Pagsukat sa Hangin

Mga Materyal na Bumuo (Para sa bawat koponan)

Mga Kinakailangan na Materyales (Trading / Talaan ng Mga Posibilidad)

• Aluminum Foil
• Mga tasa ng plastik / papel / styrofoam
• Pisi
• Bendable wire (ie florist o craft wire)
• Straws
• Mga kahoy na bapor / popsicle stick
• Maliit na kutsara ng kahoy
• Maliit na piraso ng kahoy (balsa)
• Mga Paperclips
• Mga banda ng goma
• Mga Toothpick
• Karton
• Plastic wrap

Mga Kagamitan sa Pagsubok

• Ang hair dryer o fan na may 3 mga setting ng bilis (o kung ikaw ay nasa isang mahangin na kapaligiran, ang pagsubok ay maaaring makumpleto sa labas)
• Grap papel

Disenyo Hamon

Ikaw ay isang pangkat ng mga inhinyero na binigyan ng hamon ng pagdidisenyo at pagbuo ng iyong sariling anemometer na walang mga pang-araw-araw na materyales. Kailangan mo ring mag-isip ng isang sistema para sa pagsukat at pagtatala ng bilis ng hangin tulad ng ipinahiwatig ng iyong anemometer.

Pamantayan ng

• Nangungunang bahagi ay dapat na makagalaw nang malaya nang walang paglaban sa pagikot o mabilis na pagliko.
• Kailangang mapanatili ang hangin na nabuo ng isang fan o hairdryer sa iba't ibang bilis
• Dapat magkaroon ng isang paraan upang masukat at i-tsart ang mga pag-ikot sa iba't ibang mga bilis ng hangin

hadlang

• Gumamit lamang ng mga ibinigay na materyal.
• Maaaring ipagpalit ng mga koponan ang mga walang limitasyong materyales.

1. Hatiin ang klase sa mga koponan ng 2-3.
2. Ipamahagi ang worksheet ng Pagsukat ng Hangin, pati na rin ang ilang mga sheet ng papel para sa mga disenyo ng sketch.
3. Talakayin ang mga paksa sa Background Concepts Section. Isiping itanong sa mga estudyante kung gusto nilang gumawa ng 4-cup o 3-cup na disenyo at bakit. Kakailanganin nilang matukoy kung anong sukat ang kanilang gagamitin upang masukat ang bilis ng hangin.
4. Suriin ang Proseso ng Disenyo ng Engineering, Hamon sa Disenyo, Pamantayan, Paghihigpit at Materyales.
5. Ibigay ang bawat koponan sa kanilang mga materyales.
6. Ipaliwanag na ang mga mag-aaral ay dapat na magdisenyo at bumuo ng kanilang sariling nagtatrabaho anemometer mula sa pang-araw-araw na mga materyales, at na ang koponan ay dapat na lumikha ng isang sistema para sa pagsukat at pagtatala ng bilis ng hangin tulad ng ipinahiwatig ng kanilang anemometer
7. Ipahayag ang dami ng oras na mayroon sila upang mag-disenyo at magtayo (inirerekumenda na 1 oras).
8. Gumamit ng isang timer o isang on-line na stopwatch (count down na tampok) upang matiyak na mananatili ka sa oras. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Bigyan ang mga mag-aaral ng regular na "mga pagsusuri sa oras" upang manatili sila sa gawain. Kung nahihirapan sila, magtanong ng mga katanungan na magdadala sa kanila sa isang solusyon nang mas mabilis.
9. Ang mga mag-aaral ay nakakatugon at nagkakaroon ng isang plano para sa kanilang anemometer. Sumasang-ayon sila sa mga materyal na kakailanganin nila, isulat / iguhit ang kanilang plano, at ipapakita sa klase ang kanilang plano. Ang mga koponan ay maaaring makipagkalakalan ng walang limitasyong mga materyales sa iba pang mga koponan upang mabuo ang kanilang perpektong listahan ng mga bahagi.
   ● Maaaring sukatin ng mga mag-aaral ang bilang ng mga rebolusyon ng kanilang anemometer, kaya maaaring kailanganin mong imungkahi na ang isa sa mga tasa o wind catcher ay ibang kulay kaysa sa iba para sa mas madaling pagbibilang ng mga rebolusyon.
   ● Ang tuktok na bahagi ay dapat na malayang gumalaw nang walang paglaban sa pagikot o mabilis na pagliko. Ang paggamit ng isang dayami o itinuro na bagay kung saan ang tuktok na piraso ay pivot o iikot ay mahalaga.
   ● Ang mga mag-aaral ay maaaring magnanais na bumuo ng isang disenyo ng apat na tasa, isang disenyo ng tatlong tasa, o magkaroon ng isang bagong disenyo. Iiba ang hamon na ito para sa mas bata na mga mag-aaral.
10. Ang mga pangkat ay nagtatayo ng kanilang mga disenyo.
11. Gamit ang isang fan o hairdryer, subukan ang anemometer ng bawat koponan ng 3 magkakaibang oras sa 3 magkakaibang bilis ng hangin (mababa, katamtaman, mataas). Sa bawat pagsubok, dapat idokumento ng mga koponan ang bilis ng hangin na sinusukat ng kanilang anemometer (batay sa pag-ikot) at average na bilis ng hangin.
    Pagkatapos, gamit ang graph paper, dapat gumuhit ang mga koponan ng isang tsart na nagpapahiwatig kung paano ang bilis ng hangin, na sinusukat ng kanilang anemometer, tumaas habang tumaas ang setting ng bilis ng fan o hair dryer. Ang average na bilis ng hangin ay dapat gamitin para sa grap.
12. Gamit ang graph paper, gumuhit ang mga koponan ng isang tsart na nagpapahiwatig kung paano ang bilis ng hangin, na sinusukat ng kanilang anemometer, tumaas habang tumaas ang bilis ng fan o hair dryer. Dapat nilang gamitin ang kanilang average na bilis ng hangin para sa grap.
13. Bilang isang klase, talakayin ang mga katanungan sa pagmuni-muni ng mag-aaral.
14. Para sa higit pang nilalaman sa paksa, tingnan ang seksyong "Digging Deeper".

