Клиперски креации

Изградба на материјали

Потребни материјали

• Листови од табла од пена
• Лента со шкотски
• лепак
• Четки за заби
• Секач за кутии

Моделни компоненти

• Долна машина за сечење
• Врвна машина за сечење
• Рачна рачка за ракување со машина за сечење
• Дел од молив за да служи како вратило
• Клин за табла за пена до крајот каде што се собираат таблите за сечење (претходно исечени од наставникот)
• Дво-дебела потпора за рачка
• 8 рабови на клипер (претставуваат рабови на вистинска машина за сечење)
• 10 чепкалки за заби за да формираат краеви на вратило со молив

Однапред, наставникот треба да отсече табла од пена според дијаграмот подолу, обезбедувајќи им на учениците претходно исечени форми. Студентите потоа собираат мали делови на големи делови обезбедени со лепак. Оставете го лепилото да се исуши. Следниот ден или час, учениците треба да го соберат моделот на машина за сечење со лента на работ на дното и горната даска. Лизгајте чепкалки низ дупките во моливчето или залепете ги на моливчето.

материјали

• Модели за сечење нокти

Процесот на

• Студентите ги тестираат своите модели за сечење нокти со помош на нив за да симулираат сечење нокти

Дизајн предизвик

Вие сте тим инженери со оглед на предизвикот да изградите работен модел на сет ножици за нокти користејќи ги обезбедените материјали. Откако ќе го завршите моделот, тестирајте го вашиот дизајн за да симулирате сечење на ноктите.

Следно, ќе имате предизвик да смислите план користејќи едноставни машини за да преместите телефонски именик од едната страна на училницата на друга без да ја допирате книгата. Мора да користите барем една едноставна машина во вашето решение ... но може да користите онолку колку што сакате.

Критериуми

• Следете ги инструкциите наведени на работниот лист за ученици за да го изградите моделот

Ограничувања

• Користете ги само дадените материјали

1. Пауза од часови во тимови од 2.
2. Распредели го работниот лист Clipper Creations.
3. Дискутирајте за темите во делот Позадни концепти. Означете ги типовите едноставни машини, посветувајќи големо внимание на „рачката“. Научете ги учениците да го користат работниот лист за ученици како водич за составување на нивните модели за сечење нокти.
4. Прегледајте го процесот на инженерско дизајнирање, предизвик за дизајн, критериуми, ограничувања и материјали.
5. Обезбедете им на секој тим свои материјали.
6. Објаснете дека учениците мора да изградат работен модел на сет на ножици за нокти.
7. Најавете го времето што треба да го изградат (се препорачува 1 час).
8. Користете тајмер или он-лајн стоперка (одбројување одлика) за да се осигурате дека ќе бидете навреме. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Дајте им редовни „проверки на времето“ на студентите за да останат на задачата. Ако се борат, поставете прашања што побрзо ќе ги доведат до решение.
9. Студентите се среќаваат и ги градат своите модели користејќи ги инструкциите и дијаграмите прикажани во работниот лист за ученици
10. Екипите ги градат своите дизајни.
11. Тимовите ги тестираат своите дизајни со тоа што симулираат како секачот на нокти ќе им ги исече ноктите.
12. По завршувањето на изградбата на моделот, упатете ги тимовите на ученици да изготват план со помош на едноставни машини за преместување на телефонскиот именик од едната страна на училницата на другата, без да ја допирате книгата. Тие мора да користат барем една едноставна машина во нивното решение ... но можат да користат многу како што сакаат. Тие треба да го скицираат својот план.
13. Како час, дискутирајте ги прашањата за рефлексија на ученикот.
14. За повеќе содржини на темата, видете во делот „Копање подлабоко“.

Рефлексија на студентите (тетратка за инженеринг)

1. Кој беше најефективниот дел од вашиот дизајн - делот што функционираше според планираното?
2. Кој беше најмалку ефективниот дел од вашиот дизајн - делот што предизвика најмногу проблеми или не функционираше како што сте планирале?
3. Кога би можеле да го повторите вашиот оригинален план, што би промениле?
4. Дали мислите дека инженерите треба да дизајнираат и редизајнираат и редизајнираат за да дојдат до најдобриот производ или процес? Наведете пример за производ или процес што се променил со текот на времето (како телефони или авиони).

Лекцијата може да се заврши во период од само 1 час за постари ученици. Сепак, за да им помогнете на студентите да се почувствуваат избрзани и да обезбедат успех на студентите (особено за помладите ученици), поделете ја лекцијата во два периоди, давајќи им на студентите повеќе време за бура на идеи, тест идеи и финализирање на нивниот дизајн. Спроведете тестирање и дебрифија во следниот час.

