Einfache Maschinen sind mechanische Konstrukte, die eine einfache Kraft beim Aufbringen auf eine Last erhöhen oder die Richtung dieser Kraft ändern. Alle Verbundmaschinen bestehen aus Kombinationen einfacher Maschinen. Traditionell sind die sechs grundlegenden einfachen Maschinen die schiefe Ebene, der Hebel, die Riemenscheibe, die Schraube, der Keil sowie das Rad und die Achse. Schüler der dritten Klasse sind in der Lage, diese Maschinen und ihre Funktionsweise zu verstehen, indem sie wissenschaftliche Experimente mit ihnen durchführen.
Die geneigte Ebene
Damit Drittklässler etwas über die schiefe Ebene lernen können, lassen Sie sie Gewichte mit und ohne Hilfe einer schiefen Ebene bewegen. Befestigen Sie ein mittelschweres Gewicht an einer Federwaage und lassen Sie die Kinder das Gewicht direkt vom Boden auf einen niedrigen Tisch heben. Die Federwaage misst die Kraft, die benötigt wird, um das Gewicht ohne Hilfe gerade nach oben zu bewegen. Als nächstes befestigen Sie eine Rampe aus schwerer Pappe oder Holz vom Tisch bis zum Boden. Verwenden Sie die Federwaage, um das Gewicht die Rampe hinauf zum Tisch zu ziehen und den geringeren Kraftaufwand zu messen.
Der Hebel
Hebel sind einfache Maschinen, die auf einem Drehpunkt platziert sind und die Kraft vergrößern, um die am Ende des Hebels positionierte Last zu bewegen. Drittklässler können den Hebel verstehen, indem sie ein einfaches Katapult bauen, das Münzen oder andere leichte Gegenstände in die Luft schießt. Balancieren Sie dazu ein Lineal auf einem Bleistift und legen Sie eine Münze als Last auf das Ende des Lineals. Lassen Sie ein leichtes Gewicht oder eine andere Münze auf das obere Ende des Lineals fallen und beobachten Sie, wie die Last springt. Versuchen Sie das gleiche Experiment mit unterschiedlich großen Gewichten, lassen Sie Gewichte aus unterschiedlichen Höhen fallen und mit dem Drehpunkt in verschiedenen Positionen.
Die Riemenscheibe
Viele Schulkinder sehen jeden Tag einen Flaschenzug bei der Arbeit, wenn die Fahne ihrer Schule gehisst und gesenkt wird. Sie können Drittklässlern helfen, die Rolle der Rolle zu erkennen, indem Sie sie zum Fahnenmast bringen. Bitten Sie sie, an die Spitze des Fahnenmastes zu springen, um die Fahne zu befestigen. Natürlich werden sie es nicht schaffen, aber sie werden Spaß daran haben. Lassen Sie sie die Fahne anbringen und nach oben ziehen. Beachten Sie, dass die Fahne beim Herunterziehen nach oben geht und zeigt, wie die Rolle die Richtung der Kraft ändert.
Die Schraube
Drittklässler können verstehen, dass eine Schraube einfach eine schiefe Ebene ist, die um einen Mittelpol gewickelt ist, indem sie ihre eigene Schraubenform erstellen. Lassen Sie sie lange dünne Dreiecke aus Papier schneiden. Wenn sie bereits ein Projekt über die schiefe Ebene gemacht haben, sollten sie erklären können, wie das Papier eine schiefe Ebene sein könnte. Lassen Sie sie das Papier um einen Bleistift wickeln und ziehen Sie den Bleistift dann heraus. Das Papier wird die Form einer Schraube bilden.
Der Keil
Ab der dritten Klasse kennen Kinder den Keil aufgrund der Bauklötze oft schon als einfache Maschine. Lassen Sie die Kinder zwei rechteckige Blöcke nebeneinander stehen und sich berühren. Dann lassen Sie sie einen keilförmigen Block zwischen die beiden Blöcke schieben und sehen, was passiert, wenn sie sich aufspalten. Versuchen Sie das Experiment mit unterschiedlich breiten Keilen, um die unterschiedlichen Reaktionen zu sehen.
Das Rad und die Achse
Kinder sehen täglich Räder und Achsen bei der Arbeit, sei es in Form von Fahrrädern oder als Türklinke, um das Schlafzimmer zu verlassen. Damit sie auf einfache Weise sehen können, wie ein Rad und eine Achse funktionieren, geben Sie ihnen jeweils eine Schraube, einen Schraubendreher und ein Stück Weichholz. Lassen Sie sie versuchen, die Schraube mit den Händen in das Holz zu drücken; sie werden nicht sehr weit kommen und es wird viel Mühe kosten. Lassen Sie sie dann den Schraubendreher benutzen und erklären Sie, dass der Griff des Schraubendrehers ein Rad ist. Wenn sie das Rad drehen, übt die Achse, die der Schraubendreher selbst ist, eine erhöhte Kraft auf die Schraube aus, sodass sie sich leicht in das Holz eindrücken lässt.