Rulmanlarni olish

Qurilish materiallari (har bir jamoa uchun)

1, 2, 3 tadbirlar uchun zarur materiallar

• Kavanoz qopqog'i (mayonez yoki shunga o'xshash idishdan)
• 25 bir xil o'lchamdagi marmar (qopqoq chuqurligidan katta)
• kitob
• Gilam yoki gilam qismi 

Tanlov uchun zarur materiallar

• 100 ta qalam
• lenta
• 25 kauchuk bantlar

Sinov materiallari

• Stol yoki kichik stol
• Gilam yoki gilam qismi

Materiallar

• Stol yoki kichik stol
• Gilam yoki gilam qismi

jarayon

Jamoalar o'z ishoralarini faqat ko'rsatkich barmog'i bilan stol/stolni 10 futga qanday siljitish mumkinligini ko'rsatish orqali sinovdan o'tkazadilar.

Dizayn chaqiruvi

Siz muhandislar guruhisiz, ular sizning stollaringizdan birini yoki 10 metrli stolni siljitish uchun rulmanli rulmanlardan foydalangan holda tizimni loyihalash uchun ishlaydi. Ish stolini yoki stolni faqat barmog'ingiz bilan bosishingiz mumkin bo'lgan kuchga cheklang.

Mezonlar

• Stol yoki stolni 10 futga siljitish kerak.
• Stol yoki stolni siljitish uchun faqat barmog'ingiz bilan harakatlaning.

Cheklovlar

• Faqat 100 tagacha qalam, lenta va 25 ta rezina bantdan foydalanish mumkin
• Faqat sizga taqdim etilgan materiallardan foydalaning.

1. Sinfni 3-4 kishidan iborat jamoalarga ajrating.
2. "Rulmanlaringizni olish" ishchi varag'ini, shuningdek, eskizlarni chizish uchun qog'oz varaqlarini bering.
3. Asosiy tushunchalar bo'limida mavzularni muhokama qiling. O'quvchilardan bankaning qopqog'ini (ochiq qismini pastga) turli sirtlar bo'ylab siljitish paytida ishqalanish kuchini his qilishlarini so'rang: stol usti, kafel pol, gilam. O'quvchilardan rulmanli rulman yoki rulmanli turli xil mashinalarni taklif qilishni so'rang.
4. Muhandislik loyihalash jarayoni, dizayndagi da'vo, mezon, cheklovlar va materiallarni ko'rib chiqing.
5. Har bir jamoani o'z materiallari bilan ta'minlang.
6. Talabalarga 3 ta mashg'ulotni, so'ngra qiyinchilikni bajarishni o'rgating.
   1 -mashg'ulot: Talabalar o'zlariga berilgan qopqoqni bir necha yuzalar - kitob, ish stoli, pol, gilam bo'ylab siljitishga harakat qilishadi.
   2 -mashg'ulot: Talabalar bo'sh joyni marmar bilan to'ldirish uchun idishning qopqog'iga etarlicha marmar qo'yadilar (marmar erkin harakatlana olmasligi uchun uni to'ldirmasliklari kerak). Keyin, ular kitobni ishlatib, qopqog'ini ag'darib, so'ngra marmar "sharlar" bilan qopqog'ini siljitishga harakat qilishlari kerak.
   3 -mashg'ulot: Talabalar qopqoqning tepasiga kitob yoki boshqa og'irlik qo'yilgan variantni sinab ko'rishadi (marmarli va marmarsiz).
7. Ta'rif bering, talabalar dars stollaridan birini yoki stolni 10 futga siljitish uchun rulmanli rulmanlardan foydalangan holda tizimni loyihalashlari kerak. Ular stol va stolni faqat barmog'ingiz bilan bosadigan kuchga cheklashlari kerak.
8. Loyihalash va qurish uchun qancha vaqt kerakligini e'lon qiling (1 soat tavsiya etiladi).
9. Vaqtni ushlab turish uchun taymer yoki on-layn sekundomerdan foydalaning (hisoblashning orqaga qaytish xususiyati). (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). O'quvchilarga doimiy ravishda "vaqt tekshiruvlarini" berib turing, shunda ular o'z vazifalarida qoladilar. Agar ular qiynalayotgan bo'lsa, ularni tezroq echimga olib boradigan savollar bering.
10. Talabalar rulonli rulman tizimining rejasini ishlab chiqishadi. Ular kerakli materiallarni kelishib oladilar, o'z rejalarini yozadilar/chizadilar va o'z rejalarini sinfga taqdim qiladilar.
11. Jamoalar o'zlarining dizaynlarini tuzadilar.
12. Jamoalar o'z ishoralarini faqat ko'rsatkich barmog'i bilan stol/stolni 10 futga qanday siljitish mumkinligini ko'rsatish orqali sinovdan o'tkazadilar.
13. Sinf sifatida talabaning mulohaza savollarini muhokama qiling.
14. Mavzu bo'yicha ko'proq tarkibni "Chuqurroq qazish" bo'limiga qarang.

