Простые машины - это механические конструкции, которые увеличивают простую силу при приложении к нагрузке или изменяют направление этой силы. Все составные машины состоят из комбинации простых машин. Традиционно шесть основных простых машин - это наклонная плоскость, рычаг, шкив, винт, клин, а также колесо и ось. Ученики третьего класса могут понять эти машины и то, как они работают, проводя с ними научные эксперименты.
Наклонная плоскость
Чтобы третьеклассники узнали о наклонной плоскости, предложите им перемещать тяжести с помощью наклонной плоскости и без нее. Прикрепите умеренно тяжелый груз к пружинным весам, и пусть дети поднимают его прямо с пола на низкий стол. Пружинные весы измеряют силу, необходимую для перемещения веса вверх без посторонней помощи. Далее прикрепите к полу пандус из плотного картона или дерева от стола. Используйте пружинные весы, чтобы подтянуть вес вверх по пандусу к столу и измерить меньшее необходимое усилие.
Рычаг
Рычаги - это простые механизмы, размещенные на опоре, которые помогают увеличить силу для перемещения груза, расположенного на конце рычага. Третьеклассники могут получить удовольствие от понимания рычага, построив простую катапульту, которая стреляет в воздух монетами или другими легкими предметами. Для этого уравновесите линейку на карандаше и поместите монету на конец линейки, чтобы она служила грузом. Бросьте на верхнюю часть линейки легкую или другую монету и наблюдайте, как подпрыгивает груз. Проведите тот же эксперимент с гирями разного размера, сбросив гири с разной высоты и с точкой опоры в разных положениях.
Шкив
Многие школьники видят, как шкив работает каждый день, когда школьный флаг поднимается и опускается. Вы можете помочь третьеклассникам осознать роль шкива, отведя их к флагштоку. Попросите их прыгнуть на вершину флагштока, чтобы прикрепить флаг. Конечно, они не смогут этого сделать, но им будет интересно попробовать. Попросите их прикрепить флажок и потянуть его вверх, отметив, что, когда они тянут вниз, флаг поднимается, показывая, как шкив меняет направление силы.
Винт
Третьеклассники могут понять, что винт - это просто наклонная плоскость, обернутая вокруг центрального полюса, создав свою собственную форму винта. Попросите их вырезать из бумаги длинные тонкие треугольники. Если они уже сделали проект по наклонной плоскости, они должны быть в состоянии объяснить, как бумага может быть наклонной плоскостью. Попросите их обернуть бумагу вокруг карандаша, а затем вытащить карандаш. Бумага сформирует форму винта.
Клин
К третьему классу дети часто уже знакомы с клином как с простой машиной из-за строительных блоков, с которыми они играют. Попросите детей поставить два прямоугольных блока бок о бок, соприкасаясь друг с другом. Затем попросите их вставить клиновидный блок между двумя блоками и посмотреть, что произойдет, когда они разделятся. Попробуйте поэкспериментировать с клиньями разной ширины, чтобы увидеть разные реакции.
Колесо и ось
Дети видят колеса и оси в работе каждый день, будь то велосипеды или дверная ручка, которую они поворачивают, чтобы выйти из спальни. Чтобы помочь им понять, как работают колесо и ось, дайте каждому по винту, отвертке и кусочку мягкого дерева. Попросите их попытаться вдавить шуруп в дерево руками; они не уйдут очень далеко, и это потребует больших усилий. Затем попросите их использовать отвертку, объяснив, что ручка отвертки представляет собой колесо. Когда они поворачивают колесо, ось, которая представляет собой саму отвертку, прилагает повышенное усилие к винту, что позволяет легко вдавить его в древесину.