquem a força necessária para arrastá-lo. Depois, peça que repitam a atividade, mas colocando as rodas de volta. Eles perceberão que, com elas, a tarefa fica mais fácil; 3) Plano inclinado: crie um obstáculo com cerca de 10 centímetros de altura e, com o caminhão com rodas e a garrafa sobre ele, peça que os alunos verifiquem a força necessária para chegar até a parte de cima do obstáculo. Depois, coloque um pedaço de compensado com uma das bordas apoiada sobre ele e solicite que repitam o procedimento, agora subindo pela rampa. As crianças devem perceber que a força necessária é menor com o plano inclinado; 4) Alavanca: utilizando uma chave de boca, fixe um parafuso em um pedaço de madeira, aplicando o máximo de força que conseguir. Peça que os alunos soltem a porca usando a mesma chave. Em seguida, eles devem utilizar um extensor (cano de ferro) encaixado nela, o que permite aumentar a alavanca. As crianças notarão que, com o cano, fica mais fácil soltar a porca; 5) Engrenagem: posicione a bicicleta com as rodas para cima e peça que os alunos observem a velocidade com que o pneu traseiro gira. Gire os pedais com a mão enquanto chama a atenção para as diferentes combinações de engrenagens quando você troca as marchas. Os alunos vão perceber que a variação de velocidade se deve somente a essas combinações. Peça a algumas crianças que girem os pedais enquanto você faz as trocas, para que observem que, na marcha "leve", é preciso aplicar uma força bem menor que quando se utiliza a marcha "pesada". Se não for possível contar com uma bicicleta, sugira aos alunos que pesquisem essas informações.

Peça que os alunos retomem os problemas iniciais e indiquem quais máquinas eles utilizariam para resolver cada uma das situações, justificando as escolhas. Eles devem chegar às seguintes conclusões: 1) Roda e eixo; 2) Polias; 3) Engrenagens; 4) Plano inclinado com degraus (escada); 5) Alavanca.