Ball Track

EducaçãoBrincadeira

Criatividade

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Carta de Apresentação

A t i v i d a d e s Pedagógicas

SugestãoMetodológica

Temática 1: Descoberta e Exploração do Kit1- Primeiros passos 15

Temática 2: Explorando pistas1- Entendendo um pouco sobre as pistas2- Comparando pistas

19Temática 3: Explorando as bolinhas1- Primeiros passos2- Energia para subir3- Colisões e Transfe-rência de energia

27Temática 4: Associando pistas e bolinhas1- Inércia

29Entendendo um pouco mais sobre Movimento

Os acidentes de Trânsito

“...É, portanto, na situação de brincadeira que as crianças podem se co-locar desafios para além de seu comportamento diário, levantando hipóte-ses na tentativa de compreender os problemas que lhes são propostos pelas pessoas e pela realidade com a qual interagem. Quando brincam, ao mesmo tempo em que desenvolvem sua imaginação, as crianças podem construir re-lações reais entre elas e elaborar regras de organização e convivência. Con-comitantemente a esse processo, ao reiterarem situações de sua realidade, modificam-nas de acordo com suas necessidades. Na atividade de brincar, as crianças vão construindo a consciência da realidade ao mesmo tempo em que já vivenciam uma possibilidade de modificá-la.

A brincadeira pode transformar-se, assim, em um espaço privilegiado de interação e confronto de diferentes crianças com diferentes pontos de vista.

Nessas Interações, elas buscam resolver, no nível simbólico, a contradi-ção entre a liberdade da brincadeira e a submissão às regras por elas mesmas estabelecidas, determinando os limites entre realidade e seus próprios dese-jos. Nesse processo, desenvolvem aquilo que Vygotsky denomina “autocon-trole”.

Podem, ainda, interagir com seus pares de forma autônoma e coopera-tiva, compreendendo e agindo na realidade de maneira ativa e construtiva.”

Gisela Wajskop - O brincar na educação infantilCadernos de. Pesquisa, São Paulo, n92, p. 62-69, fev. 1995

•Saudações professores,

Estamos muito contentes em acompanhá-los na descoberta do potencial pedagógico do Ball Track através do Manual do Educador. Este livro é para nós um lugar de interação en-tre a equipe Mentes Brilhantes e você professor. Ele complementa a capacitação, apresentando subsídios e sugestões de uso, que portanto não se aparentam a planos de aula. Na verdade, procu-ramos complementar o seu trabalho, trazendo elementos técnicos, porque conhecemos os brinquedos e metodológicos, porque estivemos pensando sobre como eles podem servir aos objetivos pedagógicos. Sabemos também o quanto a incorporação dos brinquedos na prática cotidiana pode ser algo novo para alguns professores e aí nossa experiência com este tipo de ferramenta pode ajudar.

Para otimizar a descoberta deste manual propomos o seguinte: primeiro divirta-se com o Ball Track sozinho. Observe as peças, reproduza algumas das montagens do livrinho que acompanha o brinquedo, tomando o cuidado de ir sempre das mais simples às mais complexas. Só então explore as atividades pedagógicas buscando mistura-las aquelas que você mesmo pensou enquanto brincava com o kit. Assim pensamos estar favorecendo o uso das propostas aqui contidas, fazendo com que enriqueçam seu trabalho sem se impor a ele.

Quanto aos brinquedos de modo geral, além de criar oportunidades de abordar conteúdos técnicos e científicos, eles participam do desenvolvimento de habilidades e competências como a coordenação motora e a criatividade, fundamentais no desenvolvimento global das crianças. Eles agem ainda no contexto associado a estes conteúdos. O jogo, o divertimento, a descoberta consti-tuem uma atmosfera positiva e agradável que esperamos, vai ser associada às atividades pedagógicas.

Quanto às atividades destinadas às crianças meno-res, não se trata unicamente de ilustrar conceitos científicos, mas sobretudo de oferecer oportunidades de experimentação e porque não, elementos de reflexão às crianças. Espera-se des-te modo, que as teorias que elas constroem naturalmente para explicar o que acontece no mundo ao seu redor, sejam mais completas e mais próximas das explicações científicas. Assim, quando no futuro as crianças forem levadas à pensar sobre os conceitos científicos de maneira mais exigente, estruturada e profunda, as vivências e conversas realizadas com a ajuda dos brinquedos terão •preparado um terreno fértil•, no qual será mais fácil fazer brotar esse conhecimento novo.

Esperamos ainda e acima de tudo, que estes brinque-dos proporcionem momentos de trocas, ricas para você e para seus alunos. Na faixa etária em que se encontram isso também é fundamental. Djali e Eduardo

brilhantesmentesbrinquedos científicos inteligentes1

brilhantesmentesbrinquedos científicos inteligentes 2

A equipe Mentes Brilhantes brincou muito com o brinquedo que você acaba de adquirir. Mas nós não fizemos só isso. Também imagina-mos muitas maneiras de utilizá-lo como uma contribuição divertida e pedagógica às suas aulas. Assim, você encontrará neste texto uma pro-posta organizada em quatro eixos temáticos: Descoberta e exploração do kit, Explorando pistas, Explorando bolinhas, Associando pistas e bolinhas. Todas elas contém atividades que são potencialmente interessantes para as faixas etárias da Educação Infantil e do Ensino Fundamental I. Deixa-mos à vocês a seleção fina de quais atividades correspondem melhor à sua classe ou ainda, a adaptação de nossas propostas tirando proveito das idéias aqui contidas para criar atividades inéditas. Se isso acontecer, não deixe de entrar em contato com a nossa equipe! Nós publicaremos suas propostas no site para que outros professores possam conhecê-las e utilizás-la também.

Em complemento às atividades, você encontrará dois textos. O pri-meiro chama-se «Entendendo um pouco mais sobre o movimento». Ele contém uma certa dose de ciência e algumas explicações sobre os fenô-menos explorados ao longo das atividades. Recomendamos fortemente que você brinque primeiro, faça as atividades propostas depois e só então descubra esses textos. Eles foram escritos como um complemento e não como uma introdução às atividades práticas.

Por último, como o Ball Track reproduz pistas parecidas com aquelas por onde circulamos, propomos uma ponte entre a ciência e o cotidiano. Trata-se de uma leitura leve, onde aprofundamos um pouco mais a refle-xão direcionada pelo uso do brinquedo . A você de decidir de que modo este texto pode ser a porta de entrada para outras discussões relacio-nando o mundo no qual vivem as crianças, os conteúdos de ciência e as vivências propostas nas atividades realizadas ao longo das aulas.

Ativida

des pedagógicas

Conhecen

do o Ball Track

O Ball Track é um brinquedo bastante rico em possibilidades. Antes de tudo, trata-se de um verdadeiro brinquedo, com peças grandes, colo-ridas e fáceis de montar, particularmente apropriadas às crianças desta faixa etária. As propostas de atividade pedagógica que estamos trazendo também são bastante diversificadas e contemplam tanto a montagem das diferentes pistas, quanto a exploração dos conceitos relacionados. Além de serem divertidas, estas atividades estão principalmente focadas na função pedagógica como convém à um instrumento de apoio ao traba-lho da escola.

Ao manipular o brinquedo, você perceberá facilmente que os con-teúdos científicos envolvidos já fazem parte da vida das crianças mas que alguns podem exigir um certo grau de abstração. Aqui, os pequenos terão a oportunidade de brincar com estes assuntos, descobrindo algumas de suas características e muitas de suas aplicações. Nós da Mentes Brilhan-tes, acreditamos que as atividade pedagógicas propostas neste manual (e as outras, que vocês desenvolverão) serão experiências enriquecedoras, que contribuirão amplamente na preparação precoce das crianças. Só mais tarde, quando elas estiverem maduras para entender estes concei-tos, os frutos desse trabalho serão revelados.