Pagninilay ng Mag-aaral (notebook para sa engineering)

1. Nagtagumpay ka ba sa paglikha ng isang anemometer na sumusukat sa tatlong magkakaibang bilis ng "hangin"? Kung hindi, bakit ito nabigo?
2. Nagpasya ka ba upang suriin ang iyong orihinal na disenyo o humiling ng karagdagang mga materyales habang nasa yugto ng konstruksyon? Bakit?
3. Nalaman mo ba na ang mga pagbasa mula sa isa sa iyong mga pagsubok ay maaaring nagresulta sa isang pangunahing pagbabago sa iyong average na pagbabasa para sa bilis ng hangin na iyon?
4. Kung ang iyong anemometer ay ginamit upang subukan ang isang lokasyon upang makita kung ito ay isang magandang site upang mag-install ng isang turbine ng hangin upang magamit ang lakas ng hangin, sa palagay mo ba ay sapat na ang tatlong mga pagsubok sa bawat setting ng bilis upang makabuo ng isang maaasahang average? Kung hindi, ilan sa mga pagsubok ang sa tingin mo ay sapat?
5. Kung maaaring magkaroon ka ng pag-access sa mga materyales na naiiba kaysa sa ibinigay, ano ang hiniling ng iyong koponan? Bakit?
6. Sa palagay mo ba kailangang iakma ng mga inhinyero ang kanilang orihinal na mga plano sa panahon ng pagtatayo ng mga system o produkto? Bakit kaya sila?
7. Kung kailangan mong gawin itong muli, paano mababago ang iyong nakaplanong disenyo? Bakit?
8. Anong mga disenyo o pamamaraan ang nakita mong sinubukan ng ibang mga koponan na sa palagay mo ay mahusay na gumana?
9. Bakit sa palagay mo nabago ang disenyo ng mga anemometers sa paglipas ng panahon?
10. Maglista ng tatlong iba pang mga piraso ng kagamitan na muling ininhinyero sa paglipas ng panahon upang mapabuti ang pag-andar.

Ang aralin ay maaaring gawin sa kasing liit ng 1 panahon ng klase para sa mga matatandang mag-aaral. Gayunpaman, upang matulungan ang mga mag-aaral mula sa pakiramdam na nagmamadali at upang matiyak ang tagumpay ng mag-aaral (lalo na para sa mga mas batang mag-aaral), hatiin ang aralin sa dalawang panahon na nagbibigay sa mga mag-aaral ng mas maraming oras upang mag-utak, subukan ang mga ideya at tapusin ang kanilang disenyo. Isagawa ang pagsubok at debrief sa susunod na panahon ng klase.

