Урок 3. "Обезьянка-барабанщица"

-Принцип действия рычагов и кулачков;

---

На этом занятии учащиеся должны построить модель механической обезьянки с руками, которые поднимаются и опускаются, барабаня по поверхности.

- Постучите по своему «барабану». Сможете ли вы сделать это так, чтобы было приятно слушать? Как при этом двигаются ваши руки? Что является источником звука?

- Умеет ли кто-нибудь из учащихся играть на музыкальных инструментах? Как при этом извлекаются звуки?

Знаете ли вы, что …

Руки барабанщика действуют как рычаги. Они двигаются вверх и вниз, вращаясь вокруг оси. Обезьянка-барабанщица тоже двигает руками вверх-вниз с определённым ритмом. Можно использовать рычаги, чтобы заставить руки обезьянки двигаться вверх и вниз, а кулачки – чтобы сделать эти движения разнообразными.

Ознакомьтесь с примерами, представленными в окне «Первые шаги»:

14. Кулачок

15. Рычаг

- Как нужно изменить конструкцию рычажного механизма, чтобы укоротить плечо груза? А чтобы удлинить его?

- Как работает кулачок?

Соберите модель, следуя пошаговым инструкциям, или создайте собственную модель «Обезьянка-барабанщица». Если модель вы создаете сами, то приведенную в примере программу, возможно, потребуется изменить.

Для безотказной работы модели «Обезьянка-барабанщица» необходимо, чтобы рычаги, опирающиеся на кулачки, могли свободно подниматься и опускаться. Поверхность, по которой должна барабанить модель (например, коробка от набора LEGO® Education WeDo™), устанавливается непосредственно под «руками» обезьянки.

При желании можно использовать и другой «барабан», но для этого нужно соответствующим образом отрегулировать высоту «барабанщика», устанавливая дополнительные ЛЕГО-кирпичики под основание модели (под большой серый кирпич 8x16).

Энергия передается от компьютера на мотор. От мотора энергия передаётся сначала маленькому зубчатому колесу, затем, с поворотом оси вращения на 90° – коронному зубчатому колесу, насаженному на одну ось с кулачками. Кулачки поворачиваются и нажимают на рычаги, которые поднимают и опускают «руки» модели.

Энергия превращается из электрической (компьютера и мотора) в механическую (вращение зубчатых колёс, кулачков, движение рычагов).

Приготовьте место для экспериментирования с зубчатыми колёсами и бумаг для записей. На отдельном листе бумаги начертите таблицу данных.

В таблице данных фиксируют изменения положения кулачков, а также то, как каждое положение влияет на характер движений рычагов.

Закончив исследование кулачков и рычагов, обсудите выводы для таблицы данных.

Попросите учеников описать, что они видят и слышат, когда один кулачок сориентирован вверх, а другой – вниз, как это показано в первом ряду таблицы.

- Что происходит после изменения положения правого кулачка, как показано во втором ряду таблицы?

- Что происходит после добавления ещё одного кулачка с правой стороны, как показано в третьем ряду таблицы?

- Что происходит после добавления ещё одного кулачка с левой стороны?

Дополнительно…

Перенесите центр вращения рычагов (ось) в другое отверстие в балке, чтобы изменить длину плеча силы рычагов и высоту, на которую они поднимаются.