Existe também um conjunto de seis bolinhas diferentes que des-filam pelas pistas que as crianças vão montar. Três, podem ser reunidas para formar o «Ball Train». Estranhos e divertidos objetos, desenvolvidos para ter uma performance melhor quando acoplados. Os fundamentos de engenharia que embasam o seu design inspiram e surpreendem. Você poderá descobri-los no manual de montagem que acompanha o brinque-do. As outras três bolinhas são mais simples mas funcionam perfeitamen-te na discussão dos conceitos explorados. Uma delas pode ser aberta e preenchida com diferentes elementos como arroz, pedrinhas ou até água. Areia molhada e açúcar mascavo, também são sugestões interessantes. Os resultados e possibilidades pedagógicas do trabalho com as diferentes bolinhas e seus conteúdos são amplamente explorados neste material.

O Ball Track


O Ball Track e as atividades aqui propostas foram ainda pensados para contribuir com alguns aspectos importantes do desenvolvimento infantil, como por exemplo:

- Habilidades motoras finas: como a coordenação olho-mão que participa da aquisição da expressão escrita. - Senso espacial - Criatividade - Reconhecimento de cores e formas

E quando a escola dispõem de mais de um kit, é ainda possível investir com a classe inteira em uma montagem única, com uma bolinha que escorrega por aqui, cai por ali, derruba algo lá e continua seu percurso no andar debaixo. São as montagens malucas que possuem um potencial interessante no desenvolvimento de projetos.

No final do guia de montagem que acompanha a caixa de brinquedo você encontrará alguns desafios, eles podem ser uma fonte de inspiração e um auxilio precioso na construção dessas en-genhocas. Existem hoje eventos semelhantes à feiras de ciência, onde vários grupos realizam pro-jetos de montagem segundo um programa pré-determinado. Além de divertida, uma atividade como esta suscita a criatividade, o trabalho em conjunto e uma parte importante de conhecimen-to de engenharia. Os conceitos científicos também estão presentes e conhecê-los pode tornar a equipe muito mais eficaz. Eis ai mais uma das possibilidades de uso do Ball Track.


Sugestão metodológicaUtilizando brinquedos para discutir ciências na

Educação Infantil e no Ensino Fundamental I

ratar as ciências com as crianças pequenas parece não ser uma ta-refa fácil, não é? Mas não se deixe desencorajar pela dificuldade aparente. É preciso lembrar que com este público ainda não é o momento de abordar a aquisição do conhecimento formal como objetivo pedagógico principal. O objetivo é prepará-los, cultivando a habilidade de investigação da rela-ção entre causa e efeito, e também instrumentalizá-los para a resolução de problemas, desenvolvendo e pondo em prática soluções adaptadas a cada situação. Ou ainda, participar da aquisição da linguagem oral e escrita e desenvolver habilidades e competências enquanto ainda não há a prioris negativos quanto ao conhecimento científico. E é justamente por isso que a equipe Mentes Brilhantes desenvolveu uma proposta metodológica pró-pria contemplando três etapas: o planejamento, a realização e a avaliação.

No planejamento, sugerimos que os professores invistam na proble-matização, que mobiliza mais facilmente o interesse do grupo, que busca sempre a relação mais próxima possível com os elementos do mundo real. É possível utilizar uma brincadeira, uma questão que pede uma investiga-ção, um desafio, uma pergunta... De alguma forma, mobiliza-se o grupo para uma atividade em que os elementos que compõem os brinquedos permitirão a construção de uma resposta apropriada. Com o contexto introduzido por esta primeira etapa, os grupos de alunos discutem entre si e com o professor, levantando hipóteses e planejando a forma mais apro-priada de chegar à resposta. Em seguida, o grupo divide as tarefas e realiza o projeto, verificando a todo momento a eficácia do objeto construído e a coerência entre a questão mobilizadora e o projeto em vias de execução.

Na última etapa, uma vez que o projeto inicial já foi revisto e realiza-do, o grupo deve avaliar sua pertinência e seu funcionamento, bem como a resposta que pôde ser elaborada a partir da montagem. De que forma o problema inicial foi abordado? A que conclusão chegaram? Como se desen-volveu o trabalho? O que foi descoberto ao longo do caminho? Que outras descobertas foram feitas? Sugerimos ainda o uso do registro ao longo de todas as etapas do processo, pois acreditamos que a descrição oral e escri-ta das diferentes etapas vividas pelo grupo sustenta e aprofunda a compre-ensão do todo.

T


Montando um espaço de trabalho possível utilizar os brinquedos diretamente em sala de aula. Neste

caso, propomos que os alunos trabalhem em pequenos grupos e não há a necessidade de nenhuma infraestrutura extra. Todo o material está conti-do na própria caixa.

Mas você pode optar pela criação de um espaço específico para re-alizar as atividades, se a escola puder investir em uma brinquedoteca, por exemplo: um acervo de brinquedos científicos à disposição de professores e / ou alunos e que podem ser emprestados para montagem no próprio espaço da brinquedoteca, na escola ou mesmo em casa. Para isso será necessário disponibilizar um local para armazenamento dos brinquedos e um sistema de logística para o controle dos empréstimos e a devolução dos kits, com todos os seus componentes.

Uma terceira proposta seria a criação de um espaço de oficinas na escola, que poderia ser freqüentado tanto por uma classe completa quan-to pelos estudantes individualmente. Neste caso, é possível misturar as peças dos brinquedos compatíveis, que seriam em seguida armazenadas por semelhança. O espaço acolheria as atividades propostas por você e

Em alguns casos especiais, como para as crianças não alfabetizadas, o Material do Educador traz tabelas e imagens que auxiliam na organiza-ção da tomada de notas em parceria com o professor e com os colegas para realizar o registro da atividade, sem necessariamente passar pela escrita. Este ponto será aprofundado posteriormente.

Globalmente, o objetivo principal desta proposta metodológica em três etapas é a mobilização das concepções espontâneas dos estudan-tes quanto aos conteúdos abordados pelos brinquedos. Assim, podemos questioná-las e discuti-las, facilitando sua comparação com a concep-ção científica proposta por você. Esperamos desse modo criar situações mais ricas do que aquelas vividas no cotidiano escolar e que permitirão a apresentação dos conteúdos dentro de um contexto de descoberta e de problematização. Busca-se igualmente valorizar as descobertas por parte dos alunos, incentivando o trabalho autônomo, a criatividade e o interes-se pelos projetos originais. Ou ainda, contribuir de maneira efetiva com a introdução de um método eficaz na resolução de problemas que possa ser aplicado pelos estudantes dentro e fora da escola.

È


pelos seus colegas, cujos objetivos pedagógicos se relacionam aos conteú-dos abordados em sala de aula. Neste caso, os alunos viriam em horário de aula para desenvolver uma proposta conhecida anteriormente.

Mas a oficina pode servir também como espaço de trabalho autôno-mo, destinado à realização dos objetos propostos nos manuais de mon-tagem de cada brinquedo ou ainda na construção de modelos originais. De maneira informal, um plano de trabalho pode ficar colado na parede para que estudantes de diferentes faixas etárias contribuam, realizan-do uma parte do modelo que fica exposto e permitindo que os colegas o continuem.

Os alunos, individualmente ou em grupo, podem também se dedicar a realizar seus próprios projetos ou a atuar como tutores na realização dos projetos propostos pelos colegas. Além de contribuir com os alunos indi-vidualmente, gerando uma possibilidade de aquisição de conhecimentos científicos em um registro diferenciado, um espaço colaborativo age dire-tamente nas relações estabelecidas entre os estudantes, participando da formação do senso de responsabilidade para com os colegas. Ele impacta ainda na organização do trabalho individual ou coletivo, já que a ausência de uma coordenação fechada, como aquela da sala de aula, permite que os estudantes assumam um papel diferenciado no trabalho coletivo: quem será o líder do projeto, quem será ativo no planejamento estratégico, quem possui aptidões na realização das montagens propostas, etc.

