Hoe't de rubber de dyk foldocht

Bouwmaterialen (foar elk team)

Fereaske materialen

• Papier
• Karton
• Klaai (5″ x 10″ x 2″ blok)
• Plastic messen of kid-feilich klaai snijwurk ark
• Potloden

Testmaterialen

• Wetter
• Mjitbeker en tút
• tape
• Ferdield bekken (as trije lytse konteners) foar testen en mjitten fan it wetter dat oan 'e boaiem en oan elke kant is sammele
• Treaddiepte mjitapparaat (kin in liniaal wêze, as in werklike treadmjitapparaat)

Materials

• Wetter
• Mjitbeker en tút
• tape
• Ferdield bekken (as trije lytse konteners) foar testen en mjitten fan it wetter dat oan 'e boaiem en oan elke kant is sammele
• Treaddiepte mjitapparaat (kin in liniaal wêze, as in werklike treadmjitapparaat)

Proses

Alle "treads" wurde dan hifke troch twa bekers wetter troch de skildere klaai te jitten. De learaar kin beslute om de testen te dwaan, in team fan testers oan te stellen, of learlingen tastean har eigen ûntwerpen te testen. Tink derom, de "tread" moat befeilige wurde mei tape op sawat in 25 graden hoeke, wat sil helpe om de tests fan alle teams konsekwinter te meitsjen.

Meitsje it wetter dat sammele is oan 'e ûnderkant fan' e kontener, lykas it wetter dat fan 'e rjochter en lofterkant sammele is om it persintaazje te bepalen dat oan' e kant fuortstutsen is. It trochjaan fan in tút kin helpe by it meitsjen fan de stream fan wetter op in snelheid sadat it net spat.

Learlingen hâlde de gegevens en mjittingen by op in studintewurkblêd, wylst de learaar ferantwurdlik is foar it útjaan fan it wetter om te soargjen foar earlike testen ûnder alle teams.

Design Challenge

Jo binne in team fan yngenieurs dy't de útdaging hawwe krigen om in unyk bânpatroan te ûntwikkeljen út klaai dat mear dan 50% fan ynkommende wetter nei de kanten fan 'e bân sil rûte om hydroplaning te foarkommen. As team moatte jo op syn minst 60% fan it "tread" oerflak bewarje, sadat de bân de dyk stevich kin gripe.

Kriteria

• Tire tread moat route oer 50% fan ynkommende wetter oan 'e kanten fan' e bân.
• Moat op syn minst 60% fan it tread oerflak behâlde.

Beperkingen

• Brûk allinich de levere materialen.

