Курс: «Физика и механика», модуль «Усложнённые задачи»
Гоночный автомобиль
Самой миниатюрной машиной признана модель Peel Р50. Этот сверхлёгкий автомобиль начали выпускать в 2011-ом году в Великобритании небольшими партиями. Его ширина – сто четыре сантиметра, а длина – сто тридцать семь сантиметров. Масса лидера рейтинга – всего пятьдесят девять килограммов. Передвигаться в Peel Р50 может только один человек. Максимум её скоростных возможностей – восемьдесят километров в час. Трёхколёсную малютку в случае необходимости можно попросту перекатить на другое место, взявшись за ручку, расположенную на задней части этой машины.
Естественные науки
    • Экспериментальное определение зависимости положения движщегося предмета от времени.
    • Движение.
    • Методы исследования.
    • Механизмы – зубчатая передача.
    Технология
    • Сборка деталей.
    • Анализ результатов.
    • Изучение передаточного отношения.
    Конструирование
      • Описание и объяснение назначения деталей коробки передач.
      • Творческое коснтруирование.
      • Испытание и оценка моделей перед внесением изменений.
      Математика
      • Определение погрешности.
      • Выбор и применение методов и инструментов для измерения длины с приемлемой степенью точности.
      В технический словарик
        • Ускорение
        • Средняя скорость
        • Сила трения
        • Передача
        • Передаточное отношение
        • Поверхность
        • Колеса
        Дополнительно потребуется
          • Рулетка или «сантиметр».
          • Линии старта и финиша.
          • Секундомер.
          Установление взаимосвязей
          Дух захватывает, когда смотришь гонки! Самые быстрые гоночные автомобили – машины Формулы 1 – соревнуются на скорости свыше 360 км/ч! Пилоту приходится вести машину, постоянно поворачивая и меняя направление движения. При этом он должен замедлять машину без потери мощности. Для этого пилоты пользуются коробкой передач. Они есть во всех машинах, но именно благодаря усовершенствованию коробок передач гоночных автомобилей высокотехнологичные коробки передач стали доступны для обычных семейных машин. Кроме того, различные материалы и конструктивные изменения, позволяющие гоночным автомобилям быть быстрее, мощнее и легче, сейчас используются для улучшения характеристик повседневных автомобилей.

          Соберите модель гоночного автомобиля и исследуйте, как смена передачи влияет на скорость машины.
          Конструирование
          Соберите гоночный автомобиль
          (Технологические карты 18A и 18B, с. 17, шаг 20)
          • Убедитесь, что провод питания не соприкасается с движущимися частями модели.
          • Опробуйте обе передачи и удостоверьтесь, что зубчатые колеса входят в зацепление.
          Разметьте гоночную трассу

          • Отметьте линии старта и финиша на расстоянии 2 м друг от друга.
          Рефлексия
          Зачем в гоночных автомобилях применяют коробку передач?

          Благодаря передачам гоночные автомобили могут получить выигрыш либо в мощности, либо в скорости. Найдите среднюю скорость гоночного автомобиля, используя следующую формулу:
          Сначала вычислите передаточное отношение гоночного автомобиля с коробкой передач в положении A и предположите, сколько времени потребуется автомобилю, чтобы преодолеть 2 м.
          Запишите величину передаточного отношения и свое предположение в Рабочем бланке.
          Затем проверьте свое предположение и вычислите среднюю скорость.
          Запишите полученные данные в Рабочем бланке.

          Проделайте то же самое с коробкой передач в положении B.

          Гоночный автомобиль с коробкой передач в положении A (с. 17, шаг 20) имеет передаточное отношение 1:5:
          Он пройдет расстояние в 2 м за 10 секунд со средней скоростью 0,2 м/с.

          Гоночный автомобиль с коробкой передач в положении B (с. 18, шаг 21) имеет передаточное отношение 3:5:
          Он пройдет расстояние в 2 м за 4 секунды со средней скоростью 0,5 м/с.
          Развитие
          Хотите изменить конструкцию?

          Гоночные автомобили бывают абсолютно разными – все зависит от вида гонки и особенностей трассы.

          Попробуйте переделать свой гоночный болид и добиться того, чтобы он был лучшим в своем классе. Мы задали несколько вопросов (см. Рабочий бланк), которые помогут вам выбрать направление дальнейшего исследования.

          Затем составьте план испытания и проверьте, как работает ваша новая модель, нужно ли внести в нее какие-либо изменения. Не забывайте записывать результаты всех испытаний.
          Когда ученики выберут наиболее понравившийся им вопрос «А что, если…» и определят направление дальнейших исследований, попросите их:
          a) ясно и четко объяснить, что было самым важным элементом первоначальной модели;
          b) определить основные параметры этого элемента, благодаря которым он работал тем или иным образом;
          c) подумать, что можно изменить в этих параметрах;
          d) внести возможные изменения и проверить, что получится;
          e) решить, какие изменения помогают достичь желаемого результата;
          f) зафиксировать новую конструкцию и объяснить:
          – какие были внесены изменения;
          – почему они были внесены;
          – как эти изменения влияют на работу модели.

          Учащиеся могут зарисовать свои конструкции, сделать цифровые снимки моделей или снять их на видео. Будет лучше, если ребята смогут работать сообща и задавать друг другу вопросы в процессе выполнения задания.
          Made on
          Tilda