Katta yoshdagi talabalar uchun ixtiyoriy

Rulmanlarning boshqa shakllari hozirgi to'p yoki rulo konstruktsiyalaridan ustun bo'lishi mumkinligini bilish uchun guruhlarda ishlang. Nega yoki nima uchun?

Talaba aksi (muhandislik daftarchasi)

1. 1-harakat:
   - Qopqoqni har xil sirt bo'ylab siljitishning farqi nimada edi?
   - Qaysi sirt ko'proq ishqalanish ko'rsatdi? Nima uchun?
2. 2-harakat:
   - Marmar dumalab yurganda boshdan kechirgan ishqalanishning farqi nimada edi
   qopqoq ostida?
   - Marmar barcha sirtlarda yordam berdimi? Faqat ba'zi?
   - Qaysi sirt, agar mavjud bo'lsa, hozir eng ko'p ishqalanish ko'rsatdi? Nima uchun?
3. 3-harakat:
   - Marmar taglik og'irliklar qo'shilganda osonroq harakatlanishga imkon beradimi?
   - Bunday qurilmaga ilova o'ylab topa olasizmi?
   - Kimga og'ir vaznli narsalarni ko'chirish kerak bo'ladi? Bu qanday yordam beradi?
   - Rulmanli yoki rulmanli rulmanli uch xil mashinani sanab bering.
4. Muammo:
   - Dizayn ishlarini rejalashtirganmisiz? Nega yoki nima uchun?
   - Rejangizni yanada samarali hal qilish uchun qanday o'zgartirishlar kiritishingiz kerak edi?
   - Bir ko'rsatkich barmog'idan faqat kuch yordamida stolni/stolni siljita oldingizmi?

Kattaroq o'quvchilar uchun darsni 1 ta dars davrida bajarish mumkin. Biroq, o'quvchilarga shoshqaloqlik his qilishiga yordam berish va o'quvchilarning muvaffaqiyatini ta'minlash uchun (ayniqsa yosh o'quvchilar uchun), darsni ikki davraga bo'linib, o'quvchilarga aqliy hujum qilish, g'oyalarni sinab ko'rish va ularning dizaynini yakunlash uchun ko'proq vaqt ajrating. Keyingi sinf davrida test sinovlari va hisobotlarni o'tkazing.

Friktsiya nima?

Bilyalı rulmanlar qanday yordam beradi? 

Ishqalanish

Ishqalanish - bu ikkita jismning boshqasi ustidan harakatlanishiga qanchalik qarshilik borligini tavsiflovchi atama. Ishqalanish qanchalik katta bo'lsa, ikkita ob'ektning silliq harakatlanishi shunchalik qiyin bo'ladi. Kamroq ishqalanish bilan ob'ektlar bir -biriga nisbatan oson va silliq harakat qiladi. Masalan, rezina bo'lagi silliq darslikdan ko'ra gilam ustida harakatlanadigan ishqalanish kuchiga ega bo'ladi. Mashinalarda ehtiyot qismlar bir -biriga ishqalanadi va ishqalanishning kuchayishi qismlarni tezroq eskirishi mumkin.

