Projekty „Simple Machines“ pro 3. ročník

Jednoduché stroje jsou mechanické konstrukce, které zvyšují jednoduchou sílu při působení na zatížení nebo mění směr této síly. Všechny složené stroje jsou vyrobeny z kombinací jednoduchých strojů. Šest základních jednoduchých strojů je tradičně nakloněná rovina, páka, kladka, šroub, klín a kolo a náprava. Studenti třetího ročníku jsou schopni porozumět těmto strojům a jejich fungování prováděním vědeckých experimentů, které je zahrnují.

Abyste třetím žákům pomohli dozvědět se o nakloněné rovině, nechte je posouvat závaží s nakloněnou rovinou i bez ní. Připevněte středně těžkou váhu k pružinové stupnici a nechte děti zvedat závaží přímo z podlahy na nízký stůl. Pružinová stupnice měří množství síly potřebné k pohybu váhy přímo nahoru bez pomoci. Dále připevněte ze stolu na podlahu rampu z těžkého kartonu nebo dřeva. Pomocí pružinové stupnice vytáhněte váhu nahoru po rampě ke stolu a změřte potřebnou menší sílu.

Páky jsou jednoduché stroje umístěné na otočném čepu, které pomáhají zvětšit sílu k pohybu břemene umístěného na konci páky. Třetí žáci si mohou užít porozumění páce tím, že vytvoří jednoduchý katapult, který vystřelí do vzduchu mince nebo jiné lehké předměty. Chcete-li to provést, vyvažte pravítko na tužce a na konec pravítka položte minci, která bude sloužit jako náklad. Odhoďte lehkou váhu nebo jinou minci na horní konec pravítka a sledujte, jak náklad vyskočí. Vyzkoušejte stejný experiment s různými velikostmi závaží, pádem závaží z různých výšek as otočným kolem v různých polohách.

Mnoho školních dětí vidí každý den v práci kladku, když je vztyčena a spuštěna vlajka jejich školy. Třetími žáky můžete realizovat roli, kterou kladka hraje, tím, že je vezmete na stožár. Požádejte je, aby vyskočili na vrchol stožáru a připojili vlajku. Samozřejmě to nezvládnou, ale při zkoušení se budou bavit. Nechte je připevnit vlajku a vytáhnout ji nahoru, přičemž si všimněte, že jak se stahují, vlajka jde nahoru a ukazuje, jak kladka mění směr síly.

Třetí žáci pochopí, že šroub je jednoduše nakloněná rovina omotaná kolem středového pólu vytvořením vlastního tvaru šroubu. Nechte je stříhat dlouhé tenké trojúhelníky papíru. Pokud již provedli projekt o nakloněné rovině, měli by být schopni vysvětlit, jak může být papír nakloněnou rovinou. Nechte je omotat papír kolem tužky a poté tužku vytáhněte. Papír bude mít tvar šroubu.

Ve třetí třídě jsou děti často obeznámeny s klínem jako s jednoduchým strojem kvůli stavebním kamenům, se kterými si hrají. Nechte děti stát dva obdélníkové bloky na hraně vedle sebe a dotýkat se navzájem. Pak je nechte tlačit mezi dva bloky klínový blok a uvidíte, co se stane, když se rozdělí. Zkuste experiment s různými šířkami klínů, abyste viděli různé reakce.

Děti vidí v práci každý den kola a nápravy, ať už ve formě svých kol nebo jako kliky, které se otočí, aby opustily své ložnice. Abyste jim pomohli zjistit, jak kolo a náprava fungují jednoduchým způsobem, dejte jim každý šroub, šroubovák a kus měkkého dřeva. Nechte je zkusit vtlačit šroub do dřeva rukama; nedostanou se příliš daleko a bude to vyžadovat hodně úsilí. Poté je nechte použít šroubovák a vysvětlete, že rukojeť šroubováku je kolečko. Když otočí kolo, osa, což je samotný šroubovák, působí na šroub zvýšenou silou, což usnadňuje zatlačování do dřeva.