Návrh a škálování dostihové dráhy

• Tato studie seznámí studenty s měřítkem a převodem jednotek pomocí skicování a návrhu dostihové dráhy. Studenti budou pracovat ve skupinách, aby našli prostor, kde si mohou rozvrhnout kurz. Poté změří plochu, kterou mají pro kurz, a načrtnou ji se správnými rozměry do svého technického sešitu. Jakmile studenti získají náčrt skutečné velikosti kurzu, zmenší ho pomocí převodů jednotek tak, aby se vešel do jejich technického sešitu.

• Jakmile je kurz zmenšený. Také si na trať nakreslí zmenšenou verzi Speedbota, aby si mohli představit, jak velký/malý robot je v porovnání s jejich tratí. To jim pomůže rozhodnout se, jak se robot bude v trase orientovat. Například jsou zatáčky dostatečně široké? Projde robot snadno?

• Jakmile skupina navrhne svou zmenšenou trať, použije tyto rozměry k vytyčení trasy ve skutečné velikosti pomocí pásky nebo jiných materiálů. Poté budou svého robota řídit po trase pomocí programu Driver, aby otestovali a zajistili správnost svých měření a výpočtů. Studenti budou povzbuzováni k testování a úpravě rozměrů svého kurzu dle vlastního uvážení.

• Existuje možnost škálovat pomocí milimetrového papíru namísto provádění vícenásobných převodů.

• Tyto dovednosti jim pomohou uspět v soutěži Robo Rally Challenge, kde budou muset spojit svou trať s jinou skupinou a co nejrychleji projet robota novou kombinovanou tratí!

Při navrhování závodních drah použijte rozměry robotů, abyste zajistili, že roboti budou mít dostatek prostoru k pohybu a otáčení, aniž by překročili čáry trati.

Pokud je to možné, umožněte skupinám používat různé prostory ve třídě, ale pokud je k dispozici pouze jeden, lze použít stejný prostor. Zvažte, zda by stejný prostor nebyl využit v různých konfiguracích, a to tak, že skupiny znovu obepnou své dráhy.

Další možností namísto měření všech vzdáleností v měřítku by bylo použít milimetrový papír, aby se kreslení trati v měřítku snáze nakreslilo.

Požádejte studenty, aby na milimetrový papír z technického sešitu vytvořili zmenšenou verzi načrtnuté oblasti s využitím zaznamenaných rozměrů. Před zahájením se rozhodněte, v jakém měřítku chcete oblast znovu vytvořit v metrech. Například každý čtvereček na milimetrovém papíru by mohl představovat jeden metr čtvereční. Ve výše uvedeném příkladu je čtvereční metr 4 krát 4 políčka na milimetrovém papíru.

Při výběru měřítka byste měli zvážit velikost vašeho milimetrového papíru. Příliš velké měřítko se nemusí vejít na milimetrový papír, který používáte. Přidejte si na milimetrový papír zmenšenou verzi robota VEX V5 Speedbot, abyste si lépe představili jeho zmenšenou velikost ve srovnání s vytvořenou plochou.

Začněte tím, že požádáte studenty, aby převedli rozměry robotů v centimetrech na standardní jednotku měření, a to buď převedením centimetrových rozměrů robotů na metry (v desetinných místech), nebo převedením jejich metrových rozměrů prostoru na centimetry. Pro snazší vytvoření stupnice použijte standardní měrnou jednotku.

Přibližné rozměry Speedbotu jsou 30 cm vpředu a 24 cm po stranách.

30 cm = 300 mm = 0,3 m
24 cm = 240 mm = 0,24 m

Trať si můžete načrtnout také pomocí milimetrového papíru:

Požádejte studenty, aby načrtli dostihovou dráhu v rámci měřítkové plochy, kterou si nakreslili do svého technického sešitu. Mějte na paměti velikost robota VEX V5 Speedbot a to, jak je znázorněna v použitém měřítku. Robot by měl být schopen projíždět trať, aniž by opustil okraje závodní dráhy.

Snažte se být s tratí co nejkreativnější přidáním více zatáček a rovných úseků. Pomocí šipek nebo jiných symbolů označte směr, kterým by se měl robot na závodišti pohybovat. Kromě toho označte umístění počátečních a cílových čar pomocí symbolu nebo čar.

Nechte studenty přidat symbol nebo kresbu robota VEX V5 Speedbot v měřítku, aby lépe rozpoznali, zda je velikost jejich dráhy vhodná pro roboty.

Studenti pravděpodobně uvedou, že nejtěžší částí při vytváření plnohodnotné verze kurzu na základě zmenšené verze je potřeba přesných měření. Tato zkušenost by měla upozornit na lidské chyby při měření, zejména pokud se měření provádí pouze jednou. Pro účely plánování je jedním ze způsobů, jak snížit chyby měření, měřit vícekrát a poté zprůměrovat naměřené hodnoty z těchto více pokusů. Tímto způsobem se vaše nejdelší a nejkratší měření, která mohou být obě nepřesná, upraví na pravděpodobně přesnější hodnotu.

Dejte studentům čas na:

• Otestujte si jejich dostihovou dráhu

• Poznamenejte si potřebné změny velikosti/rozměrů

• Proveďte tyto změny skicováním a změnou měřítka

• Znovu otestujte.

Poté, co studenti otestují svá dostihová závodiště a provedou potřebná vylepšení, zapojte je do diskuse ve třídě. Nejprve nechte studenty, aby se o své zkušenosti podělili s partnerem nebo malou skupinou, a poté je požádejte, aby se zapojili do diskuse s celou třídou.

Usnadněte diskusi tím, že se zeptáte:

• Které části původního návrhu vašeho závodiště byly správně dimenzovány? Které díly bylo potřeba upravit a proč?

• Jak vám úprava velikosti závodiště umožnila snazší změny?

• Pomohlo vám nakreslení velikosti zmenšeného Speedbota na zmenšené verzi vašeho závodiště rozhodnout se, jak by se měl robot pohybovat? Proč ano nebo proč ne?

• Kdybyste tuto aktivitu zopakovali, udělali byste něco jinak?