Bilyalı rulmanlar

Bilyali rulman atamasi ba'zan dumalovchi elementlar sifatida sharsimon rulmanlardan foydalanadigan rulman majmuasini bildiradi. Bu shuningdek, rulmanni yig'ish uchun individual to'pni anglatadi. Bilyali rulmanlar turli xil materiallardan, shu jumladan keramika, metallar, zanglamaydigan po'latdan va boshqa gibrid materiallardan tayyorlanadi. Ular ishqalanishni kamaytirishga yordam beradi, bu esa mashinalarning uzoq ishlashini ta'minlaydi. Ular, shuningdek, mashinaning jim ishlashiga ruxsat berishi mumkin. Rulmanlar oddiy printsip asosida yaratilgan - ob'ektlar siljishidan ko'ra osonroq aylanadi. Stol ustidagi kitob yoki gilamdagi kavanoz kabi ikkita narsa bir -biriga qarama -qarshi siljiganida, yuzalar orasidagi ishqalanish harakatni sekinlashtiradi. Agar ob'ektlar bir -birining ustiga o'tsa, tegib ketadigan sirt maydoni chegaralanadi va ishqalanish kamayadi.

Rolling elementli rulmanlar

Rulmanli rulman-bu ikki bo'lak orasiga dumaloq elementlarni qo'yish orqali yuk ko'taradigan rulman. Parchalarning nisbiy harakati dumaloq elementlarning ozgina siljishi bilan dumalab ketishiga olib keladi. Rasmda to'plar yumaloq qismlar orasiga qanday o'ralganini ko'rishingiz mumkin. Eng qadimgi va eng mashhur rulmanli rulmanlardan biri bu katta tosh blokli erga yotqizilgan jurnallar to'plamidir. Tosh tortilayotganda, loglar ozgina toymasin ishqalanish bilan er bo'ylab dumalab ketadi. Har bir jurnali orqa tomondan chiqib ketganda, u old tomonga siljiydi, keyin blok unga o'raladi. Siz stolga bir nechta qalam yoki qalam qo'yib, qo'lingizni ustiga qo'yib, bunday rulmanga taqlid qilishingiz mumkin.

Rulmanlarsiz velosipedlarmi? Tsilindrli rulmanlar yo'qmi?

Velosipedlar ishqalanishni kamaytirish uchun rulmanlardan foydalanadigan mashinaning ajoyib namunasidir. Bilyali rulmanlarni pedallarda, g'ildiraklar uchun old va orqa hublarda va rulda biriktirilgan trubkada topish mumkin. Skeytbord va rulonli pichoqlar bilyali rulmanlarni ham o'z ichiga oladi! Bu misollardan tashqari, rulmanlar neft burg'ulash qurilmalari, samolyotlar va avtomobillarning muhim dizayn elementi hisoblanadi. Tsilindrli rulmanlarda rulmanli rulmanlar ishlatiladi!

Bilyalı rulman tarixi - mahsulot evolyutsiyasi  

tarix

Italiyaning Nemi ko'lidagi Rim kemasining qoldiqlaridan aylanadigan stolni qo'llab -quvvatlaydigan yog'och sharning dastlabki namunasi topilgan. Vayronagarchilik miloddan avvalgi 40 yilga tegishli. Taxminlarga ko'ra, Leonardo da Vinchi 1500 yil atrofida rulman turini tasvirlab bergan. Bilya rulmanlari bilan bog'liq muammolardan biri shundaki, ular bir -biriga ishqalanib, qo'shimcha ishqalanish keltirib chiqarishi mumkin, lekin bu to'plarni qafasga yopish orqali oldini olish mumkin. . Qo'lga olingan yoki qafasli rulman 1600 -yillarda Galiley tomonidan tasvirlangan.

yangilik

Genri Timken, 19-asrning vagon ishlab chiqaruvchisi va ixtirochisi, 1898 yilda konusli rulmanni patentlagan. U muhim, eski texnik muammoni-ishqalanish, aloqa qilayotgan narsalarning harakatiga to'sqinlik qiladigan kuchni, hal qilishni nazarda tutgan. bir-biriga, bir-birini, o'zaro. "Ishqalanishni tubdan kamaytiradigan narsani o'ylab topa oladigan odam, - dedi Timken, - dunyo uchun haqiqiy qiymatga ega bo'ladi." Keyingi yili u o'zining yangiliklarini ishlab chiqarish uchun The Timken kompaniyasini tuzdi.

