6. lecke: Csiga – Időmérés és sebességszámítás

Célkitűzések és tantárgyi kapcsolódások

Bevezetés

1. Tudomány

Időmérés és sebességszámítás.

A súrlódás megértése.

2. Matematika

Értse meg a távolság, a sebesség és az idő matematikai kapcsolatát.

3. Technológia

Legyen képes két szervomotor forgásszögének és működési idejének a beállítására.

4. Mérnöki ismeretek

Tudja szimulálni a csiga mozgását két szervomotor forgásának kombinációjával.

6. Művészet és kreativitás

Nincs.

Találós kérdés: Melyik állat szeret az eső után azonnal előbújni? A csiga! A csiga kedveli a nedves környezetet. Eső után a levegő magas páratartalma kedvező a csiga számára. Tehát kimásznak rejtekhelyükből, és jól érzik magukat.

Mit tudsz a csigákról? Tudod, hogyan mozognak? A csigák hasoldalán a csúszótalpat alkotó bőrizomtömlő hullámszerűen húzódik össze és ernyed el. A csigák nyálkás csúszótalpukon lassan haladnak előre. Képes a csiga gyorsabb mozgásra? Hogyan kell kiszámítani a mozgó csiga sebességét?

Előzetes ismeretek

Szerelési útmutató

Hogyan kellene megépíteni a csigát? Milyen a csiga testfelépítése? A csiga teste leegyszerűsítve három részre tagolódik: ház, hasláb és fej. ház

fej fej

ház

hasláb

Modellezés (összeszerelés)

láb

Lássunk neki! Az applikációból válaszd ki a következő menüpontokat: Entry → Snails → Build→Build Model.

62

6. lecke: Csiga – Időmérés és sebességszámítás Az alkalmazásban bemutatott módon lépésről lépésre felépíthetjük robotunkat.

Szerelési problémák

1. probléma:A C13-as és C14-es elemek nagyon hasonlóak, ezért ügyelj arra, hogy ne keverd össze azokat. Ehhez a robothoz a C14-es darab szükséges. Tipp: hasonlítsd össze azokat, és próbáld megkülönböztetni a kettőt egymástól.

2. probléma:A P34-es elemet ferdén kell felhelyezni a csiga szemének kialakításához. Ez egy kicsit nehéz lehet, gondosan végezd.

Tervezés (szoftverprogramozás)

Összeszerelés után, az applikációból választd a következő menüpontokat: Act-→Action Example. A csiga lábait két szervomotor váltja fel. Az 1. szervomotor elöl és a 2. szervomotor hátul. A korábbi leckékben már megtanultuk, hogyan lehet egy szervomotort használni és irányítani. Most először nézzük meg, elemezzük ki, hogyan kell két szervomotornak együttműködnie, hogy a csigánk tudjon mozogni. A csiga elöl lévő szervomotorjának programozása: a négy mozdulatsorban először a 2. szervomotor forog, majd vele együtt forog az 1. szervomotor, és így a csiga előre tud mozdulni.

A csiga hátsó szervomotorjának programozása: a négy mozdulatsorban az 1. szervomotor fordulatszáma nagyobb, majd a 2. szervomotor együtt működik ezzel a forgással, hogy a csiga vissza tudjon húzódni.

A fenti példaprogramok csak kiindulási alapok, amit a diákok újragondolhatnak és átírhatják azokat. Elkezdődhet az igazi programozás, hogy a csiga mozogni tudjon. Kattints az “Action Edit” parancsra: a két szervomotornak együtt kell működnie, és a forgásszög nem lehet túl nagy, nehogy a csiga „elessen”.

Egyensúly vezérlése: íves csúszka Lassan változtasd a szöget, és figyeld meg, hogyan változik a csiga mozgása. Ha a szervomotor szöge túl nagy, akkor a csiga felborul, és nem lesz képes fenntartani az egyensúlyát.

A vizsgálat szerint a csiga szervomotorjának szögtartománya az egyensúly megtartása érdekében a következő: az 1. szervomotor forgási tartománya ___________, a 2. szervomotor forgási tartománya ___________.