1. Brek klasse yn teams fan 2-3.
2. Diel it wurkblêd How the Rubber Meets the Road út, en ek wat blêden papier foar it sketsjen fan ûntwerpen.
3. Beprate de ûnderwerpen yn 'e seksje eftergrûnbegripen. Ynstruearje studinten om it paad te beskôgjen dat it wetter sil nimme, en ek hoe djip se yn 'e klaai moatte snije foar har testmodel. Se tekenje it ûntwerp earst op papier en drage it dan - mei in potlead - oer op in blok klaai.
4. Besykje it yngenieurûntwerpproses, ûntwerpútdaging, kritearia, beheiningen en materialen.
5. Jou elk team har materiaal.
6. Ferklearje dat studinten in unyk bânpatroan út klaai moatte snije of foarmje dy't mear as 50% fan ynkommende wetter nei de kanten fan 'e bân sil rûte om hydroplaning te foarkommen. Derneist kin minder dan 40% fan it oerflakmateriaal fuorthelle wurde om dit doel te berikken.
7. Meitsje de hoemannichte tiid oan dy't se hawwe om te ûntwerpen en te bouwen (1 oere oan te rieden).
8. Brûk in timer of in online stopwatch (count down funksje) om te soargjen dat jo op 'e tiid bliuwe. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Jou studinten regelmjittige "tiidkontrôles", sadat se op 'e taak bliuwe. As se wrakselje, stel dan fragen dy't har rapper liede ta in oplossing.
9. Studinten treffe en ûntwikkelje in plan foar har bântread. Learlingen snije dan it tread yn 'e klaai mei help fan plestik ynstruminten of kid-feilich klaai snijwurk ark.
   Foar jongere studinten kinne jo kieze om sels it snijwurk te dwaan, of miskien dizze les dwaan as in mienskiplik projekt mei in âldere klasse - gearwurkje - en de âldere studinten it snijwurk foar de jongere litte.
10. Studinteteams presintearje dan har plan oan 'e klasse, en ferklearje har foarsizzingen foar hoe't har ûntwerp sil wurkje. Se sille de djipte fan it nije tread presintearje en har hypoteze foar hoe effisjint har patroan wetter oan 'e kanten fan' e bân sil swipe om hydroplaning te foarkommen
11. Alle "treads" wurde dan hifke troch twa bekers wetter troch de skildere klaai te jitten. De learaar kin beslute om de testen te dwaan, in team fan testers oan te stellen, of learlingen tastean har eigen ûntwerpen te testen. Tink derom, de "tread" moat befeilige wurde mei tape op sawat in 25 graden hoeke, wat sil helpe om de tests fan alle teams konsekwinter te meitsjen. Meitsje it wetter dat sammele is oan 'e ûnderste kontener, lykas it wetter dat fan' e rjochter en lofterkant sammele is om it persintaazje te bepalen dat oan 'e kant fuortstutsen is. It trochjaan fan in tút kin helpe by it meitsjen fan de stream fan wetter op in snelheid sadat it net spat. Learlingen hâlde de gegevens en mjittingen by op in studintewurkblêd, wylst de learaar ferantwurdlik is foar it útjaan fan it wetter om te soargjen foar earlike testen ûnder alle teams.
12. As klasse beprate de fragen oer refleksje fan studinten.
13. Foar mear ynhâld oer it ûnderwerp, sjoch de seksje "Dieper graven".

Opsjonele aktiviteit foar útwreiding 

• Besykje in pleatslike bandenwinkel as klasse en ferkenne de ferskate banden en tapassingen. Lit de winkel it belang fan bandendruk útlizze oangeande feiligens en prestaasjes.
• Organisearje in tracing-ûnderfining, wêrby't de learaar as folwoeksen frijwilligers ferskate bandentreads trace om te sjen yn 'e klasse.

Student Reflection (yngenieursboek)

1. Hawwe jo it slagge om in "tread" te meitsjen dy't mear as 50% fan ynkommende wetter nei de kanten fan 'e bân koe rûte om hydroplaning te foarkommen?
2. As jo ​​it doel net berikke, wat soe jo team dan oars dien hawwe?
3. Hoe ferskille jo foarsizzings foar jo treadprestaasjes fan jo werklike resultaten?
4. Hawwe jo jo "tread" mear as ien kear testen? As dat sa is, hoe tinke jo dat it gemiddelde fan jo testscores jo algemiene resultaten beynfloede?
5. Wat wie it wichtichste ûntwerp oars fan jo "tread" yn ferliking mei dy fan 'e oare studinteteams?
6. Beskriuw in eigenskip fan 'trap' fan in oar team dat jo tochten foaral ynventyf wie. Wêrom?
7. Hokker ynfloed tinke jo dat de djipte fan it patroan hat op 'e útkomst fan jo teams.
8. Tinke jo dat jo dit projekt makliker hawwe kinnen hawwe foltôge as jo allinich wurken? Ferklearje…
9. Hoe tinke jo dat yngenieurs de ûntwerpen fan banden yn 'e echte wrâld testen? Beskôgje kompjûters, testriden en oare opsjes. En beprate ek hoe't it meitsjen fan in prototype nuttich wêze kin, of miskien net.

De les kin yn mar 1 lesperioade dien wurde foar âldere studinten. Om studinten lykwols te helpen har te fielen en te soargjen foar sukses fan studinten (spesjaal foar jongere studinten), splitst de les yn twa perioaden, wêrtroch studinten mear tiid hawwe om te brainstormen, ideeën te testen en har ûntwerp te finalisearjen. Doch it testen en debrief yn 'e folgjende lesperioade.

