Class Set Simple Machines
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Sob o termo „máquinas simples“ (também chamadas de máquinas que economizam força, transformam força ou facilitam o trabalho) são agrupadas ferramentas ou dispositivos mecânicos que servem para a conversão de uma força ou para otimizar o efeito de uma força. Exemplos de máquinas simples são a corda, a alavanca, a roldana e o plano inclinado (cunha), que aparecem em alguma combinação em quase todas as máquinas de força.

Isso resulta em uma grande variedade de temas que podem ser explorados de forma lúdica e fácil pelos alunos. As folhas de exercícios são formuladas de forma orientada por competências, conforme os planos educacionais. O objetivo é controlar, refletir e avaliar o próprio pensamento na resolução de problemas e assim construir novos conhecimentos. Problemas devem ser reconhecidos, estratégias de solução de problemas desenvolvidas e aplicadas.

• Juntas e dobradiças: Como algo pode ser montado de forma giratória e articulada?
• Travas em muitas formas e casos de aplicação: Como impedir que algo se mova na direção errada?
• Mecânicas de alavanca: Experimentar o efeito das alavancas, alavancas oscilantes, várias alavancas acopladas.
• Excêntricos: A conversão de um movimento rotativo em um movimento de vai e vem, demonstrado em diferentes cenários.
• Mecanismos com molas: Reposicionamento de mecanismos por meio da força da mola, molas como armazenadoras de energia – apresentados em situações naturais e facilmente compreensíveis
• de modelo.
• Guinchos e polias – em diferentes níveis de complexidade, passo a passo para experimentação.
• Movimentos lineares ao longo de trilhos de guia.

Se olharmos ao redor, vemos quase em toda parte mecânicas simples e complexas. Elas desempenham um grande papel no cotidiano, embora frequentemente não reconhecido ou oculto. Desde a alavanca simples, passando pela mecânica de uma porta de quarto, até guindastes e diversas soluções mecânicas sofisticadas para a mesma tarefa. A abordagem das máquinas simples é justificada devido à sua alta relevância para o cotidiano e ao conhecimento culturalmente enraizado que está associado a elas.

Os seguintes temas e termos técnicos são abordados com os modelos de aplicação:

• Juntas
• Transmissões de manivela
• Engrenagens
• Alavancas
• Carretéis de cabo e talhas de cabo
• Talhas de polia
• Travas de catraca
• Balanças
• Elementos elásticos

Todos os modelos são mantidos o mais simples possível – as construções são projetadas para serem montadas, testadas e exploradas dentro de uma aula escolar. Há muito espaço para conhecer mecanismos que soam complicados, como, por exemplo, a transmissão de quatro barras ou um avanço linear.

Construções mecânicas existem desde que o homem se lembra, começando com alavancas simples, passando pela invenção da roda até máquinas cada vez mais complexas. Roldanas, alavancas e rodas dentadas foram combinadas com cordas já na antiguidade para formar ferramentas de elevação e construções semelhantes a guindastes. Estas eram usadas principalmente na construção civil. Por volta de 700 a.C., o princípio do polipasto já era conhecido na Grécia, e a alavanca desde tempos imemoriais. Arquimedes (287-212 a.C.) formulou as chamadas leis da alavanca. Na antiguidade, as primeiras experiências empíricas foram sistematizadas com a ajuda da geometria, matemática e grande espírito inventivo, compreendidas cada vez melhor e aplicadas até hoje em incontáveis finalidades.
Heron de Alexandria, um matemático e engenheiro grego do primeiro século d.C., descreveu em seus escritos a roda, roldana, alavanca, cunha e parafuso como elementos de máquinas simples. No período medieval, seu texto caiu no esquecimento, mas foi redescoberto na Renascença em uma tradução árabe. Os engenheiros daquela época adicionaram ainda a rampa inclinada às máquinas simples. O que essas têm em comum é que são os blocos básicos de toda a mecânica de máquinas mais complexas – hoje, porém, as chamaríamos mais de elementos de máquina. No mundo da informação, parecem quase triviais para nós. E ainda assim, são o alicerce sobre o qual a civilização técnica foi construída.