Mahsulot dizayni va takomillashuvi

Genri o'zining ish faoliyatini boshlaganida, qadim zamonlardan buyon deyarli o'zgarmay kelayotgan oddiy "ishqalanish" rulmani ustun edi. Bu, asosan, aylanadigan mil atrofidagi tuynukdagi metall astar edi, asosiy ishqalanishni kamaytirish moylashga bog'liq. Genri bilyali rulmanlar bilan tajriba o'tkaza boshladi, lekin ular tezda eskirgan. Uning xulosasiga ko'ra, "rulmanli" podshipniklar avtomobillar uchun, masalan, avtomobillar uchun katta umid beradi, chunki yukning og'irligi- velosipeddan ko'ra og'irroq- rulonlardan farqli o'laroq, rulonlarning butun uzunligi bo'ylab tashilishi mumkin. rulmanlarda har bir to'pning aloqa nuqtasi. Genri to'g'ri rulonlarni sinab ko'rdi, lekin konusga o'tirdi, bu rulmanlarga har tomondan kuchlarni ushlab turishga imkon berdi. 1899 yildan beri Timken kompaniyasi olti milliarddan ortiq rulman ishlab chiqargan va hozirda har xil turdagi rulman ishlab chiqaradi.

Sanoat va ilovalar

Bilya rulmanlari sanoatning ko'p qismida, shu jumladan transport, aerokosmik, ishlab chiqarish, qishloq xo'jaligi va sport/o'yin -kulgida ishlatiladi. Siz samolyot qo'nish g'ildiraklari, shamol turbinalari, yo'ldoshlar va prokat tegirmonlarida ishlatiladigan bilya yoki rulmanli rulmanlarning ba'zi misollarini topasiz. Miniatyurali rulmanlarni stomatologik uskunalar kabi tibbiy ilovalarda topish mumkin.

Internet aloqasi

• Amerika rulman ishlab chiqaruvchilari assotsiatsiyasi - Rulman vaqt jadvalini

Tavsiya qilingan o'qish

• Timken: Missuridan Marsgacha - Ishlab chiqarishda etakchilik asri (ISBN: 0875848877)
• Velosiped fani, Devid Gordon Uilson (ISBN: 0262731541)
• Bilyali va rulmanli rulmanlar: nazariya, dizayn va qo'llash (ISBN: 0471984523)

Yozish faoliyati

Bilyali rulman yoki rulmanli uch xil mashinani tasvirlaydigan insho yoki paragraf yozing. Rulmanlardan foydalanish mashinani qanday yaxshilaydi?

O'quv dasturlari doirasiga moslash

Eslatma: Ushbu ketma-ketlikdagi dars rejalari quyidagi standartlardan biriga yoki bir nechtasiga moslashtirilgan:

• S. Ilmiy ta'lim standartlari (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• S. Keyingi avlod ilmiy standartlari (http://www.nextgenscience.org/)
• Xalqaro Texnologik Ta'lim Uyushmasining Texnologik Savodxonlik Standartlari (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• S. Matematika o'qituvchilarining milliy kengashi "Maktab matematikasi asoslari va standartlari" (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• S. Matematikaning umumiy asosiy davlat standartlari (http://www.corestandards.org/Math)
• Kompyuter fanlari o'qituvchilari assotsiatsiyasi K-12 kompyuter fanlari standartlari (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Milliy ilmiy ta'lim standartlari K-4 sinflar (4-9 yosh)

MAZMUNI STANDART B: Fizika fanlari

Faoliyati natijasida barcha o'quvchilar bu haqda tushunchani rivojlantirishlari kerak

• Ob'ektlar va materiallarning xususiyatlari
• Ob'ektlarning joylashuvi va harakati

