Zure errodamenduak lortzea

Eraikitzeko materialak (talde bakoitzarentzat)

1., 2., 3. jardueretarako beharrezko materialak

• Jar tapa (maionesa edo antzeko ontzitik)
• Neurri berdineko 25 kanika (erabilitako tapa sakonera baino handiagoak)
• Book
• Alfonbra edo alfonbra sekzioa 

Erronkarako beharrezko materialak

• 100 arkatz
• Slap
• 25 gomazko banda

Materialak Probatzen

• Mahaia edo mahai txikia
• Alfonbra edo alfonbra sekzioa

Materialak

• Mahaia edo mahai txikia
• Alfonbra edo alfonbra sekzioa

Prozesua

Taldeek beren diseinuak probatzen dituzte, erakusmahaia / mahaia hatz erakuslearekin soilik 10 metro nola mugitu ditzaketen erakutsiz.

Diseinua Challenge

Ikasgelako mahaietako bat edo mahaia 10 metrora mugitzeko arrabol-errodamenduak erabiliz sistema diseinatzen elkarlanean ari den ingeniari taldea zara. Mugatu mahaia edo mahaia hatz erakuslea soilik bultza dezakezunera mugitzeko aplikatzen duzun indarra.

Irizpideak

• Mahaia edo mahaia 10 metro mugitu behar ditu.
• Erabili hatz erakuslea mahaia edo mahaia mugitzeko.

mugak

• 100 arkatz, zinta eta 25 gomazko banda baino ezin ditu erabili
• Erabili zuk emandako materiala soilik.

1. Klasea 3-4ko taldetan banatu.
2. Eskuratu Getting Your Bearings lan orria, baita diseinuak zirriborratzeko paper orri batzuk ere.
3. Eztabaidatu gaiak Atzeko planoaren kontzeptuak atalean. Eskatu ikasleei marruskaduraren indarra senti dezaten potearen estalkia (zati irekia beherantz) gainazal desberdinetan zehar mugitzen saiatzean: mahai gaina, teila zorua, alfonbra zatia. Eskatu ikasleei bola errodamenduak edo errodamenduak sartzeko makina desberdinak proposatzeko.
4. Berrikusi Ingeniaritza Diseinatzeko Prozesua, Diseinuaren Erronka, Irizpideak, Murrizketak eta Materialak.
5. Eman talde bakoitzari bere materiala.
6. Eman ikasleei 3 jarduera burutuko dituztela eta gero erronka bat.
   1. jarduera: Ikasleak emandako estalkia hainbat gainazaletan mugitzen saiatzen dira - liburua, mahaigaina, zorua, alfonbra.
   2. jarduera: Ikasleek potoaren estalkian nahikoa kanika jartzen dute lekua ia kanikaz betetzeko (ez dute gehiegi bete behar, kanikak askatasunez mugitu ez daitezen). Jarraian, liburu bat erabili beharko lukete tapa iraultzeko, eta gero saiatu tapa marmolezko "bolekin" mugitzen.
   3. jarduera: Ikasleek aldaera bat probatzen dute, non liburu bat edo beste pisuren bat taparen gainean jartzen den (kanikekin eta kanikarik gabe).
7. Azaldu erronkarako ikasleek sistema bat diseinatu behar dutela errodamenduen bidez ikasgelako mahaietako bat edo mahai bat 10 metrora mugitzeko. Mahaia edo mahaia mugitu ahal izateko zure hatz erakuslea soilik bultza dezaketenera mugatu beharko lukete.
8. Iragarri ezazu zenbat denbora eta denbora behar duten diseinatzeko eta eraikitzeko (ordu 1 gomendatzen da).
9. Erabili tenporizadorea edo lineako kronometroa (atzerako kontaketa funtzioa) denbora mantentzen duzula ziurtatzeko. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Eman ikasleei "denbora kontrolak" aldian-aldian zereginean jarrai dezaten. Ahaleginak egiten ari badira, egin galderak azkarrago konponbide batera eramango dituztenak.
10. Ikasleek gurpil-errodamenduen sistemarako plana ezagutu eta garatzen dute. Beharko dituzten materialak adosten dituzte, beren plana idatzi / marraztu eta klasea aurkezten diete.
11. Taldeek beren diseinuak eraikitzen dituzte.
12. Taldeek beren diseinuak probatzen dituzte, erakusmahaia / mahaia hatz erakuslearekin soilik 10 metro nola mugitu ditzaketen erakutsiz.
13. Klase gisa, eztabaidatu ikasleen hausnarketarako galderak.
14. Gaiari buruzko eduki gehiago nahi izanez gero, ikusi "Gehiago sakondu" atala.