Muitos alunos com dificuldades em termos de conteúdo escolar possuem habilidades sociais diferenciadas. Uma atividade como a propos-ta acima, principalmente quando o conteúdo em questão é prestigiado na escola, como é o caso das ciências, pode impactar positivamente na auto-estima e na imagem destes alunos perante colegas e professores, contribuindo assim para a sua inclusão no grupo. Ainda neste contexto e novamente devido à abordagem diferenciada, se comparada às aulas tradicionais, as oficinas facilitarão a aproximação destes alunos com os conteúdos, mesmo que eles não se destaquem em um papel específico. Esta convergência pode representar um fator positivo e um passo a mais na retomada do trabalho escolar no contexto convencional.

Os brinquedos podem ainda ser particularmente úteis em períodos como feiras de ciências ou outros eventos acadêmicos, incentivando novas idéias e tornando possível seu desenvolvimento em parceria com colegas e professores.


Acompanhamento e avaliação

principal instrumento de acompanhamento e avaliação do tra-balho desenvolvido com os brinquedos é aquele utilizado por atividades experimentais, de modo geral, e pelos próprios pesquisadores quando descrevem suas atividades: o registro escrito.

Para facilitar a sua elaboração, sugerimos a utilização de uma estrutura constante nas aulas incluindo a introdução da atividade por meio de uma conversa ou de uma problematização, com posterior planejamen-to do objeto a ser realizado, execução do projeto e avaliação do trabalho. Desta forma, quando uma atividade começar, os estudantes já saberão o que esperar das etapas posteriores e assim a tomada de notas se tornará mais fácil devido ao caráter sistemático do trabalho. O conjunto de regis-tros pode compor um caderno de ciências por exemplo, ao qual o profes-sor terá acesso ou não, segundo o acordo com o grupo.

Para nós, esta questão do registro parece a tal ponto relevante que o próprio Material do Educador sugere, em alguns casos, um conjunto de atividades a serem desenvolvidas com a classe para a realização de regis-tros eficazes. Com crianças e jovens alfabetizados, o enfoque centra-se no processo de análise da informação, que define o que é fundamental e qual a maneira mais apropriada de registro (desenho, tabela, gráfico ou texto). Pesquisas mostram a evolução nos registros ao longo das aulas: se no início os estudantes restringem-se a descrever os materiais e procedimen-tos, com o avanço dos trabalhos e desenvolvimento de sua capacidade de reflexão, eles passam a mencionar também os fenômenos relacionados às atividades realizadas e a elaborar outras análises mais maduras.

Já com crianças que ainda não são alfabetizadas, o «Material do

Educador» apresenta soluções direcionadas como a reprodução das peças e a a sugestão de outros subterfúgios que possibilitem a estruturação do pensamento sem passar pela linguagem. Dessa forma, além de preparar os pequenos para a etapa seguinte, a elaboração propriamente dita de um registro escrito, o educador poderá também complementar o trabalho realizado, revendo a atividade com o grupo de maneira sucinta e acompa-nhando-o na apropriação daquilo que foi tratado.

O


- Defina com as crianças a freqüência com que vocês trabalharão com o brinquedo científico. Uma ou mais horas por semana são mais eficazes do que vá-rias horas concentradas em um único período. Assim, as crianças saberão o que esperar quando a atividade começar e sobretudo, saberão que podem continuar a pensar no assunto, uma vez que haverá a continuidade das atividades na semana seguinte.

- Sempre que você apresentar às crianças um novo kit, haverá muito entusiasmo e curiosidade. Nesse primeiro momento, não tenha objetivos pedagógicos muito ambiciosos. Respeite o momento de descoberta e utilize a curiosidade e motivação que ele vai suscitar para fazer as crianças exercitarem a criatividade. Pas-sada essa primeira fase, as crianças reconhecerão o kit como mais uma atividade do seu dia a dia e você poderá incorporar a ferramenta a seu planejamento.

- Problematize com as crianças. Com a ajuda do brinquedo, procure instigá-los a pensar e a se manifestar sobre o assunto a ser tratado e só depois faça a ativida-de. Isso cria um contexto mais estimulante ao redor da utilização do brinquedo, o que potencializa a realização dos objetivos pedagógicos a eles associados.

- Após a atividade realizada, peça que as crianças descrevam o que viram. Você favorecerá o aprimora-mento da expressão oral e a aquisição do vocabulário específico sobre o brinquedo, que muitas vezes inclui palavras diferentes daquelas utilizadas no dia a dia. Ajude as crianças a escolher e utilizar esse novo voca-bulário. O ato de explicar ajuda a entender as atividades realizadas e a organizar as lembranças sobre ela.

Caso as crianças encontrem problemas para apertar

os parafusos ou empurrar os eixos até o fundo, encoraje os que

conseguem fazê-lo a ajudar os colegas.

brinquedos científicos inteligentesmentes brilhantes

Sugestões práticas


Temática 1:Descoberta e exploração do kit

Para descobrir gradativamente com as crianças as peças que compõem o brinquedo, você pode:

- Abrir a caixa junto com elas, observando cada

peça separadamente- Observar e descrever as características de cada

peça: O que é? Com o que parece? Para que serve?

- Criar categorias nas quais as peças possam ser

enquadradas segundo seu aspecto ou sua função. Quais

critérios serão mais úteis para brincar?

- Observar a seqüência de cores nas quais se

fazem os encaixes (amarela, laranja, amarela)

- Brincar livremente com o kit, montando pistas e

em seguida analisando o que foi produzido junto com os

colegas. Como brincamos com o que foi montado? Como

poderíamos fazer melhor?


Introdução:

Lista de peças

Cor +

Cor ++

Cor +

furos

furos

furos

Cor + furos

+

Cor +furos

brilhantesmentesbrinquedos científicos inteligentes

Na categorização e análise das peças, as crianças não deixarão de enfatizar que o principal elemento deste brinquedo são as pistas em suas diferentes formas (curvas, retas, subidas e descidas). Intuitivamente, eles sabem o que fazer com elas. Em segui-da, descobrirão a presença das bolinhas que quando colocadas sobre os trilhos, têm «temperamentos» diferentes. A simples exploração deste objetos que escorregam nas pistas já contém muita física.

Nesta etapa, você também pode realizar com as crianças menores, uma ativida-de envolvendo a compreensão de critérios, a capacidade analítica e a observação. Para isso, proponha a realização de uma montagem complexa. As crianças vão contribuir es-colhendo e separando o material necessário e o professor realiza a montagem. A cada um individualmente ou à cada grupo será confiada a tarefa de trazer uma (ou mais) pe-ças específicas que você vai descrever detalhadamente: “Fulano, você deverá me trazer uma peça amarela, contendo furos e que seja reta, sem subidas.” Com os comentários do grupo, cada um realiza sua parte.

A mesma atividade pode ser proposta à crianças um pouco maiores, desta vez utilizando também as habilidades matemáticas. Para isso, basta modificar a descrição de cada peça: “Fulano, você devera me trazer x exemplares de uma peça contendo y fu-ros e que seja reta.” E se as crianças já forem alfabetizadas, a solicitação poderá mesmo vir por escrito.

Esta sugestão de atividade foi adaptada de uma outra, proposta pelo projeto francês La Main à la Pate1 ou Mão na Massa e realizada primeiro com um grupo de crianças de 3 anos. Nela, a professora introduz o método científico, através deste trabalho que melhora a observação e exemplifica o uso de critérios para categorizar objetos segundo sua fun-ção. A mesma atividade é refeita em uma versão mais complexa com dois outros gru-pos de 4 e de 5 anos. Os resultados obtidos são relatados por ela e parecem bastante interessantes.