MAZMUNI STANDARTI E: Ilm-fan va texnologiya

Faoliyat natijasida barcha o'quvchilar rivojlanishi kerak

• Texnologik dizayn qobiliyatlari

MAZMUNI STANDART G: Fan tarixi va tabiati

Faoliyat natijasida barcha o'quvchilar tushunchalarini rivojlantirishlari kerak

• Ilm-fan insonning ishi sifatida

Milliy ilmiy ta'lim standartlari 5-8 sinflar (10-14 yosh)

MAZMUNI STANDART B: Fizika fanlari

Faoliyati natijasida barcha o'quvchilar bu haqda tushunchani rivojlantirishlari kerak

• Moddadagi xossalari va xususiyatlarining o'zgarishi
• Harakatlar va kuchlar
• Energiya uzatish

MAZMUNI STANDARTI E: Ilm-fan va texnologiya

Faoliyat natijasida barcha o'quvchilar rivojlanishi kerak

• Texnologik dizayn qobiliyatlari

MAZMUNI STANDART G: Fan tarixi va tabiati

Faoliyat natijasida barcha o'quvchilar tushunchalarini rivojlantirishlari kerak

• Ilm-fan insonning ishi sifatida
• Fan tarixi

Milliy ilmiy ta'lim standartlari 9-12 sinflar (14-18 yosh)

MAZMUNI STANDART B: Fizika fanlari

Ularning faoliyati natijasida barcha o'quvchilar tushunchalarini rivojlantirishlari kerak

• Harakatlar va kuchlar
• Energiya va materiyaning o'zaro ta'siri

MAZMUNI STANDARTI E: Ilm-fan va texnologiya

Faoliyat natijasida barcha o'quvchilar rivojlanishi kerak

• Texnologik dizayn qobiliyatlari
• Ilm-fan va texnika to'g'risida tushunchalar

Milliy ilmiy ta'lim standartlari 9-12 sinflar (14-18 yosh)

MAZMUNI STANDART F: Shaxsiy va ijtimoiy istiqbollarda fan

Faoliyat natijasida barcha o'quvchilar tushunchalarini rivojlantirishlari kerak

• Mahalliy, milliy va global muammolarda fan va texnologiyalar

MAZMUNI STANDART G: Fan tarixi va tabiati

Faoliyat natijasida barcha o'quvchilar tushunchalarini rivojlantirishlari kerak

• Tarixiy istiqbollar

Keyingi avlod fan standartlari - 2-5 sinflar (7-11 yosh)

Materiya va uning o'zaro ta'siri

• 2-PS1-2. Qaysi materiallar maqsadga muvofiqroq mos keladigan xususiyatlarga ega ekanligini aniqlash uchun turli xil materiallarni sinash natijasida olingan ma'lumotlarni tahlil qiling.

Harakat va barqarorlik: kuchlar va o'zaro ta'sirlar

Tushunishni namoyish etgan talabalar:

• 3-PS2-1. Balansli va muvozanatsiz kuchlarning ob'ekt harakatiga ta'sirini tasdiqlovchi dalillarni taqdim etish uchun tekshiruvni rejalashtirish va o'tkazish.

Muhandislik dizayni

Tushunishni namoyish etgan talabalar:

• 3-5-ETS1-1. Muvaffaqiyat uchun belgilangan mezonlarni va materiallar, vaqt yoki xarajatlarni cheklashlarini o'z ichiga olgan ehtiyoj yoki ehtiyojni aks ettiruvchi oddiy dizayn muammosini aniqlang.
• 3-5-ETS1-2.Har birining muammoning mezonlari va cheklovlariga qanchalik mos kelishi mumkinligiga qarab, muammoga bir nechta mumkin bo'lgan echimlarni yarating va taqqoslang.

Keyingi avlod fan standartlari - 6-8 sinflar (11-14 yosh)

Muhandislik dizayni

Tushunishni namoyish etgan talabalar:

• MS-ETS1-2 Raqobatbardosh dizayn echimlarini muammoning mezonlari va cheklovlariga qanchalik mos kelishini aniqlash uchun sistematik jarayon yordamida baholang.

