Катапульта

Этапы сборки

1. Соберите модель «Катапульта».

2. Создайте снаряд для метания из кусочка бумаги.

3. Произведите запуск снаряда.

4. Попробуйте объяснить, каким образом работает «Катапульта».

5. Какие простейшие механизмы используются в данной модели?

§3. Нестандартные виды соединений деталей

Все детали конструкторов LEGO® изготавливаются по определённому стандарту с высокой степенью точности (кубики, созданные в наше время, можно состыковать с кубиками, выпущенными в 1958), это позволяет соединять их без значительных усилий.

Лего детали

Кроме того, после соединения детали должны надёжно крепиться друг к другу. Для обеспечения этих условий формы для штамповки элементов конструктора производятся с точностью 10 мкм.

Основа производства – термопластавтоматы, в которых из разноцветных термопластов методом инжекции (впрыскивания) штампуют под давлением 25—150 тонн и температуре +232 °C элементы конструктора.

Высокая точность и прочность изготовленных деталей позволяет крепко соединять их друг с другом различным образом. [12,22]

Изучите историю создания и развития компании LEGO Group.

Этапы сборки нестандартных соединений

1. Соедините детали так, как показано на рисунке.

2. Как вы считаете, будет ли полезным использовать данные виды соединения?

3. Придумайте свой нестандартный способ соединения деталей.

Будем считать единицей расстояния величину между отверстиями.

1. Проверьте теорему Пифагора на практике.

2. Определите радиус большой шестеренки. Для этого нужно найти радиус маленькой шестерёнки.

Если поставить рядом две маленькие шестерёнки они будут стоять на расстоянии 1, отсюда следует, что радиус маленькой шестерёнки будет равен 1:2=0,5.

Проверьте полученные значения для этого прикрепите к балке рядом две большие шестеренки.

1. Используя знания теоремы Пифагора, найдите радиус малой чёрной шестеренки.

2. Найдите радиус большой чёрной шестеренки.

3. Шаг между соседними «кнопками» или отверстиями (единица расстояния) равна 8мм. Проверьте свои расчеты, количество зубьев должно быть равно диаметру шестеренки в мм.

§4. Способы передачи крутящего момента

Поработайте с таблицей.

1. Поясните значки.

2. Соберите механизмы.

3. Объясните расположение механизмов.

4. Дополните таблицу, собрав недостающие механизмы.

§5. Моделирование как метод познания

Человек стремится познать объекты окружающего мира, он взаимодействует с существующими объектами и создаёт новые объекты.

Одним из методов познания объектов окружающего мира является моделирование, состоящее в создании и исследовании «заместителей» реальных объектов. [3]

Конструктор помогает моделировать объекты, окружающего мира, сначала только лишь отражая внешний вид, а затем уже отображая некоторые характеристики объекта, моделируя отдельные части. В процессе создания моделей мы будем создавать не просто конструкции, а реализовать проекты.

При создании 3D модели пользуйтесь программой LEGO Digital Designer 4.3. Она позволяет делать трехмерные модели, которые можно рассмотреть с разных сторон. [14]

Все модели данного практикума созданы в ней. При соединении шестерёнок учитывается количество зубьев, поэтому чтобы соединить шестерёнки необходимо повернуть оси под соответствующим углом.

Соединим две большие шестеренки в LEGO Digital Designer 4.3.

Известно, что градусная мера окружности равна 360 градусов. Посчитаем количество зубьев, их будет 24. Угол между зубьев будет равен 360:24=15 градусам. Если первая шестеренка стоит на оси в начальном положении 0 градусов, то вторую ось нужно повернуть в положение без зуба посередине между 0 и 15. Получается, чтобы соединить две большие шестеренки нужно, чтобы разница между градусными мерами углов осей составляла 7,5 градусов.

При соединении деталей нестандартным способом пользуйтесь данными хитростями.

Необходимые детали, которые состоят из нескольких маленьких можно запомнить, чтобы затем использовать.

С помощью интернет ресурсов, найдите:

а) примеры моделирования в различных областях деятельности;

б) определение понятия «проект», «проектирование»;

в) одинаковы ли понятия «проект – модель», «проектирование – моделирование».

1. Соберите нестандартные виды соединения деталей в программе LEGO Digital Designer 4.3.

2. На какой градус должна быть повернута ось шестеренки для того чтобы они могли стоять рядом?

Создайте 3d модели основных способов передачи крутящего момента (§4).

§6. Основные этапы разработки и исследования моделей

При ознакомлении с параграфами и отдельными моделями каждый раз вы будете реализовать проект. Процесс разработки моделей будет происходить в несколько этапов.

Описательная информационная модель. Первый этап – сбор сведений об изобретателе, об его изобретении, подготовка реферата или презентации.

Формализованная модель. На втором этапе создается формализованная модель, т. е. описательная информационная модель записывается с помощью какого-либо формального языка. У нас формальной моделью является рисунок, схема или инструкция.

Создание модели. На третьем этапе мы создаём модель с помощью конструктора LEGO® Education WeDo 2.0 и 3d модель в программе LEGO Digital Designer 4.3.

Эксперимент. На четвертом этапе производим запуск модели из LEGO® Education WeDo 2.0.

Пятый этап состоит в анализе полученных результатов и корректировке исследуемой модели: ремонт, модернизация модели из LEGO® Education WeDo 2.0; исследование в программе «Живая геометрия» («ЖГ»). [20]

Исследование можно проводить и с помощью других программ, например, geogebra. [18]

В большинстве случаев вам будет дана краткая описательная информационная модель и формализованная модель. Так как это ваш проект то и уровень сложности, и цель, вы выбираете сами. Один может просто прочитать краткую информацию, собрать модель и запустить. Другой ещё дополнит это рефератом или презентацией. Остальные смогут создать 3d модель и провести анализ в программе «ЖГ».