Setet Enkla & motordrivna maskiner

Sopmaskinen

Undersök vetenskapen bakom koniska kugghjul, uppväxling, remskivor, säkerhetssystem, avstånd och friktion.

45-90 min.
Medelnivå
Årskurs 5–8
sweeper-connect

Anknyta

(5-10 Minuter)

Gångvägen är helt täckt av skräp och löv. Det ser förfärligt ut och dessutom kan ju någon halka! Max och Moa har fått i uppgift att städa upp skräpet, men de tycker det är trist att använda sopkvastarna, och vill mycket hellre leka med sin vagn.

Hunden Frippe försöker hjälpa till, men han är inte så bra på att ta upp skräp.

Plötsligt kommer de på att det kanske går att kombinera kvasten med vagnen, men de är inte säkra på hur.

Går det att använda vagnen för städning av gångvägen?

Ta reda på det!

sweeper-connect

Skapa

(20-25 Minuter)

Tillverka en testpark
Placera lådan (parken) på ett bord eller ställ den på golvet.

Sprid ut hopknycklade pappersbitar jämt över en 10 cm bred och 60 cm lång ruta i parken. Rutan motsvarar den skräpfyllda gångvägen.

Lämna utrymme på varje sida om gångvägen, så att skräpet kan flyga runt!

sweeper-path

Bygg sopmaskinen
(Hela häfte 1A och till steg 11 på sidan 8 i häfte 1B).

sweeper-building-instructions-front-page

Kontrollera att maskinen rullar jämnt
Knuffa den försiktigt framåt på bordet. Snurrdelen ska rotera fritt utan att träffa vagnen och borstens ”blad” ska inte nudda bordet när de är helt utfällda.

sweeper-hand

Reflektera

(20-25 minuter)

Hur bra borstar den?
Dra maskinen längs den skräpiga gångbanan. Hur mycket skräp borstades bort? En fjärdedel? Hälften?

Finns det problem med maskinens utformning? Jämför den skräpmängd som borstades åt sidan med den mängd som är kvar på gångbanan.

Sopmaskinen är inte så snabb och skräpet plockas inte upp!

Visste du att...
alla kugghjul med vanliga kuggar, till exempel det stora kugghjulet, kallas cylindriska kugghjul?

sweeper-path-model

Vilken utväxling har sopmaskinen?
Dra sopmaskinen framåt så att vagnens hjul roterar ett varv. Hur många varv roterar sopborsthuvudet? Kan du förklara varför?

Sopborsthuvudet roterar ett varv. Utväxlingen är 1:1. Alla koniska och cylindriska kugghjul som hakar i varandra har samma storlek. Därför ändras inte hastigheten.

Tips!
Vad gör koniska kugghjul? De används för att ändra rörelseriktningen 90°. De skickar rörelseenergin runt hörn!

sweeper-ninety-degree-gearing

Hur kan du få maskinen att sopa snabbare?
Prova med olika kombinationer av drivhjul (steg 12, steg 13).

I steg 12 blir borstens huvud för långsamt, i steg 13 blir det fem gånger snabbare. Lägg märke till hur det 40-tandade kugghjulet driver det 8-tandade kugghjulet

sweeper-gearing-up-down

Max och Moa vill bli klara med sopandet så snabbt som möjligt, så att ingen halkar på löven och skadar sig. Hjälp dem genom att montera fler blad på borsthuvudet (steg 14).

Med tre blad blir sopborsthuvudet obalanserat och resultatet blir sämre än med två blad. Fyra blad ger ett balanserat huvud med bättre sopresultat.

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

Varning!
Skjut sopmaskinen framåt och håll i borsthuvudet. Vad händer och vilka problem kan inträffa?

Hjulen kan låsa sig och kugghjulen ”hoppar”. I verkligheten kan saker som fastnar i sopmaskinen överbelasta den eller ge upphov till skador på kugghjulen.

Gå vidare

(25-30 Minuter)

En säkrare sopmaskin
Bygg om modellen för drivning med remmar. Prova med olika remskivesystem. Bedöm och kontrollera hur snabbt de roterar och hur bra de sopar.

Vanligtvis roterar borstens huvud snabbare. Ju större drivremskiva, desto snabbare rotation. Det går trögare att skjuta vagnen framåt, eftersom det är mer friktion på axlarna.

Skjut sopmaskinen framåt och håll i borstens huvud igen. Vad händer? Vilka fördelar och nackdelar finns det?

Drivremmen slirar.

Fördelar:
Sopmaskinen stannar om något fastnar i den. Det kan också vara säkrare för föraren.

Nackdelar:
Det krävs mer energi för att skjuta vagnen framåt

sweeper-gear-with-pulley

Skräpuppsamlare
Kan du komma på något sätt att samla upp skräpet också, inte bara sopa det åt sidan?

Stöd för lärare

Ämnesområden och moment
Mäta avstånd
Friktion
Naturvetenskapligt arbetssätt
Använda mekaniska principer – kugghjul, utväxling - växla upp, remskivor
Testa innan förbättringar införs
Säkerhetssystem

9686 Setet Enkla och motordrivna maskiner (ett set per elevpar rekommenderas)

Annat nödvändigt material
En stor kartong eller en låg sarg som förhindrar att skräp sprids, ca 40x60 cm är lämpligt

Som skräp: Använd hopknycklade pappersbitar, LEGO® förbindningstappar och bussningar, bitar av riktiga löv eller liknande

Elevmaterial

Elevblad

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.