Серия - простые механизмы |
Сложность: Начинающий
Классы 1-5
Шестерня — это простой механизм, который можно использовать для эффективной передачи силы и движения.
---------------------------------------------------------------------------------------------
Простые механизмы окружают нас повсюду, даже если мы их не замечаем. Они помогают нам выполнять множество повседневных задач и делают нашу жизнь намного проще и удобнее. Давайте представим, что мы отправляемся в волшебное приключение, где каждый день встречаем разные механизмы, помогающие нам справляться с трудностями.
Представьте себе, что вы хотите поднять что-то очень тяжелое, например, большой камень. Сначала это может показаться невозможным, но тут на помощь приходит простой механизм — рычаг. Он позволяет использовать меньше усилий для подъема тяжелых предметов. Вы могли видеть рычаг в действии, когда играли на качелях или видели, как кто-то использует лом для поднятия камня. Когда одна часть рычага нажимается вниз, другая поднимается вверх, помогая нам поднимать тяжелые вещи.
С работой рычага, мы уже познакомились в предыдущей статье про катапульту.
Шестерёнки и рычаги — это два простых механизма, которые часто работают вместе, дополняя друг друга. Шестерёнки могут передавать движение и изменять его направление, а рычаги помогают приложить усилие там, где это необходимо. Когда эти два механизма работают вместе, они создают мощную комбинацию, способную выполнять сложные задачи с минимальными усилиями.
Представьте себе велосипед. Когда вы крутите педали, вы используете силу своих ног как рычаг. Педали связаны с шестерёнками, которые передают это усилие на цепь и далее на заднее колесо. В этом случае рычаги педалей и шестерёнки работают вместе, чтобы передать вашу силу на колёса, позволяя велосипеду двигаться.
Другой пример — это механизм в старинных часах. Внутри часов есть рычаги, которые регулируют движение шестерёнок, помогая им двигаться с нужной скоростью. Здесь шестерёнки и рычаги работают в тандеме, чтобы точно отсчитывать время.
Таким образом, шестерёнки и рычаги часто используются вместе в устройствах, где нужно передавать или усиливать движение. Это может быть что угодно — от игрушек и бытовой техники до сложных механизмов в автомобилях и промышленном оборудовании. Вместе они делают нашу жизнь проще и удобнее, помогая нам выполнять различные задачи с меньшими усилиями.
Как видите, простые механизмы действительно окружают нас повсюду. Они помогают нам выполнять множество задач легче и быстрее. Теперь, когда вы знаете, как они работают, вы сможете увидеть их во многих вещах вокруг вас. Кто знает, может быть, однажды вы создадите свой собственный механизм, который сделает вашу жизнь ещё проще и интереснее!
Кстати, еще больше познавательных статей и опытов можно найти в нашем Телеграмм канале.
Подписывайтесь на канал План Линкольна.
Ну а пока давайте разберем работу шестеренок
Начнем с обсуждения:
- Что вы знаете о простых механизмах?
- Где мы используем этот простой механизм?
- Почему он нам нужен?
Выслушав ответы, свяжите их с картинками, которые у вас есть для использования в классе, или найдите идеи в разделе "Обзор: Шестерни", чтобы заинтересовать ребят.
Найдите показанные шестерни LEGO ® и посчитайте количество зубцов у каждой из них. Начните считать с точки.
Постройте модель A1 (Направление вращения).
Следуйте инструкциям на страницах 4-8, шаги 1-7.
- Подпишите шестерни.
- Проведите линии от слов к изображению модели.
- Ведущая шестерня — это та, которую вы поворачиваете рукой.
- Любая шестерня, которую поворачивает другая шестерня, называется ведомой или ведомой шестерней.
Посмотреть инструкцию
Соберите модель и сделайте наблюдения.
Примечание: Рекомендуется, чтобы дети работали в парах; один ребенок наблюдает за маркером позиции, пока другой полностью поворачивает ручку.
- Поверните ручку на один полный оборот и посчитайте, сколько раз маркер позиции повернется.
- Один оборот ручки приводит к одному обороту маркера позиции (серого оси). Скорости вращения ведущей и ведомой шестерней одинаковы, потому что у них одинаковое количество зубьев (40); это соотношение 1:1.
- Обратите внимание на то, в каком направлении вращаются шестерни, когда вы крутите ручку, и нарисуйте стрелки, показывающие направления их вращения.
- Смежные шестерни вращаются в противоположные стороны.
Постройте модель A2 (Промежуточное зацепление).
Следуйте инструкциям на страницах 10-14, шаги 1-8.
- Подпишите шестерни.
