Explorando força, ângulo e movimento com Arduino
Nesta atividade, vamos um passo além dos LEDs e mergulhar no mundo do movimento controlado. Usando um Servo Motor, o desafio é projetar e construir um mecanismo de lançamento – como uma catapulta – para arremessar uma pequena bola em direção a alvos.
Este é um projeto que integra conceitos de mecânica, física e programação de forma divertida e competitiva, incentivando a criatividade e a experimentação, já que não haverá um tutorial de montagem. Cada equipe criará sua própria solução!
Roteiro para Educadores (Foco na Prática Pedagógica)
- Objetivo da Atividade: Criar uma alavanca que projete uma bola até os objetivos. Através da experimentação livre, os estudantes deverão testar diferentes conceitos mecânicos e apurar a melhor estratégia para criar seu modelo, aplicando o método científico de tentativa e erro.
- Habilidades e Competências da BNCC:
- Ciências da Natureza: Investigar e analisar os efeitos da força, do movimento, do peso e do ângulo no lançamento de objetos.
- Matemática: Aplicar noções de geometria, ângulos e medidas para otimizar os lançamentos.
- Cultura Digital (BNCC): Desenvolver o pensamento computacional para programar o acionamento do mecanismo.
- Desenvolvimento Sugerido:
- Aquecimento (Conectando com o Cotidiano): Inicie uma roda de conversa sobre alavancas. Pergunte: “Onde usamos alavancas no dia a dia?”. Use exemplos como maçanetas, tesouras, abridores de garrafa e gangorras para mostrar que a física está em toda parte.
- O Desafio Criativo: Apresente a missão: construir um lançador para atingir alvos. Defina as regras (distância, precisão) e incentive os grupos a esboçarem suas ideias antes de construir.
- Experimentação Livre: Deixe os estudantes explorarem os materiais, testarem diferentes tamanhos de “braços” (alavancas), contrapesos e bases. O papel do educador aqui é mediar, fazer perguntas e incentivar a troca de ideias entre os grupos.
- Dicas Pedagógicas para Engajar a Turma:
- Abrace o Erro: Estimule construções que fujam do padrão. Mesmo que você saiba que um modelo pode não funcionar, deixe que os estudantes descubram na prática o que gera melhores resultados. A falha faz parte do processo de aprendizagem e do método científico.
- Varie os Materiais: Se possível, crie desafios com alvos de diferentes materiais (papel, madeira, etc.). Cada um exigirá uma estratégia diferente de força e precisão.
- Promova uma Competição Sadia: Organize um torneio de lançamentos com diferentes provas (distância, precisão, altura). Isso aumenta o engajamento e a colaboração dentro das equipes.
- Como Avaliar a Aprendizagem:
- Observação do Processo: Avalie como as equipes planejam, colaboram, testam, identificam problemas e aprimoram seus protótipos.
- Apresentação dos Projetos: Peça que cada grupo apresente seu lançador, explicando as escolhas de design e o que aprenderam com os testes.
- Desafio Extra (Para os mais avançados):
- Desafie as equipes a modificar seu projeto para lançar a bola na vertical, focando em altura ao invés de distância.
- Materiais Necessários:
- Para Construção: SmartMotor com Servo Motor (Placa B) OU (Kit Arduino, Protoboard, Servo Motor, Jumpers). Materiais de prototipagem (palitos, papelão, elásticos, cola quente, etc.).
- Para Simulação: Computador com acesso à internet e conta na plataforma TinkerCAD.
- Guia Rápido de Montagem e Lógica:
- Princípio Lógico: O programa irá acionar o motor em um movimento rápido para lançar a bola. Depois de um instante, o motor retornará à posição inicial para ser “recarregado”.
- Possibilidades de Projetos Interdisciplinares:
- História: Recriar catapultas e outros engenhos de cerco medievais.
- Artes: Construir um teatro de bonecos (animatrônicos) ou mecanismos que abrem e fecham cenários.
- Educação Física: Criar um mini jogo de basquete ou boliche automatizado.
Programação Sugerida
Código em C++
// C++ code
//
include Servo servo_2;
void setup()
{
servo_2.attach(2, 500, 2500);
}
void loop()
{
servo_2.write(180);
delay(1000); // Espera 1000 millisegundos
servo_2.write(180);
delay(1000); // Espera 1000 millisegundos
}
Programação em Blocos
Esquemático Eletrônico
SmartMotors
