Desafio da torre alta
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Foco da lição
A lição enfoca o crescimento de edifícios altos e suas estruturas. Os alunos trabalham em
equipes para desenvolver, com materiais limitados, a torre mais alta que forem capazes
de construir que possa suportar uma bola de golfe por dois minutos. Eles desenvolvem
seus projetos em papel, constroem suas torres, apresentam e testam suas torres para a
turma, avaliam seus resultados e os de seus colegas de classe e preenchem folhas de
reflexão.
Resumo da lição
A atividade "Desafio da torre alta" explora o projeto de estruturas altas, tais como
arranha-céus e torres de telecomunicação. Os alunos trabalham em equipes para projetar
as torres mais altas que forem capazes de construir usando somente canudinhos de
refrigerante, limpa-cachimbos e clipes de papel. As torres devem ser fortes o suficiente
para suportar o peso de uma bola de golfe durante dois minutos.
Faixa etária
8-18.
Objetivos
 Aprender sobre engenharia estrutural.
 Aprender sobre projeto de engenharia e reprojeto.
 Aprender como a engenharia pode ajudar a resolver
desafios da sociedade.
 Aprender sobre trabalho em equipe e solução de
problemas.
Resultados esperados para os alunos
Como resultado desta atividade, os estudantes devem
desenvolver uma compreensão de:
 Engenharia e projeto estrutural.
 Projeto de engenharia.
 Trabalho em equipe.
Atividades da lição
Os estudantes aprendem sobre os edifícios mais altos do mundo e como eles foram
projetados e construídos. Eles, então, trabalham em equipes para desenvolver a torre
mais alta que forem capazes, que possa suportar uma bola de golfe por dois minutos.
Para isso, eles recebem 50 canudinhos de refrigerante, 50 limpa-cachimbos e 25 clipes de
papel. Eles desenvolvem planos em papel, constroem as torres, testam-nas e comparam
seus resultados com os de seus colegas de classe.
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Recursos/Materiais
 Documentos de recursos do professor (anexos).
 Folha de recursos do aluno (anexa).
 Folha de trabalho do aluno (anexa).
Alinhamento a grades curriculares
Consulte a folha de alinhamento a currículos, no final da lição.
Recursos na internet
 TryEngineering (www.tryengineering.org).
 Projeto e Construção da Torre Burj Khalifa (www.burjkhalifa.ae/language/enus/the-tower.aspx).
 CN Tower (www.cntower.ca).
 Padrões Educacionais de Ciência dos EUA (www.nsta.org/standards).
 Padrões da ITEA para a Educação Tecnológica (www.iteaconnect.org/TAA).
Leituras recomendadas
 How Tall Is Tall?: Comparing Buildings (ISBN: 978-1432939557)
 Reinforced Concrete Design of Tall Buildings (ISBN: 978-1439804803)
 Construction Technology For Tall Buildings (ISBN: 978-9812818614)
Atividade escrita opcional
 Escrever um ensaio ou parágrafo sobre como os avanços de engenharia levaram ao
crescimento explosivo de edificações verticais na virada do século 20.
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Para professores:
Recursos do professor
Propósito da lição
A lição enfoca o crescimento de edifícios altos e suas estruturas. Os alunos trabalham em
equipes para desenvolver, com materiais limitados, a torre mais alta que forem capazes
de construir, que possa suportar uma bola de golfe por dois minutos. A bola de golfe deve
ser sustentada perto do topo da torre, com a parte inferior da bola até 20% abaixo do
topo da torre. Eles desenvolvem seus projetos em papel, constroem suas torres,
apresentam e testam suas torres para a turma, avaliam seus resultados e os de seus
colegas de classe e preenchem folhas de reflexão.
‹
‹
Objetivos da lição
 Aprender sobre engenharia estrutural.
 Aprender sobre projeto de engenharia e reprojeto.
 Aprender como a engenharia pode ajudar a resolver
desafios da sociedade.
 Aprender sobre trabalho em equipe e solução de
problemas.
‹
Materiais
• Folhas de recursos do aluno.
• Folhas de trabalho do aluno.
• Conjunto de materiais para cada equipe: 1 bola de golfe, 50 canudinhos de
refrigerante, 50 limpa-cachimbos e 25 clipes de papel.