Ikasle zaharrenentzat aukerakoa

Lan egin taldean, beste errodamendu forma batzuek egungo bola edo arrabolen diseinuen aldean abantailarik izan dezaketen aztertzeko. Zergatik edo zergatik ez?

Ikaslearen hausnarketa (ingeniaritza koadernoa)

1. 1. jarduera:
   - Zein desberdintasun zegoen tapa gainazal desberdinetan zehar mugitzean marruskadurak?
   - Zein azalerak erakutsi zuen marruskadura gehien? Zergatik?
2. 2. jarduera:
   - Zein desberdintasun izan zen marmolekin ijeztatu zenuen marruskaduran
   estalkiaren azpian?
   - Kanikek lagundu al zuten gainazal guztietan? Batzuk bakarrik?
   - Zein azalera izan da, orain, marruskadura gehien izan duena? Zergatik?
3. 3. jarduera:
   - Marmolezko oinarriak pisuak gehitzen direnean mugimendu errazagoa ahalbidetzen al du?
   - Bururatzen al zaizu horrelako gailuetarako aplikaziorik?
   - Nork beharko luke pisu handiko elementuak mugitu? Nola lagunduko luke horrek?
   - Zerrendatu boladun errodamenduak edo errodamenduen errodamenduak biltzen dituzten hiru makina.
4. Challenge:
   - Diseinu lanak aurreikusi al zenituen? Zergatik edo zergatik ez?
   - Zer berrikuspen egin behar zenizkion zure planari irtenbide eraginkorragoa izan zedin?
   - Ezin izan al zenuen mahaia / mahaia mugitu hatz erakusle bateko indarra soilik erabiliz?

Ikasgaia adineko ikasleentzako klaseko 1 aldian egin daiteke. Hala ere, ikasleei ziztu bizian sentitzen laguntzeko eta ikasleen arrakasta bermatzeko (batez ere ikasle gazteagoei), ikasgaia bi alditan banatu ikasleei ideia gehiago egiteko, ideiak probatzeko eta haien diseinua amaitzeko denbora gehiago emanez. Egin probak eta laburpenak hurrengo klaseko aldian.

Zer da Marruskadura?

Nola laguntzen dute bola errodamenduak? 

marruskadura

Marruskadura bi objektuek beste baten gainean mugitzeko zenbat erresistentzia dagoen deskribatzen duen terminoa da. Zenbat eta marruskadura handiagoa izan, orduan eta zailagoa da bi objektuek ondo mugitzea. Marruskadura gutxiagorekin objektuak erraz eta leun mugitzen dira bata bestearen aurka. Adibidez, gomazko pieza batek alfonbra baten gainean marruskadura handiagoa izango luke testuliburu leunak baino. Makinetan, piezak elkarren kontra igurtzi egiten dira eta marruskadura handitzeak piezak azkarrago higatu ditzake.

Ball Errodamenduak

Boladun errodamendu terminoak errodamendu esferikoak erabiltzen dituen errodamenduen multzoa esan nahi du batzuetan ijezketa-elementu gisa. Errodamenduen muntairako bola indibiduala ere esan nahi du. Boladun errodamenduak material ezberdinez osatuta daude, zeramika, metalak, altzairu herdoilgaitza eta bestelako material hibridoak barne. Makina gehiago funtzionatzen mantentzen duen marruskadura murrizten laguntzen dute. Makina batek isilago funtzionatzea baimendu dezakete. Errodamenduak printzipio sinple baten arabera diseinatu ziren, hau da, objektuak irristatzen diren baino errazago jiratzen dira. Bi objektu elkarren aurka lerratzen direnean, liburu bat mahai baten gainean edo pote bat alfonbra baten gainean, gainazalen arteko marruskadurak mugimendua moteltzeko balio du. Objektuen ordez, bata bestearen gainean jaurti ahal izango balira, ukitzen duten azalera kopurua mugatua da eta, beraz, marruskadura murriztu egingo da.

Elementu birakariak

Elementu birakariak bi piezen artean elementu biribilak jarriz karga daraman errodamendua da. Piezen mugimendu erlatiboak elementu biribilak irristatzea eragiten du (irristatu) irristatze txikiarekin. Irudian pilotak zati borobilen artean nola sartzen diren ikus dezakezu. Ijezketa-elementuen errodamendurik zaharrenetako eta ezagunenetako bat lurrean ezarrita dauden harrizko bloke handi bat duten enbor multzoak dira. Harria tiratu ahala, enborrak lurrean zehar irristatzen dira marruskadura irristakor txikiarekin. Enbor bakoitza atzeko aldean atera ahala, blokea aurreko aldera mugitzen da eta gero bertara jaurtitzen da. Horrelako errodamendua imita dezakezu mahai baten gainean hainbat boligrafo edo arkatz jarri eta eskua horien gainean jarriz.