- Проведите линии от слов к изображению модели.
- Маленькая шестерня — это промежуточная шестерня. Она не влияет на относительные скорости вращения больших шестерен, а только на направление вращения ведомой шестерни
Посмотреть инструкцию
Соберите модель и сделайте наблюдения.
Поверните ручку на один полный оборот и посчитайте, сколько раз маркер позиции повернется.
- Один оборот ручки приводит к одному обороту серой оси. Скорости вращения ведущей и ведомой шестерней одинаковы, потому что у них одинаковое количество зубьев. Передаточное отношение 1:1.
- Обратите внимание на то, в каком направлении вращаются шестерни, когда вы крутите ручку, и нарисуйте стрелки, показывающие направления их вращения.
- Ведущая шестерня с 40 зубьями и ведомая шестерня с 40 зубьями вращаются в одном направлении. Промежуточная шестерня вращается в противоположную сторону.
Постройте модель A3 (Увеличение скорости вращения).
Следуйте инструкциям на страницах 16-20, шаги 1-7.
- Подпишите шестерни.
- Проведите линии от слов к изображению модели.
- Ведущая шестерня — это та, которую вы поворачиваете рукой. Любая шестерня, которую поворачивает другая шестерня, называется ведомой или ведомой шестерней.
Посмотреть инструкцию
Соберите модель и сделайте наблюдения.
Поверните ручку на один полный оборот и посчитайте, сколько раз маркер позиции повернется.
- Один оборот ручки (большой ведущей шестерни) приводит к пяти оборотам меньшей ведомой шестерни. Это соотношение 1:5 (или 1/5) называется передаточным отношением повышения (8/40 = 1/5). Увеличение передаточного отношения повышает скорость вращения ведомой шестерни, но снижает силу в ведомой шестерне — способность шестерни вращать что-то.
- Обратите внимание на то, в каком направлении вращаются шестерни, когда вы крутите ручку, и нарисуйте стрелки, показывающие направления их вращения.
- Смежные шестерни вращаются в противоположные стороны.
Постройте модель A4 (Снижение скорости вращения).
Следуйте инструкциям на страницах 22-26, шаги 1-7.
- Подпишите шестерни.
- Проведите линии от слов к изображению модели.
- Ведущая шестерня — это та, которую вы поворачиваете рукой. Любая шестерня, которую поворачивает другая шестерня, называется ведомой или ведомой шестерней
Посмотреть инструкцию
Соберите модель и сделайте наблюдения.
Посчитайте, сколько раз нужно повернуть ручку, чтобы маркер позиции сделал один оборот.
- Пять оборотов ручки (малой ведущей шестерни) приводят к одному обороту большой ведомой шестерни. Это соотношение 5:1 (или 5/1) называется передаточным отношением понижения (40/8 = 5/1). Уменьшение передаточного отношения снижает скорость вращения ведомой шестерни, но увеличивает силу в ведомой шестерне — способность шестерни вращать что-то.
- Обратите внимание на то, в каком направлении вращаются шестерни, когда вы крутите ручку, и нарисуйте стрелки, показывающие направления их вращения.
- Смежные шестерни вращаются в противоположные стороны.
Постройте модель A5 (Под углом).
Следуйте инструкциям на страницах 28-32, шаги 1-8.
- Подпишите шестерни.
- Проведите линии от слов к изображению модели.
- Ведущая цилиндрическая шестерня с 8 зубьями приводит в движение коронную шестерню с 24 зубьями.
Посмотреть инструкцию
Соберите модель и сделайте наблюдения.
Посчитайте, сколько раз нужно повернуть ручку, чтобы маркер позиции сделал один оборот.
- Три оборота ручки (малой ведущей шестерни) приводят к одному обороту коронной шестерни. Это соотношение 3:1 (или 24/8 или 3/1).
- Обратите внимание на то, в каком направлении вращаются шестерни, когда вы крутите ручку, и нарисуйте стрелки, показывающие направления их вращения.
- Вращательное движение изменяется на 90 градусов. Коронная шестерня может легко изменять направление вращательного движения, потому что у нее есть специальные изогнутые зубья, которые позволяют ей зацепляться под углом/под прямым углом с цилиндрической шестерней.
Простые механизмы, такие как шестерёнки и рычаги, играют важную роль в нашей повседневной жизни, помогая нам выполнять сложные задачи с легкостью. Понимая, как они работают, мы можем лучше использовать их возможности и создавать новые изобретения.
Еще больше познавательных статей и опытов можно найти в нашем Телеграмм канале.
Подписывайтесь на канал План Линкольна.
__________________________________________________________________________________________