Panoramica

Gradi

3+ (età 8+)

Tempo

40 minuti per laboratorio

Domanda/e essenziale/i dell'unità

Come possiamo condurre un'indagine per osservare le relazioni di causa ed effetto?
In che modo le macchine semplici semplificano il lavoro?

Comprensione dell'unità

In questa unità verranno trattati i seguenti concetti:

Cosa succede a un oggetto quando gli si applica una forza.
Una macchina semplice è un dispositivo che modifica la direzione o l'intensità della forza e viene utilizzato per semplificare il lavoro.
Come articolare lo scopo dell'indagine.

Riepilogo del laboratorio

Fare clic sulle seguenti schede per un riepilogo di ciò che gli studenti faranno e impareranno in ogni laboratorio.

Laboratorio 1 - Piano inclinato

Domanda principale: In che modo un piano inclinato influenza il lavoro?

Gli studenti utilizzeranno il kit VEX GO per costruire un piano inclinato con 3 livelli di altezza. Utilizzeranno la struttura per studiare come l'altezza e la forza gravitazionale influenzano la distanza percorsa da un oggetto dopo essere rotolato lungo un piano inclinato.

Gli studenti testeranno la distanza percorsa dalla ruota blu VEX GO dopo averla fatta rotolare lungo un piano inclinato a 3 altezze diverse.

Gli studenti saranno guidati nel fare previsioni basate sui dati di esperimenti e dimostrazioni precedenti.

Laboratorio 2 - Leva

Domanda principale: Come si può applicare la forza per facilitare il lavoro?

Gli studenti costruiranno e testeranno una leva utilizzando il kit VEX GO. Utilizzeranno la struttura per esplorare come una leva possa semplificare il lavoro riducendo la quantità di forza necessaria per sollevare un oggetto.

Gli studenti esamineranno anche come la posizione del punto di perno modifica la forza necessaria per bilanciare ciascun lato della leva.

Laboratorio 3 - Ruota & Asse

Domanda principale: In che modo una macchina semplice influenza il lavoro?

Gli studenti costruiranno un'auto a molla con il kit GO e utilizzeranno l'auto per testare come una ruota e un asse rendano il lavoro più semplice.

Esamineranno il modo in cui la ruota e l'asse influenzano la distanza percorsa dalla Spring Car. Utilizzeranno i dati per fare previsioni e proporre relazioni causa-effetto sul modo in cui la ruota e l'asse consentono a un oggetto di muoversi più facilmente.

Laboratorio 4 - Ingranaggi

Domanda principale: Come cambia la forza quando si usano gli ingranaggi?

Gli studenti studieranno il trasferimento di energia attraverso gli ingranaggi. Costruiranno un orologio alimentato a mano utilizzando il kit VEX GO e osserveranno le interazioni tra gli ingranaggi per determinare in che modo un ingranaggio influenza l'altro.

Gli studenti utilizzeranno i modelli osservati nel movimento degli ingranaggi per prevedere il movimento dell'ingranaggio finale.

Standard unitari

Gli standard dell'unità saranno affrontati in ogni laboratorio dell'unità.

Standard scientifici di prossima generazione (NGSS)

NGSS 3-PS2-1: Pianificare e condurre un'indagine per fornire prove degli effetti delle forze bilanciate e sbilanciate sul movimento di un oggetto.

Come si raggiunge lo standard: Nel laboratorio 1: gli studenti pianificheranno e condurranno un'indagine per esplorare come la forza di gravità sbilanciata fa sì che la Ruota Blu rotoli lungo un piano inclinato durante la sezione Gioco. Attraverso l'indagine, gli studenti osserveranno anche le relazioni di causa ed effetto tra l'altezza del piano inclinato e la distanza percorsa dalla Ruota Blu. L'indagine consisterà nell'effettuare delle previsioni e poi testare e documentare la distanza che la Ruota Blu percorrerà quando verrà fatta rotolare lungo diverse altezze del piano inclinato sul loro foglio di raccolta dati.

Nel laboratorio 2: In Play Parte 1, gli studenti esamineranno gli effetti del punto di perno sulla capacità della leva di svolgere lavoro e utilizzare la minima quantità di forza. Nella Parte 1 del Gioco, testeranno diversi punti di articolazione della leva con un disco su ciascun lato. I tre punti di snodo creeranno uno sbilanciamento del peso tra i due lati della leva, indicando forze non bilanciate. Nella seconda parte del gioco, gli studenti utilizzeranno i dati dei loro test per determinare la posizione migliore per il punto di perno, in modo da ridurre la quantità di forza necessaria per sollevare tre dischi, semplificando così il lavoro.

Nel laboratorio 3: durante la sezione Gioco, gli studenti condurranno un'indagine in cui esploreranno in che modo la ruota e l'asse influenzano la distanza percorsa dalla loro Spring Car. Gli studenti potranno approfondire questo aspetto testando la distanza che la loro Spring Car percorrerà con e senza ruote. L'indagine consisterà nel testare la distanza percorsa dalla Spring Car senza ruote nella Parte 1 del gioco, poi con le ruote nella Parte 2 del gioco.

Nel laboratorio 4: In Play Parte 1, gli studenti raccoglieranno dati basati sul movimento degli ingranaggi. Registreranno le dimensioni di quell'ingranaggio e dell'ingranaggio successivo nella build. Gli studenti registreranno e confronteranno anche la velocità di movimento tra i due ingranaggi. Durante la pausa tra le lezioni, gli studenti utilizzeranno i dati sui movimenti per fare una previsione su cosa accadrebbe se all'orologio venissero aggiunte altre due marce. Gli studenti metteranno alla prova le loro previsioni e i due ingranaggi aggiuntivi nella Parte 2 del gioco. Nella sezione Condividi, gli studenti condivideranno i loro risultati e le loro osservazioni sull'accuratezza delle loro previsioni.

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