Wêrom Tread Matters

Tire tread is kritysk foar de feilige wurking fan in auto, motorfyts, of fyts. Yngenieurs ûntwerpe bannen tread om in lykwicht te berikken tusken feiligens, komfort, lûd, trilling en sterkte. D'r binne in protte faktoaren om te beskôgjen yn bânûntwerp, ynklusyf brûkte materialen. Yn dizze les sille wy nau rjochtsje op it treadûntwerp.

Yngenieurs wurkje yn teams om te kommen mei ûntwerp foar tread (as de patroanen fan grooves oan 'e bûtenkant fan' e bân) dat sil hawwe top traksje. De banden moatte fêsthâlde oan de stoep of dyk oerflak yn in ferskaat oan waar en dyk oerflak omstannichheden. Se moatte de dyk gripe as in auto draait of fluch komt te stopjen.

In wichtich aspekt fan tread design is hoe't de bân triuwt wetter fuort fan 'e bân, sadat mear fan' e bân oerflak is oanreitsjen fan de dyk en net hydroplaning. Hydroplaning is as in laach wetter it slagget om tusken de bân en de dyk te kommen - it wetter kin de auto eins fan 'e dyk triuwe, wat liedt ta ferlies fan kontrôle en mooglike ûngelokken. Guon yngenieurs ûntwikkelje treadûntwerpen mei sintrumkanalen en v-foarmige groeven om wetter út 'e rêch en kanten fan' e bân te spoelen. Mar it oanbod fan foarmen en patroanen fan mooglike ûntwerpen binne echt limitless.

Yngenieurs brûke dan in ferskaat oan ark foar it ûntwerpen en testen fan bânûntwerp, ynklusyf kompjûterprogramma's wêrmei't se praktysk patroanen yn 'e bân kinne snije en dan tests útfiere yn firtuele reinbuien of sniestoarmen. Se testen úteinlik ek echte bannen yn allerhanne echte waarsomstannichheden.

Tire Tread testen

Foar in famyljeauto of frachtwein is it wichtich om de djipte fan 'e tread faak te kontrolearjen. Sels it bêste konstruearre treadûntwerp wurdt minder effektyf as de bân slijtage ûnderfynt. Tools foar mjitting fan banden tread djipte binne in wichtich ark om feiligens te mjitten. Guon minsken brûke in munt foar dizze taak. Koartlyn binne bandenfabrikanten begon te bouwen yn yndikatoaren foar treadwearde, sadat konsuminten fluch kinne sjen as se de bân moatte ferfange. Dizze yndikatoaren kinne lykje op lytse ferhege seksjes (op sawat 1.6 mm as 1/16 ″) dy't oan 'e ûnderkant te finen binne op' e djipste bângroeven. As dizze lykje te wêzen sels mei de bûtenkant fan 'e bân, is it tiid om nije bannen te krijen!

Internet Connections

1. 1. • Center Library of Tire Treads
      • Pep Boys Tire Tread Types

Recommended Reading

1. 1. • Tire and Wheel Technology (ISBN: 0768003717)
      • In rubberband (hoe't it makke is) (ISBN: 0836862953)

Skriuwaktiviteit

Skriuw in essay as in paragraaf oer hoe't materiaalwittenskip en technyk de lêste hûndert jier de prestaasjes fan bannen hat beynfloede.

Rjochting op kurrikulumkaders 

Noat: Lesplannen yn dizze searje binne ôfstimd op ien of mear fan 'e folgjende sets standerts:

1. 1. • S. Standertnormen foar wittenskip (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
      • S. Science Standards foar de folgjende generaasje (http://www.nextgenscience.org/)
      • Standards foar International Technology Education Association foar technologyske geletterdheid (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
      • S. Prinsipes en noarmen foar leararen fan wiskunde foar skoalwiskunde (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
      • S. Common Core State Standards for Mathematics (http://www.corestandards.org/Math)
      • Computer Science Science Teachers Association K-12 Computer Science Standards (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Nasjonale standerts foar wittenskiplike opliedings Graden K-4 (leeftyd 4 - 9)

