Arka plan

VEX GO İnşaata Giriş Ünitesi, sizi ve öğrencilerinizi VEX GO Kiti ile tanıştıracaktır. Öğrenciler Mars'ı keşfetmek için bilimsel bir yolculuğa hazırlanmak için çalışacaklar! VEX GO parçalarıyla deneyler yapacaklar ve mekansal muhakeme ve temel oluşturma becerileri kazanmak için bunların bir STEM "yapısında" nasıl işlediğini keşfedecekler.

VEX GO Kitindeki Parçalar

Çocuklar bir şeyler inşa etmeye ve onları parçalamaya meraklıdırlar. VEX GO yapıları, STEM araştırmaları için öğrenciler tarafından yapılmış, yaratıcı, fiziksel yapılardır. Öğrencilere, İnşa Etmeye Giriş Ünitesi boyunca VEX GO Kitinin parçaları tanıtılacaktır.

VEX GO Kit posteri parçaların başlıca kategorilerini listeler: pimler, ara parçalar, miller, dişliler, kasnaklar, diskler, konektörler, tekerlekler, kirişler, açılı kirişler, büyük kirişler, plakalar ve elektronikler. Posterde ayrıca Pin Tool ve sette bulunan diğer parçalar da tanıtılıyor.

Anlamak

İşte VEX ile ilgili hemen hemen her şeyde ve gerçek dünyada geçerli olan temel inşaat kuralları.

Oryantasyon

Kendiniz deneyin ve öğrencilerinizden posterde gösterilen parçalardan birini bulup elinizde gösterildiği şekilde konumlandırmalarını isteyin. Bunu inşa ederken yapmayı öğrenmek, parçaların doğru yerlere bağlanmasını sağlamanın yanı sıra gelecekteki inşaatlar için mekansal muhakemenizi de geliştirir. Bir parçayı "cam kutu" içinde canlandırabilmek, zihninizde yarattığınız görüntüye bağlı olduğundan mühendislikte çok önemli bir kavramdır. VEX Yapım Talimatları bu görünümler göz önünde bulundurularak oluşturulmuştur, bu nedenle kendinize meydan okuyun ve robotunuzu oluştururken elinizdeki parçayı yeniden yönlendirerek en iyi optimum görünümü elde edin.

Parça Kategorileri

VEX Robotics dört ana kategoride parça kullanmaktadır. STEM Laboratuvarı'nda, ihtiyaçlarınıza uygun şekilde rehberli talimatlar olmadan inşa etme veya serbest inşa etme aşamasına geçmeden önce, mekansal akıl yürütmenizi kolaylaştırmak için rehberli talimatlar kullanılır. Bu noktada hatırlamanız gereken tek şey, hayal edebileceğiniz her türlü yapının kesinlikle mümkün olduğudur, çünkü bu yapı yalnızca bu kategorilerin belirli bir sıralamasından oluşur. Gelecekte bu sırayı yeniden düzenlemeyi deneyin, artık profesyoneller gibi özgürce inşa ediyorsunuz!

• Elektronik: Robotunuza hayat ve zeka kazandırır.
• Yapısal Bileşenler: Parçaları birbirine tutturmak ve yapının genel şeklini oluşturmak için kullanılır
• Bağlantı elemanları: Yapısal elemanları birbirine bağlamak için kullanılır.
• Hareket Bileşenleri: Robotunuza hareket ve ek yetenekler sağlar.

Siz ve öğrencileriniz hangi parçaların hangi kategoriye ait olduğunu belirleyebilir misiniz?

Bina

VEX GO ile inşa etmek sadelik düşünülerek tasarlanmıştır. Bağlantı parçaları, telefonunuzu şarj cihazına bağlamak olarak düşünülmelidir. Aşırı miktarda baskı uygulamanıza gerek yok, ancak keyfi olarak başka bir bölgeye de uygulayamazsınız. Bunu kendiniz deneyin! Bir pim kullanarak herhangi bir kirişe bağlayın. Parça tam olarak takıldığında belirgin bir tık sesi duymanız veya hissetmeniz gerekir. Parçaların tam olarak birbirine bağlanmaması, daha sonra yapısal bir arızaya yol açabilir; mühendisler bundan kaçınmaya çalışırlar.

Pimler ve Destekler

Pimler ve ara parçalar diğer parçaları birbirine bağladığı için öğrenciler bunların kullanımlarını karıştırabilirler. Bağlantı elemanları iki parçayı birbirine bağlar ancak aralarında boşluk bırakır. Her bir ara parçasının kullanımına bağlı olarak oluşacak farklı genişlikte boşluklar vardır.

Pimler iki veya daha fazla parçayı birbirine bağlayarak aynı hizada durmalarını sağlar. Kırmızı Pin her iki tarafa birer parça ile bağlanabilir. Yeşil Pin ise bir tarafta tek parçayı diğer tarafta iki parçayı birbirine bağlayabiliyor.