Texnologik savodxonlik standartlari - barcha asrlar

Texnologiya va jamiyat

• 6-standart: Talabalarda texnologiyalarni rivojlantirish va ulardan foydalanishda jamiyatning o'rni to'g'risida tushuncha hosil bo'ladi.
• 7-standart: Talabalarda texnologiyaning tarixga ta'siri haqida tushuncha hosil bo'ladi.

Design

• 8-standart: Talabalar dizayn atributlari to'g'risida tushunchalarni rivojlantiradilar.

9 -standart: Talabalarda muhandislik haqida tushuncha paydo bo'ladi

Birinchi qadam:

Rulmanlar, rulman va rulmanlarning tarixi va evolyutsiyasi haqida bilish uchun Talabalar ma'lumotnomalarini o'qing.

Ikkinchi qadam:

3-4 talabadan iborat guruhlarda ishlayotganda, sizga taqdim etilgan qopqoqni bir necha yuzalar-kitob, ish stoli, pol, gilam bo'ylab harakatlantiring.

savol:

1. Qopqoqni har xil yuzalar bo'ylab siljitishning farqi nimada edi? Qaysi sirt eng ko'p ishqalanish ko'rsatdi? Nima uchun?

Uchinchi qadam:

Bo'shliqni marmar bilan to'ldirish uchun idishning qopqog'iga etarlicha marmar joylashtiring (to'ldirmang, shunda marmar erkin harakatlana olmaydi). Qopqoqni ag'darish uchun kitobdan foydalaning va endi qopqog'ini marmar "sharlar" bilan siljitishga harakat qilib, qopqog'ini oldinga siljigan yuzalar bo'ylab siljiting.

savollar:

1. Marmar qopqoq ostida dumalab turganda, siz boshdan kechirgan ishqalanishning farqi nimada edi?

2. Marmar barcha sirtlarda yordam berdimi? Faqat ba'zi? Qaysi sirt, agar mavjud bo'lsa, hozir eng ko'p ishqalanish ko'rsatdi? Nima uchun?

To'rtinchi qadam:

Qopqoqning tepasiga kitob yoki boshqa og'irlik qo'yilgan variantni sinab ko'ring.

savollar:

1. Marmar taglik og'irliklar qo'shilganda osonroq harakatlanishga imkon beradimi?

2. Siz bunday qurilmaga ilova haqida o'ylay olasizmi? Kim og'ir og'irlikdagi narsalarni ko'chirishi kerak? Bu qanday yordam beradi?

3. Rulmanli rulmanli yoki rulmanli uch xil mashinani sanab bering.

1: _____________ 2. ______________ 3 ._____________

Talabalarning ixtiyoriy varaqasi:
Siz muhandissiz! Rulmanlar bilan muammolarni hal qilish

ko'rsatmalar

Siz muhandissiz! Jamoada ishlang va rulonli rulmanlardan foydalanib, rejangiz bilan sinfdagi stollardan birini yoki 10 metrli stolni harakatlantiring. Chaqiruv: stol yoki stolni faqat barmog'ingiz bilan surish mumkin bo'lgan kuchga cheklang. Siz 100 tagacha qalam, lenta ishlatishingiz mumkin.

Materiallar

Har bir guruh talabalari uchun bitta materiallar to'plami:

• 100 ta qalam
• tarmoqli
• rezina bantlar
• Gilam yoki gilam qismi

Birinchi qadam:

Quyida siz rejalashtirgan yechimni ko'rsatadigan rasm chizing.

Ikkinchi qadam:

Rejangizni sinab ko'ring! Ish stolini faqat harakatlantira olasizmi, ko'ring - muhandislar har doim turli xil o'lchovlarda ishlaydi!

savollar:

1. Dizayn ishlarini rejalashtirganmisiz? Nega yoki nima uchun?

2. Rejangizni yanada samarali hal qilish uchun qanday o'zgartirishlar kiritishingiz kerak edi?

3. Siz stolni/stolni faqat bitta barmog'ingiz bilan harakatlantira oldingizmi?