The Grabber's Linkages
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Lo scopo di questa sezione
L'obiettivo della sezione Play è consentire agli studenti di testare la build e aiutarli
a esplorare il movimento di conversione con i collegamenti. Consenti agli studenti di
testare come si muove il Grabber. La sezione Motivare la discussione fornisce domande
per far riflettere gli studenti su come i collegamenti a forbice cambiano la direzione
di una forza e su come la costruzione del Grabber potrebbe essere migliorata. La seconda
pagina della sezione Play introdurrà i collegamenti a forbice utilizzati all'interno dei
sollevatori 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:
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Esperto di costruzione: responsabile della comprensione della struttura del Grabber e della dimostrazione del funzionamento della costruzione in diversi punti durante l'attività.
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Registratore: responsabile della documentazione del feedback di tutto il team all'interno del quaderno di ingegneria.
Se i gruppi sono più di due, più di uno studente può condividere le responsabilità dello stesso ruolo.
Una rubrica del taccuino di ingegneria basata sul team è disponibile cliccando qui (Google / .docx / .pdf) e una rubrica di collaborazione è disponibile cliccando qui (Google / .docx / .pdf). Per una pagella per assegnare un punteggio ai singoli quaderni di ingegneria, fai clic qui (Google / .docx / .pdf).
Passaggio 1: Esamina il Grabber
Nel passaggio 2 della build Grabber, è stato creato un collegamento collegando due travi al centro utilizzando un perno. Questo 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.
- Costruisci Esperto: tieni le estremità delle due travi inferiori in ciascuna delle tue mani. Chiudi e apri il Grabber allontanando e rimettendo insieme le mani, in modo simile all'uso 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.
Confrontare la direzione dei movimenti di ciascuna trave e identificare un
modello.
Suggerimento: guarda come i perni influenzano i movimenti delle travi.
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Risposte
Lo schema da notare è che mentre l'esperto di costruzione sposta le estremità del Grabber sempre più vicine e più distanti, i perni fungono da punti di rotazione e le travi si muovono rispettivamente verso l'interno e verso l'esterno.
Passaggio 2: prendi in considerazione l'estensione del Grabber
Il Grabber ha tre collegamenti a forbice. L'aggiunta di più collegamenti a forbice consentirebbe al grabber di sollevarsi o estendersi ulteriormente.
- Build Expert: posiziona il Grabber verso il basso in modo che sia a metà strada aperto. Considera quanto sarebbe più lungo il Grabber se venissero aggiunti altri due collegamenti a forbice alla build. È possibile utilizzare la lunghezza delle due travi inferiori per stimare.
- Registratore: abbozza come sarebbe la build Grabber estesa. Spiega perché l'aggiunta di altri due collegamenti a forbice potrebbe non essere un buon piano di progettazione. Cosa potrebbe cambiare nel modo in cui funziona il Grabber se alla build vengono aggiunti altri due collegamenti?
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Risposte
L'aggiunta di altri due collegamenti a forbice cambierebbe la quantità di forza necessaria per controllare il Grabber e diminuirebbe la stabilità della build. Il Grabber più lungo richiederebbe più forza per spingere o tirare. Il peso aggiunto metterebbe anche più stress sulle travi e soprattutto sui perni e quindi ne diminuirebbe la stabilità.
Motiva la discussione
D: Quando l'utente spinge insieme le estremità delle maniglie del
Grabber, l'estremità di presa si avvicina (pizzica) o si allontana (apre)?
R: 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?
R: La forza creata spingendo o tirando le maniglie del Grabber
cambia direzione più volte ciascuna nel punto di perno o nella connessione fissata nella
build.
D: Man mano che vengono aggiunti ulteriori collegamenti, come si
può migliorare la costruzione per renderla più rigida e stabile?
R: Una possibile soluzione è quella di utilizzare travi più spesse
per fornire maggiore stabilità (una trave 2x4 invece di una trave 1x4 sarebbe un
esempio). Un'altra possibile soluzione è quella di utilizzare perni più lunghi (un 1x2 o
un 2x2 invece di un 1x1 Connector Pin).
Estendi il tuo apprendimento
Per espandere questa attività, spiega agli studenti che una semplice leva è un esempio di
collegamento a due barre come un collegamento a forbice. Il terreno è considerato un
collegamento collegato a un giunto, o fulcro, alla leva. Nel collegamento 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
- Pentanary Link