Дополнительный набор «Пневматика»

Рычажный подъёмник

Исследуйте воздействие массы и высоты на работу ножничного подъёмника.

45–90 мин
Продвинутый уровень
Классы 5–8
scissor-lift-connect

1. Установление взаимосвязей

(5-10 мин.)

Рычажные подъёмники предназначены для обеспечения легкого и безопасного доступа к местам работы на высоте и часто используются вместо лестниц-стремянок. Такие подъёмники способны поднимать тяжёлые грузы. На рабочей площадке достаточно места, чтобы разместить необходимые инструменты и не стеснять движения рабочих.

Учащимся предстоит собрать рычажный подъёмник и изучить, как масса груза и высота, на которую его поднимают, влияют на работоспособность механизма.

scissor-lift-connect

2. Конструирование

(20-25 мин.)

Сборка рычажного подъёмника
Производится по Инструкциям 1А (полностью) и 1В (до с. 11, шаг 15).

scissor-lift-bi-front

Накачивайте воздух в пневматическую систему так, чтобы обеспечить плавный подъём платформы.

Опустите платформу.

scissor-lift-hand-press

Отпустите платформу – она должна резко вернуться в исходное положение. Если этого не произошло, проверьте, нет ли утечки воздуха из системы.

Опустите платформу и стравите сжатый воздух из баллона.

Полезный совет
Самый простой способ стравить сжатый воздух из баллона: отсоедините трубку, идущую от баллона к пневмопереключателю.

scissor-lift-hand-lift

3. Рефлексия

(20-25 мин.)

Исследование
Определите, как от массы груза и максимально возможной высоты его подъёма зависит, сколько раз потребуется нажать насос для подъёма платформы на эту высоту.

Сначала подумайте, сколько раз нужно нажать насос, чтобы поднять платформу А на максимальную высоту. Запишите свое предположение в Рабочий бланк.

Затем проверьте на практике, сколько раз пришлось нажимать насос.
Запишите полученные результаты в Рабочий бланк.

После этого проделайте то же самое с рычажными подъёмниками В, С и D. Повторите эксперимент несколько раз, чтобы удостовериться в воспроизводимости результатов.

Для варианта А (с. 11, шаг 15) потребуется нажать насос около 12 раз.
Для варианта В (с. 12, шаг 16) потребуется нажать насос около 20 раз.
Для варианта С (с. 17, шаг 21) потребуется нажать насос около 17 раз.
Для варианта D (с. 18, шаг 22) потребуется нажать насос около 28 раз.

scissor-lifts-variations-a

Чтобы проверить, как учащиеся усвоили материал, задайте им следующие вопросы:

• Что должно произойти в соответствии с вашим предположением? Почему?
• Как работает рычажный подъёмник? Рычажный подъёмник представляет собой систему рычагов первого рода, соединённых между собой осями в центре каждого рычага (наподобие лезвий ножниц).
• Как можно проверить, «чисто» ли был поставлен эксперимент? Был ли стравлен сжатый воздух из баллона?

4. Развитие

(25-30 мин.)

Какое давление потребуется?
Теперь вы знаете, сколько раз нужно нажать насос, чтобы поднять платформу на максимальную высоту. Подсоедините к пневматической системе манометр и определите, какое для этого понадобится давление (с. 20, шаг 24).

Сначала подумайте, какое давление необходимо, чтобы поднять платформу А на максимальную высоту. Запишите свое предположение в Рабочий бланк.

Затем проверьте на практике, какое потребовалось давление. Запишите полученные результаты в Рабочий бланк.

После этого проделайте то же самое с рычажными подъёмниками В, С и D. Повторите эксперимент несколько раз, чтобы удостовериться в воспроизводимости результатов.

Для варианта А (с. 11, шаг 15) потребуется давление около 1,0 бар.
Для варианта В (с. 12, шаг 16) потребуется давление около 1,5 бар.
Для варианта С (с. 17, шаг 21) потребуется давление около 1,4 бар.
Для варианта D (с. 18, шаг 22) потребуется давление около 2,1 бар.

scissor-lifts-variations-b

Дополнительный вопрос
Почему, сразу после того, как платформа достигает максимальной высоты, давление в системе понижается?

При поднятии платформы поршень в гидравлическом цилиндре двигается вверх и, соответственно, площадь поверхности, на которую давит сжатый воздух, увеличивается, что и приводит к небольшому падению давления.

В помощь преподавателю

Естественные науки
• Площадь
• Свойства сжатых газов
• Силы

Технология
• Сборка модели
• Проверка механизмов
• Анализ результатов
• Использование механизмов – рычаги

Набор «Технология и основы механики»
Дополнительный набор «Пневматика»

Это относительно простое рычажное устройство ножничного типа, для работы которого требуется всего лишь один пневмопереключатель. На занятии исследуется работоспособность подъёмника, то есть, какую массу и на какую высоту он способен поднять (какой нужен насос, чтобы создать требуемое давление). Учащиеся должны высказать свои предположения и записать их в таблицу, а затем туда же внести результаты эксперимента.

Учебные материалы

Рабочий лист ученика

Download to view and share the student worksheet.

Поделиться через:

Класс GoogleКласс Google