Απλά Μηχανικά Έργα για Γυμνάσιο

Τα προγράμματα επιστήμης μηχανικής σε επίπεδο γυμνασίου επικεντρώνονται συνήθως στη μηχανολογία και στην ηλεκτρολογία. Τα έργα μηχανικής μηχανικής συνήθως τονίζουν τη χρήση μηχανικής ισχύος για την εκτέλεση εργασιών σε άλλα αντικείμενα, και η ηλεκτρολογική μηχανική περιλαμβάνει κυκλώματα, εναλλακτικές πηγές ενέργειας και την παραγωγή ενέργειας στο γενικός. Μπορείτε να επιλέξετε από μια ποικιλία επιστημονικών έργων με βάση τα ενδιαφέροντά σας, τους χρονικούς περιορισμούς και το διαθέσιμο υλικό.

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα επιστημονικό έργο για να εξερευνήσετε την ηλιακή ενέργεια, την απλούστερη μέθοδο μετατροπής των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε χρησιμοποιήσιμη πηγή. Τα έργα που αποδεικνύουν τη χρήση της ηλιακής ενέργειας περιλαμβάνουν ηλιακούς θερμοσίφωνες, ηλιακούς θερμοσίφωνες και ηλιακούς φούρνους. Εν ολίγοις, θα συλλέγετε ηλιακή ενέργεια ζωγραφίζοντας μέρος του έργου σας μαύρο, το οποίο προσελκύει το φως του ήλιου. Στη συνέχεια, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε διαφορετικές μεθόδους για να διοχετεύσετε την ελκυστική θερμική ενέργεια στον αέρα, το νερό ή τα τρόφιμα. Για να προσθέσετε και ένα στοιχείο έρευνας, σχεδιάστε ένα πείραμα με βάση μια ερώτηση σχετικά με το πώς λειτουργούν αυτές οι πηγές, όπως "Πώς σχετίζεται η εξωτερική θερμοκρασία τη θερμοκρασία εντός ενός ηλιακού θερμοσίφωνα; "ή" Πώς σχετίζεται η ποσότητα νερού στη δεξαμενή με την ταχύτητα με την οποία ο ηλιακός θερμοσίφωνας μπορεί να τον θερμαίνει πάνω?"

Ένας πρακτικός τρόπος για να μάθετε για τη μηχανολογία είναι η κατασκευή ενός μηχανήματος "Rube Goldberg", που πήρε το όνομά του από έναν διάσημο γελοιογράφο που σχεδίασε περίπλοκα μηχανήματα για την ολοκλήρωση των συνηθισμένων εργασιών. Μπορείτε να συμπεριλάβετε μοχλούς, τροχαλίες, ανεμιστήρες, κυλιόμενες μπάλες και γρανάζια για να δημιουργήσετε ένα μηχάνημα που κάνει οτιδήποτε από το χύσιμο ενός φλιτζανιού χυμού έως το πάτημα του κουμπιού "on" σε φορητό υπολογιστή. Κάντε το όσο πιο τρελό και περίπλοκο γίνεται, αλλά το πιο σημαντικό, βεβαιωθείτε ότι το μηχάνημα λειτουργεί με συνέπεια και ακρίβεια κάθε φορά. Σημειώστε ότι ορισμένες επιστημονικές εκθέσεις δεν επιτρέπουν τις μηχανές Rube Goldberg επειδή δεν αποδεικνύουν τη γνώση της επιστημονικής μεθόδου.

Η κατασκευή ενός μαρμάρου σας βοηθά να αναθεωρήσετε τις έννοιες της δυναμικής και της κινητικής ενέργειας. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μονωτικό σωλήνα αφρού ως τροχιά μαρμάρου, που θα σας επιτρέψει να δημιουργήσετε κάθετους βρόχους. Για να σχεδιάσετε το πείραμα, υποθέστε πόσο ψηλά θα έπρεπε να είναι η αρχή της πίστας για να δώσετε στο μάρμαρο αρκετή ενέργεια για να ολοκληρώσετε έναν χαμηλό βρόχο ενός δεδομένου ύψους. Στη συνέχεια, δοκιμάστε την υπόθεσή σας δημιουργώντας ένα κομμάτι με την αρχή σε αυτό το ύψος και δείτε εάν το μάρμαρο μπορεί να ολοκληρώσει τον βρόχο. Εάν ναι, προσδιορίστε εάν μπορεί να ολοκληρώσει τον βρόχο σε χαμηλότερο ύψος. Αν όχι, καθορίστε πόσο ψηλά πρέπει να είναι η αρχή του στίβου, ώστε το μάρμαρο να έχει αρκετή δυναμική ενέργεια για να περάσει επιτυχώς μέσω του βρόχου.

Οι σπιτικές μπαταρίες συνήθως δεν είναι αρκετά ισχυρές για να κάνουν οποιαδήποτε σημαντική μηχανική εργασία, αλλά μπορούν να μετακινήσουν τη βελόνα σε ένα βολτόμετρο. Για να δημιουργήσετε τη δική σας μπαταρία, βυθίστε αρκετά μικρά τετράγωνα χαρτοπετσέτας σε χυμό λεμονιού και φτιάξτε μια στοίβα είδη με την ακόλουθη σειρά: πένα, εμποτισμένη με λεμόνι πετσέτα, νικέλιο, εμποτισμένη με λεμόνι πετσέτα, πένα, εμποτισμένη με λεμόνι πετσέτα, νικέλιο. Στη συνέχεια, μπορείτε να βάλετε τους δύο ανιχνευτές από το βολτόμετρο και στα δύο άκρα της μπαταρίας νομίσματος και να καταχωρίσετε πόσα ηλεκτρικά ρεύματα έχει παράγει η μπαταρία. Ερευνήστε και σχεδιάστε ένα πείραμα για να προσδιορίσετε πώς λειτουργεί η μπαταρία - ανταλλάξτε χυμό λεμονιού για άλλα υγρά που εσείς πιστεύω ότι θα λειτουργήσει ή θα ανταλλάξει τα νομίσματα για άλλα υλικά και θα δούμε ποια ενεργούν ως αληθινές μπαταρίες με βάση το βολτόμετρο αναγνώσεις.