Проект на тему " Рычаг "

Министерство образования, науки и молодёжной политики

Краснодарского края

государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Краснодарского края «Краснодарский педагогический колледж»

ПРОЕКТ

по дисциплине ЕН.02 Информатика и информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности

Разработка 3D модели «катапульты» в программе

lego digital designer с применением

рычага

специальность Преподавание в начальных классах

Выполнили:

студентки 2 курса группы «Аш»

школьного отделения

Курасова Камилла Николаевна

Жадан Светлана Викторовна

Руководитель:

Меденец Н.А

Краснодар, 2018 г.

Введение

Про­стые ме­ха­низ­мы – это устрой­ства, с по­мо­щью ко­то­рых ра­бо­та со­вер­ша­ет­ся толь­ко за счет ме­ха­ни­че­ской энер­гии. Нас окру­жа­ют устрой­ства, ра­бо­та­ю­щие за счет элек­тро­энер­гии (см. рис. 1), но не все­гда так было.

Рис. 1. Чай­ник, ра­бо­та­ю­щий за счет элек­тро­энер­гии

Рань­ше всю ра­бо­ту можно было вы­пол­нить фак­ти­че­ски ру­ка­ми, или с по­мо­щью жи­вот­ных, за счет ветра или те­че­ния воды (мель­ни­цы), то есть за счет ме­ха­ни­че­ской энер­гии (см. рис. 2).

Рис. 2. Дав­ние про­стые ме­ха­низ­мы 

И по­мо­га­ют в этом, об­лег­ча­ют вы­пол­не­ние ра­бо­ты, про­стые ме­ха­низ­мы.

Наши силы огра­ни­че­ны, и это про­бле­ма. Мы, на­при­мер, не можем за один раз под­нять и пе­ре­не­сти с од­но­го места на дру­гое тонну кир­пи­чей. Зато мы можем по­тра­тить боль­ше вре­ме­ни, прой­ти боль­шее рас­сто­я­ние ту­да-сю­да и пе­ре­не­сти кир­пи­чи по че­ты­ре за один под­ход, или сколь­ко смо­жем уне­сти. Как быть с шу­ру­пом, ко­то­рый нужно вкру­тить в де­ре­во? Вкру­тить его го­лы­ми ру­ка­ми мы не можем. Вкру­тить его по ку­соч­ку, как гору кир­пи­чей по кир­пи­чи­ку, тоже нель­зя. Нужно ис­поль­зо­вать ме­ха­низм, от­верт­ку. С ней нам при­хо­дит­ся про­кру­тить шуруп на несколь­ко обо­ро­тов, чтобы он вошёл в де­ре­во хотя бы на сан­ти­метр. Но зато это несрав­нен­но легче, чем ру­ка­ми.

Основная часть

1.1.Общие сведения о рычагах

Рычаг - простейшее механическое устройство, представляющее собой твердое тело (перекладину), вращающееся вокруг точки опоры. Стороны перекладины по бокам от точки опоры называют плечами рычага. Рычаг многократно увеличивает силу человека или механизма.

Рычаги используются для:

1. приложения силы на расстоянии от груза,

2. изменения направления действия силы,

3. увеличение действующей на груз силы,

4. увеличение расстояния, на который перемещается груз.

В данной работе показывается какого большое значение рычагов в Lego наборах, что можно сделать из них и в чем заключаются различия между их видами.

Существует великое множество видов рычагов, они могут отличаться по размерам - быть совсем маленькими или достигать огромных размеров, по видам и формам- катапульта и детские качели выглядят совсем не похожими, но они обе построены по принципу рычага. Все это изучается, когда дети собирают в Lego наборах модели. Задействовав мелкую моторику видно какие происходят изменения, например при сборке катапульты предмет может лететь ближе или дальше. Запоминая все изменения ребенок развивает свою память, а так же начинает понимать основы физики.

1.2 Рычаги в технике

Естественно, рычаги так же повсеместно распространены и в технике. Самый очевидный пример рычаг переключения коробки передач в автомобиле.

