Курс: «Физика и механика», модуль «Базовые занятия»
Урок «Механический молоток»
Копер
Копер — это строительная машина для забивания свай в грунт, готовых железобетонных свай круглого или квадратного сечения, цельных и составных. Копровые установки могут также применятся при забивке металлических свай, труб, шпунта для ограждений котлованов, траншей, откосов, при берегоукрепительных работах.
Технология
  • Использование механизмов – рычагов, кулачков (эксцентриков) и наклонной плоскости.
  • Использование свойств материалов.
  • Проверка модели на безопасность.
  • Сборка деталей.
  • Механическое программирование действий.
Естественные науки
    • Запись полученных данных.
    • Трение.
    • Сила.
    • Импульс (количество движения, инерция).
    • Методы исследования.
    В технический словарик
      • кулачки (эксцентрики)
      • задание последовательности операций (механическое программирование)
      • трение
      • безопасность модели
      Дополнительно потребуется
        • Отделочные материалы: шерсть, фольга, картон
        • Ножницы
        • Липкая лента
        Установление взаимосвязей
        Дима и Катя весело стучат молотками! Они трудятся над небольшой будкой для Пса Барбоса, но на свою беду запаслись слишком твердыми досками, а им потребуется забить уйму гвоздей, чтобы будка получилась прочной.

        Скоро они устали и решили придумать более легкий способ забивания гвоздей в дерево. Они поняли, что одна голова хорошо, а две – лучше, и начали решать проблему вдвоем. А вы можете помочь им проверить, работает ли то устройство, которое они смастерили, и стало ли легче забивать гвозди?

        Можете ли вы создать устройство, которое будет эффективно забивать гвозди в различные поверхности? Подумайте!
        Конструирование
        Соберите механический молоток
        (Технологические карты 4A и 4B, с. 11, шаг 14)
        Тестирование
        Рукой поверните рукоятку механического молотка.
        Плавно ли он поднимается и опускается?

        Если механизм проворачивается туго, проверьте, не трутся ли втулки осей об элементы конструкции, создавая дополнительное сопротивление.
        Рефлексия
        Можете ли вы оценить силу сцепления вручную?
        Вставьте ось поочередно в центральное отверстие каждого зубчатого колеса и протащите через него. Попробуйте расположить зубчатые колеса в порядке убывания силы сцепления – от наибольшей (максимальная сила трения) до наименьшей.
        Как точнее определить силу сцепления?

        • Используйте одну и ту же ось для проверки всех зубчатых колес.
        • Поворачивайте приводную ручку молотка, чтобы загнать ось вниз.
        • Подсчитайте, сколько ударов молотка потребуется для каждого колеса, прежде чем ось коснется поверхности стола.
        Наименьшее сопротивление у 8-зубого колеса. Это колесо настолько мало, что его трудно удержать пальцами. Далее идет коронное зубчатое колесо, оно достаточно большое, но его заостренные зубья затрудняют надежный захват. У 24- и 40-зубых цилиндрических колес трение наибольшее: зубья у них притупленные, их легко захватывать и в модели они передают наибольшую мощность.

        Как лучше проверять силу трения оси – с помощью механического молотка или по субъективным ощущениям?
        Простучите каждое зубчатое колесо несколько раз – результаты будут почти одинаковые. Этот молоток – реальный испытательный инструмент, более объективный, чем «ощущение».
        В лабораториях фирмы LEGO® огромные машины выполняют точно такую же работу, только гораздо точнее.

        Что можно сделать с помощью кулачка?
        На с. 14, шаг 18, показано, как молоток делает два удара за один поворот ручки. Измените положение кулачка на оси и добейтесь различных режимов и интервалов воздействия. Попробуйте подъем молотка замедлить, а падение – убыстрить (или наоборот).

        Дополнительное задание. Использование более тяжелого молотка
        Молоток будет забивать оси быстрее. Чтобы его поднять, придется приложить большее усилие, но и удар будет более мощным. Такой молоток обладает большим количеством движения, он более инерционный. Сглаженный край кулачка работает подобно наклонной плоскости, облегчая подъем тяжелых грузов.
        Развитие
        Танцующая балерина
        (Технологическая карта 4B, с. 23, шаг 21)

        • Как вы думаете, что произойдет, если повернуть рукоятку? Проверьте свои предположения.

        Балерина поднимается, опускается и при этом еще и крутится.

        • Можете ли вы предсказать характер «танца» в зависимости от расположения кулачков на оси (как показано на рисунках)?
        • А теперь проверьте свои предположения.
        Ответы: A2, B1, C4, D3.
        Украсьте свою балерину!
        Сделайте для модели украшения по собственному вкусу. Кулачки можно спрятать за картонным экраном. Удастся ли кому-нибудь воспроизвести вашу «танцевальную программу», только лишь наблюдая за балериной? Устройте так, чтобы ее руки разлетались, когда она делает свои пируэты.
        Made on
        Tilda