Rulmanlarınızı almaq

İnşaat materialları (hər komanda üçün)

1, 2, 3 Fəaliyyətləri üçün Tələb olunan Materiallar

• Kavanoz qapağı (mayonezdən və ya bənzər qabdan)
• 25 eyni ölçülü mərmər (istifadə olunan qapaq dərinliyindən daha böyük)
• kitab
• Xalça və ya xalça bölməsi 

Çağırış üçün tələb olunan materiallar

• 100 Qələm
• Sillə
• 25 rezin bant

Test materialları

• Masa və ya kiçik masa
• Xalça və ya xalça bölməsi

Materialları

• Masa və ya kiçik masa
• Xalça və ya xalça bölməsi

proses

Komandalar, işarə barmağı ilə masanı/masanı 10 fut necə hərəkət etdirə biləcəklərini göstərərək dizaynlarını sınayırlar.

Design Challenge

Sinif masalarınızdan birini və ya 10 metrlik bir masanı hərəkət etdirmək üçün rulmanlardan istifadə edərək bir sistem hazırlamaq üçün birlikdə çalışan bir mühəndis qrupunuz. Masanın və ya masanın yalnız şəhadət barmağınızla itələyə biləcəyinizə keçməsini təmin etmək üçün tətbiq etdiyiniz gücü məhdudlaşdırın.

Meyarları

• Masa və ya masanı 10 metr aralıda hərəkət etdirmək lazımdır.
• Masanı və ya masanı hərəkət etdirmək üçün yalnız göstərici barmağınızdan istifadə edin.

Məhdudiyyətlər

• Yalnız 100 -ə qədər qələm, lent və 25 rezin bant istifadə edə bilərsiniz
• Yalnız sizə təqdim olunan materiallardan istifadə edin.

1. Sınıfı 3-4 komandalarına ayırın.
2. Dizaynların eskizləri üçün Rulmanlarınızı Alın iş kitabını və bəzi kağız vərəqlərini paylayın.
3. Arxa plan anlayışları bölməsindəki mövzuları müzakirə edin. Kavanozun qapağını (açıq hissəsini aşağı) müxtəlif səthlərdə hərəkət etdirərkən şagirdlərdən sürtünmənin gücünü hiss etmələrini xahiş edin: masa üstü, kafel döşəmə, xalça parçası. Şagirdlərdən bilyalı və ya rulmanlı fərqli maşınlar təklif etmələrini xahiş edin.
4. Mühəndislik Dizayn Prosesi, Dizayn Çağırışı, Kriteriyalar, Məhdudiyyətlər və Materialları nəzərdən keçirin.
5. Hər bir komandanı öz materialları ilə təmin edin.
6. Şagirdlərə 3 məşğuliyyəti başa vuracaqlarını, sonra isə bir problem olduğunu öyrədin.
   Fəaliyyət 1: Şagirdlər onlara verilən qapağı bir neçə səthdə - kitab, masa üstü, döşəmə, xalça üzərində gəzdirməyə çalışırlar.
   Fəaliyyət 2: Şagirdlər kavanozun qapağına boşluğu demək olar ki, mərmərlə dolduracaq qədər kifayət qədər mərmər qoyurlar (mərmərlərin sərbəst hərəkət etməməsi üçün onu doldurmamalıdırlar). Sonra bir kitab istifadə edərək qapağı çevirin və sonra mərmər "topları" olan qapağı hərəkət etdirməyə çalışın.
   Fəaliyyət 3: Şagirdlər kitabın və ya başqa bir ağırlığın qapağın üstünə qoyulduğu bir variantı sınayırlar (mərmərlə və onsuz).
7. Çağırış üçün şagirdlərin, sinif masalarından birini və ya 10 metrlik bir masanı hərəkət etdirmək üçün rulmanlardan istifadə edərək bir sistem hazırlamaları lazım olduğunu izah edin. Masanın və ya masanın yalnız şəhadət barmağınızdan istifadə edərək itələyə biləcək gücə keçməsi üçün tətbiq etdikləri gücü məhdudlaşdırmalıdırlar.
8. Layihələşdirmə və qurma müddətlərini elan edin (1 saat tövsiyə olunur).
9. Vaxtında saxlamağınızı təmin etmək üçün bir taymer və ya onlayn bir saniyəölçəndən istifadə edin (geri sayma xüsusiyyəti). (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Tələbələrə tapşırıqda qalmaq üçün müntəzəm "vaxt yoxlamaları" verin. Mübarizə edirlərsə, onları daha tez bir həll yoluna aparacaq suallar verin.
10. Şagirdlər rulon sistemləri üçün bir plan hazırlayırlar. Lazım olacaq materiallarla razılaşırlar, planlarını yazırlar/çəkirlər və planlarını sinifə təqdim edirlər.
11. Komandalar dizaynlarını qururlar.
12. Komandalar, işarə barmağı ilə masanı/masanı 10 fut necə hərəkət etdirə biləcəklərini göstərərək dizaynlarını sınayırlar.
13. Bir sinif olaraq şagirdin düşüncə suallarını müzakirə edin.
14. Mövzu ilə bağlı daha çox məzmun üçün “Dərin qazma” bölməsinə baxın.