11 1 www.lamap.fr

Um parâmetro de cada vez!Desde as primeiras atividades, já é

possível começar a construir com as crian-ças a percepção de que existem compor-

tamentos que podem ser associados tanto aos diferentes tipos de pista, quanto às

diferentes bolinhas que circulam nelas. Para isso, é importante que você proponha para cada atividade, alguns parâmetros fixos e

um único variável, sempre fazendo com que as crianças percebam este fato. Ou seja, pode-se observar a mesma bolinha que

escorrega em pistas diferentes ou bolinhas diferentes que escorregam sempre na

mesma pista. Desse modo, fica mais sim-ples identificar o que provoca as mudanças

observadas no comportamento geral do brinquedo, buscando assim a percepção da

relação entre causa e efeito.

Ver, ver e rever!Nas etapas 2 e 3 desta temática,

propomos que as crianças brinquem com o kit, montando pistas e deixan-do escorregar as bolinhas. Incentive

as crianças à fazer mais do que olhar. Proponha que observem! Isso implica

em deixar que a mesma bolinha es-corregue na mesma pista várias vezes.

O movimento é sempre o mesmo? Coisas diferentes acontecem uma vez

ou outra? E difícil explicar o porque de cada uma dessas diferenças, mas o mais importante é que o grupo possa

integrar qual o comportamento de cada bolinha na maior parte do tem-

po. A ciência costuma dar pouca aten-ção à fenômenos que não se repetem.

Ao final da terceira etapa, já deve ser possível perguntar às crianças se elas percebe-

ram a existência de um padrão para o movi-mento. O objetivo é obter respostas como: tal

bolinha vai mais longe do que as outras. Ou ainda, nas montagens em que há descidas, as

bolinhas andam mais depressa. Essas pri-meiras regularidades podem ser testadas em

seguida com a ajuda dos diferentes elementos do brinquedo para verificar se são confirma-

das em qualquer situação. Caso isso aconteça, elas poderão passar a ser chamadas de leis. Por exemplo: quanto mais depressa avança

a bolinha, mais tempo ela leva para parar, ou ainda, mais longe ela vai. Nesse exemplo, o ra-ciocínio poderia conduzir o grupo à conclusão

de que existe uma relação entre a distância percorrida e a velocidade.

Começando a entender...


Nossa sugestão de atividade1. Primeiros Passos

Desenvolvimento - Etapa 1Deixe que as crianças retirem as peças

do kit conversando sobre as característi-cas de cada uma delas e o intuito central

do brinquedo: que coisas poderemos montar com essas peças? Conforme os

elementos forem se acumulando, o grupo deve buscar uma forma de organiza-los,

observando cada um e criando categorias que agrupem aqueles que tiverem uma

mesma característica (cor, função, tama-nho, etc.) Essas escolhas se mostrarão mais ou menos úteis para a exploração

das possibilidades do brinquedo e pode-rão ser revistas mais tarde se necessário.

Esse ato de exploração organizada já é por si só científico.

Aproveite este momento para

explorar em detalhes o conjunto de bolinhas

proposto com o brinquedo. O que elas tem

de parecido? O que tem de diferente? Que

possibilidades existem em cada uma delas?

Podem ser acopladas uma ao lado da outra?

Uma dentro da outra? Como utilizar a bo-

linha transparente e seus diferentes con-

teúdos? O que muda quando ela está cheia?

Explore com o grupo estas possibilidades,

observando e refletindo sobre o modo como

isso afeta seu movimento.

*


Reconhecidos os diferentes elementos do kit, proponha às crianças a montagem de uma pista em grupo ou individualmente. Assim eles poderão explorar as conexões entre as peças e a função que cada uma

desempenha no circuito. Em seguida, en-tra em cena o conjunto de bolinhas. Su-gira que cada grupo faça testes na pista

que acabaram de montar utilizando para isso as bolinhas e suas diferentes possibi-lidades. O que observamos de semelhan-

te? O que observamos de diferente?

Desenvolvimento - Etapa 2

Desenvolvimento - Etapa 3Organize agora a classe em «ilhas de exploração» ao redor de cada uma das pistas montadas pelos

grupos. Os alunos circulam pela sala parando para observar cada uma

das pistas montadas, discutindo-as e experimentando-as com todas as bolinhas disponíveis. Que diferen-ças e que semelhanças existem? Como se comportam as bolinhas

em cada pista?


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Temática 2:Explorando as pistas

Essa temática tem dois objetivos. O primeiro deles está relacionado ao desen-volvimento infantil através do ato de montar que contribui com o desenvolvimento da criatividade e a coordenação motora fina das crianças. O segundo diz respeito à compreensão mais aprofundada do brinquedo e à exploração de suas potencialidades em termos de conteúdos didáticos.

Para tanto, e depois de se interessar por uma (ou mais ) atividades de montagem livre, é hora de mostrar-se capaz de produzir pistas segundo os critérios que serão indi-cados por você: Construam uma pista em circuito fechado, ou seja, uma pista de onde a bolinha não possa sair. Construam uma pista totalmente plana. Se eles forem pequenos demais para realizar as montagens, proponha modelos prontos, dizendo que primeiro o grupo vai trabalhar na pista que não deixa que a bolinha escape. Qual delas responde a essa condição? O simples fato de escolher entre duas ou mais propostas, já é uma primeira etapa para entender e respeitar o critério sugerido.

Será também uma boa ocasião para que você introduza algumas palavras ao vocabulário do grupo como circuito, percurso, atrito... A temática servirá também à exploração de todos os elementos de montagem das pistas: subidas, descidas, curvas, etc. Para que servem? Como podemos utiliza-los?


Incentive as crianças à tomarem nota do que fazem,

desenhando ou utilizando for-mulários como os que propomos ao

longo deste manual.

Nossa sugestão de atividade1. Entendendo um pouco sobre as pistas

Relembre com as crianças as diferentes pistas construídas na aula anterior. Como eram? O que acontecia quando a bolinha era colocada nela? Precisavam ou não de um empurrãozinho para come-çar ou para terminar o circuito? Em seguida, continue a conversa buscando fazer um levantamento daquilo que funciona e daquilo que não funciona. Por exemplo: descidas muito íngremes fazem com que a bolinha pule para fora do circuito. Algumas curvas muito fechadas tem a mesma conseqüência. Para evitar isso, podemos colocar uma proteção lateral ou ainda, evitar as curvas em alta velocida-de. E para evitar a velocidade elevada, evitamos as descidas íngremes. Há muitos conceitos de física escondidos nesta conversa simples. Eles serão mais longamente explorados nas próximas atividades.

As crianças individualmente ou os grupos testam as diferentes pistas, sempre com a mesma bolinha, no intuito de entender os fatores que

influenciam no movimento dela. As conclusões podem ser anotadas e socializadas ao final da atividade. Há contradições? Todos os fatores

importantes foram encontrados pelas crianças?


O educador escolhe entre as propostas do grupo alguns modelos de montagem efi-

cientes que serão desenhados de maneira simples, se possível pelas próprias crianças,

em pequenos pedacinhos de papel. Cada criança (ou grupo) sorteia um deles e repro-duz a montagem. Caso a idade das crianças

permita, o educador pode tentar levantar junto a elas as informações que poderiam ter facilitado a construção da pista em comple-mento do desenho feito. O objetivo desta etapa é conversar sobre a importância de se apresentar uma lista das peças utiliza-

das assim como uma descrição das etapas de montagem. Entendendo isso, fica mais

fácil se apropriar do livro de montagem que acompanha o brinquedo. Com a ajuda do

professor, as crianças poderão tentar apren-der a ler este tipo de informação, ganhando em autonomia para consultar e realizar as

montagens sugeridas.