• Anemometer: Device na ginagamit para sa pagsukat ng bilis ng hangin, at isang instrumento na ginagamit sa isang weather station.
• Mga Limitasyon: Mga limitasyon sa materyal, oras, laki ng koponan, atbp.
• Mga Pamantayan: Mga kundisyon na dapat matugunan ng disenyo tulad ng kabuuang sukat nito, atbp.
• Mga Inhinyero: Mga Imbentor at tagalutas ng problema ng mundo. Dalawampu't limang pangunahing specialty ang kinikilala sa engineering (tingnan ang infographic).
• Proseso ng Disenyo ng Inhinyero: Ginagamit ng mga inhinyero ng proseso upang malutas ang mga problema. 
• Engineering Habits of Mind (EHM): Anim na natatanging paraan na iniisip ng mga inhinyero.
• Four Cup Anemometer: May kasamang apat na cup na naka-mount sa isang dulo ng apat na pahalang na braso, na nakakabit sa 90 degree na mga anggulo sa isa't isa sa isang vertical shaft. Ang pag-ihip ng hangin nang pahalang ay paikutin ang mga tasa sa bilis na proporsyonal sa bilis ng hangin.
• Pag-ulit: Ang pagsubok at muling pagdidisenyo ay isang pag-ulit. Ulitin (maraming pag-ulit).
• Prototype: Isang gumaganang modelo ng solusyon na susuriin.
• Sonic Anemometer: Gumamit ng mga ultrasonic sound wave para sukatin ang bilis at direksyon ng hangin.
• Three Cup Anemometer: Ininhinyero upang mapabuti ang katumpakan at lalo na sa mga kapaligiran kung saan maaaring magbago nang mabilis o hindi inaasahan ang hangin.

Mga Koneksyon sa Internet

• National Renewable Energy Laboratory - Wind Research
• Institute at Museum ng Kasaysayan ng Agham, Florence, Italya

Inirerekumendang Reading

• Wind Energy - Ang Mga Katotohanan: Isang Gabay sa Teknolohiya, Ekonomiks at Hinaharap ng Wind Power ng European Wind Energy Association (ISBN: 1844077101)
• Wind Energy sa Built na Kapaligiran (ISBN: 0906522358)

Gawain sa Pagsulat

Sumulat ng isang sanaysay tungkol sa kung bakit ang isang paliparan ay maaaring magkaroon ng maraming mga anemometers sa iba't ibang taas upang magbigay ng impormasyon sa mga nagkokontrol sa paliparan?

Pagkahanay sa Mga Framework ng Kurikulum

tandaan: Ang mga plano sa aralin sa seryeng ito ay nakahanay sa isa o higit pa sa mga sumusunod na hanay ng mga pamantayan:  

• Mga Pamantayan sa Edukasyon sa Agham ng Estados Unidos (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• Mga Susunod na Pamantayan sa Agham ng Henerasyon ng Estados Unidos (http://www.nextgenscience.org/) 
• Mga Pamantayan sa International Technology Education Association para sa Teknikal na Pagbasa (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• Pambansang Konseho ng Pambansang Mga Guro ng Matematika ng Estados Unidos at Pamantayan para sa Matematika sa Paaralan (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• Mga Pamantayan sa Karaniwang Core ng Estado ng Estados Unidos para sa Matematika (http://www.corestandards.org/Math)
• Mga Pamantayan sa Agham ng Guro sa Computer K-12 Mga Pamantayan sa Agham ng Computer (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Mga Pamantayan sa Edukasyon sa Pambansang Agham Mga Gradong K-4 (edad 4 - 9)

NILALAMAN PAMANTAYAN A: Agham bilang Pagtatanong

Bilang resulta ng mga aktibidad, lahat ng mag-aaral ay dapat na bumuo

• Mga kinakailangang kakayahan upang magawa ang pang-agham na pagtatanong 
• Pag-unawa tungkol sa pang-agham na pagtatanong 

NILALAMAN PAMANTAYAN B: Agham Pisikal

Bilang isang resulta ng mga gawain, lahat ng mga mag-aaral ay dapat na bumuo ng isang pag-unawa sa

