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Engenharia nos esportes Fornecido pelo TryEngineering - www.tryengineering.org Foco da lição A lição enfoca como princípios da engenharia aeroespacial tiveram impacto no desenho da bola de golfe, bem como em equipamentos usados em outros esportes. Os estudantes aprendem sobre engenheiros aeroespaciais que contribuíram para mudar esportes, analisam o uso de concavidades em bolas de golfe e trabalham em equipes de engenheiros para determinar se colocar essas concavidades em aviões aumentaria a eficiência de combustível das aeronaves. Eles também exploram a física do ricochete, uma vez que ela está relacionada às bolas de diversos esportes. Resumo da lição A atividade Engenharia nos esportes aborda o conceito de como a engenharia aeroespacial tem tido influência nos esportes, explorando especificamente o desenho das bolas de golfe. Os estudantes aprendem como a indústria emprega profissionais de engenharia para levar produtos para um novo patamar. Eles trabalham em equipes para explorar a física do ricochete, determinar a aplicação de princípios aeroespaciais no projeto de aeronaves, apresentam seus planos à turma e avaliam descobertas e recomendações da turma. Faixa etária 11-18. Objetivos Aprender Aprender Aprender Aprender como a engenharia teve impacto no projeto de equipamentos esportivos. sobre aerodinâmica, arrasto e atrito do ar. sobre a física do ricochete. sobre solução de problemas de engenharia. Resultados esperados para os alunos Como resultado desta atividade, os estudantes devem desenvolver uma compreensão de: Aerodinâmica. Física do ricochete. O impacto da engenharia e da tecnologia na sociedade. Solução de problemas de engenharia. Trabalho em equipe. Engenharia nos esportes Desenvolvido pelo IEEE como parte do TryEngineering www.tryengineering.org Página 1 de 14 Atividades da lição Os estudantes aprendem como a engenharia é continuamente aplicada para melhorar produtos fabricados em todos os ramos. Os estudantes trabalham em equipe para avaliar o desenho atual da bola de golfe e determinar se as melhorias de engenharia do desenho da bola de golfe podem ser aplicadas à indústria aeronáutica. Eles também exploram a física do ricochete. Recursos/Materiais Documentos de recursos do professor (anexos). Folha de recursos do aluno (anexa). Folhas de trabalho do aluno (anexas). Alinhamento a grades curriculares Consulte a folha de alinhamento curricular anexa. Recursos na internet Programa Teacher In-Service do IEEE (www.ieee.org/organizations/eab/precollege/tispt). Engenharia do golfe da Universidade Estadual do Mississippi (http://msuinfo.ur.msstate.edu/alumnus/summer.98/06dimple.htm). Aerodinâmica da bola de golfe (www.titleist.com/technology/aerodynamics.asp). Franklin Institute: Concavidades da bola de golfe. (www.fi.edu/wright/again/wings.avkids.com/wings.avkids.com/Book/Sports/instruct or/golf-01.html). Exploratorium: ciência do esporte (www.exploratorium.edu/sport). Compêndio McREL de Padrões e Marcas de Referência (www.mcrel.org/standardsbenchmarks). Uma compilação dos padrões atuais do currículo K-12 (ensino fundamental e médio) dos EUA, em formatos pesquisável e navegável. Padrões Educacionais de Ciência dos EUA (www.nsta.org/standards). Grade Curricular de Ciência e Tecnologia/Engenharia de Massachusetts (www.doe.mass.edu/frameworks). Leituras recomendadas Newton on the Tee: A Good Walk Through the Science of Golf, de John Zumerchik (ISBN: 0743212142). The Physics of Golf, de Theodore P. Jorgensen (AIP) (ISBN: 038798691X). Engineering of Sport, de Eckehard Moritz (Editor), Steven Haake (Editor). Atividades escritas opcionais Escrever um ensaio ou parágrafo descrevendo como a engenharia teve impacto no projeto e desenvolvimento de seu equipamento esportivo favorito. Forneça detalhes que apóiem sua posição, histórico e ofereça sugestões sobre como você acha que a engenharia poderia