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Nossa sugestão de atividade2. Comparando pistas

Agora que as crianças já possuem uma certa experiência com os fatores que interferem no movimento de um corpo, você pode introduzir o conceito de veloci-dade através de uma atividade simples: uma corrida utilizando circuitos diferentes. Uns mais longos, outros mais curtos, uns com curvas, outros sem, uns com subidas e descidas, outros não. Para isso, você pode escolher entre propor as montagens já prontas para que os grupos decidam qual pista querem utilizar ou os desenhos, projetos de montagem para que as crianças escolham primeiro, depois montem para só então realizar a corrida.

Cabe então uma conversa introdutória: baseado no que foi feita a escolha em

cada grupo? Quais elementos fazem pensar que com a pista escolhida a bolinha vai «vencer» a corrida, ou seja, chegar primeiro? Por causa desta discussão, que na verdade é o ponto forte da atividade, sugerimos que o trabalho seja realizado em grupo. Enquanto a escolha individual pode ser um processo mais ou menos cons-ciente, a escolha de um grupo é mais facilmente uma ação questionada, negociada e portanto, escolhida.

Já deve estar claro para você que o objetivo desta atividade é colocar as crianças em uma situação problemática. Vencer uma corrida, de modo geral, significa chegar primeiro. Mas outros grupos tinham um circuito mais longo ou mais complexo e isso precisa ser considerado. Mas como fazer? A solução passa justamente pela introdução de uma relação entre a distância percorrida e o tempo necessário para fazê-lo. Dividindo um fator pelo outro, temos uma razão que leva em conta os dois parâmetros. Ora, essa relação é justamente a velocidade. Nesse contexto, espera-se que o grupo introduza naturalmente um conceito que, de outra forma, pode parecer um tanto quanto arbitrário.


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Proponha às crianças um trabalho conjunto para realizar um

circuito que respeita uma lista de critérios propostos. Por exemplo:

- a bolinha deve ficar todo o tempo em contato com a pista

(sem pular nenhum pedaço dela como acontece quando há curvas ou

descidas íngremes).

- o circuito deve conter no mínimo X peças ou Y descidas /

subidas e Z curvas.

- a bolinha deve ser apenas colocada no circuito, sem que

nenhum empurrãozinho seja dado.

- em algum ponto do circuito, a velocidade média deve passar

dos X cm/s ou Y km/h.

Quanto ao restante do percurso, elas são livres para criarem

o que quiserem. O desafio pode também ser atingir a maior velocidade

média ao longo do circuito como um todo ou em uma parte dele. Uma

vez que os circuitos estiverem prontos, o tempo necessário para que a

bolinha circule no circuito todo ou na parte que interessa deverá ser

medido pelas crianças para que em seguida vocês possam

juntos calcular a velocidade.

Desafio:


Temática 3:Explorando as bolinhas

Junto com o brinquedo, você recebeu seis bolinha. Três delas são iguais e podem ser acopla-das para fazer o «ball train». As outras três são mais simples e tem comportamentos e possibilida-des diferentes e são elas que serão utilizadas para o trabalho ao longo de toda essa temática.

Quanto à pista, e ainda com o intuito de respeitar o princípio segundo o qual há sempre um único parâmetro que se modifica, escolhemos um modelo que será privilegiado nas atividades à seguir. Veja como executá-lo:

3 hole rod

cube connector

end track

flag

2 hole rod

4 hole rod

track connector

track connector

6 hole track

1 hole rod

x 5

x 1

x 2

x 1

x 2

x 4

x 10

x 2

x 3

x 4


Nossa sugestão de atividade1. Primeiros passos

Neste primeiro momento, utilize a pista sugeri-da mas retire a bandeirinha que marca o fim do percurso. Depois, deixe que cada bolinha per-corra a pista inteiramente, correndo para fora

dela no final. Observe o comportamento de cada uma e problematize com as crianças perguntan-do sobre as semelhanças e diferenças em cada caso. O objetivo primeiro é perceber as regula-

ridades: quanto mais pesada a bolinha maior ou menor o impulso. Ou ainda, certas bolinhas tem

trajetórias mais curtas ou mais longas.

Desenvolvimento 1:

Desenvolvimento 2:Monte a mesma pista várias vezes, ali-nhando uma ao lado da outra. Pode ser

esta que sugerimos no início da temática ou uma outra, de sua preferência. Depois,

sugira às crianças que façam escorregar uma bolinha diferente em cada pista, todas

ao mesmo tempo. Qual das bolinhas vai chegar primeiro? Por que? Um cronômetro pode ser útil se você quiser mais precisão.

Para obter maior precisão, você pode aprofundar o estudo das

bolinhas medindo o seu diâmetro ou verificando o seu peso com a ajuda de uma balança simples. Se a escola não

dispuser de uma, ela pode ser facilmente fabricada utilizando materiais de baixo

custo e fácil acesso. (Veja como em www.fsc.ufsc.br/baudeciencias )

brilhantesmentes


brinquedos científicos inteligentes

mentes brilhantes

Obser.Observe...ObservAs vezes as bolinhas giram ao redor delas mesmas fazendo um pouco de barulho. Esse fato é provocado pela falta de atrito entre a bolinha,

que é bem lisa e a pista que também é. Com poucas rugosidades ligando as duas superfícies, fica bem mais difícil impedir que a bolinha derrape. O problema é que cada vez que isso acontece, um pouco de energia é perdida: primeiro porque apesar de não sair do lugar, a bolinha se mo-vimenta (girando) desperdiçando energia. Segundo porque há barulho e também para isso é preciso energia. Mais desperdício. O fenômeno é

particularmente visível em alguns pontos do circuito como as descidas e subidas. Para problematizar este assunto, você pode perguntar ao gru-po o que aconteceria se a bolinha plástica fosse substituída por uma de

borracha, daquelas que servem para o frescobol na praia.

Tudo isso acontece por causa do atrito, que é de grande importância em nossa vida cotidiana. Particular-

mente quando se trata de caminhar ou dirigir em pistas de verdade. Muitos dos acidentes de trânsito estão relacionados à ele. Se quiser conhecer mais sobre este assunto, veja a seção: «Uma ponte entre a

ciência e o cotidiano.»

Como poderíamos realizar uma pista

onde uma das bolinhas dispusesse

da energia suficiente para realizar

uma subida sem contar com nenhuma

ajuda exterior? Quantas descidas

são necessárias para que cada bo-

linha consiga, sem nenhuma ajuda,

subir pelo menos uma subida?

Desafio:

brilhantesmentesbrinquedos científicos inteligentes 22 1 Energia potencial gravitacional

2 A energia associada à velocidade é chamada energia cinética

A maior parte do tempo, quando queremos que a bolinha comece seu movimento em um circuito, é preciso dar o empurãozinho

inicial. A proposta aqui é realizar dois circuitos simples e muito parecidos. A única diferença é que um deles deve possuir uma descida e o outro não. Em qual deles a bolinha se movi-

menta sozinha? A observação é simples e cor-riqueira, mas a estruturação desta observa-

ção em um discurso é mais complexa. A idéia é introduzir a existência de uma energia2 ,

associada à altura inicial da bolinha. Confor-me ela desce, essa energia diminui, porque a altura diminui. Mas para onde ela vai? Na

verdade, a energia armazenada pela bolinha é que vai servir de motor para impulsioná-la ,

aumentando a velocidade3.

Desenvolvimento 1:

Depois de um certo tempo, a boli-nha pára. Por que? Para onde vai a

energia que ela continha? A resposta está no atrito entre ela, o ar e a pista.

Apesar de pequeno, ele é eficaz.

Observe...

Sugestão de complemento:Uma vez mais você pode utilizar uma bolinha de borracha ou outro material que tenha mais

atrito com a pista para observar a diferença com relação às bolinhas que já são conhecidas do grupo. Para uma análise mais aprofunda-

da, você pode também sugerir que as crianças preencham o conteúdo da bolinha trans-

parente de forma a que ela tenha o mesmo peso que a nova bolinha introduzida no jogo. (Novamente a balança simples pode ser útil,

veja como fabrica-la em www.fsc.ufsc.br/baudeciencias). Efetuando uma comparação, fica mais fácil observar a diferença que é dada

pelo material do qual a bolinha é feita.