Yaşlı tələbələr üçün isteğe bağlıdır

Digər rulman formalarının mövcud top və ya rulon dizaynlarına nisbətən üstünlüklərə malik olub olmadığını öyrənmək üçün komandalarda çalışın. Niyə və ya niyə olmasın?

Tələbə Yansıması (mühəndislik dəftəri)

1. Fəaliyyət 1:
   - Qapağı fərqli səthlərdə hərəkət etdirən sürtünmənin fərqi nə idi?
   - Hansı səth ən çox sürtünmə nümayiş etdirdi? Niyə?
2. Fəaliyyət 2:
   - Mərmərlərin yuvarlanması ilə yaşadığınız sürtünmənin fərqi nə idi
   qapağın altında?
   - Mermerlər bütün səthlərdə kömək etdi? Yalnız bir az?
   - Hansı səth, əgər varsa, indi ən çox sürtünmə nümayiş etdirdi? Niyə?
3. Fəaliyyət 3:
   - Mərmər əsası çəkilər əlavə edildikdə daha asan hərəkət etməyə imkan verirmi?
   - Belə bir cihaz üçün bir tətbiq düşünə bilərsinizmi?
   - Ağır çəkili əşyaları kim daşımalıdır? Bu necə kömək edərdi?
   - Bilyalı və ya rulmanlı üç fərqli maşının siyahısını verin.
4. Çağırış:
   - Dizayn işini planlaşdırmısınızmı? Niyə və ya niyə olmasın?
   - Planınızı daha təsirli bir həll etmək üçün hansı düzəlişlər etməli idiniz?
   - Bir şəhadət barmağından yalnız güc istifadə edərək masanı/masanı hərəkət etdirə bildinizmi?

Dərs yaşlı tələbələr üçün 1 sinif müddətində edilə bilər. Bununla birlikdə, şagirdlərin tələsməməsinə kömək etmək və tələbə müvəffəqiyyətini təmin etmək üçün (xüsusilə kiçik şagirdlər üçün) dərsi iki dövrə ayırın, şagirdlərə beyin fırtınası keçirmək, fikirlərini sınamaq və dizaynlarını dəqiqləşdirmək üçün daha çox vaxt verin. Növbəti sinif dövründə test və icmal aparın.

Sürtünmə nədir?

Bilyalı Rulmanlar necə kömək edir? 

Sürtünmə

Sürtünmə, iki cismin digərinin üzərində hərəkət etməsi üçün nə qədər müqavimət olduğunu izah edən bir termindir. Sürtünmə nə qədər çox olarsa, iki cismin hamar bir şəkildə hərəkət etməsi bir o qədər çətindir. Daha az sürtünmə ilə cisimlər bir -birinə qarşı asanlıqla və hamar hərəkət edir. Məsələn, bir kauçuk parçası, hamar bir dərslikdən daha çox bir xalça üzərində hərəkət edərkən daha çox sürtünmə qabiliyyətinə malik olardı. Maşınlarda hissələr bir -birinə sürtülür və artan sürtünmə hissələri daha tez aşındıra bilər.

