Курс: «Физика и механика», модуль «Усложнённые задачи»
Лебедка
Самый большой корабль на планете и крупнейшее плавучее сооружение, когда-либо созданное человеком, — это Prelude FLING. На борту могло бы разместиться пять полноразмерных футбольных полей или 175 олимпийских плавательных бассейнов. Однако его предназначение состоит в другом: это первая в мире плавучая фабрика по добыче и сжижению природного газа. В строгом смысле слова это не совсем корабль: Prelude не сможет плыть своим ходом, и до рабочего места ее придется буксировать. Зато этот монстр непотопляем и неубиваем: он создан специально для службы в «зоне циклонов» в открытом океане и способен выдержать ураган даже пятой, наивысшей категории. Запланированный срок службы — 25 лет.
Задание
В жизни часто встречаются ситуации, когда без мощной тяговой силы просто не обойтись. Так, например, на парусных судах используют устройство под названием «лебедка». Ручные лебедки служат для подъема и спуска парусов, с их помощью ставят парус по ветру. Более мощные лебедки с двигателем применяют для того, чтобы бросать и поднимать якорь, передвигать лодку вверх и вниз по эллингу. Лебедки должны быть мощными, поскольку лодки тяжелые, и надежными – ведь если лебедка не справится со своей задачей, лодка может скатиться обратно в воду, а это очень опасно.

Ваша задача заключается в том, чтобы спроектировать и собрать лебедку с двигателем, которая бы вытаскивала лодки из воды на берег.
Учебные цели
Учащиеся научатся
  • применять на практике:
    – знания о простых машинах, механизмах и конструкциях, а также о машинах и двигателях;
    – навыки творческого конструирования;
  • общаться и работать в команде;
  • проверять «чистоту» эксперимента и безопасность механизмов.
Дополнительно потребуется (по желанию)
  • Материалы, обеспечивающие безопасность, например, ворота, забор, ограждения, лампочки.
  • Материалы для изготовления покатого спуска (эллинга), например, деревянная планка или кусок картона.
  • Кирпичики ЛЕГО®, из которых можно сделать лодки или использовать их в качестве лодок.
Установление взаимосвязей
Чтобы облегчить процесс проектирования, посоветуйте учащимся посмотреть на картинку в начале урока и прочесть сопроводительный текст. Можно также прибегнуть к помощи Интернета, чтобы побольше узнать о конструкциях и применении лебедок с двигателем, которыми вытаскивают или спускают на воду лодки в разных странах мира. Обсудите с ребятами, какие ограничения и какие особенности конструкции им придется учесть при проектировании.

Подведите учащихся к тому, чтобы они применили свои знания и умения к выполнению задания этого урока. Задайте такие вопросы:

  • Как будет работать ваша лебедка?
  • На какую конструкцию вы поместите двигатель?
  • Какую конструкцию используете для удержания кабеля?
  • Каким образом вы прикрепите кабель к лодке?
  • Как сделать так, чтобы лебедка не тянула лодку слишком быстро?
  • Как добиться, чтобы она не тянула лодку слишком медленно?
  • Как сделать лебедку достаточно мощной?
  • Что нужно, чтобы лебедка могла не только вытаскивать лодки из воды, но и спускать их на воду?
Рефлексия
В заключительной части занятия попросите ребят поразмышлять над выполненными ими моделями и над процессами, которые в этих моделях происходят. Пусть учащиеся:

  • проведут испытания и оценят характеристики своей лебедки, определив:
    – массу самого тяжелого груза, который она способна сдвинуть с места;
    – может ли лебедка вытаскивать лодки из воды и спускать на воду;
    – надежно ли она работает, не проскальзывает ли;
  • зарисуют или сфотографируют свои конструкции;
  • опишут, как работает модель и что можно в ней изменить, чтобы добиться лучших характеристик;
  • объяснят, каким образом они обеспечили безопасную эксплуатацию модели;
  • кратко отметят, что в проекте получилось удачно и что бы они хотели усовершенствовать.
Предлагаемый вариант модели
Made on
Tilda