Nossa sugestão de atividade2. Energia para subir


Nossa sugestão de atividade3. Colisões e transferência de energiaTodos conhecemos muito sobre colisões tanto por nossa própria experiência,

pelos conselhos que recebemos e damos todos os dias às crianças, quanto pelas cam-panhas de luta contra a violência no trânsito. Em um atropelamento por exemplo, uma grande quantidade de energia é transmitida do carro em movimento ao pedestre. O resultado é ainda mais dramático porque o peso e a velocidade do carro interferem diretamente na quantidade de energia que ele contém e que, em caso de choque, será transmitida ao pedestre que é pequeno e leve.

Quem joga bilhar também tem uma certa experiência das transferências de energia. Para derrubar uma bolinha na caçapa não há outra forma se não confiar neste fenômeno, já que é sempre a bola branca que movimenta as outras. Um bom jogador pode chegar mesmo a ter quase 100% de aproveitamento, utilizando o ângulo certo e transferindo grande parte da energia do seu taco para colocar a bolinha imediatamen-te em movimento. Em seguida, e uma vez que ela se choca com uma segunda bola parada na beira da caçapa, transfere para ela quase toda a sua energia e por conta dis-so diminui sua velocidade até quase parar. A segunda por sua vez, continua até cair no buraco. Uma jogada de mestre que fica mais fácil quando se conhece um pouco sobre movimento, ângulos e transmissão de energia.


Instale a pista em um local plano e retire novamente a bandeiri-nha que marca o final da trajetória. Em seguida, deixe escorregar

cada uma das bolinhas observando o que acontece quando ter-minam os trilhos: elas certamente continuarão a correm durante

alguns centímetros... Se não houver obstáculos, as crianças pode-rão perceber a existência de um padrão que permita a identifica-ção de que tipo de bolinha viaja mais longe. Outra possibilidade é colocar várias linhas retas suplementares no fim do circuito e,

com a ajuda de uma régua, sugerir que as crianças façam a medi-da da distância máxima realizada por cada bolinha. (Não esqueça de realizar a experiência várias vezes para obter um valor médio

do deslocamento máximo de cada uma. Esse é o tipo de atividade que tem resultados ligeiramente diferentes a cada medida.)


Recoloque a bandeirinha e refaça a brincadeira deixando escorregar cada uma das boli-nhas. O que acontece quando elas chegam ao fim dos trilhos e esbarram no obstáculo?

O movimento de bate e volta que as crianças podem observar acontece por conta do excesso de energia que a bolinha continha e que não pôde utilizar.

Você pode ainda quantificar este excesso de energia, instalando uma régua ou fita métrica ao lado da montagem. Fixe o meio ou a extremidade da bolinha como

referência e observe quantos centímetros cada uma vai fazer em marcha ré. A distância percorrida é proporcional à energia contida na bolinha antes do choque. Os resultados

são compatíveis com aqueles obtidos na atividade anterior? Para facilitar as medidas, sugira às crianças que trabalhem em grupo: uma solta a bolinha e duas tentam observar o ponto máximo de recuo atingido por ela. Como tra-ta-se de uma medida difícil e pouco precisa (inclusive pela dificuldade de observar) mais

uma vez é útil que cada grupo faça várias medidas, escolhendo no final uma daquelas que se repetem varias vezes (ou fazendo a média aritmética dos valores obtidos).


PESO DA BOLINHAEM GRAMAS

RECUO EMCENTÍMETROS

bolinha azul claro

bolinha azul escuro

bolinha transparente

bolinha transparentecom água dentro

bolinha transparentecom areia dentro


Se as crianças já conhecem um pouco de matemá-tica, esta atividade pode ser a ocasião de se fazer alguns cálculos como a média das distâncias me-didas, ou ainda tabelas e por que não um gráfico

que ajude a entender melhor o comportamento das bolinhas. Assim, ficará por exemplo bastante visível

que o ponto fora da curva é a medida que sai do esperado e que quase sempre pode ser descartada.

Sugestão de complemento:

Você pode ainda investigar utilizando a mes-ma atividade descrita acima, a transferência

de energia entre as bolinhas. Para isso, faça-as escorregar uma após a outra, sempre deixando que a seguinte bata naquelas que já estão para-das junto à bandeirinha. O que acontece quando

a maior vai em primeiro e a menor por último? E quando a ordem é invertida? Tente a mesma

coisa com as bolinhas duas à duas. O que as crianças observaram?

Desenvolvimento 2:

As bolinhas maiores e mais pesa-das acumulam mais energia e são

mais difíceis de movimentar do que as pequenas e leves. Elas também são mais

difíceis de parar uma vez colocadas em movimento. É o chamado princípio da

Inércia.

Em complemento à atividade anterior, você pode ainda preencher a bolinha transparente com alguns

elementos observando em seguida o comportamento dela e do seu conteúdo, assim como das outras boli-nhas na colisão. O resultado é particularmente inte-ressante com arroz ou água. Isso porque se por um

lado o aumento do peso aumenta a energia acumula-da e por conseqüência o efeito observado, por outro

o conteúdo tem movimento quase independente da bolinha. Assim, grande parte da energia não será transmitida às outras bolinhas, mas bem ao arroz ou a água que encontram-se no seu interior. O resultado é um movimento em dois tempos: primeiro a bolinha transparente colide com as outras que praticamente não se movem demonstrando que pouca energia foi

transmitida. Depois, a energia recebida pelo conteúdo faz com que ele entre em movimento sozinho, balan-

çando em seguida a bolinha também. A diferença com relação ao que acontecia quando a bolinha estava

vazia é discreta, mas perceptível.

Desenvolvimento 3:


Temática 4:Associando pistas e bolinhas

Agora que o grupo já conhece um pouco mais sobre o comportamento das diferentes bolinhas e sobre as características do movi-mento das pistas, a proposta dessa temática é um estudo um pouco mais complexo. Não em termos de dificuldade, mas em termos de elementos que devem ser observados. Para efetuar tal estudo, você pode propor às crianças alguns modelos montados de nível médio à complexo, observando com o grupo o comportamento de cada bolinha neles. Nós também traremos aqui algumas propostas para ilustrar este princípio, mas a exploração livre ou utilizando livremente o guia de mon-tagem que acompanha o brinquedo volta a ter seu lugar nessa etapa. Isso porque a experi-ência adquirida com as atividades anteriores servirá como guia para as crianças e para você, identificando em cada conjunto bolinha + pista as características das bolinhas e das pistas separadamente.


As experiências já reali-zadas deram às crianças

elementos suficientes para construir hipóteses sobre um com-portamento que ainda não viram.

Use e abuse das perguntas!


Nossa sugestão de atividade1. Inércia Utilize a montagem 10 na página 16 do

guia de montagem.

Antes mesmo de realizar a montagem, pergunte às crianças como eles espe-ram que cada bolinha reaja no circuito proposto. Como vai se comportar tal bolinha em tal pista? E a outra? E se

colocarmos uma dentro da outra? E se estiver cheia de pedras ou outro con-

teúdo pesado? Qual parte do circuito é mais crítica? Por que? Uma vez introdu-

zida a situação problema, confie uma parte da investigação para cada grupo de alunos, socializando os resultados

das experiências no final.

A parte mais interessante deste circuito é o poço formado pela descida, seguida da subida. Perceba que quando uma bolinha não tem energia suficiente para subir do outro lado, ela consome sua energia subindo cada vez mais baixo até que não reste mais nada. Nessa hora, o pouco que é perdido por causa do atrito, poderia fazer toda a diferença.