Ball Rulmanları

Bilyalı rulman termini bəzən yuvarlanan elementlər kimi sferik rulmanlardan istifadə edən bir rulman qurğusu deməkdir. Rulman montajı üçün ayrıca bir top deməkdir. Bilyalı rulmanlar keramika, metallar, paslanmayan polad və digər hibrid materiallar daxil olmaqla bir çox fərqli materialdan hazırlanır. Maşınların daha uzun müddət işləməsini təmin edən sürtünməni azaltmağa kömək edir. Bir maşının daha sakit işləməsinə də icazə verə bilərlər. Rulmanlar sadə bir prinsip üzərində qurulmuşdu - cisimlər sürüşməkdən daha asan yuvarlanır. Masadakı bir kitab və ya xalçadakı bir kavanoz kimi iki cisim bir -birinə qarşı sürüşdükdə, səthlər arasındakı sürtünmə hərəkəti yavaşlatmaq üçün işləyir. Əgər cisimlər bir -birinin üstünə yuvarlana bilsəydilər, toxunma səthinin miqdarı məhduddur və buna görə də sürtünmə azalır.

Rolling Element Rulmanları

Yuvarlanan elementli rulman, iki hissənin arasına yuvarlaq elementlər qoyaraq yük daşıyan bir rulmandır. Parçaların nisbi hərəkəti, yuvarlaq elementlərin az sürüşmə ilə yuvarlanmasına (yuvarlanmasına) səbəb olur. Şəkildə topların yuvarlaq hissələr arasında necə bağlandığını görə bilərsiniz. Ən erkən və ən tanınmış yuvarlanan elementli rulmanlardan biri, üstündə böyük bir daş bloku ilə yerə qoyulmuş loglardır. Daş çəkildikdə, ağaclar az sürüşmə sürtünməsi ilə yerə yuvarlanır. Hər bir log arxadan çıxdıqda, blokun üzərinə yuvarlandığı ön tərəfə köçürülür. Bir masaya bir neçə qələm və ya qələm qoyaraq əlinizi onların üzərinə qoyaraq belə bir yatağı təqlid edə bilərsiniz.

Bilyalı Rulmanlar Olmayan Velosipedlər? Makaralı Rulmanlar Olmayan Altlıqlar?

Velosiped sürtünməni azaltmaq üçün bilyalı rulmanlardan istifadə edən bir maşının əla nümunəsidir. Bilyalı rulmanları pedallarda, təkərlərin ön və arxa göbəklərində və sükanların bağlandığı boruda tapa bilərsiniz. Skeytbordlar və rulonlara bilyalı rulmanlar da daxildir! Bu nümunələrdən başqa, bilyalı rulmanlar neft qazma qurğularının, təyyarələrin və avtomobillərin mühüm dizayn elementidir. Silindrli rulmanlarda roller yataklar istifadə olunur!

Bilyalı Rulman Tarixi - Məhsul Təkamülü  

tarix

İtaliyanın Nemi gölündəki Roma gəmisinin qalıqlarından fırlanan masanı dəstəkləyən taxta topun erkən bir nümunəsi tapıldı. Qəza eramızdan əvvəl 40 -cı ilə aiddir. Leonardo da Vinçinin 1500 -cü illərdə bir növ rulman tipini təsvir etdiyi deyilir. Bilyalı rulmanlarla bağlı problemlərdən biri, bir -birinə sürtmək və əlavə sürtünməyə səbəb olmasıdır, lakin topları qəfəsə bağlayaraq bunun qarşısını almaq olar. . Tutulan və ya qəfəslənmiş bilyalı rulmanlar əvvəlcə Galileo tərəfindən 1600 -cü illərdə təsvir edilmişdir.

yenilik

19-cu əsrin vizyoner və vaqon istehsalında yenilikçi olan Henry Timken, 1898-ci ildə konik rulmanı patentləşdirdi. O, kritik, çoxdankı bir texniki problemi həll etmək üzərində qurulmuş bir işi təsəvvür etdi: sürtünmə, təmasda olan cisimlərin hərəkətinə mane olan qüvvə. bir -birinə. Timken, "sürtünməni kökündən azaldacaq bir şey hazırlaya bilən adam, dünya üçün əsl dəyəri olan bir şey əldə edərdi." Ertəsi il, yeniliklərini istehsal etmək üçün The Timken Şirkətini qurdu.