‹
Procedimento
1. Mostre aos estudantes as 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. Como introdução da lição, fale aos estudantes sobre o aumento da altura dos
edifícios ao longo do século passado. Você pode analisar qual seria o edifício mais
alto de sua cidade/região e compará-lo com alguns dos edifícios mais altos do
mundo.
3. Se possível, peça que os estudantes analisem os recursos de projeto e manufatura
do site da web Projeto e Construção da Torre Burj Khalifa e considerem o formato
dessas estruturas (www.burjkhalifa.ae/language/en-us/the-tower.aspx, em inglês).
4. Cada equipe considerará seu desafio e desenhará um diagrama da torre planejada
no papel.
5. Em seguida, as equipes construirão suas torres e as testarão.
6. Todas as equipes, em seguida, apresentarão suas torres à turma e demonstrarão a
capacidade das torres de sustentar a bola de golfe.
7. Todas as torres são medidas, para determinar a mais alta.
8. As equipes de alunos preenchem uma folha de reflexão e compartilham suas
experiências com a classe.
9. Nota: esta lição pode ser realizada por todos os estudantes de uma série em vez de
uma única turma, para que eles possam competir uns com os outros na escola.
‹ Tempo necessário
De uma a duas sessões de 45 minutos.
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Recurso do aluno:
Estruturas altas
A CN Tower (imagem à esquerda), localizada em Toronto,
Ontário, Canadá, é uma torre de comunicações e
observação que tem 553,3 metros de altura. Ela foi
reconhecida como a estrutura vertical construída mais alta
do mundo durante 31 anos, até recentemente ter sido
ultrapassada em altura pela Burj Khalifa, em Dubai,
Emirados Árabes Unidos. A Burj Khalifa, construída em
2009, tem 828 metros de altura. O terceiro edifício mais
alto do mundo é a
Willis Tower
(anteriormente
chamada de Sears
Tower) em
Chicago, Illinois,
EUA, com 527 m
de altura (se
medida até seu
pináculo). A
estrutura de
madeira mais alta do mundo é a torre de rádio de
Gliwice, na Polônia, com 118 metros de altura,
construída em 1935. A figura à direita compara
as alturas da Burj Khalifa, da CN Tower e da Willis
Tower.
Em janeiro de 2010, a plataforma de observação
a céu aberto mais alta do mundo, localizada na
Burj Khalifa, foi aberta ao público. Centenas de
pessoas, na maioria famílias, fizeram fila por
ingressos para o nível 124 da Burj Khalifa – e ter
a chance de estar entre as primeiras a
experimentar as vistas estonteantes da cidade.
Fala-se que a vista é semelhante àquela que você
tem estando em um avião. A subida até o 124º
andar é feita por um elevador de dois andares,
onde cada andar leva até 14 pessoas, que se
desloca a 10 metros por segundo. Em menos de
um minuto, o elevador chega à plataforma de
observação, o único observatório público do
mundo a essa altura com um terraço a céu
aberto. Janelas altas circundam toda a plataforma
de observação, e os visitantes podem examinar o
horizonte e as ruas distantes abaixo por meio de
visores computadorizados, que também possuem,
pré-programadas, vistas diurnas e noturnas da região ao redor.
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Folha de trabalho do aluno:
Aplicando tecnologia para resolver problemas
Planejamento e trabalho em equipe de engenharia
Você faz parte de uma equipe de engenheiros que recebeu a
incumbência de construir a torre mais alta que puder usando somente
50 canudinhos de refrigerante, 50 limpa-cachimbos e 25 clipes de
papel.
‹
Vocês não precisam usar todos os materiais, mas sua torre precisa
suportar o peso de uma bola de golfe por dois minutos. A bola de golfe
deve ser sustentada perto do topo da torre, com a parte inferior da
bola até 20% abaixo do topo da torre.
Fase de planejamento e projeto
Pensem sobre as diferentes formas pelas quais vocês podem dobrar ou
mudar a forma dos canudinhos, limpa-cachimbos e clipes de papel. Vocês podem cortar
esses objetos, mas não podem usar fita adesiva nem outros materiais para ligá-los. No
quadro abaixo, desenhem seu plano para a torre.
‹
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Folha de trabalho do aluno:
‹ Fase
de construção
Construam sua torre e testem-na, para ver se ela é capaz de suportar a bola de golfe. Em
seguida, respondam às perguntas abaixo:
1. O quanto a torre efetivamente construída ficou parecida com a projetada?
2. Se vocês descobriram que precisaram fazer mudanças durante a fase de construção,
descrevam como sua equipe decidiu fazer as revisões.