melhorar ainda mais o esporte. Engenharia nos esportes Desenvolvido pelo IEEE como parte do TryEngineering www.tryengineering.org Página 2 de 14 Engenharia nos esportes Para professores: Alinhamento a grades curriculares Nota: Todos os planos de aula deste conjunto são alinhados ao National Science Education Standards dos EUA (produzidos pelo National Research Council e endossados pela National Science Teachers Association) e, se aplicável, ao Standards for Technological Literacy da International Technology Education Association, ao Principles and Standards for School Mathematics do National Council of Teachers of Mathematics e ao Massachusetts Science and Technology/Engineering Framework. Padrões Educacionais de Ciências dos EUA, 5ª a 8ª séries (idades de 10 a 14 anos) CONTEÚDO PADRÃO A: ciência como investigação Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver: As habilidades necessárias para realizar investigação científica. Compreensão sobre a investigação científica. CONTEÚDO PADRÃO B: ciências físicas Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver uma compreensão de: Propriedades e alterações das propriedades da matéria. Movimentos e forças. Transferência de energia. CONTEÚDO PADRÃO E: ciência e tecnologia Como resultado das atividades da 5ª a 8ª série, os estudantes devem desenvolver: Habilidades de projeto tecnológico. Compreensão de ciência e tecnologia. CONTEÚDO PADRÃO F: ciência em perspectivas pessoais e sociais Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver uma compreensão de: Ciência e tecnologia na sociedade. CONTEÚDO PADRÃO G: história e natureza da ciência Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver uma compreensão de: História da ciência. Padrões Educacionais de Ciências dos EUA, 9ª a 12ª séries (idades de 14 a 18 anos) CONTEÚDO PADRÃO A: ciência como investigação Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver: As habilidades necessárias para realizar investigação científica. Compreensão sobre a investigação científica. CONTEÚDO PADRÃO B: ciências físicas Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver uma compreensão de: Movimentos e forças. Conservação da energia e aumento da desordem. Interações entre matéria e energia. CONTEÚDO PADRÃO E: ciência e tecnologia Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver: Habilidades de projeto tecnológico. Compreensão de ciência e tecnologia. Engenharia nos esportes Desenvolvido pelo IEEE como parte do TryEngineering www.tryengineering.org Página 3 de 14 Para professores: Alinhamento a grades curriculares (continuação) CONTEÚDO PADRÃO F: ciência em perspectivas pessoais e sociais Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver uma compreensão de: Ciência e tecnologia em desafios locais, nacionais e globais. CONTEÚDO PADRÃO G: história e natureza da ciência Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver uma compreensão de: Ciência como um esforço humano. Padrões para a Educação Tecnológica - todas as idades A natureza da tecnologia Padrão 1: Os estudantes desenvolverão uma compreensão das características e do escopo da tecnologia. Padrão 3: Os estudantes desenvolverão uma compreensão dos relacionamentos entre tecnologias e as conexões entre tecnologia e outros campos de estudo. Tecnologia e sociedade Padrão 4: Os estudantes desenvolverão uma compreensão dos efeitos culturais, sociais, econômicos e políticos da tecnologia. Padrão 7: Os estudantes desenvolverão uma compreensão da influência da tecnologia na história. Projeto Padrão 8: Os estudantes desenvolverão uma compreensão dos atributos de projeto. Padrão 9: Os estudantes desenvolverão uma compreensão do projeto de engenharia. Padrão 10: Os estudantes desenvolverão uma compreensão do papel da busca de erros, pesquisa e desenvolvimento, invenção e inovação e experimentação na solução de problemas. Habilidades para um mundo tecnológico Padrão 11: Os estudantes