Bizikleta Bola Errodamendurik Gabe? Errusiar errodamendurik gabeko roller edontzi

Bizikletak marradurak murrizteko boladun errodamenduak erabiltzen dituen makinaren adibide bikaina dira. Boladun errodamenduak pedaletan, gurpilen aurreko eta atzeko hubetan eta eskulekua lotzen den hodian aurki daitezke. Patineteak eta arrabolak ere bola errodamenduak daude! Adibide hauetatik harago, boladun errodamenduak petrolio zulatzeko plataformen, hegazkinen eta automobilen diseinu elementu garrantzitsua dira. Gurpil-errodamenduak roller edontzietan erabiltzen dira!

Boladun errodamenduen historia - Produktuaren bilakaera  

Historia

Mahai birakariari eusten dion zurezko boladun adibide goiztiar bat Italiako Nemi lakuko itsasontzi erromatarraren aztarnetatik berreskuratu zen. Hondamena Kristo aurreko 40. urtekoa zen. Leonardo da Vincik 1500. urte inguruan bola-errodamendu mota bat deskribatu duela esan ohi da. Bola-errodamenduen arazoetako bat bata bestearen aurka igurtzi daitezkeela marruskadura gehigarria sortuz, baina hori prebenitu daiteke bolak kaiola batean sartuta. . Harrapatutako bola errodamendua edo kaiolatua Galileok deskribatu zuen hasieran 1600. urtean.

Berrikuntza

Henry Timkenek, XIX. Mendeko ikuslea eta gurdien fabrikazioan berritzailea, 19an patentatu zuen errodamenduzko errodamenduak. Negozio bat planteatu zuen, aspaldiko arazo tekniko kritiko bat konpontzeko oinarrituta: marruskadura, kontaktuan dauden objektuen mugimendua eragozten duen indarra. elkar. "Marruskadura funtsean murriztuko zuen zerbait asmatu zezakeen gizonak", ikusi zuen Timkenek, "munduarentzat benetako balioa duen zerbait lortuko luke". Hurrengo urtean, The Timken Company sortu zuen bere berrikuntza ekoizteko.

Produktuen diseinua eta hobekuntza

Henryk bere garapen lana hasi zuenean, errodamendu nagusia lautada edo "marruskadura" zen, antzinatik aldaketa gutxi erabiltzen zen errodamendua. Funtzio birakari baten inguruan dagoen zuloan metalezko estalkia zen, marruskadura murrizteko lan nagusia lubrifikazioaren arabera. Henry bola-kojineteekin esperimentatzen hasi zen baina higaduraren ondorioz huts egin zuten azkar. Ondorioztatu zuen "arrabol" kojineteek promesa handiagoa zutela ibilgailuentzat, adibidez, automobilentzat, kargaren pisua –bizikletan baino askoz ere astunagoa– arrabolen luzera osoan zehar eraman zitekeelako, bakarrarekin alderatuta. boladun errodamenduen bola bakoitzeko ukipen-puntua. Henryk arrabol zuzenak probatu zituen baina konikoekin finkatu zen, eta horri esker, errodamenduak norabide guztietako indarrak mantentzen zituzten. 1899az geroztik, The Timken Company-k sei mila milioi errodamendu baino gehiago ekoizten ditu eta gaur egun mota askotako errodamenduak egiten ditu.

Industriak eta Aplikazioak

Boladun errodamenduak industria gehienetan erabiltzen dira, garraiobideetan, aeroespazialean, fabrikazioan, nekazaritzan eta kirol / entretenimenduetan. Hegazkinak lurreratzeko gurpiletan, aerosorgailuetan, sateliteetan eta laminazio-fabriketan erabilitako bola edo arrabolen errodamenduen adibide batzuk aurkituko dituzu. Miniaturazko errodamenduak mediku aplikazioetan aurki ditzakegu, hala nola hortzetako ekipoetan.

Interneteko konexioak

• American Bearing Manufacturers Association - Bearing Timeline

Gomendatutako Reading

• Timken: Misuritik Martera - A Century of Leadership in Manufacturing (ISBN: 0875848877)
• Bizikleta Zientzia, David Gordon Wilson-ena (ISBN: 0262731541)
• Bola eta arraboleko errodamenduak: teoria, diseinua eta aplikazioa (ISBN: 0471984523)

Idazketa Jarduera

Idatzi saiakera bat edo paragrafo bat bola errodamenduak edo errodamenduen errodamenduak biltzen dituzten hiru makina desberdin deskribatuz. Nola hobetzen du makina errodamenduen erabilerak?