Ресурс за наставници

Обично, машините се наменети да ја намалат количината на сила потребна за движење на објект. Но, во тој процес, растојанието се зголемува. Рампа за столче со тркала е лесно визуелизиран пример за оваа врска. Додека количината на напор и сила е намалена (сила), вистинското растојание е значително зголемено. Затоа, обемот на вистинската работа е ист. Додека типичната примена на машините е да се намалат напорите или силата, постојат важни примени на машини каде што тоа не е предност - тоа е силата не се намалува, или всушност има намалување на предноста - односно се зголемува силата. Најдобар пример за машина што не дава никаква предност е едноставна или единечна макара. Една макара само ја менува насоката на силата на напор. Пример е повлекување на завесата.

Прибор за нокти се пример за држела. Силата што се нанесува на рачката на машините за стегање ги притиска сечилата на машините за сечење, така што сечилата го допираат и исекуваат ноктот. Во машина за нокти, потпирачот е стожерниот спој помеѓу двата дела на машинката.

Вовед во едноставни машини

Едноставните машини се „едноставни“ бидејќи повеќето имаат само еден подвижен дел. Кога ги спојувате едноставните машини, добивате сложена машина, како косилка за трева, автомобил, дури и електричен трим за коса за нос! Запомнете, машина е секој уред што ја олеснува работата. Во науката, „работа“ значи да се направи нешто да се движи. Важно е да знаете дека кога користите едноставна машина, всушност извршувате иста количина на работа - се чини дека е полесно. Едноставна машина го намалува напорот потребен за да се придвижи нешто, но вие завршувате со поместување на поголема далечина за да постигнете иста количина на работа. Затоа запомнете, постои размена на енергија кога користите едноставни машини.

Обично, машините се наменети да ја намалат количината на сила потребна за движење на објект. Но, во тој процес, растојанието се зголемува. Рампа за столче со тркала е лесно визуелизиран пример за оваа врска. Додека количината на напор и сила е намалена (сила), вистинското растојание е значително зголемено. Затоа, обемот на вистинската работа е ист. Додека типичната примена на машините е да се намалат напорите или силата, постојат важни примени на машини каде што тоа не е предност - тоа е силата не се намалува, или всушност има намалување на предноста - односно се зголемува силата. Најдобар пример за машина што не дава никаква предност е едноставна или единечна макара. Една макара само ја менува насоката на силата на напор. Пример е повлекување на завесата.

Прибор за нокти се пример за држела. Силата што се нанесува на рачката на машините за стегање ги притиска сечилата на машините за сечење, така што сечилата го допираат и исекуваат ноктот. Во машина за нокти, потпирачот е стожерниот спој помеѓу двата дела на машинката.

Видови едноставни машини

Постојат четири типа на едноставни машини кои ја формираат основата за сите механички машини:

Лост

Обидете се да извлечете навистина тврдоглав плевел од земјата. Користејќи само голи раце, можеби е тешко, па дури и болно. Меѓутоа, со алатка, како рачна лопата, би требало да ја добиете битката. Секоја алатка што испушта нешто лабаво е лост. Рачката е рака што „се врти“ (или се врти) против „потпора“ (или точка). Помислете на крајот од канџите на чеканот што го користите за да ги распуштите ноктите. Тоа е лост. Тоа е закривена рака што се потпира на точка на површина. Додека ја ротирате закривената рака, тој го пробива лакот од површината. И тоа е напорна работа! Постојат три вида лостови:

• Рачка од прва класа - Кога потпирачот лежи помеѓу силата и рачката на рачката, рачката се опишува како рачка од прва класа. Всушност, многумина од нас се запознаени со овој тип на лост. Тоа е класичен пример за растурање-или машинка за нокти.
• Лост од втора класа - Во рачката од втора класа, товарната рака лежи помеѓу потпорната точка и силата. Добар пример за ваков вид лост е количката.
• Лост од трета класа - Во оваа класа на држела, силата на рацете лежи помеѓу потпорната точка и рачката на товарот. Заради овој аранжман, потребна е релативно голема сила за поместување на товарот. Ова се компензира со фактот дека е можно да се произведе движење на товарот на долго растојание со релативно мало движење на силата на раката. Помислете на риболов!