desenvolverão habilidades para aplicar o processo de projeto. Padrão 13: Os estudantes desenvolverão habilidades para avaliar o impacto de produtos e sistemas. Engenharia nos esportes Desenvolvido pelo IEEE como parte do TryEngineering www.tryengineering.org Página 4 de 14 Engenharia nos esportes Para professores: Recursos do professor Propósito da lição Os estudantes aprendem como a engenharia é continuamente aplicada para melhorar produtos fabricados em todos os ramos. Os estudantes trabalham em equipe para avaliar o desenho atual da bola de golfe e determinar se as melhorias de engenharia do desenho da bola de golfe podem ser aplicadas à indústria aeronáutica. Eles também exploram a física do ricochete, uma vez que ela está relacionada às bolas de diversos esportes. Objetivos da lição Aprender como a engenharia teve impacto no projeto de equipamentos esportivos. Aprender sobre aerodinâmica, arrasto e atrito do ar. Aprender sobre a física do ricochete. Aprender sobre solução de problemas de engenharia. Materiais • Folhas de recursos do aluno. • Folhas de trabalho do aluno. • Um conjunto de materiais para cada grupo de estudantes (pelo menos quatro tipos de bolas da lista a seguir): o Trena ou fita métrica, bola de golfe normal, bola de golfe de treino/oca, bola de tênis, bola de beisebol, bola de futebol, bola de basquete, bola de borracha ou "SuperBall". Procedimento 1. Mostre aos estudantes as diversas folhas de referência do aluno. Elas podem ser lidas em sala ou fornecidas como material de leitura como lição de casa para a noite anterior à aula. 2. Divida os alunos em grupos de 2 a 3 estudantes; forneça um conjunto de materiais por grupo. 3. Os estudantes trabalharão em equipe para prever e explicar como diversas bolas ricocheteiam quando soltas de uma mesma altura. As equipes considerarão dois tipos de energia (cinética e potencial) e discutirão a elasticidade e o ricocheteio de cada bola. Eles também realizarão um teste de ricocheteio, revisarão suas descobertas e apresentarão as mesmas à turma. Idéias de extensão 4. Peça que os estudantes preencham a folha de trabalho do aluno na qual eles trabalham como uma equipe de "engenheiros" para avaliar e então recomendar se colocar concavidades na superfície das asas de um avião resultaria em um vôo mais eficiente e menor consumo de combustível. 5. Cada "equipe de engenharia" de estudantes apresenta suas recomendações à turma e reflete sobre o impacto da engenharia na indústria dos esportes. Tempo necessário De uma a duas sessões de 45 minutos. Engenharia nos esportes Desenvolvido pelo IEEE como parte do TryEngineering www.tryengineering.org Página 5 de 14 Engenharia nos esportes Para professores: Folha de trabalho do aluno com respostas/dicas Seu desafio é trabalhar como uma equipe de engenheiros aeroespaciais para determinar se incluir concavidades nas asas de um avião aumentaria a eficiência de combustível das aeronaves. Vocês precisarão responder a algumas perguntas em grupo e compartilhar sua análise com as outras equipes de "engenheiros" de sua sala de aula. 1. Que tipo de bola vocês acham que teria menos atrito com o ar quando voa? A bola lisa ou aquela com concavidades? Por quê? (Para o professor: Testes mostram que uma bola de golfe lisa voa apenas cerca de metade da distância daquela alcançada por uma com concavidades. Testes de bolas de golfes em túneis de vento mostraram que, na verdade, as concavidades das bolas reduzem substancialmente o arrasto, criando uma camada limite turbulenta que reduz a esteira. As concavidades da bola de golfe efetivamente reduzem o arrasto aerodinâmico que atuaria sobre a bola se ela fosse lisa. Quando bolas totalmente lisas voam pelo ar, é criado um grande bolsão de ar de baixa pressão em sua esteira. Isso cria arrasto, o que a retarda. Reduzindo-se a esteira o diferencial de pressão diminui, resultando em redução da força de arrasto. As concavidades criam turbulência no ar ao redor da bola. Isso faz com que o ar 'abrace' a bola bem de perto. E isso significa que, em vez de o ar se precipitar além da bola, ele segue mais de perto a curvatura da bola, da parte da frente para a parte de trás. Isso resulta em uma esteira menor e menos arrasto. Bolas com concavidades geram cerca de metade do arrasto das bolas lisas.) 