Ynhâld STANDARD A: Wittenskip as ûndersiik

As resultaat fan aktiviteiten moatte alle studinten har ûntwikkelje

1. 1. • Ynsjoch yn wittenskiplik ûndersyk

INHOUDSTANDAARD B: Fysike wittenskip

As resultaat fan 'e aktiviteiten moatte alle studinten in begryp ûntwikkelje fan

1. 1. • Eigenskippen fan objekten en materialen

CONTENT STANDARD E: Wittenskip en technology

As resultaat fan aktiviteiten moatte alle studinten har ûntwikkelje

1. 1. • Fermogen fan technologyske ûntwerp

INHOUDSTANDAARD F: Wittenskip yn persoanlike en sosjale perspektiven

As resultaat fan aktiviteiten moatte alle studinten begripe ûntwikkelje fan

1. 1. • Wittenskip en technology yn lokale útdagings

INHOUD STANDAARD G: Skiednis en natuer fan wittenskip

As resultaat fan aktiviteiten moatte alle studinten begripe ûntwikkelje fan

1. 1. • Wittenskip as minsklik stribjen

Nasjonale standerts foar wittenskiplike opliedings Graden 5-8 (leeftyd 10 - 14)

Ynhâld STANDARD A: Wittenskip as ûndersiik

As resultaat fan aktiviteiten moatte alle studinten har ûntwikkelje

1. 1. • Begripen oer wittenskiplik ûndersyk

INHOUDSTANDAARD B: Fysike wittenskip

As resultaat fan har aktiviteiten moatte alle studinten in begryp ûntwikkelje fan

1. 1. • Eigenskippen en feroaringen fan eigenskippen yn matearje
      • Moasjes en krêften

CONTENT STANDARD E: Wittenskip en technology

As resultaat fan aktiviteiten yn klassen 5-8 moatte alle studinten har ûntwikkelje

1. 1. • Fermogen fan technologyske ûntwerp
      • Begripen oer wittenskip en technology

INHOUDSTANDAARD F: Wittenskip yn persoanlike en sosjale perspektiven

As resultaat fan aktiviteiten moatte alle studinten begripe ûntwikkelje fan

1. 1. • Natuerlike gefaren
      • Risiko's en foardielen
      • Wittenskip en technology yn 'e maatskippij

Nasjonale standerts foar wittenskiplike opliedings Graden 9-12 (leeftyd 14-18)

INHOUD STANDAARD A: Wittenskip as ûndersiik

As resultaat fan aktiviteiten moatte alle studinten har ûntwikkelje

1. 1. • Fermogen nedich om wittenskiplik ûndersyk te dwaan

Ynhâld STANDARD B: Physical Science

As resultaat fan har aktiviteiten moatte alle studinten begripe ûntwikkelje fan

1. 1. • Moasjes en krêften
      • Ynteraksjes fan enerzjy en matearje

CONTENT STANDARD E: Wittenskip en technology

As resultaat fan aktiviteiten moatte alle studinten har ûntwikkelje

1. 1. • Fermogen fan technologyske ûntwerp
      • Begripen oer wittenskip en technology

INHOUDSTANDAARD F: Wittenskip yn persoanlike en sosjale perspektiven

As resultaat fan aktiviteiten moatte alle studinten begripe ûntwikkelje fan

1. 1. • Wittenskip en technology yn lokale, nasjonale en wrâldwide útdagings

Science Standards foar de folgjende generaasje graad 3-5 (leeftyd 8-11)

Engineering Design

Studinten dy't begryp demonstrearje kinne:

1. 1. • 3-5-ETS1-1 Definearje in ienfâldich ûntwerpprobleem dat reflekteart op in ferlet of in ferlet dat oantsjutte kritearia befettet foar sukses en beheiningen op materialen, tiid of kosten.
      • 3-5-ETS1-2.Generearje en fergelykje meardere mooglike oplossings foar in probleem basearre op hoe goed elk wierskynlik foldocht oan de kritearia en beheiningen fan it probleem.
      • 3-5-ETS1-3.Plan en útfiere earlike tests wêryn fariabelen wurde kontroleare en faalpunten wurde beskôge om aspekten fan in model of prototype te identifisearjen dat kinne wurde ferbettere.

