پرتاب تربوشت

ساخت مصالح (برای هر تیم)

مواد مورد نیاز

• ضد وزنی (واشرهای فلزی ، سنگها ، سکه ها ، سنگ مرمرها)

مواد اختیاری برای ساخت / تجارت / جدول احتمالات

• نی های پلاستیکی نوشابه

• مداد / چوب بستنی / رولپلاک چوبی

• ملحفه های مقوایی

• باند لاستیکی

• خلال دندان

• کاغذهای بسته ای یا سیم کاردستی

• رشته

• تکه های کوچک پارچه یا ورق های کاغذ

مواد آزمایش

• چوب متر یا نوار اندازه گیری

• مینی مارشمالو

• قالب پای یا صفحه کاغذی

مواد

• چوب متر یا نوار اندازه گیری
• مینی مارشمالو
• قالب پای یا صفحه کاغذی

روند

• هر تیم با پرتاب مارشمالو به سمت یک قالب پای که چند فوت دورتر است ، خمره خود را آزمایش می کند. هدف این است که مارشمالو را تا آنجا که ممکن است راه اندازی کنید تا روی هدف قلع پای قرار گیرد. 
• هر تیم باید مسافتی که مارشمالو طی می کند و فاصله آن از هدف (دقت) را ثبت کند.

آیا تا به حال فکر کرده اید که یک خرگوش کار می کند؟ یک دانش آموز دبیرستان و یک مهندس مکانیک چگونگی این کار را به شما می گویند. (فیلم 2:35)

منبع: کانال یوتیوب Kids National Geographic

Trebuchets وسیله ای برای پرتاب "نیروی جاذبه" است که از چندین ماشین ساده تشکیل شده است. در حقیقت ، از هر شش ماشین ساده (اهرم ، قرقره ، چرخ و محور ، صفحه شیب دار ، پیچ و گوه) می توان در طراحی ترابوش استفاده کرد. درباره ماشین های ساده بیشتر بدانید. (فیلم 4:08)

منبع: کانال یوتیوب Global Design Squad

برای اولین بار بزرگترین ظروف قاره اروپا را تماشا کنید. (فیلم 6:17)

منبع: کانال یوتیوب Discovery Canada

چالش طراحی

شما یک تیم مهندس هستید که به شما چالش داده شده است که از وسایل روزمره خودتان را بسازید. تربوشه باید برای پرتاب مارشمالو طراحی شود تا بتواند از فاصله دورتر روی قالب پای بنشیند.

ضوابط

• باید مارشمالو را راه اندازی کنید تا از فاصله دور تا حد ممکن روی قالب کیک بیفتد

محدودیت ها

• فقط می توان از مواد ارائه شده استفاده کرد
  • تیم ها ممکن است مواد را برای تهیه لیست قطعات ایده آل خود تجارت کنند.
• از نوارهای لاستیکی برای تأمین انرژی بازو یا تیرکمان مارشمالو استفاده نمی شود

1. کلاس را به تیم های 2-4 نفره تقسیم کنید.
2. کاربرگ Trebuchet خود را طراحی کنید ، و همچنین برخی از ورق های کاغذ را برای طراحی ترسیم کنید. 
3. درباره مباحث در بخش مفاهیم پیشینه بحث کنید.
4. فرایند طراحی مهندسی ، چالش طراحی ، معیارها ، محدودیت ها و مواد را مرور کنید. اگر زمان اجازه می دهد ، قبل از اجرای چالش طراحی ، "برنامه های واقعی جهان" را مرور کنید. 
5. قبل از آموزش به دانش آموزان برای شروع طوفان مغزی و ترسیم طرح های خود ، از آنها بخواهید موارد زیر را در نظر بگیرند:
   ● دو نوع اساسی از trebuchets
   ● قطعات یک قایق - بازو ، پایه ، زنجیر
   ● وزن پرتابه شما در مقایسه با وزنه مقابل شما
   ● از کدام ماشین های ساده استفاده خواهید کرد
   ● نحوه کار یک اهرم
   ance اهمیت نیرو / گشتاور
6. مواد هر تیم را تهیه کنید.
7. توضیح اینکه دانش آموزان باید از بین مواد متداول یک قلاب تولید کنند. تروباشه باید مارشمالو را راه اندازی کند تا از فاصله دورتر روی قالب پای فرود بیاید
8. مدت زمان لازم برای طراحی و ساخت را اعلام کنید (1 ساعت توصیه می شود). 
9. برای اطمینان از به موقع بودن خود از تایمر یا کرونومتر آنلاین (ویژگی شمارش معکوس) استفاده کنید. (www.online-stopwatch.com/ تمام صفحه-ساعت-توقف). به دانشجویان مرتباً «چک زمان» بدهید تا آنها در انجام وظایف خود باقی بمانند. اگر آنها در تلاش هستند ، سالاتی بپرسید که سریعتر آنها را به راه حلی برساند. 
10. دانش آموزان با هم ملاقات می کنند و طرحی برای خرگوش خود تهیه می کنند. آنها در مورد موادی که به آنها احتیاج دارند توافق می کنند ، برنامه خود را می نویسند / می کشند و برنامه خود را به کلاس ارائه می دهند. تیم ها ممکن است مواد نامحدودی را با تیم های دیگر تجارت کنند تا لیست قطعات ایده آل خود را تهیه کنند.
11. تیم ها طرح های خود را می سازند. 
12. هر تیم با پرتاب مارشمالو به سمت یک قالب پای که چند فوت دورتر است ، خمره خود را آزمایش می کند. هدف این است که مارشمالو را تا آنجا که ممکن است راه اندازی کنید تا روی هدف قلع پای قرار گیرد. 
13. هر تیم باید مسافتی که مارشمالو طی می کند و فاصله آن از هدف (دقت) را ثبت کند.
14. به عنوان کلاس ، درباره س refالات انعکاس دانش آموز بحث کنید.
15. برای اطلاعات بیشتر در مورد این موضوع ، به بخشهای "برنامه های واقعی جهان" و "حفاری عمیق تر" مراجعه کنید.