2. Compreendendo o impacto das concavidades em uma bola de golfe, sua equipe de engenharia recomendaria acrescentar concavidades às asas dos aviões? Escrevam uma argumentação a favor ou contra a idéia, a ser apresentada para a turma. Incluam fatos que apóiem sua posição. (Para o professor: Uma das razões pelas quais acrescentar concavidades a uma bola de golfe ajuda a reduzir o arrasto é que a bola de golfe é redonda. O formato esférico atua contra a bola de golfe enquanto ela se desloca pelo ar. Bolas ou esferas não são as melhores formas para um vôo eficiente. Aviões evitam o arrasto usando uma forma afilada, que permite que a corrente de ar se reencontre gradualmente, de forma que o ar atrás do avião seja menos turbulento e, assim, resultando em menos arrasto. As bolas de futebol americano têm um formato mais aerodinâmico do que as bolas de golfe. Além disso, formas aerodinâmicas, como as asas de um avião, têm de lidar com um tipo de arrasto diferente, chamado de arrasto por atrito superficial. De certa maneira, as lâminas que se projetam das asas dos aviões (geradores de vórtice) têm uma função semelhante às concavidades, no sentido em que elas alteram o fluxo do ar. E, no caso das bolas de futebol americano, as costuras têm função semelhante. Outra razão pela qual acrescentar concavidades em aviões não teria um impacto significativo no arrasto é que um avião, ao contrário de uma bola de golfe, desloca-se pela força dos seus motores. Bolas de golfe começam a desacelerar imediatamente após a tacada, de forma que as concavidades ajudam a manter a bola no ar por mais tempo; os aviões podem se manter no ar por tanto tempo quanto seus motores permanecerem em funcionamento.) 3. Dêem dois exemplos de como a engenharia teve impacto no projeto de outros equipamentos esportivos. Incluam exemplos específicos de como dois equipamentos esportivos mudaram fisicamente nos últimos dez anos, como resultado da engenharia. (Para o professor: Exemplos incluem bolas de futebol americano, bolas de futebol, óculos de natação, roupas de natação, raquetes de tênis, esquis, capacetes de segurança.) Engenharia nos esportes Desenvolvido pelo IEEE como parte do TryEngineering www.tryengineering.org Página 6 de 14 Engenharia nos esportes Recurso do aluno: Aerodinâmica da bola de golfe Arrasto induzido por sustentação Em aerodinâmica, arrasto induzido por sustentação, arrasto induzido ou, às vezes, arrasto devido à sustentação, é uma força de arrasto que ocorre sempre que um corpo com sustentação ou uma asa de envergadura finita gera sustentação. O arrasto induzido por sustentação se aplica tanto a aeronaves quanto a bolas de golfe... e à sua mão, quando colocada para fora de um carro em movimento. Aerodinâmica das concavidades Quando uma bola de golfe recebe uma tacada, o impacto, que dura menos de um milissegundo, determina a velocidade da bola, o ângulo de lançamento e a velocidade de rotação, todos fatores que influenciam sua trajetória (e seu comportamento quando ela atinge o solo). Uma bola que se move pelo ar sofre o efeito de duas forças aerodinâmicas principais: sustentação e arrasto. O arrasto diminui o movimento para frente, ao passo que a sustentação atua em uma direção perpendicular a ele. A magnitude dessas forças depende do comportamento da camada limite do ar que se move pela superfície da bola. Conforme mostra a ilustração à direita, as bolas são feitas com um molde de duas peças. E como não existe nenhuma concavidade localizada nas grandes circunferências pontilhadas (em vermelho), o molde pode ser