Наклонет авион

Авион е рамна површина. На пример, мазната табла е рамнина. Сега, ако авионот лежи рамно на земја, веројатно нема да ви помогне да работите. Меѓутоа, кога таа рамнина е наклонета или закосена, тоа може да ви помогне да преместувате предмети на растојанија. И, тоа е работа! Честа наклонета рамнина е рампа. Подигнувањето тешка кутија на приклучокот за полнење е многу полесно ако ја лизнете кутијата нагоре преку рампа - едноставна машина.

клин

• Наместо да ја користите мазната страна на наклонетата рамнина, можете да ги користите и зашилените рабови за да извршувате други видови на работа. На пример, можете да го користите работ за да ги раздвоите работите. Потоа, наклонетата рамнина е клин. Значи, клин е всушност еден вид наклонет авион. Секира е клин. Помислете на работ на сечилото. Тоа е работ на мазната закосена површина. Тоа е клин!

завртки

• Сега, земете наклонет авион и завиткајте го околу цилиндар. Неговиот остар раб станува уште една едноставна алатка: завртката. Ставете метална завртка покрај рампата и тешко е да се видат сличностите, но завртката е всушност само уште еден вид наклонета рамнина. Како ви помага завртката да работи? Секој пресврт на метална завртка ви помага да преместите парче метал низ дрвен простор.

Тркало и оска

Тркало е кружен диск прикачен на централната прачка, наречена оска. Воланот на автомобилот е тркало и оска. Делот на кој ги ставаме рацете и применуваме сила (вртежен момент) се нарекува тркало, кое ја врти помалата оска. Шрафцигерот е уште еден пример за тркалото и оската. Олабавување на цврста завртка со голи раце може да биде невозможно. Густата рачка е тркалото, а металната осовина е оската. Колку е поголема рачката, потребна е помала сила за да се сврти завртката.

Макара

Наместо оска, тркалото може да ротира и јаже или кабел. Оваа варијација на тркалото и оската е макара. Во макара, кабел се обвиткува околу тркало. Како што тркалото се врти, кабелот се движи во која било насока. Сега, закачете кука на кабелот и можете да ја користите ротацијата на тркалото за да кревате и спуштате предмети. На бандера, на пример, јаже е прикачено на макара. На јажето, обично има две куки. Кабелот ротира околу макарата и ги спушта куките каде што можете да го закачите знамето. Потоа, свртете го кабелот и знамето се крева високо на столбот.

Препорачано четиво

• Правење механички чуда во дрво (ISBN: 978-1626548862)
• Научни експерименти со едноставни машини (научни експерименти) од Сали Нанкивел-Астон, Дороти acksексон (ISBN: 978-0531154458)

Активност за пишување

Идентификувајте примери за други дизајни на ножици за нокти. Напишете есеј (или став во зависност од возраста) за тоа како се разликуваат дизајните и како различните дизајни можат да влијаат на функцијата на машинката.

Усогласување со рамки на наставните програми

Забелешка: Сите планови за часови во оваа серија се усогласени со Национални стандарди за образование во наука кои беа произведени од  Национален совет за истражување и одобрен од Националната асоцијација на наставници по наука, и доколку е применливо, исто така, на Стандардите за меѓународна технолошка асоцијација за технолошка писменост или Националниот совет на наставници по математички принципи и стандарди за училишна математика.

Национални стандарди за образование во наука Оценки К-4 (возраст 4 - 9) 

СТАНДАРД СОДРИНА А: Наука како истражување

Како резултат на активности, сите ученици треба да се развиваат

• Способности неопходни за вршење на научни истражувања
• Разбирање за научни истражувања

СТАНДАРД СОДРИНА Е: Наука и технологија

Како резултат на активности, сите ученици треба да се развиваат

• Способности на технолошки дизајн

СТАНДАРД СОДРИНА Ф: Наука во лични и социјални перспективи

Како резултат на активности, сите ученици треба да развијат разбирање за

• Наука и технологија во локалните предизвици

СТАНДАРД СОДРИНА Г: Историја и природа на науката

Како резултат на активности, сите ученици треба да развијат разбирање за

• Науката како човечки потфат

Национални стандарди за образование во наука Одделение 5-8 (возраст од 10 до 14 години) 

СТАНДАРД СОДРИНА А: Наука како истражување

Како резултат на активности, сите ученици треба да се развиваат

• Способности неопходни за вршење на научни истражувања
• Разбирање за научни истражувања