3. Vocês usaram todos os objetos fornecidos? Houve algum objeto usado somente para
aumentar a altura da torre?
‹
Apresentação e medição
Apresentem sua torre à turma e peçam para o professor medir a altura da torre. Tenham
em mente que a bola de golfe deve ser sustentada perto do topo da torre, com a parte
inferior da bola até 20% abaixo do topo da torre. Se a parte inferior da bola estiver mais
baixa do que 20% do topo, sua torre será desclassificada. Preencham o quadro abaixo
para sua torre:
Altura geral da parte inferior
da bola na torre
Distância entre a parte
inferior da bola de golfe e o
topo da torre
Percentual da torre que
sustenta a bola de golfe
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Folha de trabalho do aluno (continuação):
Avaliação
Respondam às perguntas de avaliação abaixo:
‹
1. Descrevam a forma ou construção da torre que venceu o desafio. Como ela é diferente
da sua, caso a sua não tenha sido a vencedora?
2. Se vocês tivessem a oportunidade de fazer este projeto novamente, o que fariam de
modo diferente?
3. Vocês acharam que esta atividade foi mais gratificante sendo feita em equipe ou
prefeririam ter trabalhado nela individualmente? Por quê?
4. Se pudessem ter usado um material adicional (por exemplo, fita adesiva, cola, palitos
de madeira, papel-alumínio) qual vocês escolheriam e por quê?
5. Vocês acham que, uma vez que um edifício seja projetado e aprovado para construção,
muitos aspectos dele ainda são alterados durante o processo de construção em si? Por
que ou por que não?
6. Quanto tempo vocês acham que levará para construírem uma edificação que ultrapasse
em altura a Burj Khalifa? Onde vocês acham que ela será construída? Por quê?
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Para professores:
Alinhamento a grades curriculares
Nota: todos os planos de aula deste conjunto são alinhados aos 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 e ao Principles and Standards
for School Mathematics do National Council of Teachers of Mathematics.
‹Padrões Educacionais de Ciências dos EUA, séries K-4
(idades de 4 a 9 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 de objetos e materiais.
CONTEÚDO PADRÃO E: ciência e tecnologia
Como resultado das atividades, 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:
 Características e alterações em populações.
 Alterações em ambientes.
 Ciência e tecnologia na em desafios locais.
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 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:
 Movimentos e forças.
CONTEÚDO PADRÃO E: ciência e tecnologia
Como resultado das atividades da 5ª a 8ª série, os estudantes devem desenvolver:
 Habilidades de projeto tecnológico.
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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:
 Populações, recursos e ambientes.
 Riscos e benefícios.
 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.
CONTEÚDO PADRÃO B: ciências físicas
Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver uma
compreensão de:
 Movimentos e forças.
CONTEÚDO PADRÃO E: ciência e tecnologia
Como resultado das atividades, 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:
 Saúde pessoal e comunitária.
 Crescimento populacional.
 Qualidade ambiental.
 Ciência e tecnologia em desafios locais, nacionais e globais.
‹Padrões para a Educação Tecnológica - todas as idades
A natureza da tecnologia
 Padrão 1: os estudantes desenvolverão uma compreensão
do escopo da tecnologia.
Tecnologia e sociedade
 Padrão 4: os estudantes desenvolverão uma compreensão
culturais, sociais, econômicos e políticos da tecnologia.
 Padrão 5: os estudantes desenvolverão uma compreensão
tecnologia no meio ambiente.
 Padrão 6: os estudantes desenvolverão uma compreensão
sociedade no desenvolvimento e uso da tecnologia.
 Padrão 7: os estudantes desenvolverão uma compreensão
tecnologia na história.
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das características e
dos efeitos
da influência da
do papel da
da influência da
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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
solução de problemas, da pesquisa e do desenvolvimento, da invenção, da
inovação e da experimentação na solução de problemas.
Habilidades para um mundo tecnológico
 Padrão 11: os estudantes desenvolverão habilidades para aplicar o processo de
projeto.
O mundo projetado
 Padrão 20: os estudantes desenvolverão uma compreensão e serão capazes de
selecionar e usar tecnologias de construção.
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