	Bir pim yerine bir ara parça kullanmanın faydası tamamen duruma bağlıdır. Soldaki ilk resimde vurgulanan ara parça, bu durumda bir pimin sağlayacağından çok daha fazla yapısal bütünlük sunuyor.
	İşte kırmızı pimlerin ara parçalardan daha iyi çalışabileceği bir örnek. Bir kirişi diğer kirişe boşluk kalmayacak şekilde güvenli bir şekilde sabitlemek için kullanılır.
	İşte üç kirişi birbirine sabitleyen yeşil bir pimin örneği. Bu yapım tekniği, alan sıkıntısı yaşandığında kullanılabilir.

Bağlayıcılar

Pimler ve ara parçalar, birbirine paralel olan parçalar arasında bağlantı oluşturur. Ancak konnektörler 90 derecelik dik açıyla bağlantılar oluştururlar. Yeşil Konnektör ve Turuncu Konnektör, paralel bağlantıların yanı sıra dik açılı bağlantılara da olanak sağlar.

İşte kırmızı daire içine alınmış, kullanılan bir bağlayıcının örneği. Bu bağlantı elemanı iki kirişi birbirine sabitler. Farklı eksenler oluşturmaya çalışırken konnektörler son derece önemlidir.

Kirişler ve Levhalar

Çoğu yapının yapısal temelini oluşturmak için kirişler ve levhalar kullanılır. Bunlar farklı genişlik ve uzunluklarda olan düz parçalardır. Bir kirişin veya levhanın genişliği ve uzunluğu, parça üzerindeki delik sayısıyla ölçülebilir. Öğrenciler inşa etmeye başladıkça kirişlerin (bir delik genişliğinde) büyük kirişler (2 delik genişliğinde) veya plakalar (3 veya daha fazla delik genişliğinde) kadar sağlam olmadığını öğrenecekler.

Dişliler ve Tekerlekler

Öğrenciler ayrıca ünite boyunca dişli ve çark kombinasyonlarını kullanmayı da öğrenecekler. Dişliler kuvveti bir konumdan diğerine aktarmak için kullanılır. Bu, aynı kuvveti aktarmak için aynı boyuttaki dişlilerle yapılabileceği gibi, kuvvet aktarılırken hız veya güç avantajı yaratmak için farklı boyutlardaki dişliler kullanılarak da yapılabilir. Pembe Pim, dişlilerin serbestçe dönmesine izin verirken, dişlileri kirişlere veya plakalara bağlamak için kullanılabilir.

Motorlu süper otomobilin yapımında dişli kullanımına dair üç örnek görülebilir. Öğrenciler, eşlik eden STEM Laboratuvarında dişli boyutlarının ne gibi farklar yaratabileceğini öğrenecekler.

Pin Aracı

Öğrenciler VEX GO Kit'e alışırken parçaları ayırmada kaçınılmaz olarak yardıma ihtiyaç duyacaklardır. Pin Aracı, öğrencilerin parçaları üç farklı fonksiyon aracılığıyla ayırmasına yardımcı olur: Çekici, Kaldıraç ve İtici. Çektirme aleti, bir ucu serbest kalan pimleri çıkarmak için en uygunudur.

Çekiciyi kullanmak için pimi burundaki yuvaya yerleştirin, Pim Aracını sıkın ve geri çekin. Pim delikten kolayca çıkarılabilmelidir. Eğer pimin bir kısmı açıkta değilse, İtici kullanılarak pimin bir kısmı serbest bırakılabilir. Kol, birbiriyle aynı hizada olan iki kirişi veya plakayı ayırmaya çalışırken en uygunudur. Kol, iki parça arasına yerleştirilerek bağlı parçaları ayırmak için kullanılabilir. Pin aracının her bir kullanımına dair bir örnek görmek için aşağıdaki videoyu izleyin.

Mars'a Görev

Bilim insanları ve mühendisler Güneş Sistemi'ndeki ulaşılması zor ve uzak yerlerden nasıl bilgi topluyorlar?

Uzayda seyahat etmek, araştırma yapmak ve yaşamı sürdürmek için gerekli teknoloji olmadan insanları Ay'a veya Mars'a göndermek düşünülemez. Uzay ve Mars'ın yüzeyi insanlar için zorlu ortamlardır. Mühendisler, Astronotları korumak ve Mars'ın zorlu atmosferinde bilimsel araştırmaları kolaylaştırmak için araçlar tasarlamak ve üretmek zorundadır.

İnşa Girişi Ünitesi için tasarım yaparken dikkate alınması gereken Mars hakkında eğlenceli gerçekler:

• Mars'ın yüzeyi çok soğuk ve kurudur; çoğu yer, Dünya organizmalarının büyümesine ve üremesine izin vermeyecek kadar soğuk veya kurudur.
• Mars'taki ortalama sıcaklıklar -60°C'nin (-83°F) çok altındadır.
• Vücut dokularına zarar verebilecek düzeyde yüksek güneş ışınları bulunmaktadır.
• Atmosfer çok az veya hiç yok.
• Yiyecek ve su kaynakları yok.