Desenvolvimento 1:

Desenvolvimento 2:Você pode utilizar a atividade descrita acima

para a montagem 12 também. Observe os pequenos ajustes que precisam ser feitos para

que cada bolinha consiga fazer o percurso completo. Como explicar o fato de que algumas

bolinhas caem antes de chegar ao fim? Como poderíamos resolver este problema?

Da página 24 à página 46, o guia de montagem propõe uma

série de desafios de montagem bastante interessantes. Você

pode propor ao grupo a montagem primeiro, seguida da explo-

ração, realizando as modificações necessárias para que todas

as bolinhas possam circular. Por exemplo, pode ser útil colocar

uma proteção de curvas em alguns lugares, bloquear uma saí-

da em outros ou até mesmo modificar parte do circuito. Se as

crianças forem maiores, pode ser interessante conversar com

elas, pedindo que verifiquem a pista uma vez montada à fim

de detectar “os perigos da estrada” para cada bolinha assim

como para o Ball Train que é maior e mais pesado. Você pode

ainda fazer uma associação com uma estrada de verdade onde

ele seria um caminhão e as outras bolinhas simples carros de

passeio. Depois de conversar sobre o assunto levantando hipóte-

ses, eles podem verificar a coerência do que foi dito, deixando

que as diferentes bolinhas explorem o circuito.


Entendendo um pouco mais sobre movimento:

Pensando sobre a velocidade...

Ao longo de todas as atividades, um conceito esteve presente mes-mo quando você não falou nele com as crianças. Trata-se da velocidade. Bem conhecida de todos nós, ela nada mais é do que a relação entre o espaço percorrido e o tempo que um objeto leva para percorrê-lo. Para que serve? Por exemplo, o que posso entender ao saber que alguém levou duas horas para chegar? A resposta é: pouca coisa! Para avaliar, é impres-cindível conhecer o ponto de partida e o ponto de chegada. Só ao saber que trata-se da distância entre Florianópolis e Blumenau, é que podemos entender que a viagem deve ter sido realizada de carro, em horários pouca circulação. Se o trajeto for entre Porto Belo e Florianópolis, então poderíamos nos perguntar se a mesma pessoa não teria usado uma bici-cleta, ou ainda, se teriam havido contratempos no caminho. Já para uma distância muito grande como São Paulo - Florianópolis, é possível dizer com quase absoluta certeza, que a viagem se fez pelos ares. O que muda em cada situação? Para um mesmo intervalo de tempo, modificamos drasticamente o espaço percorrido e dessa forma, modificamos também a velocidade média do trajeto. Em seguida, adaptamos os dados ao meio de transporte apropriado.

Brincando com o Ball Track e pensando nas situações acima, você perceberá facilmente que a velocidade expressa uma das mais importan-tes características do movimento. Nas atividades precedentes, as crian-ças terão analisado longamente o comportamento das bolinhas e mesmo refletido sobre a velocidade mas de forma indireta. Por isso, parece inte-ressante agora que você reveja algumas das montagens propostas ante-riormente - aquelas que geraram maior interesse do grupo - analisando ou até calculando este dado importante. Quanto à parte matemática ela é bastante simples. Meça o tempo com a ajuda de um cronômetro e a dis-tância com uma simples régua. Se as crianças já tiverem conhecimentos suficientes em matemática e como as peças tem tamanho padrão, os da-dos coletados para uma delas podem ser repetidos e somados para obter as distâncias percorridas em um percurso completo. Depois é só calcular:

V = distância percorridatempo


24 cm4 cm

4 cm x 224 cm x 3

O problema que vai aparecer rapidamente é o das curvas. Como medir a distância percorrida? Provisoriamente, proponha a utilização de um barbante colocado no centro da pista como na ima-gem. Depois é só medir o barbante com a ajuda da régua. Mais tarde, elas aprenderão mais sobre medidas em trajetórias curvilíneas.


Atenção às unidades de medida! Se as crianças fize-rem um cálculo utilizando x

centímetros e y segundos, então sua velocidade será expressa em

cm/s. Para transformá-la em km/h, basta multiplicar por 0,036.


Lembre que: * 1m = 100 cm e 1 cm = 0,01 m

* 1min = 60 s e 1 s = 1 min

* 1 h = 3600 s e 1 s = 1 s

60

3600

Depois de ter observado o movimento e medido o tempo em alguns circuitos diferentes, pergunte às crian-ças se existem situações nas quais podemos observar um certo padrão de comportamento e tome nota delas junto com o grupo. Por exemplo: qualquer que seja a forma da pista, quando há uma descida, a velocidade aumenta. Ou ainda, os circuitos mais rápidos terão sido aqueles em que há uma quantidade de descidas importante, respeitando o limite à partir do qual a bolinha não consegue mais ficar na pista. Esta é uma boa ocasião para tratar algumas ques-tões particularmente espinhosas como:

- De que maneira a velocidade da bolinha aumenta? De uma só vez ou gradualmente?

- E quando ela pára, como isso acontece? As paradas são bruscas com a velocidade passando de «x» à zero? Ou gradativas?

Nesses dois casos, estamos falando de uma outra grandeza: a aceleração. Quando ela acontece no sentido do movimento, faz com que a velocidade aumente. Por exemplo:

Quando a aceleração acontece no sentido contrário ao movimento, falamos de desaceleração ou de frenagem.


Os acidentes de trânsitoUma ponte entre conhecimento e cotidiano:

Quem já não ouviu falar do grave problema dos aciden-tes de trânsito? Imprudência, desrespeito às regras básicas, embriaguez... O impacto deste problema no mundo é tal, que a ONU (Organização das Nações Unidas) trata o assun-to como uma questão de saúde pública. Este organismo de grande importância mundial escolheu os anos de 2011 à 2020 como a Década das Ações para a Segurança Viária no mundo. No Brasil segundo a OMS (Organização Mundial da Saúde) os acidentes de trânsito estão entre as primeiras causas de morte. E as estatísticas são ainda mais alarmantes quando se trata dos jovens.

Mas e o que a ciência tem a ver com os acidentes de trânsito? Muito. Com ela podemos entender o comporta-mento de objetos que se movem como carros nas estradas procurando assim minimizar os riscos. Nos interessaremos particularmente pelo atrito, já discutido ao longo das ativida-des sugeridas neste manual. Para entender sua importância, basta tentar caminhar em uma superfície bem lisa ou suja de óleo ou sabão. Você já vai entender porque.

O que é o atrito?

O atrito é uma força de contato que tem sua origem nas forças interatômicas, ou seja, na atração que aparece quando os átomos estão próximos uns dos outros. Assim, quando duas superfícies estão em contato, criam-se pon-tos de aderência que dificultam o movimento. Quanto mais rugosas são as superfícies, ou quanto mais pesados são os objetos, mais pontos de aderência aparecem, como mostram as figuras laterais 1 e 2.

1

2


Assim, o atrito torna possível o movimento da grande maioria dos objetos que se movem apoiados sobre o solo. No caso dos veículos, as rodas são revestidas por pneus que empurram o solo para trás, fazendo aparecer a força de atrito que em resposta, impulsiona o pneu para frente. Isso torna--se ainda mais surpreendente quando pensamos que o pneu gira, e por isso a parte que fica em contato com o solo a cada instante é bem pequena. Para ilustrar este fato, imaginem que pudéssemos tirar uma foto do contato entre o chão e o pneu. O que veríamos seria o seguinte:

Isso mostra porque apesar da aparente simplicidade, um pneu é uma verdadeira obra de engenharia, cuja função é tirar o máximo do proveito da força de atrito.


A goma flexível da qual ele se constitui, é estudada para que seja ao mesmo tempo mole e flexível na medida apropriada favorecendo a adesão à estrada. A flexibilida-de da borracha é suficiente para que o pneu se encaixe nas rugosidades do asfalto aumentando o atrito. Assim, ele se movimenta através delas, para cima e para baixo tal qual uma minhoca que sobe e desce em função da forma da superfície.

