Динозавр

Рычаг. Системы рычагов. Рычаги в природе и технике.

Цель: 

1) Повторение понятий "рычаг", "система рычагов", "три типа рычага"; 

2) Вспомнить какие типы рычагов встречаются в природе; 

3) Создать модель динозавра с использованием системы рычагов. 

Вопросы для обсуждения: 1) Что вы знаете о рычаге? 2) Где мы используем этот простой механизм? 3) Зачем мы используем этот простой механизм? 

Общие сведения. Груз перемещается поворотом рычага, происходящего под действием силы (тянущей или толкающей). С помощью рычага груз можно поднять с меньшим усилием, чем его вес, если поместить груз ближе к оси вращения, чем место приложения силы. 

Интересный факт. Рычаг не только используется человеком, но и тело человека само состоит из рычагов. Изучением устройства и функционирования органов движения человека занимается биомеханика.

Активный словарь: Рычаг - стержень или балка, которые поворачиваются вокруг оси вращения для создания полезного движения. Плечо силы – часть рычага от точки опоры до точки приложения силы. Датчик движения – устройство, которое с помощью оптического сигнала может измерять расстояние до предметов в поле его видимости.

Существуют три основных варианта расположения оси вращения, груза и точки приложения силы. 

Рычаг первого рода (рычаг равновесия) ось вращения расположена между точкой приложения силы и грузом – такие рычаги могут использоваться и для получения выигрыша в силе и для получения выигрыша в расстоянии.

Примеры: соединение позвоночника с черепом, качали, ножницы, подъёмный кран. 

В рычагах второго рода (рычаг силы) груз расположен между точкой приложения силы и осью вращения– такие рычаги обычно используются, чтобы получить выигрыш в силе. (задание дизайнеру рисунок рычага второго рода) 

Примеры: стопа, тачка, щипцы для колки орехов (задание дизайнеру-картинки). 

В рычагах третьего рода (рычаг скорости) точка приложения силы расположена между осью вращения и грузом – такие рычаги обычно используются, чтобы получить выигрыш в расстоянии. (задание дизайнеру рисунок рычага третьего рода) 

Примеры: локтевые и коленные суставы, нижняя челюсть, пинцет. (задание дизайнеру-картинки) 

Очень часто в механизмах встречается не один рычаг, а система рычагов, когда выходное усилие одного является плечом приложения силы другого.

Название детали: Балка, прикрепленная к вращающейся части, станет поршнем. Поршень — это подвижный компонент машины, преобразующий энергию, создаваемую двигателем, в движение вверх/вниз или вперед/назад. Поршень может тянуть, толкать или приводить в движение другие механические элементы машины.

Задание 1. Соберите модель динозавра по инструкции.

Сколько простых рычагов входит в состав челюсти динозавра? Как вы думаете, в чем мы получаем выигрыш на выходе: в скорости или в силе? Определите тип простого рычага, открывающего пасть хищника. 

Напишите программу, которая поможет динозавру хищно щёлкать зубами:

Как изменить программу, чтобы он открыл пасть ровно 3 раза (подсказка: не используйте цикл)? Подумайте, какую роль может выполнять датчик движения на голове динозавра? На что он похож? Напишите программу, которая бы позволила динозавру чуять добычу и начинать охоту каждый раз при её приближении.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

Проведите эксперимент, собрав в качестве добычи, например, панду:

Как динозавр реагирует на её приближение? С помощью какого устройства робот получает информацию о внешних событиях?