تغییرات

• سعی کنید دیواری از فنجان های کاغذی بسازید و یک تابلو فرش طراحی کنید که بتواند گل ختمی را از روی آن پرتاب کند.
• در مرحله بعدی ، سعی کنید یک trebuchet را طراحی کنید که بتواند گل ختمی را از طریق دیواره فنجان ها پرتاب کند تا بیشترین تعداد فنجان را از بین ببرد.

انعکاس دانشجویی (دفتر مهندسی)

1. آیا موفق به ایجاد یک خرگوش که می توانست مارشمالو را برای دقیق فرود آمدن روی قالب پای راه اندازی کند ، شد؟ اگر چنین است ، حداکثر فاصله به دست آمده چیست؟ اگر نه ، چرا شکست خورد؟
2. آیا تصمیم داشتید که در طرح اصلی خود تجدید نظر کنید یا از مواد اضافی درخواست کنید فاز ساخت و ساز؟ چرا؟
3. آیا در مورد معاملات مواد با تیم های دیگر مذاکره کردید؟ چگونه این روند برای شما کار کرد؟
4. اگر می توانستید به مطالبی متفاوت از موارد ارائه شده دسترسی داشته باشید ، تیم شما چه درخواست می کند؟ چرا؟
5. آیا فکر می کنید مهندسان مجبورند برنامه های اصلی خود را هنگام ساخت سیستم ها یا محصولات تطبیق دهند؟ چرا ممکن است؟
6. اگر مجبور باشید این کار را دوباره انجام دهید ، طراحی شما چگونه تغییر می کند؟ چرا؟
7. دیدید تیم های دیگر چه طرح یا روش هایی را امتحان کردند که فکر کردید خوب کار کرده است؟
8. فکر می کنید اگر تنها کار می کردید می توانستید این پروژه را راحت تر به پایان برسانید؟ توضیح…
9. چگونه ممکن است حداکثر ارتفاعی را که تربشه شما می تواند مارشمالو را راه اندازی کند اندازه بگیرید؟ امتحان کن
10. trebuchet در نبرد چه اشکال و مزیتی دارد؟

این درس را می توان در کمتر از 1 دوره کلاس برای دانش آموزان مسن انجام داد. با این حال ، برای کمک به دانش آموزان از احساس عجله و تضمین موفقیت دانش آموزان (به ویژه برای دانش آموزان جوان) ، این درس را به دو دوره تقسیم کنید و به دانشجویان فرصت بیشتری برای طوفان فکری ، آزمایش ایده ها و نهایی کردن طرح آنها دهید. تست و تست را در دوره کلاس بعدی انجام دهید.