Curriculumeko markoetara lerrokatzea

Ohar: Serie honetako ikasgaien planak estandar multzo hauetako batera edo gehiagora lerrokatuta daude:

• S. Zientzia Hezkuntzako Arauak (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• S. Hurrengo Belaunaldiko Zientzia Arauak (http://www.nextgenscience.org/)
• Nazioarteko Teknologia Hezkuntzako Elkartearen Alfabetatze Teknologikorako Arauakhttp://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• S. Matematikako Irakasleen Kontseilu Nazionalak Eskola Matematikarako Printzipioak eta Arauak (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• S. Matematikarako oinarrizko estandar arruntak (http://www.corestandards.org/Math)
• Informatika Irakasleen Elkartea K-12 Informatika Arauak (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Zientzia Hezkuntzako Arau Nazionalak K-4 mailak (4-9 urte bitartekoak)

B EDUKI ARAUA: Zientzia Fisikoa

Beren jardueren ondorioz, ikasle guztiek ulermena garatu beharko lukete

• Objektuen eta materialen propietateak
• Objektuen posizioa eta higidura

EDUKI ARAUA: Zientzia eta Teknologia

Jardueren ondorioz, ikasle guztiek garatu beharko lukete

• Diseinu teknologikorako gaitasunak

EDUKI ARAUA G: Zientziaren Historia eta Izaera

Jardueren ondorioz, ikasle guztiek ulermena garatu beharko lukete

• Zientzia giza ahalegin gisa

Zientzia Hezkuntzako Arau Nazionalak 5-8 mailak (10-14 urte bitartekoak)

B EDUKI ARAUA: Zientzia Fisikoa

Beren jardueren ondorioz, ikasle guztiek ulermena garatu beharko lukete

• Propietateak eta propietateen aldaketak materian
• Mugimenduak eta indarrak
• Energia transferentzia

EDUKI ARAUA: Zientzia eta Teknologia

Jardueren ondorioz, ikasle guztiek garatu beharko lukete

• Diseinu teknologikorako gaitasunak

EDUKI ARAUA G: Zientziaren Historia eta Izaera

Jardueren ondorioz, ikasle guztiek ulermena garatu beharko lukete

• Zientzia giza ahalegin gisa
• Zientziaren historia

Zientzia Hezkuntzako Arau Nazionalak 9-12 mailak (14-18 urte bitartekoak)

B EDUKI ARAUA: Zientzia Fisikoa

Beren jardueren ondorioz, ikasle guztiek ulermena garatu beharko lukete

• Mugimenduak eta indarrak
• Energiaren eta materiaren elkarrekintzak

EDUKI ARAUA: Zientzia eta Teknologia

Jardueren ondorioz, ikasle guztiek garatu beharko lukete

• Diseinu teknologikorako gaitasunak
• Zientziari eta teknologiari buruzko ulermenak

Zientzia Hezkuntzako Arau Nazionalak 9-12 mailak (14-18 urte bitartekoak)

F EDUKI ARAUA: Zientzia Ikuspegi Pertsonal eta Sozialetan

Jardueren ondorioz, ikasle guztiek ulermena garatu beharko lukete

• Zientzia eta teknologia tokiko, nazioko eta mundu mailako erronketan

EDUKI ARAUA G: Zientziaren Historia eta Izaera

Jardueren ondorioz, ikasle guztiek ulermena garatu beharko lukete

• Ikuspegi historikoak

Hurrengo belaunaldiko zientzia arauak - 2-5 graduak (7-11 urte bitartekoak)

Materia eta bere elkarrekintzak

• 2-PS1-2. Material desberdinak probatzean lortutako datuak aztertzea, zein materialek dituzten helburuetarako egokienak diren propietateak zehazteko.

Mugimendua eta egonkortasuna: indarrak eta elkarrekintzak

Ulermena erakusten duten ikasleek honako hauek egin ditzakete:

• 3-PS2-1. Planifikatu eta burutu ikerketa bat, orekatutako eta desorekatutako indarrek objektu baten mugimenduan dituzten efektuak frogatzeko.