composto de dois hemisférios. Toda bola de golfe moderna possui concavidades, desenhadas para aumentar e moldar as forças de sustentação e arrasto, através da modificação do comportamento da camada limite. Em física e mecânica dos fluidos, uma camada limite é uma camada do fluido que está na vizinhança imediata de uma superfície fronteiriça. Na asa de um avião, a camada limite é a parte do fluxo perto da asa. Forças de arrasto e sustentação também atuam em bolas lisas: elas são apenas modificadas, não criadas, pelas concavidades. Bolas com concavidades voam mais longe do que as lisas devido a uma combinação de dois efeitos: 1. Em primeiro lugar, as concavidades retardam a separação da camada limite da bola. Uma separação precoce, como ocorre em esferas lisas, causa turbulência de esteira significativa, a principal causa do arrasto. Portanto, o atraso da separação causado pelas concavidades reduz a turbulência de esteira e, assim, o arrasto. Engenharia nos esportes Desenvolvido pelo IEEE como parte do TryEngineering www.tryengineering.org Página 7 de 14 Recurso do aluno: Aerodinâmica da bola de golfe (continuação) 2. Além disso, a rotação inversa gera sustentação, pela deformação do fluxo de ar ao redor da bola, de uma maneira análoga à asa de um avião. Rotação inversa é colocada em quase toda tacada, devido ao grau de abertura, ou 'loft', do taco de golfe (isto é, o ângulo entre a face do taco e o plano vertical). Uma bola com rotação inversa sofre uma força de sustentação para cima, o que a faz voar mais alto e mais longe do que uma bola sem rotação. Rotação lateral ocorre quando a face do taco não está alinhada perpendicularmente direção do balanço da tacada ("swing"), levando a uma força de sustentação que faz a trajetória da bola se curvar para um lado ou outro. Infelizmente as concavidades ampliam esse efeito (e também a mais desejável sustentação para cima, derivada da rotação inversa pura). Alega-se que alguns desenhos de concavidades reduzem os efeitos de rotação lateral. Especificações técnicas A maioria das bolas de golfe à venda hoje tem entre 300 a 450 concavidades. Já houve algumas bolas que chegavam a ter mais de 500 concavidades. A recordista foi uma bola com 1.070 concavidades: 414 maiores (de quatro tamanhos diferentes) e 656 do tamanho de uma cabeça de alfinete. Todas as marcas de bolas, exceto uma, possuem um número par de concavidades. A única bola com número ímpar de concavidades no mercado é uma bola com 333 concavidades. O diâmetro mínimo permitido para uma bola de golfe é de 42,67 mm e sua massa não pode exceder 45,93 g. As bolas de golfe modernas são construídas de duas, três ou quatro camadas de diversos materiais sintéticos. A superfície normalmente tem um padrão de 300 a 400 concavidades, projetadas de forma a melhorar a aerodinâmica da bola. O método de construção e os materiais utilizados afetam muito as características da bola no jogo, tais como distância, trajetória, rotação e sensação. O uso de materiais mais duros, como o Surlyn, normalmente resulta em bolas que percorrem distâncias maiores, ao passo que coberturas de materiais mais macios, como o Balata, tendem a gerar maior rotação, maior "sensação" e maior potencial de parada. As bolas de golfe são separadas em três grupos, em função de sua construção: invólucros de dois, três ou quatro peças. O primeiro tipo de bola de golfe foi a 'emplumada', feita de couro e penas. As origens da sustentação Para o não iniciado, observar o vôo de uma bola de golfe é uma experiência impressionante. Ela fica no ar por um tempo espantoso, como se fosse sustentada por um campo de força. E chega duas vezes mais longe do que um tremendo "home run" que chegue ao segundo balcão (cerca de 140 metros). Tudo isso é possível por causa da força de sustentação aerodinâmica. Mas de onde ela vem? Engenharia nos esportes Desenvolvido pelo IEEE como parte do TryEngineering www.tryengineering.org