СТАНДАРД СОДРИНА Е: Наука и технологија

Како резултат на активности во 5-8 одделение, сите ученици треба да се развиваат

• Способности на технолошки дизајн
• Разбирање за науката и технологијата

СТАНДАРД СОДРИНА Ф: Наука во лични и социјални перспективи

Како резултат на активности, сите ученици треба да развијат разбирање за

• Ризици и придобивки
• Наука и технологија во општеството

СТАНДАРД СОДРИНА Г: Историја и природа на науката

Како резултат на активности, сите ученици треба да развијат разбирање за

• Науката како човечки потфат
• Историја на науката

Национални стандарди за образование во наука Одделение 9-12 (возраст од 14-18)

СТАНДАРД СОДРИНА А: Наука како истражување

Како резултат на активности, сите ученици треба да се развиваат

• Способности неопходни за вршење на научни истражувања
• Разбирање за научни истражувања

СТАНДАРД СОДРИНА Е: Наука и технологија

Како резултат на активности, сите ученици треба да се развиваат

• Способности на технолошки дизајн
• Разбирање за науката и технологијата 

СТАНДАРД СОДРИНА Ф: Наука во лични и социјални перспективи

Како резултат на активности, сите ученици треба да развијат разбирање за

• Лично здравје и здравје во заедницата
• Наука и технологија во локални, национални и глобални предизвици

СТАНДАРД СОДРИНА Г: Историја и природа на науката

Како резултат на активности, сите ученици треба да развијат разбирање за

• Природа на научното знаење
• Историски перспективи

Стандарди за технолошка писменост - сите векови

Природата на технологијата

• Стандард 1: Студентите ќе развијат разбирање за карактеристиките и обемот на технологијата.

Технологија и општество

• Стандард 4: Студентите ќе развијат разбирање за културните, социјалните, економските и политичките ефекти на технологијата.
• Стандард 6: Студентите ќе развијат разбирање за улогата на општеството во развојот и употребата на технологијата.
• Стандард 7: Студентите ќе развијат разбирање за влијанието на технологијата врз историјата.

дизајн

• Стандард 8: Студентите ќе развијат разбирање за атрибутите на дизајнот.
• Стандард 9: Студентите ќе развијат разбирање за инженерскиот дизајн.
• Стандард 10: Студентите ќе развијат разбирање за улогата на смена на проблеми, истражување и развој, пронајдоци и иновации и експериментирање во решавање проблеми.

Способности за технолошки свет

• Стандард 13: Студентите ќе развијат способности за проценка на влијанието на производите и системите. 

Дизајнираниот свет

Стандард 17: Студентите ќе развијат разбирање за и ќе можат да изберат и да користат информатички и комуникациски технологии.

Изградете модел на машина за нокти

Список на материјали

• табла за пена
• лента за скокање
• чепкалки за заби

Делови од моделот

• Долна машина за сечење
• Врвна машина за сечење
• Рачна рачка за ракување со машина за сечење
• Дел од молив за да служи како вратило
• Клин за табла за пена до крајот каде што се собираат таблите за сечење (пресечено од наставникот)
• Дво-дебела потпора за рачка
• 8 рабови на клипер (претставуваат рабови на вистинска машина за сечење)
• 10 чепкалки за заби за да формираат краеви на вратило со молив

инструкции

Работете во тимови, испитајте ја следнава илустрација и соберете мали делови на големи делови обезбедени со лепак. Оставете го лепилото да се исуши. Следно, соберете го моделот на клипер со лента на работ на дното и горната даска. Лизгајте чепкалки низ дупките во моливчето или залепете ги на моливчето. Тестирајте ги машините за сечење машини!

Вие сте инженер! Работете во тим и осмислете план со помош на едноставни машини за да преместите телефонски именик од едната страна на училницата на другата, без да ја допирате книгата. Мора да користите барем една едноставна машина во вашето решение ... но може да користите многу ако сакате.

Чекор еден:

Нацртајте ја машината или решението на вашиот тим во полето подолу.

Чекор два:

Пробајте го планот на вашиот тим и видете дали функционира!

Прашања:

1. Кој беше најефективниот дел од вашиот дизајн - делот што функционираше според планираното?

2. Кој беше најмалку ефективниот дел од вашиот дизајн - делот што предизвика најмногу проблеми или не функционираше како што сте планирале?

3. Кога би можеле да го повторите вашиот оригинален план, што би промениле?

4. Дали мислите дека инженерите треба да дизајнираат и редизајнираат и редизајнираат за да дојдат до најдобриот производ или процес? Наведете пример за производ или процес што се променил со текот на времето (како телефони или авиони).