Məhsul Dizaynı və Təkmilləşdirilməsi

Henry inkişaf işlərinə başlayanda, qədim dövrlərdən bəri çox dəyişmədən istifadə olunan düz və ya "sürtünmə" yatağı üstünlük təşkil edirdi. Əsasən sürtünmənin azaldılması ilə əlaqədar olaraq fırlanan şaft ətrafındakı çuxurda bir metal astar idi. Henry bilyalı rulmanlar üzərində təcrübələr aparmağa başladı, lakin aşınma nəticəsində tez uğursuz oldu. O, "silindrli" rulmanların, avtomobil kimi nəqliyyat vasitələri üçün daha böyük vədlər verdiyini söylədi, çünki yükün ağırlığı- velosipeddən daha ağırdır- təkərdən fərqli olaraq, rulonların bütün uzunluğu boyunca daşına bilər. rulmanlarda hər bir topun təmas nöqtəsi. Henry düz silindrlər sınadı, lakin rulmanların hər tərəfdən qüvvələri saxlamasına icazə verən koniklərə yerləşdi. 1899 -cu ildən bəri Timken Şirkəti altı milyarddan çox rulman istehsal etdi və hazırda bir çox fərqli rulman istehsal edir.

Sənayelər və Tətbiqlər

Bilyalı rulmanlar nəqliyyat, aerokosmik, istehsal, kənd təsərrüfatı və idman/əyləncə daxil olmaqla bir çox sənayedə istifadə olunur. Təyyarə eniş təkərlərində, külək turbinlərində, peyklərdə və yuvarlanan dəyirmanlarda istifadə olunan bilya və ya rulman rulmanlarının bəzi nümunələrini tapa bilərsiniz. Minyatür yataklar diş avadanlıqları kimi tibbi tətbiqlərdə tapıla bilər.

İnternet əlaqələri

• Amerika Rulman İstehsalçıları Birliyi - Rulman Zaman Cədvəli

tövsiyə Reading

• Timken: Missouridən Marsa - İstehsalatda Bir Əsr Liderlik (ISBN: 0875848877)
• Bisiklet Elmləri, David Gordon Wilson (ISBN: 0262731541)
• Bilyalı rulmanlar: nəzəriyyə, dizayn və tətbiq (ISBN: 0471984523)

Yazı fəaliyyəti

Bilyalı və ya rulmanlı üç fərqli maşını təsvir edən bir esse və ya paraqraf yazın. Rulmanların istifadəsi maşını necə yaxşılaşdırır?

Kurikulum çərçivələrinə uyğunlaşdırma

Qeyd: Bu seriyadakı dərs planları aşağıdakı standartlardan birinə və ya bir neçəsinə uyğunlaşdırılır:

• S. Elm Təhsil Standartları (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• S. Yeni Nəsil Elm Standartları (http://www.nextgenscience.org/)
• Beynəlxalq Texnoloji Təhsil Dərnəyinin Texnoloji Savadlılıq Standartları (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• S. Milli Riyaziyyat Müəllimləri Şurası, Məktəb Riyaziyyatının Əsasları və Standartları (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• S. Riyaziyyat üçün Ümumi Nüvə Dövlət Standartları (http://www.corestandards.org/Math)
• Kompüter Elmləri Müəllimləri Dərnəyi K-12 Kompüter Elmləri Standartları (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Milli Elm Təhsil Standartları K-4 sinifləri (4-9 yaş)

MÜNDƏRİCAT STANDART B: Fizika Elmi

Fəaliyyətləri nəticəsində bütün şagirdlər haqqında bir anlayış inkişaf etdirməlidirlər

• Əşyaların və materialların xüsusiyyətləri
• Cisimlərin mövqeyi və hərəkəti

MÜNDƏRİCAT STANDART E: Elm və Texnologiya

Fəaliyyətlər nəticəsində bütün şagirdlər inkişaf etməlidir

• Texnoloji dizayn bacarıqları

MÜNDƏRİCAT STANDART G: Elmin tarixi və təbiəti

Fəaliyyətlər nəticəsində bütün şagirdlər anlayışlarını inkişaf etdirməlidirlər

• Elm insan səyləri kimi

Milli Elm Təhsil Standartları 5-8 siniflər (10-14 yaş)