Como age o atrito?

O asfalto contém macrorugosidades (entre 1mm e 1 cm) e microrugosidade (10 à 1000 vezes menores) invisíveis a olho nu, mas que tem um papel importante na aderência do pneu ao asfalto.


Olha a chuva!

Quando chove, grande parte destas macro e micro rugosida-des são preenchidas pela água, por isso a pista torna-se mais lisa. A aderência pode então ser reduzida à metade se comparada com a pista seca e em caso de gelo ela cai para um décimo. A aceleração do carro torna-se mais difícil (o carro as vezes patina) e a distância ne-cessária para parar completamente aumenta, podendo até dobrar.

Como minimizar este efeito? Observe bem de pertinho um pneu. Ele tem um desenho bem particular composto de partes em alto relevo e outras em baixo relevo. As partes em alto relevo com-primem a água que escapa para as frestas através das quais ela é jogada para trás.

O pneu também é desenhado de modo a que a superfície de contato entre ele e o solo seja redonda, facilitando a evacuação da água ao redor do pneu.


Apesar disso, quando chove muito (ou quando passa-mos em alta velocidade dentro de uma poça d’água) essas medidas não são suficientes e uma cama de líquido pode permanecer entre o pneu e a estrada. Nesse caso ocorre a hidroplanagem, quando o carro escorrega, to-talmente fora de controle. Quando os pneus estão vazios a chance de hidroplanagem é bem maior.

Com esta explicação, fica mais fá-cil entender os riscos dos pneus velhos ou carecas. Com o uso, a goma vai se gastar e o relevo do pneu diminuir considera-velmente fazendo com que a camada de água entre a roda e a pista seja bem mais abundante.

Outra coisa: o recorte dos pneus também é feito de modo à reproduzir o comportamento de garras, otimizando a superfície de contato e melhorando sua adesão ao solo.

Outra fonte importante de acidentes são as freadas. Você dirige normalmente a uma certa velocidade e de repente o carro da frente freia. Você, atento, faz o mesmo. O que acontece? Todos os ocupantes do carro são imedia-tamente jogados para frente. Em caso de choque ou se a freada for realmente muito brusca - principalmente se os ocupantes não estiverem usando o cinto de segurança - o resultado pode ser grave. Mas por que somos assim joga-dos? Porque os corpos em movimento tem a tendência à continuar em movimento, a menos que alguma força exter-na venha interromper esse equilíbrio.

Da mesma forma, um corpo que está parado, tem a tendência a ficar parado, a menos que uma força externa coloque-o em movimento. Você pode brincar com isso, em-purrando um móvel pesado.

Rrrrrrrrrrrrr bum!


Você pode utilizar o princípio da inér-

cia para surpreender os seus amigos fazendo

o velho truque de puxar a toalha sem derru-

bar o que esta em cima. Para isso, basta que

o seu puxão tenha uma velocidade suficien-

temente alta. Quanto maior a mesa, maior

a velocidade mínima necessária para que o

truque funcione. Como referência, saiba que

para uma mesa de 1m2 a velocidade mínima é

de 27km/h. Treine, é possível!

E difícil fazer com que ele comece a se mover, mas uma vez que ele sai do lugar a tarefa fica bem mais simples. E mais, uma vez que este corpo estiver se movendo com uma certa velocidade vai ser difícil fazer com que ela pare (uma locomotiva sem freios por exemplo). Á essa tendência dos corpos, de procurar sempre ficar no mesmo estado em que estão, a física dá o nome de Inércia.


Mais acidentes

Outra grande fonte de acidentes de trânsito são as curvas. Você já pensou porque? A resposta está de novo nesta tendência dos corpos à continuarem no estado em que se encontram. Quando o carro está em movimento, o motorista vai modificar a trajetória com a ajuda dos pneus. Mas ele pode não conseguir fazer isso, por exemplo por falta de tempo. É o que acon-tece se o veículo estiver andando rápido demais, se o motorista cochilar ou se for surpreendido pela curva. Neste caso, o carro continua seu comportamento natural movimentando-se em linha reta. Resultado? Acidente! E de nada serve freiar bruscamente, prin-cipalmente se o seu carro não for equipado com um sistema ABS.

No sistema de freios antigo, uma força é aplica-da sobre o pneu, obrigando-o a diminuir sua velocida-de. Quando a frenagem é muito intensa ou dura muito tempo, a pressão sobre os pneus é tanta que eles vão travar parando de girar completamente. O problema é que como vimos acima, são os pneus que permitem ao motorista manter o controle sobre o carro, evitando que ele responda ao seu impulso natural e continue em linha reta saindo da curva pela tangente. Se eles estão bloqueados, o carro está fora de controle. Resul-tado? Acidente! Já o sistema ABS, vai regular a pressão sobre os pneus, fazendo com que o carro nunca saia de controle. Mas para isso, a frenagem será ligeira-mente mais lenta. Assim sendo, ele não serve como garantia de que um acidente será evitado.


E se os pneus estiverem carecas então?! Vimos que com o uso, o relevo dos pneus desaparece e com isso, sua capacidade de fixação ao asfalto fica seria-mente comprometida. Com ou sem ABS, um pneu muito usado não consegue se fixar ao solo. Resultado? Acidente!

Uma última força que você já deve ter expe-rimentado ao fazer uma curva, é aquela que joga os ocupantes do carro uns contra os outros. Essa força aponta sempre para o centro da curva e por isso é chamada de força centrípeta. Mas ela não age so-mente sobre os ocupantes, mas sobre todo objeto que se movimenta em uma curva. No caso do carro, essa força age uma vez mais sobre os pneus, ou seja, sobre a pequena superfície deles que fica constantemente em contato com o solo.

Fazendo o balanço, você verá que aquele pequeno

pedacinho de borracha do tamanho de uma mão aberta

suporta o peso do carro e de seus ocupantes ao mesmo tempo

em que sobe e desce com as rugosidades do asfalto - sejam

elas grandes ou pequenas - utilizando-as para se segurar

nele. Ele também suporta diferenças de temperaturas muitas

vezes importantes porque o pneu aquece enquanto roda,

e isso independente do frio ou do calor extremo que possa

fazer ou mesmo da temperatura do asfalto. Ele é ainda

responsável por evacuar a água, empurrar o óleo e outros

corpos estranhos que estejam na pista. A frenagem também

depende dele e a reação à força centrípeta. Ufa! Por isso

e para evitar acidentes, seja prudente, respeite as leis de

trânsito e cuide bem dos seus pneus! Eles são os embaixado-

res do atrito no seu carro.


Bibliografia / Webografia

Discutindo os freios ABS no ensino médio de Leonardo Raduan de Felipe Abeid; Revista Física na Escola volume 12 numero 1, 2011.

Brincar para construir o conhecimento: jogo e cinemática de Magali Fonseca de Castro Lima e Vitorvani Soares Revista Física na Escola volume 11 numero 1, 2010.

Sears e Zemansky Física de Hugh D. Young e Roger A. Freedman Editora Pearson Addison Wesley

Física Viva - Uma introdução à Física conceitual de James Trefil e Robert M. Hanzen Editora LTC

Ensino de Física on-line http://efisica.if.usp.br Site do CEPA (Centro de Ensino e Pesquisa Aplicada) do instituto de Física da Universidade de São Paulo.

Um video interessante (em francês) pode ser visto no site web da empresa Michelin www.michelin.fr rúbrica: «Tout sur le pneu» (Consultado em 17/11/2011)

Copyright © Mentes Brilhantes Brinquedos Inteligentes1 ª Edição - 2012Florianópolis, SC

TextoRafaela Lamy-Peronnet

Projeto Gráfico Emily Biasi e Rafael Naravan Kienen

EducaçãoBrincadeira

Criatividade

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Ball Track