Introdução
As máquinas mecânicas são quaisquer dispositivos usados para facilitar os trabalhos mecânicos; isto é, os deslocamentos de massas sujeitas a alguma resistência mecânica.
Ao observarmos os fenômenos à nossa volta podemos procurar entendê-los em termos de idéias e conceitos intuitivos, naturais do ser humano. Muitas vezes esses conceitos expontâneos e intuitivos conduzem a conclusões falhas, mas quando adequadamente utilizados podem ser úteis para a compreensão dos fenômenos.

Assim, conceitos como espaço coordenada e espaço intervalo (distância), massa, tempo coordenada e tempo intervalo, trabalho, força e outras noções e conceitos abstratos (e até arbitrários) usados na Física podem ser burilados a partir de conceitos expontâneos e intuitivos, como esforço físico ou força física, tempo psicológico, e peso (no sentido coloquial do termo). O estudo das máquinas mecânicas, com ênfase nas máquinas simples, propicia uma abordagem fácil e rica em ilustrações e exemplos práticos inseridos em variados contextos. Para o estágio cognitivo dos alunos nos oitavo e nono anos do ensino fundamental, o estudo das máquinas mecânicas permite também a familiarização com termos e expressões exclusivos do jargão específico da Física e a desambiguação de outros (como trabalho, massa, peso, força, etc) que pertencem também à linguagem coloquial.

Para uma parcela preponderante dos alunos, a experimentação dos conceitos em atividades práticas vivencias constitui-se em instrumento e/ou etapa fundamental para a compreensão e interiorização de muitos conceitos abstratos da Física, além de serem mais envolventes e motivadoras. Também sob este aspecto, o estudo das máquinas mecânicas são propícios e profícuos.

Objetivos
Introduzir idéias e conceitos abstratos da Física envolvida no estudo e compreensão das máquinas mecânicas e familiarizar os alunos com termos e expressões específicas ou de significados particulares da Física. Introduzir as noções mais específicas de simplicidade (não decomponível em elementos menores) e complexidade (decomponível em elementos menores). Corpo do plano de aula

Ano
8o e 9o

Tempo estimado
um dia (2 aulas contíguas)

Material necessário
Materiais corriqueiros disponíveis no dia-a-dia da escola ou trazidos pelos alunos à escola, mediante solicitação prévia.

Desenvolvimento das atividades
Introduza a noção de máquina mecânica aos alunos através de exemplos significativos de categorias, relacionando-os num quadro e deixando espaços para posterior especificação de tipos e classificação. Por exemplo:

Especificação	Tipo básico	Complexidade
Trator
Carroça
Balança de 2 pratos
Balança romana
Balança de mola
Cunha
Guindaste
Machado
Apontador de lápis

Introduza a idéia de máquina mecânica como dispositivo para facilitar a realização de trabalho mecânico, ora diminuindo a força potente (esforço mecânico), ora aumentando-a, ora apenas alterando sua direção ou a da força resistente. Especifique os dois tipos básicos de máquinas simples, a alavanca e o plano inclinado, como sendo aqueles únicos que não são decomponíveis em elementos mais simples.

Descreva os tipos de alavancas (inter-fixa, inter-potente e inter-resistente) diferenciando-os através da posição do ponto de aplicação da força potente e da força resistente, e da posição do ponto-fixo. Ressalte a importância e o efeito multiplicador ou redutor do braço da potência (ou da força potente). Em seguida, aborde o plano inclinado e mostre que quanto menor o ângulo de elevação do plano inclinado menor a força potente necessária.
Ressalte mais uma vez que nem sempre uma máquina mecânica tem a função de reduzir a força potente necessária a uma dada função. Muitas vezes, apenas facilita a sua aplicação, alterando sua direção (como nas polias) ou mesmo aumentado-a, como no caso das alavancas inter-potentes.

Acrescente à lista de máquinas simples a roldana (polia), a engrenagem, a roda e eixo e a mola, ressaltando que essas últimas, que a rigor, podem ser consideradas como combinações das duas primeiras, por questões de tradição podem ser consideradas como simples. Retornando ao quadro, saliente que a balança de 2 pratos, a balança romana e a cunha são exemplos de máquinas simples. Os demais são exemplos de máquinas compostas, constituídas de duas ou mais máquinas simples.

Especificação	Tipo básico	Complexidade
Trator	todos	complexa
Carroça	todos	complexa
Balança de 2 pratos	alavanca	simples
Balança romana	alavanca	simples
Balança de mola	mola (alavanca)	simples
Cunha	plano inclinado	simples
Guindaste	todos	complexa
Machado	alavanca e plano inclinado	complexa
Apontador de lápis	alavanca e plano inclinado	complexa
roldana ou polia	roldana ou polia (alavanca)	simples

Complemente a aula com observações sobre as polias, mostrando com funcionam para alterar a direção de aplicação da força potente e, em combinações, reduzir a força potente.

Descreva para os alunos como as máquinas simples podem ser combinadas para formar máquinas complexas. Exemplifique: no guindaste há a combinação de alavancas com polias, engrenagens, molas, rodas e eixos, planos inclinados, etc.


Avaliação
Proponha aos alunos a elaboração de uma lista com várias máquinas mecânicas. Por exemplo:

- Abridor de garrafas
- Abridor de latas
- Alavanca
- Alicate
- Apontador
- Bicicleta
- Carrinho de mão
- Cavadeira Articulada
- Correia dentada
- Cunha
- Descaroçador de azeitonas
- Engrenagem
- Enxada
- Broca
- Furadeira Manual
- Gangorra
- Marreta
- Martelo
- Mola
- Pá
- Pegador de gelo
- Parafuso
- Pé-de-cabra
- Picareta
- Plano inclinado (rampa)
- Polia-Roldana
- Quebra-nozes
- Roda e eixo
- Rosca
- Saca-rolha
- Sistema locomotor humano (ossos, tendões e músculos)
- Talhadeira
- Tesoura
- Trado
- Vara de pescar

Peça que eles a complementem, especificando se são simples ou complexas e qual ou quais os tipos básicos que as constituem. Em seguida, verifique e corrija as anotações dos alunos.

Consultoria: Renato da Silva Oliveira

Professor de Física e Coordenador do Planetário AsterDomus.

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