MÜNDƏRİCAT STANDART B: Fizika Elmi

Fəaliyyətləri nəticəsində bütün şagirdlər haqqında bir anlayış inkişaf etdirməlidirlər

• Maddədəki xüsusiyyətlər və xüsusiyyətlərin dəyişməsi
• Hərəkətlər və qüvvələr
• Enerji ötürülməsi

MÜNDƏRİCAT STANDART E: Elm və Texnologiya

Fəaliyyətlər nəticəsində bütün şagirdlər inkişaf etməlidir

• Texnoloji dizayn bacarıqları

MÜNDƏRİCAT STANDART G: Elmin tarixi və təbiəti

Fəaliyyətlər nəticəsində bütün şagirdlər anlayışlarını inkişaf etdirməlidirlər

• Elm insan səyləri kimi
• Elm tarixi

Milli Elm Təhsil Standartları 9-12 siniflər (14-18 yaş)

MÜNDƏRİCAT STANDART B: Fizika Elmi

Fəaliyyətləri nəticəsində bütün şagirdlər anlayışlarını inkişaf etdirməlidirlər

• Hərəkətlər və qüvvələr
• Enerji və maddənin qarşılıqlı təsiri

MÜNDƏRİCAT STANDART E: Elm və Texnologiya

Fəaliyyətlər nəticəsində bütün şagirdlər inkişaf etməlidir

• Texnoloji dizayn bacarıqları
• Elm və texnika ilə bağlı anlayışlar

Milli Elm Təhsil Standartları 9-12 siniflər (14-18 yaş)

MÜNDƏRİCAT STANDART F: Fərdi və Sosial Perspektivlərdə Elm

Fəaliyyətlər nəticəsində bütün şagirdlər anlayışlarını inkişaf etdirməlidirlər

• Yerli, milli və qlobal problemlərdə elm və texnologiya

MÜNDƏRİCAT STANDART G: Elmin tarixi və təbiəti

Fəaliyyətlər nəticəsində bütün şagirdlər anlayışlarını inkişaf etdirməlidirlər

• Tarixi perspektivlər

Yeni Nəsil Elm Standartları - 2-5 Sınıflar (7-11 Yaş)

Maddə və onun qarşılıqlı əlaqələri

• 2-PS1-2. Müxtəlif materialların təyin olunmuş məqsəd üçün ən uyğun xüsusiyyətlərə malik olduğunu müəyyən etmək üçün müxtəlif materialların sınaqdan keçirilməsindən əldə edilən məlumatları təhlil edin.

Hərəkət və stabillik: qüvvələr və qarşılıqlı təsirlər

Anlayış nümayiş etdirən tələbələr:

• 3-PS2-1. Balanslı və balanssız qüvvələrin bir obyektin hərəkətinə təsirlərinə dair sübut təmin etmək üçün bir araşdırma planlaşdırın və aparın.

Mühəndislik Dizayn

Anlayış nümayiş etdirən tələbələr:

• 3-5-ETS1-1. Müvəffəqiyyət üçün müəyyən meyarları və materiallar, vaxt və ya maliyyədəki məhdudiyyətləri ehtiva edən bir ehtiyac və ya istəyi əks etdirən sadə bir dizayn problemini təyin edin.
• 3-5-ETS1-2.Hər birinin problemin meyarlarına və məhdudiyyətlərinə nə dərəcədə uyğun gələ biləcəyinə əsasən bir problemə çoxsaylı həll yolları yaradın və müqayisə edin.

Yeni Nəsil Elm Standartları - 6-8 Sınıflar (11-14 Yaş)

Mühəndislik Dizayn

Anlayış nümayiş etdirən tələbələr:

• MS-ETS1-2 Problemin meyarlarına və məhdudiyyətlərinə nə dərəcədə uyğun gəldiklərini müəyyənləşdirmək üçün sistematik bir proses istifadə edərək rəqabət edən dizayn həllərini qiymətləndirin.

