Simple og Elektriske Maskiner

Fejemaskine

Undersøg de videnskabelige begreber koniske tandhjul, at geare op, tandremshjul, sikkerhedssystemer, afstand og friktion.

45-90 min.
Let øvet
5.-8. klasse
sweeper-connect

Identifikation

5-10 minutter

Stien er dækket af affald og blade. Det ser ikke godt ud og kan være farligt, hvis man glider i det og falder! Nu har Ida og Mads fået til opgave at gøre stien ren, men de har ikke lyst til at feje og vil meget hellere køre i deres vogn.

Hunden Trofast prøver at hjælpe, men er ikke ret god til det.

Pludselig får de den idé at kombinere kosten og vognen, men de ved ikke helt, hvordan de skal gøre det.

Hvordan kan man skubbe en vogn og feje en sti samtidig?
Lad os finde ud af det!

sweeper-connect

Konstruktion

20-25 minutter

Lav en testpark
Anbring papvæggen eller papkassen på en jævn bordplade eller på gulvet.

Fordel sammenkrøllede papirstumper og blade jævnt over et 10 cm bredt og 60 cm langt stykke af parken. Det er stien med affald og blade.

Sørg for, at der er god plads, så affaldet kan flyve til begge sider af stien!

sweeper-path

Byg fejemaskinen
(Hele hæfte 1A og hæfte 1B til og med trin 11 på side 8).

sweeper-building-instructions-front-page

Test, om fejemaskinen kører let
Skub den forsigtigt hen over bordet. Drejeskiven skal kunne dreje frit uden at støde mod selve vognen, og “fejekostene” skal kunne rotere uden at røre bordpladen.

sweeper-hand

Refleksion

20-25 minutter

Hvor godt fejer den?
Skub fejemaskinen hen ad den snavsede sti. Hvor meget affald fejede den væk? En fjerdedel? Halvdelen?

Hvilke problemer er der med denne konstruktion? Vurdér, hvor meget der blev fejet til side i forhold til, hvor meget der stadig ligger på stien.

Fejemaskinen er ikke hurtig, og den samler ikke affaldet op!

Vidste du det?
Alle tandhjul med almindelige tænder som det store tandhjul kaldes også ligefortandede tandhjul.

sweeper-path-model

Hvordan er fejemaskinen gearet?
Skub fejemaskinen så langt, at vognens hjul drejer én omgang. Hvor mange gange drejer fejemaskinens fejehoved? Kan du forklare det?

Fejemaskinens hoved drejer én gang.
Gearingen er 1:1.
Alle de almindelige og koniske tandhjul, der griber ind i hinanden, har samme størrelse. Derfor sker der ikke nogen hastighedsændring

Tip:
Hvad bruges koniske tandhjul til? De ændrer bevægelsens retning med 90°. De kan flytte bevægelsesenergi om hjørner!

sweeper-ninety-degree-gearing

Hvordan kan vi få den til at feje hurtigere?
Prøv med forskellige kombinationer af drivende tandhjul (trin 12 og 13).

Trin 12 gør fejemaskinens hoved alt for langsomt, trin 13 gør det 5 gange hurtigere.
Bemærk, hvordan et tandhjul med 40 tænder driver et tandhjul med 8!

sweeper-gearing-up-down

Ida og Mads vil gerne have arbejdet fra hånden så hurtigt som muligt, så der ikke er nogen, der glider i bladene og kommer til skade. Prøv at hjælpe dem ved at sætte flere “koste” på fejemaskinens hoved (trin 14).

Tre koste bringer den ud af balance og virker endnu dårligere end 2 koste. Fire koste er bedre, og så er de i balance.

sweeper-gear-with-three-four-red-connector-pegs

Fare!
Prøv at skubbe fejemaskinen og holde på fejehovedet samtidig. Hvad sker der, og hvilke problemer giver det?

Hjulene kan blokeres, og tandhjulene “takke over”. Hvis der sætter sig noget fast i en fejemaskine i det virkelige liv, kan maskinen blive overbelastet og tandhjulene ødelagt.

Inspiration

25-30 minutter

En sikker fejemaskine
Byg modellen om, så den drives med remtræk. Eksperimentér med forskellige remsystemer. Forudsig og afprøv, hvor hurtigt de roterer, og hvor godt de fejer.

Fejemaskinens hoved plejer at dreje hurtigere. Jo større den drivende remskive er, jo hurtigere roterer fejehovedet. Fejemaskinen bliver dog sværere at skubbe, fordi akslerne skal overvinde større gnidningsmodstand.

Prøve at skubbe fejemaskinen og holde feje hovedet igen. Hvad sker der? Hvad er fordelene og ulemperne?

Drivremmen glider.

Fordele:
Fejemaskinen standser, hvis noget sætter sig fast i den. Det gør også fejemaskinen mere sikker for den, der bruger den.

Ulemper:
Der skal bruges mere energi til at skubbe.

sweeper-gear-with-pulley

Opsamler
Kan du finde ud af, hvordan du kan få fejemaskinen til både at fjerne affaldet fra stien og samle det op?

Hjælp til lærere

Eleverne lærer:

Konstruktion og teknologi
• Bruge mekanismer – koniske tandhjul (vinkeldrev), geare op, remskiver
• Udføre test, før der laves forbedringer
• Sikkerhedssystemer

Fysik
• Måle afstand
• Friktion
• Videnskabelige undersøgelser

Ordforråd
• Effektivitet
• Geare op
• Glidning
• Remskive
• Rem
• Friktion/Gnidningsmodstand
• Konisk tandhjul

Sættet 9686 Simple og Elektriske Maskiner (ét sæt til to elever anbefales)

Andre materialer
• En stor papkasse eller en lav papvæg til at standse flyvende “affald”, ca. 60 x 40 cm vil være ideelt
• Som affald: brug sammenkrøllede papirstykker, LEGO® samlebøsninger, bøsninger, sammenkrøllede blade fra træer eller lignende

Elevmateriale

Elevark

Download to view and share the student worksheet.

LEGO, the LEGO logo, the Minifigure, DUPLO, the SPIKE logo, MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks and/or copyrights of the LEGO Group. ©2020 The LEGO Group. All rights reserved. Use of this site signifies your agreement to the terms of use.