Набор «Технология и основы механики»

Почтовые весы

Изучите такие элементы конструирования как рычаги и шестерни, используя их для измерения веса и калибровки шкал.

45–90 мин
Средний уровень
Классы 5–8
letter-balance-connect

1. Установление взаимосвяей

5-10 мин.

Дима и Катя организовали у себя в школе почтовое отделение и при нем службу доставки. Они собираются писать письма и отправлять их своим школьным друзьям.

Чтобы сделать все «взаправду», Катя придумала очень красивые почтовые марки. Она с удовольствием взвешивает письма и определяет, какую марку приклеить на каждое письмо.

Дима тоже хочет воспользоваться новой почтой, чтобы отправить бабушке большую бандероль – у нее скоро день рождения. Он обернул подарок и хотел было приклеить на бандероль марку, но… похоже, что почтовые весы не справятся с таким большим грузом.

Каким образом Дима и Катя решат эту проблему? Они хотят быть уверенными, что приклеили нужную марку и подарок бабушке будет доставлен.

Как Кате сделать надежную и удобную систему для определения разницы в массе писем и бандеролей, которые одноклассники приносят для отправки? Помогите ей!

letter-balance-connect

2. Конструирование

20-25 мин.

Соберите почтовые весы
(Технологические карты 6A и 6B, с. 11, шаг 20)

letter-balance-building-instructions-front-page

Точная настройка весов
Рычаг должен качаться без затруднений и каждый раз возвращаться в исходное положение. Если он «залипает», проверьте, не слишком ли туго затянуты втулки осей. Перемещая противовес дальше от оси или ближе к ней, найдите положение, в котором указатель остановится на «нуле» шкалы.

Полезный совет
Чтобы почтовые весы работали точно, их необходимо тщательно отрегулировать. Убедитесь, что ваши почтовые весы ЛЕГО® отрегулированы правильно.

Знаете ли вы?
Хотя собранное вами устройство довольно сложное, оно представляет собой рычаг первого рода.

Письмо своей массой создает усилие, поднимающее противовес. А можете ли вы определить местоположение точки опоры рычага или оси его вращения?

letter-balance

Разметьте голубую пластиковую шкалу маркером для маркерной доски или обведите ее и вырежьте такую же из бумаги. Нанесите на копию шкалы разметку и прикрепите поверх голубой пластиковой шкалы.

letter-balance-blue-plastic-disk

3. Рефлексия

20-25 мин.

Рука или прибор?
Расположите 5 приготовленных вами предметов, включая большое колесо с шиной (16 г) и ЛЕГО®-груз (53 г), в порядке возрастания их массы, «взвесив» их на руке. Оцените массу этих предметов и запишите. А затем взвесьте их. Насколько точны были ваши оценки? Удалось ли вам расположить предметы в правильном порядке?

Полезные сведения
Как правило, мы точнее оцениваем массу тяжелых предметов, чем легких. Но механизм почти всегда точнее наших оценок.

letter-balance-hand-vs-machine

Школьное почтовое отделение
Ежедневно или еженедельно дети проявляют чудеса активности в школьном почтовом отделении, так помогите же им! Сделайте сами конверты и упаковку, напишите письма. Придумайте свои марки и начинайте взвешивать.

Полезный совет
Сдвиньте противовес выше по оси. При этом может потребоваться переустановить и указатель. В результате более легкие предметы, например письма, будут смещать рычаг дальше по шкале. Но вам придется откалибровать (проградуировать) новую чистую шкалу в каких-либо единицах:
рублях, копейках… или изготовленных вами «марках».

letter-balance-post-office

Определение большой массы
Как взвесить упаковку массой больше 150 г?
Спросите у ребят и запишите их идеи.

Соберите модель (с. 11, шаг 21) и наденьте второе колесо на ось противовеса. Теперь нужно откалибровать новую чистую шкалу или переградуировать голубую пластиковую.

Определите, какие предметы самые тяжелые. Сможете ли вы выделить два различных предмета с примерно равными массами?

letter-balance-heavy-weights

4. Развитие

25-30 мин.

Мешочек с монетами
Найдите решение: как быстро сосчитать большое количество одинаковых монет? Соберите последнюю модель с вращающимся указателем (с. 16, шаг 12).

Начните измерения, установив чистую шкалу. Взвесьте 5, 10, а затем 20 монет, отмечая положение указателя на шкале. Остальную часть шкалы проградуируйте в рублях или копейках. А теперь проверьте, как работает модель, взвесив весь мешочек или просто горстку монет.

letter-balance-money-bags

Умные весы
Найдите решение: а что, если мы захотим узнать, массу жидкости без емкости или шоколада без упаковки, … или монет из копилки?
Спросите у детей и выясните, появится ли у них идея вернуть указатель на нулевую отметку шкалы, то есть сбросить показание.

Для начала мы должны скомпенсировать (вычесть) массу контейнера.

  1. Нарисуйте или вырежьте копию градуированной круглой шкалы, прикрепите ее к шкале на модели и установите указатель на нулевую отметку.
  2. Поставьте на лоток весов пластиковую чашку.
  3. Переведите указатель обратно на нулевую отметку. При помощи мерного стакана отмерьте 100 мл воды.
  4. Перелейте воду в чашку – указатель покажет 100 г! Снова установив указатель на нуль, вы скомпенсировали массу чашки. Таким образом, вы измерили массу нетто воды в чашке (то есть только массу содержимого).
letter-balance-pointer

В помощь преподавателю

Технология

  • Использование механизмов – рычагов и шестерен.
  • Сборка деталей.
  • Испытание моделей перед внесением изменений.

Естественные науки

  • Измерение массы.
  • Калибровка шкал.
  • Методы исследования.
  • Набор «Технология и основы механики» (9686) (рекомендуется использовать один набор для двух учащихся)
  • Маркеры для маркерной доски, чтобы размечать шкалы.
  • Ножницы, фломастеры или карандаши, использованные конверты, бумага и липкая лента, чтобы сделать письма и почтовые марки.
  • Несколько небольших предметов массой менее 150 г.
  • Небольшой мешочек с одинаковыми монетами.
  • Легкая пластмассовая чашка.
  • Мерный стакан.
  • Вода.

Технология
Определение требований к модели и раз- витие идей. Индивидуальная и групповая работа. Сборка и разборка моделей. Использование подходящих материалов и деталей, а также модульных конструкций для разработки и создания высококачественных действующих моделей. Испытание модели и определение необходимости внесения изменений. Сборка и разборка подобных моделей и проверка их соответствия поставленной задаче.

  • Изучение рычага и рычажных систем.
  • Разработка точных и удобных в использовании шкал.
  • Разработка и создание возможно более точного и простого в использовании прибора для взвешивания.

Естественные науки
Методы исследования, прогнозирование и измерение влияния переменных параметров на работу простых механизмов. Наблюдения, измерения и запись.

  • Калибровка шкал и считывание показаний.
  • Измерение расстояния с максимальной точностью.

Математика
Применение на практике математических идей. Вычисления с использованием всех числовых операций. Вычисление площади, среднего значения и отношения величин и использование этих понятий. Измерение времени, расстояния и силы с необходимой точностью. Применение формул; решение простых уравнений для вычисления скорости. Выявление закономерностей, сбор данных и представление их в виде таблиц. Представление математических идей в устной, письменной и графической форме.

  • Калибровка шкал и считывание показаний.
  • Измерение расстояния.
  • Прямой и обратный счет.
  • Сравнение точности различных методов измерения.
  • Отношения величин и дроби.
  • Оценка погрешности.