Catapulta dos Sonhos

Desenvolvida por: Angéli… (com assistência da tecnologia Profy)

Área do Conhecimento/Disciplinas: [Física, Matemática]

Temática: [Energia, Movimento, Projeção]

Nesta atividade, intitulada 'Catapulta dos Sonhos', os alunos do 1º ano do Ensino Médio irão projetar e construir catapultas utilizando materiais simples e disponíveis, como elásticos, colheres de madeira e cubos plásticos. Este projeto visa explorar de forma prática os conceitos de energia elástica e energia cinética, desenvolvendo uma compreensão mais profunda de como essas energias podem ser manipuladas para alcançar o máximo de desempenho em um lançamento. A atividade encoraja o trabalho em grupos, promovendo a colaboração e o desenvolvimento de habilidades de comunicação. Os alunos terão de calcular a energia potencial acumulada na catapulta e realizar previsões sobre as distâncias que seus projéteis podem alcançar. Após a construção e o ajuste das catapultas, os grupos realizarão testes para comparar seus cálculos teóricos com os resultados reais obtidos, permitindo assim uma análise crítica de suas pranchas teóricas e ajustando-as conforme a necessidade a fim de otimizar a eficácia do arremesso de seu projetil.

Objetivos de Aprendizagem

Os objetivos de aprendizagem desta atividade se concentram em alcançar uma compreensão clara dos conceitos de energia potencial elástica e energia cinética, além de desenvolver habilidades práticas na construção de dispositivos simples que demonstram esses princípios físicos em ação. Os alunos serão capacitados a aplicar fórmulas matemáticas para calcular a energia potencial armazenada nos elementos elásticos de suas catapultas e projetar a distância alcançada pelo projetil. Também visamos promover trabalho colaborativo e habilidades de comunicação eficazes entre os estudantes, que serão essenciais para sua formação acadêmica e profissional futura.

Compreensão de conceitos de energia potencial elástica e cinética.
Desenvolvimento de habilidades práticas de construção.
Cálculo matemática de energia e trajetória.
Trabalho colaborativo e comunicação eficaz.

Habilidades Específicas BNCC

EM13MAT106: Utilizar fórmulas e conceitos de Física para resolução de problemas envolvendo energia e movimento.
EM13MAT401: Explorar situações-problema de forma colaborativa, aplicando modelos matemáticos.
EM13EF03: Aplicar conceitos de física e matemática para resolver problemas do cotidiano, como a construção de protótipos.
EM13CI01: Compreender e utilizar conceitos de ciência para analisar e resolver questões práticas e teóricas.

Conteúdo Programático

O conteúdo programático desta atividade está focado na demonstração prática de teoria física, especialmente no entendimento de energia potencial elástica e energia cinética, que são conceitos fundamentais nas ciências físicas. Os alunos irão aplicar fórmulas matemáticas teóricas em suas construções práticas para prever a eficiência de suas catapultas. O planejamento e execução das etapas de construção, ajuste e testes permitem consolidar o aprendizado por meio da prática ativa e reflexão crítica sobre os resultados, amparados por evidências empíricas e cálculos matemáticos.

Conceitos de energia elástica e cinética.
Aplicação de fórmulas matemáticas.
Planejamento e construção de protótipos.
Testes e análise de desempenho.

Metodologia

A metodologia adotada para esta atividade é baseada em aprendizagem ativa e colaboração, promovendo a co-criação de conhecimento e o pensamento crítico por meio de projetos práticos. Os alunos trabalharem em grupos, dividindo responsabilidades, e terão a oportunidade de experimentar e ajustar suas criações em um ciclo de aprendizagem por prática e reflexão. A avaliação formativa através de feedback constante durante o projeto ajudará os alunos a melhorarem suas abordagens e a construir sobre erros e sucessos.

Aprendizagem ativa e prática.
Trabalho em grupo e colaboração.
Feedback formativo contínuo.
Experiência e ajuste de construção.

Aulas e Sequências Didáticas

O cronograma desta atividade contempla quatro horas de aula, cada uma com duração de 60 minutos. Este planejamento temporal é cuidadosamente desenhado para proporcionar uma progressão fluida desde a introdução teórica até a aplicação prática, e finalmente a reflexão e discussão dos resultados obtidos. A divisão do tempo em sessões de uma hora ajuda a manter o foco dos alunos e a assegurar que cada etapa receba a atenção apropriada.

Aula 1: Introdução aos conceitos teóricos e formação dos grupos.
Aula 2: Planejamento e início da construção das catapultas.
Aula 3: Conclusão da construção e início dos testes práticos.
Aula 4: Discussão dos resultados e feedback sobre os projetos.

Avaliação

A avaliação dos alunos será criteriosa e multifacetada, assegurando um foco tanto no processo quanto no produto final. Serão considerados critérios tais como o envolvimento e colaboração da equipe, criatividade no design da catapulta, precisão dos cálculos e a congruência entre previsões e desempenho real. Durante toda a atividade, os alunos receberão feedback contínuo, permitindo ajustes e aprendizados contínuos. Exemplificando, uma equipe que demonstre conhecimento profundo no cálculo de energia, mas cuja catapulta não atenda as previsões de distância, pode ser avaliada positivamentemente quanto ao entendimento teórico apesar de resultados práticos insatisfatórios. A capacidade de reflexão sobre os ajustes necessários também será um ponto avaliado, estimulando a análise crítica e a aprendizagem a partir da experiência adquirida.

Materiais e ferramentas:

Os recursos usados nesta atividade foram estrategicamente selecionados para facilitar o aprendizado prático dos conceitos físicos propostos. A intenção é que os materiais sejam acessíveis, permitindo assim a replicação do projeto com baixo custo. Além dos materiais físicos, os alunos terão suporte com recursos digitais e teóricos que fundamentam a atividade. Estes recursos incluirão fórmulas e exemplos práticos, para ajudar na conceituação e na execução do projeto.

Elásticos, colheres de madeira, cubos plásticos.
Computadores/tablets para cálculos e simulações.
Guias e manuais digitais sobre conceitos de energia.
Planilhas para cálculos de energia e trajetórias.

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