Texnoloji Savadlılıq Standartları - Bütün Çağlar

Texnologiya və Cəmiyyət

• Standart 6: Şagirdlər texnologiyanın inkişafında və istifadəsində cəmiyyətin rolu haqqında bir anlayış inkişaf etdirəcəklər.
• Standart 7: Şagirdlər texnologiyanın tarixə təsiri barədə bir anlayış inkişaf etdirəcəklər.

Layihə

• Standart 8: Şagirdlər dizaynın xüsusiyyətləri haqqında bir anlayış inkişaf etdirəcəklər.

Standart 9: Şagirdlər mühəndislik anlayışını inkişaf etdirəcəklər

Addım:

Rulmanlar, bilyalı və makaralı rulmanların tarixi və təkamülü haqqında məlumat əldə etmək üçün Tələbə İstinad Sənədlərini oxuyun.

İki addım:

3-4 şagirddən ibarət qruplar şəklində çalışaraq, sizə təqdim olunan qapağı bir neçə səthdən-kitab, masa üstü, döşəmə, xalça üzərində hərəkət etdirməyə çalışın.

Sual:

1. Qapağı fərqli səthlərdə hərəkət etdirən sürtünmənin fərqi nə idi? Hansı səth ən çox sürtünmə nümayiş etdirdi? Niyə?

Üç addım:

Kavanozun qapağına kifayət qədər mərmər qoyun ki, boşluğu az qala mərmərlə doldursun (çox doldurmayın, belə ki mərmərlər sərbəst hərəkət edə bilməz). Qapağı çevirmək üçün bir kitabdan istifadə edin və indi əvvəllər sınanmış səthlərdə sürtünmə qapağının hərəkət etməsinə kömək edən qapağı mərmər "topları" ilə hərəkət etdirməyə çalışın.

Suallar:

1. Qapağın altında yuvarlanan mərmərlərlə yaşadığınız sürtünmənin fərqi nə idi?

2. Mermerlər bütün səthlərdə kömək etdi? Yalnız bir az? Hansı səth, əgər varsa, indi ən çox sürtünmə nümayiş etdirdi? Niyə?

Dördüncü addım:

Bir kitabın və ya başqa bir ağırlığın qapağın üstünə qoyulduğu bir variantı sınayın (mərmərlə və onsuz).

Suallar:

1. Mərmər əsası çəkilər əlavə edildikdə daha asan hərəkət etməyə imkan verirmi?

2. Belə bir cihaz üçün bir tətbiq düşünə bilərsinizmi? Ağır çəkili əşyaları kim daşımalıdır? Bu necə kömək edərdi?

3. Bilyalı rulmanlar və ya rulmanlı üç fərqli maşını sadalayın.

1: _____________ 2. ______________ 3 ._____________

İsteğe bağlı Tələbə İş vərəqi:
Sən Mühəndissən! Rulmanlar ilə problemin həlli

təlimat

Sən mühəndissən! Bir komandada işləyin və təqdim olunan materiallardan istifadə edərək sinif masalarınızdan birini və ya 10 metrlik bir masanı hərəkət etdirmək üçün rulmanlardan istifadə edərək bir plan hazırlayın. Çağırış: masanın və ya masanın yalnız şəhadət barmağınızla itələyə biləcəyinizə keçməsini təmin etmək üçün tətbiq etdiyiniz gücü məhdudlaşdırın. 100 -ə qədər qələm, lent istifadə edə bilərsiniz.

Materialları

Hər bir tələbə qrupu üçün bir material dəsti:

• 100 Qələm
• kinolent
• rezin lentlər
• Xalça və ya xalça bölməsi

Addım:

Aşağıda planlaşdırdığınız həll yolunu göstərən bir şəkil çəkin.

İki addım:

Planınızı sınayın! Yalnız istifadə edərək masanı hərəkət etdirə biləcəyinizə baxın - mühəndislər hər zaman fərqli tərəzilərdə işləyirlər!

Suallar:

1. Dizayn işini planlaşdırmısınızmı? Niyə və ya niyə olmasın?

2. Planınızı daha təsirli bir həll etmək üçün hansı düzəlişlər etməli idiniz?

3. Bir şəhadət barmağından yalnız güc istifadə edərək masanı/masanı hərəkət etdirə bildinizmi?