Çocuklar için basit bir makine, işleri daha kolay hissettirir. Kısacası, bir kuvvetin büyüklüğünü veya yönünü değiştiren, az veya hiç hareketli parçası olmayan herhangi bir cihazdır. Ebeveynler ve öğretmenler, meraklı tekrar oyunlarını davet etmek için küçük deneyler kullanabilirler.
Çocuklar için basit bir makine nedir?
Basit makineler, kuvvet, mesafe ve yönün nasıl birlikte çalıştığını gösterir. Örneğin, bir tahterevalli, kavanoz kapağı veya rampa net bir fikir sunar. Bu cihazlar, çaba karşılığında mesafeyi değiştirir veya bir itmenin yönünü değiştirir. Altı klasik basit makine, kaldıraç, tekerlek ve aks, makara, eğik düzlem, kama ve vidadır ve bu kavramların çocuklar için temel bir anlayışını sağlar. Encyclopaedia Britannica‘ya göre, bu makineler temel mekanik ilkeleri göstermek için gereklidir.
Altı klasik basit makine
Altı klasik basit makine vardır. Her biri tanınabilir bir iş yapar. Küçük ellerle bu eğlenceli örnekleri deneyin.
- Kaldıraç — Tahterevalli veya makas düşünün.
- Tekerlek ve aks — Kapı kolu veya oyuncak araba düşünün.
- Makara — Bayrak direği ipi düşünün.
- Eğik düzlem — Bir rampa düşünün.
- Kama — Bir bıçak düşünün.
- Vida — Bir kavanoz kapağı düşünün.
Nasıl yardımcı olurlar, basitçe
Kaldıraçlar bir destek noktası etrafında döner. Destek noktasını yüke yaklaştırın ve kaldırma daha kolay hale gelir. Tekerlekler büyük bir çemberi küçük bir aksa çevirir. Bu çarpan, dönmeyi kolaylaştırır. Makaralar yön değiştirir ve birden fazla makara yükü paylaşır, böylece daha az çekersiniz. Rampalar kaldırmayı daha uzun bir mesafeye yayar. Kamalar bir itişi bir yarılmaya dönüştürür. Vidalar, bir silindirin etrafına bir eğik düzlem sarar, böylece bükme doğrusal bir kuvvet oluşturur.
Mekanik avantaj, basit ve görsel
Mekanik avantaj, bir makinenin çabanızı ne kadar çoğalttığını ifade eder. Bir kaldıraç için, çabadan destek noktasına olan mesafe, yükten destek noktasına olan mesafeye bölünür. Bir tekerlek ve aks için, tekerlek yarıçapı, aks yarıçapına bölünür. Bir rampa için, rampa uzunluğu, rampa yüksekliğine bölünür. Makaralar için, yükü tutan ip segmentlerini sayın. Bu basit oranlar, çocukların sadece hesaplamakla kalmayıp hissetmelerini sağlar. Örneğin, 45,0 kg yük kütlesine ve 0,0750 m (yük) ve 1,02 m (eller) kaldıraç kollarına sahip bir el arabası, 13,6 MA verir, bu da mekanik avantaj kavramını ilişkilendirilebilir bir şekilde gösterir. Bu bilgi OpenStax, College Physics kaynağında bulunabilir.
Hızlı uygulamalı etkinlikler
Deneyleri küçük ve küçük ellere uygun tutun. Ayrıca, onları düzenli ve tekrarlanabilir yapın. Bu hızlı demoları deneyin.
- On dakikada tahterevalli: bir cetvel ve bir makara kullanarak, küçük paraları ağırlık olarak kullanın. Değişikliği hissetmek için makarayı hareket ettirin.
- Rampa testi: iki farklı eğime sahip rampada bir oyuncak arabayı yuvarlayın. Çaba farkını fark edin.
- Makara demosu: sabit bir makaraya sahip bir çamaşır ipine küçük bir kova asın. Yön değişikliğini hissedin.
- Kama demosu: yumuşak bir sabun kalıbını bir tereyağı bıçağı ile nazikçe ayırırken dikkatle denetleyin.
- Vida demosu: kavanoz kapaklarını ve kaba cıvataları karşılaştırarak diş adımının dönmeyi nasıl etkilediğini görün.
Kısa tarih notları
Arşimet, kaldıraçlar hakkında yazdı ve onları su kaldırmak için kullanılan vidalarla ilişkilendirdi. Antik Mısırlılar büyük taşları taşımak için rampalar kullandı. İskenderiyeli Hero, bu cihazları birleştiren basit mekanizmaları tanımladı. Bu hikayeler, basit makineleri eski ve zeki hissettirir. Bir eğik düzlemin ideal mekanik avantajı (IMA), eğim uzunluğunun dikey yüksekliğine bölünmesiyle eşittir; örneğin, 20,0 m uzunluğunda ve 5,0 m yükselen bir rampa, 4,0 IMA’ya sahiptir, bu da çocukların eğik düzlemlerin pratik senaryolarda nasıl çalıştığını görselleştirmelerine yardımcı olabilir. Bu detay TeachEngineering kaynağında açıklanmıştır.
Öğrenme, güvenlik ve sonraki adımlar
Çocuklar kuvvet, destek noktası, çaba ve yük, ölçüm ve tasarım düşüncesi hakkında öğrenirler. Hafif ağırlıklar kullanın, aletleri denetleyin ve sabit bir yüzeyde çalışın. Ayrıca, gerektiğinde göz koruması takın. Bir cetvel veya paralarla ölçüm yapın ve değişiklikleri kaydedin. Pratik ipucu: deneyleri kısa, düzenli ve tekrarlanabilir tutun. Küçük bir ritüel, öğrenmeyi kalıcı hale getirir. Ayrıca, çocukların gerçek dünya uygulamalarında basit makinelerin verimliliğinin, esas olarak sürtünme nedeniyle enerji kayıpları nedeniyle her zaman %100’den az olduğunu anlamaları değerlidir, bu da şeylerin nasıl çalıştığını anlamalarını geliştirebilir. Daha fazla okuma için OpenStax Physics kaynağını inceleyin.
Basit Makineler hakkında bir hikaye okuyun veya dinleyin: 3-5 yaş için, 6-8 yaş için, 8-10 yaş için ve 10-12 yaş için.
Daha fazla etkinlik ve hikaye için Storypie‘ı ziyaret edin. Hayatınızdaki küçük mühendislerle keşiflerin küçük sevinçlerinin tadını çıkarın.
