3° M A e B
Autor da Unidade
Nome Alessandra Filgueiras
Frederico Fonseca Fernandes
Sérgio Alexandre Mazzuco Leonardo
Endereço de e-mail 6257.sleonardo@fundacaobradesco.org.br; 6257.afilgueiras@fundacaobradesco.org.br
6257.ffernandes@fundacaobradesco.org.br
Visão Geral da Unidade
Título do Plano de Unidade: A ciência no lançamento de foguetes - Modalidade - Distância
Questões Estruturais sobre Currículo
Questões Essenciais:
Quais as forças que atuam sobre um foguete?
Questões da Unidade:
Quais as características que são essenciais na elaboração do projeto de um foguete?
Qual a relação entre as forças que atuam sobre um foguete durante seu lançamento?
Como as estruturas externas do foguete podem tornar o vôo mais eficiente?
Como prever a distância alcançada pelo foguete no solo?
Quais relações existem entre o peso do foguete e a pressão do ar para o lançamento?
Qual a relação de volume do estágio pressurizado e a quantidade de matéria utilizada no momento do lançamento?
Qual a importância da utilização da água para efetivar o lançamento?
Qual a relação da força resultante e o peso da carga útil?
Qual a relação entre energia potencial e pressão no caso do lançamento do foguete?
Quais os fatores que influenciam na dinâmica de lançamento para se alcançar a maior distancia em relação a base?
Descrição
O presente plano de unidade é uma sugestão de atividade lúdica e divertida que leva os alunos a pensarem e planejarem utilizando conceitos de Física, Química e Matemática.
O lançamento de foguetes a ar comprimido é uma atividade complexa e empolgante, que direciona o aprendizado para a aplicação dos conceitos adquiridos na efetivação de um lançamento eficiente, a competição possibilita o maior empenho dos alunos na construção e elaboração dos conceitos e relações.
A modalidade de cálculo da distância da queda do foguete em relação a base requer muita pesquisa e dedicação na elaboração do projeto do protótipo.
Objetivos/Expectativas de Aprendizagem:
Construir foguetes utilizando materiais reutilizados, no caso, garrafas de refrigerante de 2L tipo PET.
Analisar o design do foguete e fazer o desenho esquemático.
Demonstrar as forças aplicadas no lançamento e durante o vôo do foguete.
Calcular as a relação entre a pressão de lançamento e a quantidade de matéria na câmara de pressurização;
Aplicar os conceitos de força e equilíbrio e calcular as forças atuantes sobre o foguete
Explicar o significado de energia potencial e demonstrar no experimento.
Pesquisar sobre os fatores que influenciam no lançamento do foguete com o objetivo de alcançar a maior distância.
Calcular valores de ângulo de inclinação e pressão da câmara de compressão
Encontrar a altura teórica máxima alcançada pelo foguete lançado.
Encontrar a função horária do movimento MUV
Construir o gráfico que representa a função horária do movimento.
Justificativas Segundo Proposta Curricular:
A atividade propõe a interdisciplinaridade, entre os componentes de Física, Química e Matemática, propondo a aplicação de conceitos envolvidos no lançamento de foguetes, relacionando forças, matéria e energia.
Desenvolvimento de habilidades na pesquisa, cálculo e tomada de decisão que envolve a dinâmica do lançamento.
Incentivo a pesquisa, construção, aplicação de conceitos e análise dos resultados.
Conteúdos:
2ª Lei de Newton
Movimento retilíneo uniforme
Sistemas de força
Aerodinâmica
Empuxo
Pressão dos gases
Relação da pressão e quantidade de matéria
Função do 2º grau
Gráfico cartesiano
Procedimentos:
No primeiro momento os alunos serão motivados em sala de aula para a elaboração do projeto de lançamento e inscrição no campeonato de lançamento de foguete.
Após a divulgação do campeonato os alunos receberão as normas para participação do campeonato e as instruções para a elaboração do projeto que deverá ser entregue anexado a ficha de inscrição.
Após a divulgação os alunos reunidos em equipes, terão duas aulas no Laboratório de Informática para pesquisa sobre foguetes propelidos a água e os fatores que influenciam no lançamento e iniciar a elaboração do projeto de lançamento.
A construção dos foguetes acontecerá em seis aulas no pátio da escola, conforme horário abaixo,os materiais serão fornecidos pelos professores organizadores e será o mesmo para todas as equipes. No caso da equipe sugerir um material diferente do proposto deverá ser comunicado aos professores e avaliado a utilização.
3º MA
28/09 – segunda – feira, 4º e 5º tempo – Professor Frederico
14/10 – quarta – feira, 1º e 2º tempo- Professor Sergio
22/10 – quinta – feira, 1º e 2º tempo- Professora Alessandra
3º MB
29/09 – terça – feira, 4º e 5º tempo – Professor Frederico
15/10 – quinta – feira, 1º e 2º tempo- Professor Sergio
23/10 – sexta – feira , 1º e 2º tempo- Professora Alessandra
Está previsto um data para treino livre após a quarta aula de construção.
Os lançamentos acontecerão em duas etapas: a 1ª classificatória sendo pontuado a maior distancia do foguete a base de lançamento e a 2ª final será composta das seis melhores equipes classificadas no etapa classificatória.
O registro da pontuação dos lançamentos serão efetuados e calculados em planilha previamente preparada e organizada pelos professores Sergio, Frederico e Alessandra, segundo a formula:
Pontuação = Menor desvio Padrão entre os lançamentos, onde
Dp =
Legenda:
Dp = Desvio padrão
v = Variância
A = 1º Lançamento
B = 2º Lançamento
C = 3º Lançamento
M = Média
As equipes classificadas deverão se preparar par a segunda etapa que ocorrerá com o transporte de carga útil, conforme orientações e regras pré estabelecidas.
Ao término da atividade os alunos deverão entregar o relatório do projeto de construção dos foguetes, com as pesquisas e a conclusão do trabalho.
Serão premiadas com um brinde, troféu e medalhas as equipes classificadas em primeiro, segundo e terceiro lugar conforme a pontuação adquirida. Os dois melhores projetos de pesquisa serão premiados com brindes fornecidos pela escola.
Cronograma:
24/08 – Divulgação oficial do IIIº Campeonato de lançamento de foguetes, Modalidade Distância
25/09 – Entrega do Projeto de Lançamento e inscrição
28/09 a 30/10 – Período de oficinas de construção dos foguetes
24/10 e 25/10 – Teste de Lançamento
21/11 – 1ª Etapa
22/11 – 2ª Etapa
Obs. As datas poderão sofrer alterações conforme disponibilidade de materiais e condições climáticas.
Pré-requisitos:
Cada equipe deverá pesquisar os conceitos básicos da Física e Química e construir um esquema de construção do foguete prevendo as variáveis.
A atividade necessita de uma estrutura de proteção ao redor da base de lançamento para minimizar o risco de explosão da garrafa ou direcionamento horizontal da mesma.
Estratégias de Aprendizagem Diferenciada:
Pesquisa significativa sobre fundamentos da Física e Lei dos Gases
Construção de protótipos utilizando projetos e esquemas pesquisados.
Estudo dos efeitos externos sobre o lançamento de foguetes a pressão e água.
Possibilidade de inovações e liberdade de modificar pequenos detalhes proporcionando resultados diferentes de um grupo para outro.
Elaboração de conclusões sobre o resultado do lançamento.
Aplicação de conceitos da Física, da Química e da Matemática
Análise dos resultados e conclusões sobre materiais usados, eficiência dos projetos e previsões.