íves csúszka

Megfigyelés és következtetés – Időmérés, sebességszámítás

Mozgásban lévő tárgy mozgásidejének mérése

Miután beprogramoztuk a csiga egyensúlyának megtartását, mérjük meg, hogy mennyi idő alatt tesz meg valamekkora távolságot. Nyiss meg egy stopperóra alkalmazást, például az okostelefonon, és ellenőrizd, hogy az időzítő nullán áll-e.

Amint a csiga haladni kezd, nyomd le a stopperóra „Start” gombját, ezzel elkezded az idő múlását mérni.

Amikor a csiga áthalad a második vonalon, nyomd meg az stopperóra stop gombját a mérés befejezéséhez. Most már tudod, mennyi ideig tartott a csigának áthaladnia a kijelölt a távolságon.

Sebességszámítás

A sebesség azt jelzi, hogy a tárgy milyen gyorsan mozog. A sebesség kiszámításához meg kell mérni a távolságot és az időt. Atárgy által egy adott időben megtett távolság a sebesség. Más szavakkal, a sebesség egyenlő: távolság osztva az idővel.

������������é�� = ��á��������á�� ����ő

A golfütő leckében megtanultad, hogyan lehet mérni a tárgyak által megtett távolságot egy vonalzóval. Most számítsd ki a csiga mozgásának sebességét. Írd le a képletet és az eredményt az alábbi sorba:

A lábat alkotó alkatrészek hatása a súrlódási erőre és a sebességre

A csiga szerkezetének változásai hatással vannak-e a csiga sebességére? ① Adj egy P79-es elemet a csiga hátsó “lábához”.

Helyezd az így kiegészített csigát a startvonal mögé. Így mérd meg a haladás idejét. Mekkora most a csiga sebessége? Írd le a képletet és az eredményt az alábbi sorba:

68

6. lecke: Csiga – Időmérés és sebességszámítás ② Távolítsd el a P79-es elemet hátulról és a C4-es elemet elölről, és szereld fel előre a P79-es elemet.

Ismételd meg a sebességmérést. Ne felejtsd el az időt is rögzíteni. Milyen gyors most a csiga? Írd le a képletet és az eredményt az alábbi sorba:

Gondolkodj! Miért más a sebesség, ha ugyanazt a szerkezeti elemet különböző helyekre építjük be? Magyarázat: A P79-es elem felszerelése megváltoztatja a súrlódást, amikor a csiga mozog. A súrlódás olyan erő, amely akadályozza a mozgást, amikor a mozgás során egy tárgy érintkezik egy másik tárgy felületével. Összegzés: Ha a P79-es elemet a csiga elejére helyezünk, akkor a sebesség _____________ (nagyobb/kisebb) lesz; amikor a csiga hátsó részéhez illesztjük, akkor a sebesség _______________ (nagyobb / kisebb) lesz. Tehát a súrlódás vagy akadályozza a mozgást, vagy elősegíti azt.

További lehetőség

Kérdések

① Próbál meg módosítani a csiga szerkezetét a rendelkezésre álló elemekkel. A fekete gumi vajon növeli a súrlódást a csiga és a talaj között? ② Ha a fekete gumit különböző helyeken rögzíted, akkor az eltérő eredményekhez vezet-e az ellenállás szempontjából?

Összefoglalás

Jegyezd meg!

A matematikában a sebesség az időegység alatt megtett út. A sebesség kiszámításához ismernünk kell a megtett út és a megtételhez szükséges idő nagyságát. A súrlódás mindenhol létezik az életben. A súrlódás akadályozhatja vagy elősegítheti (felgyorsíthatja) a mozgást.

Kiegészítő olvasmány

A természetben sok állat csúszik, például a hernyók és a kígyók. Bár mindkettő csúszik, különböző a technikájuk. A legtöbb hernyó ritmusos izomösszehúzódással és elernyedéssel mozog. Ebben a leckében a csiga mozgását vizsgáltuk meg. Ezt a lassú, csúszómozgást úgy tudtuk elérni, hogy a szervomotor szögét csak kis mértékben változtattuk meg. Ezzel szemben a képen látható hernyó mozgásához a szervomotor szögét sokkal nagyobb mértékben kellene elforgatni, hogy a robot haladása a képen látható mozgással megegyezzen.