• بازو: اساساً یک پرتو بلند بر روی یک محوری که مانند اهرمی برای پرتاب گلوله عمل می کند. 
• پایه: پشتیبانی از دستگاه را فراهم می کند. برای تحرک اغلب روی چرخ است.
• محدودیت ها: محدودیت های مربوط به مواد ، زمان ، اندازه تیم و غیره
• ضد وزن: وزنی که تعادلی را در برابر چیزی با وزن برابر ایجاد کند. این "نیرو" برای یک خزانه دار است. 
• Trebuchet ضد وزن: یک وزنه تعادل به انتهای کوتاه بازو ، نزدیک به محوری متصل است.
• ضوابط: شرایطی که طرح باید مانند اندازه کلی آن و غیره رعایت کند.
• مورد تأیید: مخترعین و مسئله گشایان جهان. XNUMX تخصص اصلی در مهندسی شناخته شده اند (اینفوگرافیک را ببینید).
• فرآیند طراحی مهندسی: مهندسان فرآیند برای حل مشکلات استفاده می کنند. 
• عادات مهندسی ذهن (EHM): شش روش منحصر به فرد که مهندسان فکر می کنند.
• استحکام: فشار دادن یا کشیدن روی یک شی. این می تواند باعث شتاب ، کند شدن سرعت ، ثابت ماندن یا تغییر شکل یک جسم شود. در یک خمره نیرو (وزنه مقابل) بسیار بیشتر از بار (پرتابه) است. 
• Fulcrum / Pivot Point: نقطه ای که یک اهرم بر روی آن قرار می گیرد یا پشتیبانی می شود و روی آن می چرخد. بر روی یک تخته سنگ ، تکیه گاه مستقیماً در وسط قرار نگرفته است ، همانطور که بر روی اره دیده می شود.
• تکرار: آزمایش و طراحی مجدد یک تکرار است. تکرار (تکرارهای متعدد).
• اهرم: یکی از شش نوع ماشین ساده. اهرم یک جسم صلب است که با نقطه متمرکز یا محوری برای افزایش میزان نیروی مکانیکی وارد شده به یک جسم استفاده می شود.
• مزیت مکانیکی: میزان کمکی که می توانید با استفاده از یک ماشین ساده دریافت کنید.
• محور: شافت یا سنجاق با انتهای نوک تیز که چیزی روی آن می چرخد.
• پرتابه: چیزی (به عنوان گلوله یا موشک) که مخصوصاً از سلاح پرتاب یا شلیک می شود. این "بار" یک خزانه دار است. 
• نمونه اولیه: یک مدل کاری از محلول مورد آزمایش.
• ماشین ساده: ترابوش یک وسیله پرتاب "با نیروی جاذبه" است که از چندین ماشین ساده تشکیل شده است.
• زنجیر: پرتابه را در انتهای بلند بازو در جای خود نگه می دارد.
• گشتاور: تمایل نیرو به چرخش یا پیچش.
• کشش Trebuchet: به افرادی که انتهای کوتاه بازو را با طناب پایین می کشند تکیه می کند.
• ترابوشt: نوع منجنیق که در قرون وسطی برای پرتاب گلوله های جنگی مورد استفاده قرار می گرفت.

اتصال به اینترنت

• Tribuchets Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Trebuchet

خواندن توصیه می شود

• طراحی ، ساخت و رقابت منجنیق با موتورهای پرتاب پرتابه باستان (شابک: 978-0977649709)
• مهندسی در جهان باستان ، نسخه اصلاح شده (شابک: 978-0520227828)

فعالیت نوشتن 

مقایسه و تضاد trebuchet و منجنیق.

تراز به چهارچوب برنامه درسی

توجه داشته باشید: برنامه های درسی در این مجموعه با یک یا چند مجموعه از استانداردهای زیر مطابقت دارد:  

• استانداردهای آموزش علوم ایالات متحده (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• استانداردهای علمی نسل بعدی ایالات متحده (http://www.nextgenscience.org/) 
• استانداردهای سواد فناوری انجمن بین المللی آموزش فناوری (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• اصول و معیارهای شورای ملی معلمان ریاضیات ریاضیات مدارس ایالات متحده (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• استانداردهای هسته هسته ای مشترک ایالات متحده برای ریاضیات (http://www.corestandards.org/Math)
• استانداردهای علوم کامپیوتر K-12 انجمن معلمان علوم کامپیوتر (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

استانداردهای ملی آموزش علوم کلاس K-4 (سنین 4 تا 9 سال)

استاندارد استاندارد A: علم به عنوان تحقیق

در نتیجه فعالیت ها ، همه دانش آموزان باید رشد کنند

• توانایی های لازم برای انجام تحقیقات علمی 

استاندارد B محتوا: علوم فیزیکی

در نتیجه فعالیت ها ، همه دانش آموزان باید درک درستی از آنها داشته باشند

• خصوصیات اشیا and و مواد 

استاندارد G محتوا: تاریخ و ماهیت علم

در نتیجه فعالیت ها ، همه دانش آموزان باید درک درستی از آنها داشته باشند

• علم به عنوان یک تلاش انسانی 

استانداردهای ملی آموزش علوم کلاس 5-8 (سن 10 - 14)