Короткое плечо рычага та его часть, что вы видите в салоне. Длинное плечо рычага скрыто под днищем автомобиля, и длиннее короткого примерно в два раза. Здесь так же очень наглядно можно увидеть, как длина плеча рычага, диапазон его хода и сила, необходимая для его сдвига, соотносятся друг с другом.

Рычаги различного вида имеются у многих машин: ручка швейной машины, педали или ручной тормоз велосипеда, клавиши пианино - все это примеры рычагов.

1.3 Рычаги в быту

Простой механизм-лопата (простейший рычаг)

Рас­смот­рим такой про­стой ме­ха­низм, как, на­при­мер, ло­па­та. Ко­неч­но, она об­лег­ча­ет вы­пол­не­ние ра­бо­ты, с ней на­мно­го легче ко­пать землю, чем ру­ка­ми. Мы во­ткну­ли ло­па­ту в землю. Чтобы под­нять ком земли, нужно на­да­вить на че­ре­нок. Где вы бу­де­те да­вить, чтобы было легче? Опыт под­ска­зы­ва­ет, что надо на­да­вить, то есть при­ло­жить силу, по­бли­же к концу че­рен­ка (см. рис. 3).

Рис. 3. Выбор точки при­ло­же­ния силы 

По­про­буй­те при­ло­жить силу ближе к по­лот­ну ло­па­ты, под­нять ком земли ста­нет на­мно­го тя­же­лее. При­кла­ды­вая преж­нюю силу, вы уже ни­че­го не под­ни­ме­те. Имен­но по­это­му ло­па­ты с ко­рот­ким че­рен­ком, на­при­мер са­пер­ные, де­ла­ют­ся с ма­лень­ким по­лот­ном: много земли с ко­рот­ким че­рен­ком все равно не под­ни­мешь.

Ло­па­та пред­став­ля­ет собой рычаг. Рычаг – это твер­дое тело, име­ю­щее непо­движ­ную ось вра­ще­ния (чаще всего это точка опоры или под­ве­са). На него дей­ству­ют силы, ко­то­рые стре­мят­ся по­вер­нуть его во­круг оси вра­ще­ния. У ло­па­ты ось вра­ще­ния – это точка опоры на верх­нем краю ямки (см. рис. 4).

1.4 Рычаги в Lego наборах

Рычаг-это простейший механизм, состоящий из перекладины, вращающейся вокруг опоры. Сторону перекладины, на которую действует на груз, назовем «плечо груза». Другое плечо – «плечо силы», на него действует управляющая рычагом сила. Покажите все эти три части на своей модели. Плечо, на конце которого установлены три кирпичика (груз) – это плечо груза. Плечо с зелёным кирпичиком – это плечо силы. А точка опоры там, где ось.

Существуют три основных варианта расположения оси вращения груза и точки приложения в Lego наборах:

• В рычагах первого рода: ось вращения расположена между точкой приложения силы и грузом - такие рычаги могут использоваться и для получения выигрыша в силе, и для получения выигрыша в расстоянии.

• В рычагах второго рода: груз расположен между точкой приложения силы и осью вращения – такие рычаги используются, чтобы получить выигрыш в силе.

• В рычагах третьего рода: точка приложения силы расположена между осью вращения и грузом - такие рычаги обычно используются, чтобы получить выигрыш в расстоянии.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Выбор модели

Конструктор LEGO Education «Простые механизмы»

2.2 3D модель катапульты

РЕАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ

Заключение

Данный проект создан для того, чтобы показать людям что нас окружает и на какие детали мы не обращаем внимания, а те детали, в свою очередь, помогают нам во многих жизненных ситуациях, в быту и на работе.

Моя цель-показать тот простейший механизм, без которого жизнь человека была бы гораздо труднее, сборка рычагов из Lego наборов для понимания основных принципов конструирования простых механизмов, а также убеждение в их полезности.

Список использованных источников

1.Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику, практикум для 5-6 кл. Бином. Лаборатория знаний

2.Халамов В.Н. и др. Образовательная робототехника в начальной школе: учебно-методическое пособие

3 https://ru.wikipedia.org Статья «Рычаг»

4. http://information-technology.ru

5. https://education.lego.com Инструкция по сборке простейшего механизма «Рычаг»