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Icona della casella degli strumenti dell'insegnante Strumenti per l'insegnante - Lo scopo di questa sezione

L'obiettivo della sezione Gioca è consentire agli studenti di testare la build e aiutarli a esplorare la conversione del movimento con i collegamenti. Consenti agli studenti di testare come si muove il Grabber. La sezione Motivare la discussione fornisce domande per indurre gli studenti a riflettere su come i collegamenti a forbice cambiano la direzione di una forza e su come la struttura del Grabber potrebbe essere migliorata. La seconda pagina della sezione Gioco introdurrà i collegamenti a forbice utilizzati nelle piattaforme di sollevamento a forbice professionali per fornire un altro contesto familiare per l'analisi.
Quando si lavora in gruppo, è possibile assegnare i seguenti ruoli agli studenti:

  • Esperto di costruzione: Responsabile della comprensione della struttura del Grabber e della dimostrazione del funzionamento della costruzione in diversi punti durante l'attività.

  • Registratore: Responsabile della documentazione del feedback dell'intero team all'interno del notebook di ingegneria.

Se i gruppi sono più grandi di due, più di uno studente può condividere le responsabilità dello stesso ruolo.

Una rubrica per taccuini di ingegneria basata sui team è disponibile facendo clic qui (Google / .docx / .pdf) e una rubrica di collaborazione è disponibile facendo clic qui (Google / .docx / .pdf). Per una rubrica per valutare i singoli quaderni di ingegneria, fare clic qui (Google / .docx / .pdf).

Passo 1:  Esamina il Grabber

Nel passaggio 2 della build Grabber, hai creato un collegamento collegando due travi insieme al centro utilizzando uno spillo. Ciò ha creato un collegamento a forbice. Dovrebbe essere facile da ricordare quando pensi a come i lati delle forbici si muovono attorno a un punto centrale.

  • Esperto di costruzione: tieni le estremità delle due travi inferiori in ciascuna delle tue mani. Chiudi e apri il Grabber allontanando e poi avvicinando di nuovo le mani, in modo simile all'utilizzo di un singolo paio di forbici ma con due mani.

  • Registratore: disegna e spiega nel tuo quaderno di ingegneria come i movimenti dell'Esperto di costruzione si confrontano con i movimenti del Grabber. Confronta la direzione dei movimenti di ciascun raggio e identifica uno schema.
    Suggerimento: Osserva come i perni influenzano i movimenti delle travi.

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Lo schema da notare è che quando l'Esperto di costruzione avvicina e allontana le estremità del Grabber, i perni agiscono come punti di articolazione e le travi si muovono rispettivamente verso l'interno e l'esterno.

Passaggio 2:  Considerare l'estensione del Grabber

Il Grabber ha tre collegamenti a forbice. L'aggiunta di più collegamenti a forbice consentirebbe alla pinza di sollevarsi o estendersi ulteriormente.

  • Esperto di costruzione: posiziona il Grabber verso il basso in modo che sia aperto a metà. Considera quanto più lungo sarebbe il Grabber se alla costruzione venissero aggiunti altri due collegamenti a forbice. È possibile utilizzare la lunghezza delle due travi inferiori per stimare.

  • Registratore: disegna come apparirebbe la build Grabber estesa. Spiega perché aggiungere altri due collegamenti a forbice potrebbe non essere un buon piano di progettazione. Cosa potrebbe cambiare nel funzionamento del Grabber se alla build venissero aggiunti altri due collegamenti?

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L'aggiunta di altri due collegamenti a forbice cambierebbe la quantità di forza necessaria per controllare il Grabber e diminuirebbe la stabilità della costruzione. Il Grabber più lungo richiederebbe più forza per spingere fuori o tirare dentro. Il peso aggiunto metterebbe anche più stress sulle travi e soprattutto sui perni e quindi ne diminuirebbe la stabilità.

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D: Quando l'utente spinge insieme le estremità delle maniglie del Grabber, l'estremità di presa si avvicina (pizzica) o si allontana (apre)?
A: L'estremità di presa si avvicina (pizzica o afferra) quando l'utente avvicina le maniglie.

D: La forza creata spingendo o tirando le maniglie del Grabber si muove sempre nella stessa direzione o cambia direzione? Se cambia direzione, dove cambia direzione la forza?
A: La forza creata spingendo o tirando le maniglie del Grabber cambia direzione più volte ciascuna nel punto di rotazione o nella connessione fissata nella costruzione.

D: Man mano che vengono aggiunti ulteriori collegamenti, come puoi migliorare la struttura per renderla più rigida e stabile?
A: Una soluzione possibile è utilizzare travi più spesse per fornire maggiore stabilità (una trave 2x4 invece di una trave 1x4 ne sarebbe un esempio). Un'altra possibile soluzione è utilizzare pin più lunghi (un pin del connettore 1x2 o 2x2 invece di 1x1).

Icona Estendi il tuo apprendimento Estendi il tuo apprendimento

Per espandere questa attività, spiegare agli studenti che una leva semplice è un esempio di un collegamento a due barre come un collegamento a forbice. Il terreno è considerato un collegamento collegato tramite un giunto, o fulcro, alla leva. Nel sistema a forbice non c'è un giunto creato da un fulcro ma un punto di articolazione creato da un perno.
Chiedi agli studenti di esplorare collegamenti più complessi e di registrare i loro progetti/dettagli nei loro quaderni di ingegneria.

Alcuni esempi di collegamenti più complessi sono:

  • Collegamento binario

  • Collegamento ternario

  • Collegamento quaternario

  • Collegamento Pentanario