Science Standards foar de folgjende generaasje graad 6-8 (leeftyd 11-14)

Engineering Design

Studinten dy't begryp demonstrearje kinne:

1. 1. • MS-ETS1-1 Definearje de kritearia en beheiningen fan in ûntwerpprobleem mei foldwaande presyzje om in suksesfolle oplossing te garandearjen, mei rekkening fan relevante wittenskiplike prinsipes en potinsjele effekten op minsken en de natuerlike omjouwing dy't mooglike oplossingen kinne beheine.
      • MS-ETS1-2 Evaluearje konkurrearjende ûntwerplösings mei in systematysk proses om te bepalen hoe goed se foldogge oan de kritearia en beheiningen fan it probleem.

Noarmen foar technologyske geletterdheid - Alle leeftiden

De natuer fan technology

1. 1. • Standert 3: Studinten sille in begryp ûntwikkelje fan 'e relaasjes tusken technologyen en de ferbiningen tusken technology en oare stúdzjerjochten.

Technology en maatskippij

1. 1. • Standert 7: Studinten sille in begrip ûntwikkelje fan 'e ynfloed fan technology op skiednis.

Prinsipes en noarmen foar skoallewiskunde (leeftyd 6 - 18)

Standert foar gegevensanalyse en kâns

Ynstruksjeprogramma's fanôf pjutteboartersplak oant klasse 12 moatte alle studinten ynskeakelje om:

1. 1. • formulearje fragen dy't kinne wurde oanpakt mei gegevens en sammelje, organisearje en werjaan relevante gegevens om se te beantwurdzjen.
      • konklúzjes en foarsizzingen ûntwikkelje en evaluearje dy't basearre binne op gegevens.

Common Core State Standards for School Mathematics Grades 3-14 (age 8-10)

Mjitting en gegevens

1. 1. • Oplos problemen mei mjitting en skatting.
      • Math.Ynhâld.3.MD.A.2Meitsje en skatte floeibere voluminten en massa's fan objekten mei standert ienheden fan gram (g), kilogram (kg) en liter (l) .1 Telle, subtraksje, fermannichfâldigje of diele om ien-stap wurdproblemen op te lossen wêrby't massa's of dielen binne dy't wurde yn deselde ienheden jûn, bygelyks troch tekeningen te brûken (lykas in beker mei in mjitskaal) om it probleem foar te stellen
      • Begripe ferhâldingskonsepten en brûk ferhâldingsredenen om problemen op te lossen.
      • Math.Content.6.RP.A.3cFyn in persint fan in kwantiteit as in taryf per 100 (bgl. 30% fan in kwantiteit betsjuttet 30/100 kear de kwantiteit); problemen oplosse wêrby't it finen fan it gehiel, jûn in diel en it persintaazje.

Noarmen foar technologyske geletterdheid - Alle leeftiden

Ûntwerp

1. 1. • Standert 9: Studinten sille in begrip ûntwikkelje fan yngenieurûntwerp.
      • Standert 10: Studinten sille in begrip ûntwikkelje fan 'e rol fan probleemoplossing, ûndersyk en ûntwikkeling, útfining en ynnovaasje, en eksperimintearjen yn probleemoplossing.

Fermogen foar in technologyske wrâld

1. 1. • Standert 11: Studinten sille kapasiteiten ûntwikkelje om it ûntwerpproses ta te passen.
      • Standert 13: Studinten sille feardigens ûntwikkelje om de ynfloed fan produkten en systemen te beoardieljen.

De ûntworpen wrâld

1. 1. • Standert 18: Studinten sille in ferstân ûntwikkelje fan en transporttechnologyen kinne selektearje en brûke.

Jo binne in team fan yngenieurs dy't de útdaging hawwe krigen om in unyk bânpatroan te ûntwikkeljen út klaai dat mear dan 50% fan ynkommende wetter nei de kanten fan 'e bân sil rûte om hydroplaning te foarkommen. As team moatte jo op syn minst 60% fan it oerflak fan 'e "tread" bewarje, sadat de bân de dyk stevich kin gripe.