• Posisyon at paggalaw ng mga bagay 

NILALAMAN STANDARD D: Earth at Space Science

Bilang isang resulta ng kanilang mga gawain, lahat ng mga mag-aaral ay dapat na bumuo ng isang pag-unawa sa

• Mga pagbabago sa lupa at langit 

NILALAMAN STANDARD E: Agham at Teknolohiya 

Bilang resulta ng mga aktibidad, lahat ng mag-aaral ay dapat na bumuo

• Mga kakayahan ng disenyo ng teknolohikal 
• Pag-unawa tungkol sa agham at teknolohiya 

NILALAMAN PAMANTAYAN F: Agham sa Personal at Pananaw ng Panlipunan

Bilang isang resulta ng mga aktibidad, ang lahat ng mga mag-aaral ay dapat magkaroon ng pag-unawa sa

• Agham at teknolohiya sa mga lokal na hamon 

NILALAMAN PAMANTAYAN G: Kasaysayan at Kalikasan ng Agham

Bilang isang resulta ng mga aktibidad, ang lahat ng mga mag-aaral ay dapat magkaroon ng pag-unawa sa

• Agham bilang isang pagsisikap ng tao 

Mga Pamantayan sa Edukasyon sa Pambansang Agham Baitang 5-8 (edad 10 - 14)

NILALAMAN PAMANTAYAN B: Agham Pisikal

Bilang isang resulta ng kanilang mga gawain, lahat ng mga mag-aaral ay dapat na bumuo ng isang pag-unawa sa

• Mga galaw at puwersa 
• Paglipat ng enerhiya 

NILALAMAN STANDARD E: Agham at Teknolohiya

Bilang isang resulta ng mga aktibidad sa mga marka 5-8, lahat ng mga mag-aaral ay dapat na bumuo

• Mga kakayahan ng disenyo ng teknolohikal 

NILALAMAN PAMANTAYAN F: Agham sa Personal at Pananaw ng Panlipunan

Bilang isang resulta ng mga aktibidad, ang lahat ng mga mag-aaral ay dapat magkaroon ng pag-unawa sa

• Agham at teknolohiya sa lipunan 

NILALAMAN PAMANTAYAN G: Kasaysayan at Kalikasan ng Agham

Bilang isang resulta ng mga aktibidad, ang lahat ng mga mag-aaral ay dapat magkaroon ng pag-unawa sa

• Kasaysayan ng agham 

Mga Pamantayan sa Edukasyon sa Pambansang Agham Baitang 9-12 (edad 14-18)

NILALAMAN PAMANTAYAN B: Agham Pisikal 

Bilang isang resulta ng kanilang mga gawain, lahat ng mga mag-aaral ay dapat na magkaroon ng pag-unawa sa

• Mga galaw at puwersa 

NILALAMAN STANDARD D: Earth at Space Science

Bilang isang resulta ng kanilang mga gawain, lahat ng mga mag-aaral ay dapat na magkaroon ng pag-unawa sa

• Enerhiya sa sistema ng mundo 

NILALAMAN STANDARD E: Agham at Teknolohiya

Bilang resulta ng mga aktibidad, lahat ng mag-aaral ay dapat na bumuo

• Mga kakayahan ng disenyo ng teknolohikal 
• Mga pag-unawa tungkol sa agham at teknolohiya 

NILALAMAN PAMANTAYAN F: Agham sa Personal at Pananaw ng Panlipunan

Bilang isang resulta ng mga aktibidad, ang lahat ng mga mag-aaral ay dapat magkaroon ng pag-unawa sa

• Agham at teknolohiya sa mga hamon sa lokal, pambansa, at pandaigdigan 

NILALAMAN PAMANTAYAN G: Kasaysayan at Kalikasan ng Agham

Bilang isang resulta ng mga aktibidad, ang lahat ng mga mag-aaral ay dapat magkaroon ng pag-unawa sa

• Makasaysayang pananaw 

Susunod na Mga Pamantayan sa Agham ng Henerasyon Baitang 3-5 (Ages 8-11)

Paggalaw at Katatagan: Mga puwersa at Pakikipag-ugnayan

Ang mga mag-aaral na nagpapakita ng pag-unawa ay maaaring:

• 3-PS2-1. Magplano at magsagawa ng isang pagsisiyasat upang magbigay ng katibayan ng mga epekto ng balanseng at hindi timbang na pwersa sa paggalaw ng isang bagay. 

lakas

Ang mga mag-aaral na nagpapakita ng pag-unawa ay maaaring:

• 4-PS3-1. Gumamit ng katibayan upang makabuo ng isang paliwanag na nauugnay sa bilis ng isang bagay sa enerhiya ng bagay na iyon.

