3年生のための「単純機械」プロジェクト

単純機械は、負荷に加えられたときに単純な力を増加させたり、その力の方向を変更したりする機械構造です。 すべての複合機械は、単純な機械の組み合わせで作られています。 伝統的に、6つの基本的な単純な機械は、傾斜面、レバー、プーリー、ねじ、くさび、および車輪と車軸です。 3年生は、これらの機械を使った科学実験を行うことで、これらの機械とその仕組みを理解することができます。

3年生が傾斜面について学ぶのを助けるために、傾斜面の助けを借りて、または助けを借りずにウェイトを動かしてもらいます。 適度に重いおもりをバネばかりに取り付け、子供たちに床から低いテーブルに直接おもりを持ち上げてもらいます。 バネばかりは、助けを借りずに重りをまっすぐ上に動かすのに必要な力の量を測定します。 次に、重いボール紙または木で作られたスロープをテーブルから床に取り付けます。 バネばかりを使用して、ウェイトをランプからテーブルまで引き上げ、必要な力の量を測定します。

レバーは支点に配置された単純な機械で、レバーの端にある負荷を動かす力を拡大するのに役立ちます。 3年生は、コインやその他の軽量の物体を空中に発射する簡単なカタパルトを作成することで、レバーを理解することを楽しむことができます。 これを行うには、鉛筆で定規のバランスを取り、定規の端にコインを置いて荷物として使用します。 定規のハイエンドに軽量または別のコインを落とし、荷物が跳ね上がるのを観察します。 さまざまなサイズのウェイト、さまざまな高さからのウェイトのドロップ、さまざまな位置の支点を使用して、同じ実験を試してください。

多くの学童は、学校の旗が上げ下げされると、毎日滑車が働いているのを目にします。 3年生を旗竿に連れて行くことで、滑車が果たす役割を理解するのに役立ちます。 旗竿の一番上にジャンプして旗を取り付けるように依頼します。 もちろん、彼らはそれをすることはできませんが、彼らは試してみるのは楽しいでしょう。 旗を取り付けて引き上げてもらいます。引き下げると旗が上がり、滑車が力の方向をどのように変えるかを示します。

3年生は、独自のネジ形状を作成することで、ネジが単にセンターポールに巻き付けられた傾斜面であることを理解できます。 細長い紙の三角形を切ってもらいます。 彼らがすでに傾斜面についてのプロジェクトを行っている場合、彼らは紙がどのように傾斜面になることができるかを説明できるはずです。 紙を鉛筆に巻き付けてから、鉛筆を引き出します。 紙はネジの形になります。

3年生までに、子供たちは、遊んでいる構成要素のために、単純な機械としてのくさびにすでに慣れ親しんでいます。 子供たちに2つの長方形のブロックを端に並べて立て、互いに接触させます。 次に、2つのブロックの間にくさび形のブロックを押してもらい、分割したときに何が起こるかを確認します。 さまざまな幅のウェッジで実験を試して、さまざまな反応を確認してください。

子供たちは、自転車の形であろうと、寝室を離れるために回すドアノブとしてであろうと、毎日仕事で車輪と車軸を目にします。 ホイールと車軸がどのように機能するかを簡単に理解できるように、それぞれにネジ、ドライバー、針葉樹を渡します。 手でネジを木に押し込んでもらいます。 彼らはそれほど遠くまでは行かないでしょう、そしてそれは多くの努力を必要とします。 次に、ドライバーを使用してもらい、ドライバーのハンドルがホイールであることを説明します。 ホイールを回すと、ドライバーそのものである車軸がネジにかかる力が大きくなり、木に押し込みやすくなります。