Step 1: Moetsje as in team en beprate it probleem dat jo moatte oplosse. Dan ûntwikkelje en iens oer in patroan dat jo sille brûke foar jo tread. Jo kinne elk mei in ienfâldich idee komme, en selektearje dan de bêste aspekten fan elk ûntwerp om in groeppatroan te ûntwikkeljen. Tekenje it patroan yn it fak hjirûnder, en wês der wis fan dat jo net allinich de foarm fan 'e groeven oanjaan, mar ek hoe djip jo groeven sille wurde útsnien yn' e "bân".

Step 2: Oerstapje it ûntwerp fan jo team nei it klaaiblok mei in potlead.

Step 3: Snij jo ûntwerpplan yn it oan jo levere klaaiblok, mei plestik gebrûksfoarwerpen of bernfeilige klaai-ark.

Step 4: Brûk de tabel hjirûnder om te foarsizzen hoe't jo tread sil prestearje yn 'e wettertest.

Step 5: As groep, presintearje it plan fan jo yngenieurteams oan 'e klasse. Ferklearje wêrom't jo it patter hawwe keazen dat jo dien hawwe, en ferklearje wat jo tinke sil barre as jo jo ûntwerp testen. Wês spesifyk en antisipearje it persintaazje wetter dat sil einigje streamt nei de lofter en rjochts konteners ynstee fan streamend rjocht troch nei de boaiem container. Ek ferklearje hoe't jo besletten op 'e djipte fan' e grooves en oft se binne in konsekwint djipte hiele ûntwerp.

Step 6:  Testtiid! Jo learaar sil in teststasjon foar de treads ynsteld hawwe. Jo learaar sil beslute as jo jo eigen treads testje, of as in team fan "testers" sil wurde beneamd om it wurk te dwaan. De testers sille wetter troch de boppekant fan 'e bân jitte en dan sille jo mjitte en opnimme hoefolle wetter úteinlik nei de lofter of rjochter kontener skood waard yn tsjinstelling ta it sammele yn' e ûnderste kontener. Jo tire "tread" wurdt holden mei tape op likernôch 25 graden hoeke, sadat de stream fan wetter sil wêze konsekwint fan team nei team. Meitsje it wetter dat sammele is oan 'e ûnderkant fan' e kontener, lykas it wetter dat fan 'e rjochter en lofterkant sammele is om it persintaazje te bepalen dat oan' e kant fuortstutsen is.

Step 7:  Markearje jo resultaten yn it fak hjirûnder. Jo kinne jo test oant trije probearje as jo de resultaten net krigen hawwe dy't jo woene by de earste poging - mar jo moatte jo resultaten gemiddelde hawwe. Omfetsje sawol de werklike hoemannichten wetter sammele as it persintaazje fan alle wetter foar elke kontener.

Step 8:  Folje de folgjende evaluaasje-/refleksjefragen yn en presintearje jo befinings oan 'e klasse.

1. 1. 1. Hawwe jo it slagge om in "tread" te meitsjen dy't mear as 50% fan ynkommende wetter nei de kanten fan 'e bân koe rûte om hydroplaning te foarkommen?

1. 1. 2. As jo ​​it doel net berikke, wat soe jo team dan oars dien hawwe?

1. 1. 3. Hoe ferskille jo foarsizzings foar jo treadprestaasjes fan jo werklike resultaten?

1. 1. 4. Hawwe jo jo "tread" mear as ien kear testen? As dat sa is, hoe tinke jo dat it gemiddelde fan jo testscores jo algemiene resultaten beynfloede?

1. 1. 5. Wat wie it wichtichste ûntwerp oars fan jo "tread" yn ferliking mei dy fan 'e oare studinteteams?

1. 1. 6. Beskriuw in eigenskip fan 'trap' fan in oar team dat jo tochten foaral ynventyf wie. Wêrom?

1. 1. 7. Hokker ynfloed tinke jo dat de djipte fan it patroan hat op 'e útkomst fan jo teams.

1. 1. 8. Tinke jo dat jo dit projekt makliker hawwe kinnen hawwe foltôge as jo allinich wurken? Ferklearje…

1. 1. 9. Hoe tinke jo dat yngenieurs de ûntwerpen fan banden yn 'e echte wrâld testen? Beskôgje kompjûters, testriden en oare opsjes. En beprate ek hoe't it meitsjen fan in prototype nuttich wêze kin, of miskien net.