Disenyo sa Engineering 

Ang mga mag-aaral na nagpapakita ng pag-unawa ay maaaring:

• 3-5-ETS1-1. Tukuyin ang isang simpleng problema sa disenyo na sumasalamin sa isang pangangailangan o nais na may kasamang tinukoy na pamantayan para sa tagumpay at mga hadlang sa mga materyales, oras, o gastos.
• 3-5-ETS1-2. Bumuo at ihambing ang maraming mga posibleng solusyon sa isang problema batay sa kung gaano kahusay na maabot ng bawat isa ang mga pamantayan at hadlang ng problema.
• 3-5-ETS1-3. Magplano at magsagawa ng patas na mga pagsubok kung saan kinokontrol ang mga variable at ang mga puntos ng kabiguan ay isinasaalang-alang upang makilala ang mga aspeto ng isang modelo o prototype na maaaring mapabuti.

susunod Mga Pamantayan sa Agham ng Henerasyon Baitang 6-8 (Edad 11-14)

Disenyo sa Engineering 

Ang mga mag-aaral na nagpapakita ng pag-unawa ay maaaring:

• MS-ETS1-2 Nasusuri ang nakikipagkumpitensya na mga solusyon sa disenyo gamit ang isang sistematikong proseso upang matukoy kung gaano nila natutugunan ang mga pamantayan at hadlang ng problema.

Susunod na Mga Pamantayan sa Agham ng Henerasyon Baitang 9-12 (Ages 14-18)

lakas

Ang mga mag-aaral na nagpapakita ng pag-unawa ay maaaring:

• HS-PS3-3. Disenyo, bumuo, at pinong ang isang aparato na gumagana sa loob ng ibinigay na mga hadlang upang mai-convert ang isang anyo ng enerhiya sa isa pang anyo ng enerhiya.

Mga Prinsipyo at Pamantayan para sa Matematika sa Paaralan

Pamantayan ng Bilang at Operasyon

• Maunawaan ang mga numero, mga paraan ng kumakatawan sa mga numero, mga ugnayan sa mga numero, at mga system ng numero

Pagsusuri sa Data at Mga Pamantayan sa posibilidad 

• Bumuo ng mga katanungan na maaaring mapunan sa data at mangolekta, ayusin,
  at ipakita ang nauugnay na data upang sagutin ang mga ito.

Mga Karaniwang Core na Pamantayan sa Estado para sa Mga Paaralan Matematika Baitang 2-8 (edad 7-10)

heometrya

• Mga puntos ng grap sa coordinate na eroplano upang malutas ang mga problema sa totoong mundo at matematika.
• CCSS.Math.Kontento ng nilalaman.5.GA2 Kinakatawan ang mga tunay na problema sa mundo at matematika sa pamamagitan ng mga puntos ng graphing sa unang kuwadrante ng koordinasyong eroplano, at bigyang kahulugan ang mga halagang pinagsama ang mga puntos sa konteksto ng sitwasyon.

Mga Pamantayan para sa Teknikal na Pagbasa at Pagsulat - Lahat ng Edad

Ang Kalikasan ng Teknolohiya

• Pamantayan 1: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa mga katangian at saklaw ng teknolohiya.
• Pamantayan 3: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa mga ugnayan sa mga teknolohiya at mga koneksyon sa pagitan ng teknolohiya at iba pang larangan ng pag-aaral.

Teknolohiya at Lipunan

• Pamantayan 5: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa mga epekto ng teknolohiya sa kapaligiran.

Disenyo

• Pamantayan 8: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng isang pag-unawa sa mga katangian ng disenyo.
• Pamantayan 9: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng isang pag-unawa sa disenyo ng engineering.
• Pamantayan 10: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa papel na ginagampanan ng pag-troubleshoot, pagsasaliksik at pag-unlad, pag-imbento at pagbabago, at pag-eksperimento sa paglutas ng problema.

Mga Kakayahan para sa isang Teknikal na Mundo

• Pamantayan 11: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng mga kakayahan na mailapat ang proseso ng disenyo.

• Arabe
• Tsino
• Pranses
• Aleman
• Hapon
• Portuges
• Ruso
• Espanyol