استاندارد استاندارد A: علم به عنوان تحقیق

در نتیجه فعالیت ها ، همه دانش آموزان باید رشد کنند

• توانایی های لازم برای انجام تحقیقات علمی 

استاندارد B محتوا: علوم فیزیکی

در نتیجه فعالیتهایشان ، همه دانش آموزان باید درک درستی از آنها داشته باشند

• حرکات و نیروها 

استاندارد G محتوا: تاریخ و ماهیت علم

در نتیجه فعالیت ها ، همه دانش آموزان باید درک درستی از آنها داشته باشند

• تاریخ علم 

استانداردهای ملی آموزش علوم پایه های 9-12 (سن 14-18)

استاندارد استاندارد A: علم به عنوان تحقیق

در نتیجه فعالیت ها ، همه دانش آموزان باید رشد کنند

• توانایی های لازم برای انجام تحقیقات علمی 

استاندارد B محتوا: علوم فیزیکی 

در نتیجه فعالیتهایشان ، همه دانش آموزان باید درک درستی از آنها داشته باشند

• حرکات و نیروها 

استاندارد G محتوا: تاریخ و ماهیت علم

در نتیجه فعالیت ها ، همه دانش آموزان باید درک درستی از آنها داشته باشند

• دیدگاه های تاریخی 

استانداردهای علوم نسل بعدی نمرات 3-5 (سنین 8-11)

حرکت و پایداری: نیروها و فعل و انفعالات

دانش آموزانی که درک درستی از خود نشان می دهند می توانند:

• 3-PS2-1. برای ارائه شواهدی از تأثیرات نیروهای متعادل و نامتعادل در حرکت یک جسم ، تحقیق و برنامه ریزی کنید. 

طراحی مهندسی 

دانش آموزانی که درک درستی از خود نشان می دهند می توانند:

• 3-5-ETS1-1. یک مسئله ساده طراحی را منعکس کننده یک نیاز یا خواسته تعریف کنید که شامل معیارهای مشخص شده برای موفقیت و محدودیت در مواد ، زمان یا هزینه باشد.
• 3-5-ETS1-2. تولید و مقایسه چندین راه حل ممکن برای یک مسئله بر اساس میزان مناسب بودن هریک از معیارها و محدودیت های مسئله.
• 3-5-ETS1-3. برنامه ریزی و انجام آزمایش های منصفانه که در آن متغیرها کنترل می شوند و نقاط شکست برای شناسایی جنبه های یک مدل یا نمونه اولیه قابل بهبود در نظر گرفته می شوند.

استانداردهای علوم نسل بعدی نمرات 6-8 (سنین 11-14)

طراحی مهندسی 

دانش آموزانی که درک درستی از خود نشان می دهند می توانند:

• MS-ETS1-1 معیارها و محدودیت های یک مسئله طراحی را با دقت کافی برای اطمینان از یک راه حل موفقیت آمیز ، با در نظر گرفتن اصول علمی مربوطه و تأثیرات احتمالی بر مردم و محیط طبیعی که ممکن است راه حل های محدود را محدود کند ، تعریف کنید.

اصول و استانداردهای ریاضیات مدرسه (سنین 11 تا 14 سال)

استاندارد اندازه گیری

-از تکنیک ها ، ابزارها و فرمول های مناسب برای تعیین اندازه گیری ها استفاده کنید. 

• حل مشکلات ساده شامل نرخ و اندازه گیری مشتق شده برای ویژگی هایی مانند سرعت و چگالی. 

اصول و استانداردهای ریاضیات مدرسه (سنین 14 تا 18 سال)

استاندارد اندازه گیری

- برای تعیین اندازه گیری ها از تکنیک ها ، ابزارها و فرمول های مناسب استفاده کنید.

• دقت ، دقت و خطای تقریبی را در موقعیت های اندازه گیری تجزیه و تحلیل کنید.

استانداردهای عمومی هسته اصلی برای ریاضیات مدارس کلاس 2-8 (7 تا 14 سال)

اندازه گیری و داده ها

• طول ها را در واحدهای استاندارد اندازه گیری و تخمین بزنید.
• ccss.math.content.2.md.a.1 طول یک شی را با انتخاب و استفاده از ابزارهای مناسب مانند خط کش ها ، معیارهای حیاط ، میله های اندازه گیری و نوارهای اندازه گیری اندازه بگیرید.
• ccss.math.content.2.md.a.3 طول ها را با استفاده از واحد اینچ ، فوت ، سانتی متر و متر تخمین بزنید.

استانداردهای سواد فناوری - همه اعصار

طرح

• استاندارد 8: دانش آموزان درک درستی از ویژگی های طراحی پیدا می کنند.
• استاندارد 9: دانش آموزان درک درستی از طراحی مهندسی خواهند داشت.
• استاندارد 10: دانش آموزان درک درستی از نقش عیب یابی ، تحقیق و توسعه ، اختراع و نوآوری و آزمایش در حل مسئله خواهند داشت.

• عربی (PDF)
• سواحیلی