Курс: «Физика и механика», модуль «Возобновляемая энергия»
Прожектор для спортзала
Первые попытки создания осветительных приборов предпринимались уже в античности. Так, древние египтяне и жители средиземноморья использовали для освещения оливковое масло, заливая его в специальные глиняные сосуды с фитилями из хлопчатобумажных нитей. А вот жители побережья Каспийского моря в похожие светильники помещали другой подручный горючий материал - нефть. Первые свечи были изобретены уже в Средние века и изготовлялись из пчелиного воска и говяжьего сала. Затем в течение нескольких столетий величайшие умы человечества, включая Леонардо да Винчи, трудились над изобретением керосиновой лампы. Однако безопасная конструкция, годная для массового производства, появилась лишь в середине 19 века. Впрочем, электрическая лампочка пришла ей на смену всего четверть века спустя. Знаменитый русский электротехник Павел Николаевич Яблочков изобрел не только электрическую лампочку, но и ее непосредственную предшественницу - электрическую свечу. Именно с помощью свечей Яблочкова осуществлялось первоначально уличное освещение. Каждая свеча стоила 20 копеек и горела 1,5 часа. Затем ее необходимо было заменить на новую. Впоследствии были придуманы фонари с автоматической заменой свечей. Свеча Яблочкова, конечно, имела значительные неудобства по сравнению с электрической лампой: она была недолговечна и обладала переменным световым потоком. Но все же она стала первым изобретением, позволившим широко применить электрическое освещение на улицах и площадях крупных городов, в театрах и магазинах. С 1840 по 1870 год десятки изобретателей пытались создать электрическую лампу накаливания. Неудача следовала за неудачей, и на идею уже махнули рукой. И вот в 1872-1873 годах русский инженер и изобретатель Александр Николаевич Лодыгин сделал первую в мире лампу, которая выдержала все испытания. Она горела всего лишь полчаса. Когда из стеклянной колбы начали откачивать воздух, лампочки сделались долговечнее. В 1873 году две лампы Лодыгина загорелись на улицах Петербурга. Американский изобретатель Томас Эдисон знал о лодыгинских опытах. Но он решил использовать угольную нить, сделанную из крепкого бамбукового волоска. Для этого он исследовал почти все сорта бамбука, растущие на земном шаре. Шесть тысяч опытов с угольными нитями - вот цена, которую заплатил Эдисон за свой вклад в историю лампочки. Его нить горела сотни часов, не перегорая. Но главное - практичный Эдисон стал выпускать свои лампочки на заводе, то есть открыл им дорогу в мир.
Солнечную энергию можно использовать разными способами. С помощью солнечных батарей ее преобразуют в электричество для питания различных машин и механизмов.

Для проведения тренировок школьной баскетбольной команды в темное время суток необхо- дима система освещения спортивного зала.

Ваша задача:

  • разработать конструкцию прожектора для системы освещения зала;
  • изготовить модель прожектора, работающего от возобновляемого источника энергии;
  • убедиться, что модель работает в темноте.
Учебные цели
Учащиеся научатся
  • использовать понятия безопасности и надежности работы механизмов
  • взаимодействовать и работать в команде;
  • разрабатывать конструкцию модели и собирать образец;
  • создавать технический проект;
  • применять различные возобновляемые источники энергии.
Дополнительно потребуется (по желанию)
  • Материалы и детали для улучшения внешнего вида, конструкции и функциональных свойств модели
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 больше узнать о том, какие существу- ют конструкции прожекторов.
  • Обсудите с ребятами, какие ограничения и какие особенности конструкции им придется учесть при проектировании.
Подведите учащихся к тому, чтобы они применяли свои знания и умения к выполнению задания этого урока. Задайте такие вопросы:

  • Какой из возобновляемых источников больше всего подходит в данном случае?
  • Как будет работать ваш прожектор?
  • Какие детали вам понадобятся?
  • Как сделать модель удобной для работы?
  • Как обеспечить надежность работы модели?
Рефлексия
Пусть в заключительной части занятия ребята поразмышляют над созданными ими моделями и над процессами, которые в этих моделях происходят, а затем:

  • проведут испытания и оценят характеристики прожектора:
    – какой возобновляемый источник энергии был использован и почему;
    – насколько прожектор удобен в эксплуатации;
    – существует ли какая-либо опасность для людей, которые будут применять прожектор;
    – насколько прожектор надежен; проверьте, сможет ли он работать в темное время суток – поместите его в темную комнату и определите, сколько времени он проработает в таких условиях;
    – существуют ли какие либо ограничения по эксплуатации прожектора;
  • зарисуют или сфотографируют свою модель;
  • опишут, как работает модель и что можно в ней изменить, чтобы добиться лучших характе- ристик;
  • кратко отметят, что в проекте получилось удачно, а что они хотели бы усовершенствовать.
Предлагаемый вариант модели
Made on
Tilda