Οι σύνδεσμοι του αρπαγέα

Ο στόχος της ενότητας «Παιχνίδι» είναι να επιτρέψει στους μαθητές να δοκιμάσουν την κατασκευή και να τους βοηθήσει να εξερευνήσουν τη μετατροπή της κίνησης με συνδέσμους. Αφήστε τους μαθητές να δοκιμάσουν πώς κινείται η Αρπάγη. Η ενότητα «Συζήτηση Κινήτρων» παρέχει ερωτήσεις που βοηθούν τους μαθητές να σκεφτούν πώς οι ψαλιδωτοί σύνδεσμοι αλλάζουν την κατεύθυνση μιας δύναμης και πώς θα μπορούσε να βελτιωθεί η κατασκευή του Grabber. Η δεύτερη σελίδα της ενότητας «Παιχνίδι» θα εισαγάγει τους συνδέσμους ψαλιδιού που χρησιμοποιούνται σε επαγγελματικά μηχανήματα ανύψωσης ψαλιδιού, για να παρέχει ένα άλλο οικείο πλαίσιο για ανάλυση.
Όταν εργάζονται σε ομάδες, μπορούν να ανατεθούν στους ακόλουθους ρόλους μαθητών:

• Ειδικός Κατασκευής: Υπεύθυνος για την κατανόηση της δομής του Grabber και την επίδειξη της λειτουργίας της κατασκευής σε διαφορετικά σημεία κατά τη διάρκεια της δραστηριότητας.

• Καταγραφέας: Υπεύθυνος για την καταγραφή των σχολίων από ολόκληρη την ομάδα στο σημειωματάριο μηχανικής.

Εάν οι ομάδες είναι μεγαλύτερες από δύο, περισσότεροι από ένας μαθητές μπορούν να μοιραστούν τις ευθύνες του ίδιου ρόλου.

Μια ρουμπρίκα για το ομαδικό σημειωματάριο μηχανικής είναι διαθέσιμη κάνοντας κλικ εδώ (Google ) και μια ρουμπρίκα συνεργασίας είναι διαθέσιμη κάνοντας κλικ εδώ (Google ). Για μια ρουμπρίκα για τη βαθμολόγηση μεμονωμένων τετραδίων μηχανικής, κάντε κλικ εδώ (Google ).

Το μοτίβο που πρέπει να παρατηρήσετε είναι ότι καθώς ο Build Expert μετακινεί τα άκρα του Grabber πιο κοντά και πιο μακριά, οι πείροι λειτουργούν ως σημεία περιστροφής και οι δοκοί κινούνται προς τα μέσα και προς τα έξω, αντίστοιχα.

Η προσθήκη δύο ακόμη ψαλιδιών συνδέσμων θα άλλαζε την απαιτούμενη δύναμη για τον έλεγχο του Grabber και θα μείωνε τη σταθερότητα της κατασκευής. Η μακρύτερη αρπάγη θα απαιτούσε περισσότερη δύναμη για να σπρώξει προς τα έξω ή να τραβήξει προς τα μέσα. Το πρόσθετο βάρος θα ασκούσε επίσης μεγαλύτερη πίεση στις δοκούς και ιδιαίτερα στους πείρους και, ως εκ τούτου, θα μείωνε τη σταθερότητά τους.

Ε: Όταν ο χρήστης πιέζει τα άκρα των λαβών της αρπάγης μεταξύ τους, το άκρο αρπάγης πλησιάζει το ένα το άλλο (τσιμπάει) ή απομακρύνεται (ανοίγει);
Α: Το άκρο αρπάγης πλησιάζει το άλλο (τσιμπάει ή αρπάζει) όταν ο χρήστης πλησιάζει τις λαβές.

Ε: Η δύναμη που δημιουργείται από το σπρώξιμο ή το τράβηγμα των λαβών της αρπάγης κινείται πάντα προς την ίδια κατεύθυνση ή αλλάζει κατεύθυνση; Εάν αλλάξει κατεύθυνση, πού αλλάζει κατεύθυνση η δύναμη;
A: Η δύναμη που δημιουργείται πιέζοντας ή τραβώντας τις λαβές της Αρπάγης αλλάζει κατεύθυνση αρκετές φορές κάθε φορά στο σημείο περιστροφής ή στην καρφιτσωμένη σύνδεση στην κατασκευή.

Ε: Καθώς προστίθενται περαιτέρω σύνδεσμοι, πώς μπορείτε να βελτιώσετε την κατασκευή ώστε να γίνει πιο άκαμπτη και σταθερή;
Α: Μια πιθανή λύση είναι η χρήση παχύτερων δοκών για μεγαλύτερη σταθερότητα (ένα παράδειγμα θα ήταν μια δοκός 2x4 αντί για μια δοκό 1x4). Μια άλλη πιθανή λύση είναι η χρήση μακρύτερων ακίδων (μια ακίδα σύνδεσης 1x2 ή 2x2 αντί για μια ακίδα σύνδεσης 1x1).

Για να επεκτείνετε αυτήν τη δραστηριότητα, εξηγήστε στους μαθητές ότι ένας απλός μοχλός είναι ένα παράδειγμα σύνδεσης δύο ράβδων όπως ένας ψαλιδωτός σύνδεσμος. Το έδαφος θεωρείται ένας σύνδεσμος που συνδέεται με μια άρθρωση ή υπομόχλιο με τον μοχλό. Στον ψαλιδωτό σύνδεσμο, δεν υπάρχει σύνδεσμος που δημιουργείται από υπομόχλιο, αλλά σημείο περιστροφής που δημιουργείται από πείρο.
Ζητήστε από τους μαθητές να εξερευνήσουν πιο σύνθετους συνδέσμους και να καταγράψουν τα σχέδια/λεπτομέρειές τους στα σημειωματάρια μηχανικής τους.

Μερικά παραδείγματα πιο σύνθετων συνδέσμων είναι:

• Δυαδικός σύνδεσμος
• Τριαδικός Σύνδεσμος
• Τεταρτογενής Σύνδεσμος
• Πεντανάριος Σύνδεσμος