Página 8 de 14 Embora uma pessoa dificilmente confundiria uma bola de golfe com uma asa de avião, um túnel de vento pode tratar ambas da mesma forma. Para o ar que sopra pelo túnel de vento, elas se parecem bastante. Quando uma asa simples é colocada em um fluxo de ar e alinhada com a direção do fluxo, ela simplesmente corta o ar, sem gerar sustentação. No entanto, se inclinada para cima, de forma a criar um ângulo de ataque, coisas interessantes começam a acontecer. Ela desvia o fluxo de ar para baixo, criando uma força de reação para cima (pela terceira lei de Newton: "A cada ação corresponde sempre uma reação igual e em sentido contrário"), a qual conhecemos como sustentação. Uma bola de golfe pode parecer 'corpulenta' em relação a uma asa aerodinâmica, mas ela consegue fazer uma coisa parecida com o fluxo de ar. Quando uma bola de golfe é colocada em um fluxo de ar, ela empurra o ar, criando uma perturbação considerável (em função de ser 'corpulenta'), mas não gera sustentação. Mas isso pode melhorar: se estiver em rotação inversa, ela curva o fluxo de ar de forma bastante parecida com uma asa angulada, desviando o fluxo para baixo e criando sustentação. (Nota: a fonte original para a seção do túnel de vento e as ilustrações à direita são cortesia da Acushnet Company, Fairhaven - MA, EUA) Engenharia nos esportes Desenvolvido pelo IEEE como parte do TryEngineering www.tryengineering.org Página 9 de 14 Engenharia nos esportes Recurso do aluno: A física do ricochete Energia potencial e cinética A energia cinética de um objeto é a energia extra que ele possui em função de seu movimento. Em física, ela é definida como "a energia possuída por um objeto em função de seu movimento, igual à metade da massa do corpo vezes sua velocidade elevada ao quadrado". Outro tipo de energia é a energia potencial. Energia potencial é a energia possuída por um objeto em função de sua posição (em um campo gravitacional ou elétrico) ou sua condição (por exemplo, uma mola estendida ou comprimida ou como reagente químico). A energia potencial de uma bola pode ser medida como sua altura acima do solo. Uma bola que seja mantida suspensa no ar possui energia "potencial" e, quando ela é solta, a gravidade atua sobre a bola para acelerá-la, o que faz com que ela passe a ter energia cinética. Ao deixar uma bola cair, você transforma energia potencial em energia cinética. Ricochete e atrito O que é ricochete? É uma mudança no sentido do movimento após o corpo atingir um obstáculo. Quando uma bola é solta, atinge o chão e pára, ela libera energia, a qual deforma a bola. As moléculas da bola serão comprimidas em alguns locais e esticadas em outros. E isso é um exemplo de atrito. O atrito é a força que se opõe ao movimento relativo ou tendência em relação a tal movimento de duas superfícies em contato. A energia do ricochete Quando você segura uma bola no ar, ela possui energia potencial, mas nenhuma energia cinética. Quando você a solta, ela começa a cair, devido à gravidade, e à medida que cai sua energia potencial diminui e sua energia cinética aumenta. Ao atingir o solo, a bola deve ricochetear e saltar de novo até uma altura um pouco menor do que aquela da qual foi solta. Assim, depois do primeiro ricochete ela possui menos energia potencial do que tinha originalmente. O que aconteceu? Houve uma perda de energia? Não. A diferença entre a energia potencial e a cinética pode ser explicada pelo atrito. Quando a bola ricocheteia, ela muda de forma ligeiramente. A compressão e mudança de forma são formas de atrito, que convertem parte da energia cinética em calor, ou energia térmica. A quantidade de energia cinética que será convertida em energia térmica dependerá dos materiais usados na construção da bola. Uma bola de beisebol ricocheteia somente até cerca de um terço da altura inicial de liberação, ao passo que uma bola de tênis provavelmente ricocheteará mais alto - a cerca