Mevcut Girişimler

Şu anki Mars girişimleri arasında NASA'nın Mars 2020 ve NASA'nın Ay'dan Mars'a programı yer alıyor. NASA'nın Mars 2020 Görevi kapsamında, Mars'ın yüzeyi ve atmosferinin robotik olarak keşfedilmesi için uzun vadeli bir proje planlanıyor. Mars 2020 keşif görevi, Mars'ta yaşam potansiyeli de dahil olmak üzere Mars keşfi için yüksek öncelikli bilimsel hedeflere odaklanıyor. Görev ayrıca, gelecekte Mars'a yapılacak insanlı keşiflerin zorluklarını ele alan bilgi toplama ve teknolojileri gösterme fırsatları da sunuyor. NASA'nın Ay'dan Mars'a programı, ticari ve uluslararası ortaklar aracılığıyla Güneş Sistemi'ndeki insan yayılımını araştırıyor.

Uzay girişimlerinde her gün heyecan verici yeni atılımlar gerçekleşiyor. Öğretmenler ve öğrenciler NASA'nın Öğretilebilir Anlar blogundan güncel bilgilere ulaşabilirler. Teachable Moments, yetişkinler ve çocuklar için ilgi çekici olan Astronot röportajları, güncel videolar ve fotoğraflar ve STEM zorluklarını içeren etkileşimli bir kaynaktır.

Stabilite & Denge

İstikrar

Lab 3'te öğrencilerden dengeli ve kararlı bir fırlatma rampası inşa etmeleri istenecek. Sağlam bir yapı, itme veya çekme gibi dış kuvvetlerin etkisiyle devrilmeyen, kaymayan veya çökmeyen yapıdır. Stabilite, bir yapının kayma, devrilme veya çökme gibi istenmeyen hareketlere karşı gösterdiği dirençtir. Bir yapının şekli ve kullanılan malzemeler, yapının bu kuvvetlere karşı direncini belirler ve yapının stabilitesini etkiler. Genellikle geniş tabanlı yapılar daha dayanıklıdır.

Denge

Mühendisler, nesnelerin nasıl dengelediğiyle ilgilenirler; böylece güvenli yapılar (oditoryumlar, dönme dolaplar ve fırlatma rampaları) inşa edebilirler. Dengeli bir yapının ağırlık merkezi güçlüdür ve kolay kolay hareket etmez. Üzerine etki eden yer çekimi gibi kuvvetleri dengeleyecek şekilde tasarlanıp inşa edilmiştir. Özellikle yapının ağır yüklerden veya uzay yolculuğu gibi öngörülemeyen doğa olaylarından etkilenebileceği durumlarda denge çok daha büyük önem taşır.

Mühendislik Tasarım Süreci

Öğrenciler, bir uzay gemisi ve Mars üssü tasarlamak ve inşa etmek için Mühendislik Tasarım Süreci (EDP) kullanacaklar. EDP, mühendislerin sorunlara çözüm üretmek için izledikleri bir dizi adımdır. Çoğu zaman çözüm, belirli kriterleri karşılayan veya belirli bir görevi yerine getiren bir ürün tasarlamaktır.

Yeni Nesil Bilim Standartları EDP'yi şu adımlara ayırır: TANIMLA → ÇÖZÜMLER GELİŞTİR → OPTİMİZE ET.

• Mühendislik problemlerini tanımlamak çözülecek problemi başarı kriterleri, kısıtlamalar veya limitler açısından mümkün olduğunca açık bir şekilde ortaya koymayı içerir.
• Mühendislik problemlerine çözüm tasarlamak , önce bir dizi farklı olası çözüm üretmekle başlar, ardından potansiyel çözümleri değerlendirerek hangilerinin problemin kriterlerini ve kısıtlamalarını en iyi karşıladığını görmekle başlar.
• Tasarım çözümünün optimize edilmesi çözümlerin sistematik olarak test edilip iyileştirildiği ve nihai tasarımın daha az önemli özelliklerin daha önemli olanlarla takas edilmesiyle iyileştirildiği bir süreci içerir.

EDP doğası gereği döngüsel veya yinelemeli bir yapıya sahiptir. Bir ürünü veya süreci yapma, test etme, analiz etme ve iyileştirme sürecidir. Test sonuçlarına göre yeni yinelemeler oluşturulur ve tasarım ekibi sonuçlardan memnun kalana kadar değiştirilmeye devam edilir.

Bu ünitede öğrenciler EDP'yi kullanarak bir Mars üssü hayal edecek, planlayacak ve inşa edecekler. İlk yapının ardından gruplar, tasarım kriterlerini ve kısıtlamaları karşılamak için temel tasarımlarını test edecek ve iyileştirecekler.