Ingeniaritza Diseinua

Ulermena erakusten duten ikasleek honako hauek egin ditzakete:

• 3-5-ETS1-1.Definitu diseinuaren arazo sinple bat, arrakasta lortzeko irizpideak eta materialen, denboraren edo kostuaren araberako irizpideak eta beharrak islatzen dituena.
• 3-5-ETS1-2. Sortu eta konparatu arazo bati irtenbide posible ugari, bakoitzak arazoaren irizpideak eta mugak nola betetzen dituen oinarrituta.

Hurrengo belaunaldiko zientzia arauak - 6-8 graduak (11-14 urte bitartekoak)

Ingeniaritza Diseinua

Ulermena erakusten duten ikasleek honako hauek egin ditzakete:

• MS-ETS1-2 Ebaluatu lehian dauden diseinu konponbideak, prozesu sistematikoa erabiliz, arazoaren irizpideak eta mugak nola betetzen dituzten zehazteko.

Alfabetatze Teknologikorako Arauak - Adin guztiak

Teknologia eta gizartea

• 6. araua: Ikasleek gizarteak teknologiaren garapenean eta erabileran duen eginkizuna ulertuko dute.
• 7. araua: Ikasleek teknologiak historian izan duen eragina ulertuko dute.

Diseinua

• 8. araua: Ikasleek diseinuaren atributuak ulertuko dituzte.

9. araua: Ikasleek ingeniaritzaren ulermena garatuko dute

Lehen urratsa:

Irakurri Ikaslearen Erreferentzia Orriak errodamenduak eta bola eta arrabolen errodamenduen historia eta bilakaera ezagutzeko.

Bi pausoa:

3-4 ikasleko taldeetan lan eginez, saiatu emandako estalkia hainbat gainazalen gainean mugitzen - liburua, mahaigaina, zorua, alfonbra.

Galdera:

1. Zein desberdintasun zegoen tapa gainazal desberdinetan mugitzerakoan marruskadurak? Zein azalerak erakutsi du marruskadura gehien? Zergatik?

Hiru urrats:

Jarri nahikoa kanika potoaren estalkian lekua ia kanikaz betetzeko (ez bete gehiegi, kanikak ezin dira askatasunez mugitu). Erabili liburu bat estalkiari buelta emateko, eta saiatu estalkia marmolezko "bolekin" mugitzen aurrez saiatutako gainazal berdinetan marruskadura estalkia mugitzen laguntzeko.

Galderak:

1. Zein desberdintasun izan zen estalkiaren azpian zebilen kanikekin izandako marruskaduran?

2. Kanikek lagundu al zuten gainazal guztietan? Batzuk bakarrik? Zein gainazal izan da, orain, marruskadura gehien izan duena? Zergatik?

Laugarren urratsa:

Saiatu liburu bat edo beste pisuren bat taparen gainean (kanikekin eta kanikarik gabe) jartzen den aldakuntza bat egiten.

Galderak:

1. Marmolezko oinarriak pisuak gehitzen direnean mugimendu errazagoa ahalbidetzen al du?

2. Horrelako gailuetarako aplikaziorik bururatzen al zaizu? Nork beharko luke pisu handiko elementuak mugitu? Nola lagunduko luke horrek?

3. Bila itzazu errodamenduak edo errodamenduen errodamenduak dituzten hiru makina.

1: _____________ 2. ______________ 3 ._____________

Ikaslearen aukerako fitxa:
Ingeniaria zara! Arazoak konpontzea gurpil-errodamenduen bidez

Argibideak

Zu zara ingeniaria! Lan egin taldean eta asmatu plano bat gurpil-errodamenduen bidez zure ikasgelako mahaietako bat edo mahaia 10 metrora eramateko materialak erabiliz. Erronka: mugatu mahaia edo mahaia mugitzeko zure hatz erakuslea soilik bultza dezakezunera. Gehienez 100 arkatz, zinta erabil ditzakezu.

Materialak

Material multzo bat ikasle talde bakoitzarentzat:

• 100 arkatz
• zinta
• gomazko bandak
• Alfonbra edo alfonbra sekzioa

Lehen urratsa:

Marraztu beheko aurreikusitako irtenbidea erakusten duen ilustrazioa.

Bi pausoa:

Probatu zure plana! Ikusi mahaia soilik erabil dezakezula - ingeniariek denbora guztian eskala desberdinetan lan egiten dute!

Galderak:

1. Diseinu lana aurreikusi al zenuen? Zergatik edo zergatik ez?

2. Zer berrikuspen egin behar zenizkion zure planari irtenbide eraginkorragoa izan zedin?

3. Ezin izan al zenuen mahaia / mahaia mugitu hatz erakusle bateko indarra soilik erabiliz?