de metade da altura inicial. Engenharia nos esportes Desenvolvido pelo IEEE como parte do TryEngineering www.tryengineering.org Página 10 de 14 Engenharia nos esportes Folha de trabalho do aluno: Vocês são uma equipe de engenharia! Seu desafio é trabalhar como uma equipe de engenheiros aeroespaciais para determinar se incluir concavidades nas asas de um avião aumentaria a eficiência de combustível das aeronaves. Vocês precisarão responder a algumas perguntas em grupo e compartilhar sua análise com as outras equipes de "engenheiros" de sua sala de aula. 1. Que tipo de bola vocês acham que teria menos atrito com o ar quando voa? A bola lisa ou aquela com concavidades? Por quê? 2. Compreendendo o impacto das concavidades em uma bola de golfe, sua equipe de engenharia recomendaria acrescentar concavidades às asas dos aviões? Escrevam uma argumentação a favor ou contra a idéia, a ser apresentada para a turma. 3. Dêem dois exemplos de como a engenharia teve impacto no projeto de outros equipamentos esportivos. Incluam exemplos específicos de como dois equipamentos esportivos mudaram fisicamente nos últimos dez anos, como resultado da engenharia. Engenharia nos esportes Desenvolvido pelo IEEE como parte do TryEngineering www.tryengineering.org Página 11 de 14 Engenharia nos esportes Folha de trabalho do aluno: teste de ricochete Vocês são uma equipe de engenheiros que recebeu a incumbência de avaliar e explicar a física do ricochete de bolas de diferentes tipos. Fase de pesquisa/preparação 1. Revisem as diversas folhas de referência do aluno relacionadas à física do ricochete. Prevendo em equipe 1. Sua equipe recebeu várias bolas de tipos diferentes e uma trena ou fita métrica. Vocês analisarão o que ocorrerá com cada bola se ela cair de uma altura de 1,2 metro e determinarão a que altura vocês esperam que cada tipo de bola chegue após o ricochete. Usem a tabela abaixo ou criem a sua própria, se tiverem bolas de outros tipos, para prever o que acham que vai acontecer. Vocês usarão esta mesma tabela mais tarde, para registrar o ricochete real de cada bola. Tipo de bola Altura de ricochete prevista Altura de ricochete real Fase de teste 1. Façam o teste de soltar as bolas e registrem os resultados obtidos no quadro acima. Nota: uma pessoa deve ficar encarregada de soltar a bola e outra responsável por medir a altura do ricochete resultante. Fase de reflexão 1. Preencham a folha de trabalho de reflexões. 2. Apresentem suas descobertas para a turma. Engenharia nos esportes Desenvolvido pelo IEEE como parte do TryEngineering www.tryengineering.org Página 12 de 14 Engenharia nos esportes Folha de trabalho do aluno: reflexões sobre o teste de ricochete Usem esta folha de trabalho para avaliar os resultados de sua equipe sobre a física do teste de ricochete. 1. Como foram os resultados medidos dos ricochetes em relação às suas previsões? O que lhes causou surpresa? 2. Expliquem os conceitos de energia cinética e potencial com relação a este teste de ricochete. 3. Se houve perda de energia, o que a causou? 4. O que vocês acham que causou a diferença de ricochete das diversas bolas? Foi mais o tamanho? Os materiais? O projeto? Uma combinação desses fatores? Engenharia nos esportes Desenvolvido pelo IEEE como parte do TryEngineering www.tryengineering.org Página 13 de 14 Engenharia nos esportes Folha de trabalho do aluno: reflexões sobre o teste de ricochete (continuação) 5. Considerem como os esportes mudariam se as bolas tivessem níveis de ricochete diferentes. Escolham um esporte e descrevam como três níveis diferentes de ricochete afetariam o esporte, seus jogadores, outros equipamentos e até o ambiente onde o esporte é praticado. 6. O que vocês aprenderam sobre soluções de compromisso de projeto (comuns em engenharia) respondendo à pergunta 5 acima? Engenharia nos esportes Desenvolvido pelo IEEE como parte do TryEngineering www.tryengineering.org Página 14 de 14