Açık bir fikirle başlayın. Çocuklar için basit bir makine, kuvveti değiştiren temel bir cihaz anlamına gelir. Kaldırma, çekme veya hareket ettirme işlemlerini daha kolay ve akıllı hale getirir. Altı klasik makine kaldıraç, tekerlek ve aks, makara, eğik düzlem, kama ve vidadır. Aslında, bu altı klasik basit makine, mühendislik ve fizikte yaygın olarak tanınır, NASA tarafından da belirtildiği gibi.
Basit makine nedir
Basit bir makine, kuvvetin yönünü veya büyüklüğünü değiştirir. Yani daha az güç ve daha fazla zeka işi yapar. Çocuklar günlük araçların küçük yardımcılar gibi çalıştığını görmekten hoşlanır. Basit bir makinenin mekanik avantajı (MA), çıkış kuvvetinin giriş kuvvetine oranı olarak hesaplanır; örneğin, ideal bir kaldıraçta, MA, çaba kolunun uzunluğunun direnç koluna oranına eşittir, bu da bu makinelerin nasıl çalıştığını ve çabayı nasıl azalttığını anlamak için önemlidir. Bu kavram OpenStax tarafından ayrıntılı olarak açıklanmıştır.
Altı basit makineyle tanışın
İşte altı basit makine, basit ve eğlenceli bir şekilde açıklanmıştır.
- Kaldıraç. Bir destek noktası üzerinde dönen sert bir çubuk. Destek noktasını hareket ettirin ve ne kadar zor itmeniz gerektiğini değiştirin. Salıncaklar, cımbızlar ve el arabalarını düşünün.
- Tekerlek ve aks. Büyük bir tekerlek, daha küçük bir aksı döndürerek hareketi çoğaltır. Kapı kolları ve yuvarlanan arabaları hayal edin.
- Makara. Bir tekerlek üzerinde bir ip. Daha fazla ip segmenti daha az çaba gerektirir. Aslında, makara blok ve palanga sistemlerinde, ideal mekanik avantaj, destekleyici ip segmentlerinin sayısına eşittir; örneğin, üç hareketli makaralı bir sistem (altı destekleyici ip) IMA = 6’ya sahiptir, bu da gerekli çaba kuvvetinin yükün 1/6’sı olduğu anlamına gelir, Khan Academy tarafından açıklandığı gibi.
- Eğik düzlem. Bir rampa, kuvveti mesafe ile değiştirir. İnşaatçılar uzun zaman önce ağır taşları hareket ettirmek için rampalar kullandı.
- Kama. Hareket eden bir rampa, şeyleri ayırır. Bıçaklar ve baltalar iş başında kamalardır.
- Vida. Spiral bir rampa. Kaldırmak veya tutmak için çevirin. Kavanoz kapakları ve cıvatalar bu şekilde davranır.
Çocuklar için basit makine hakkında bilinmesi gereken anahtar kelimeler
Öğretmek ve keşfetmek için dokunsal kelimeler kullanın. Çaba, verdiğiniz itiştir. Yük, hareket ettirmek istediğiniz şeydir. Destek noktası, dönme noktasıdır. Mekanik avantaj, makinenin görevi ne kadar kolaylaştırdığını gösterir. Makinelerin verimliliğini anlamak da önemlidir. Bu, gerçek mekanik avantajın ideal mekanik avantaja oranı olarak hesaplanır ve 100 ile çarpılır. Örneğin, IMA = 5 ve AMA = 4 ise, Verimlilik = (4 / 5) × 100% = 80%, bu da basit makinelerin performansını ve etkinliğini vurgular, OpenStax tarafından tartışıldığı gibi.
Üç hızlı on dakikalık yapı
On dakikalık bir zamanlayıcı ayarlayın. İşleri hafif, güvenli ve kahkahalarla dolu tutun.
Kaldıraç testi
Malzemeler: cetvel, silgi, küçük oyuncak. Silgiyi cetvelin altına destek noktası olarak yerleştirin. Oyuncağı kaldırmayı deneyin. Sonra destek noktasını yüke daha yakın hareket ettirin. Hangi pozisyonun daha kolay olduğunu fark edin.
Rampa koşusu
Malzemeler: ciltli kitap, tahta veya karton, oyuncak araba. Bir rampa yapın ve arabayı yuvarlayın. Farklı eğimleri deneyin. Sonra hangi eğimin daha az itme gerektirdiğini sorun.
Mini makara
Malzemeler: makara veya küçük tekerlek, ip, bardak, hafif nesne. İpi tekerleğin üzerine dolayın ve çekerek kaldırın. Bardağı destekleyen kaç ip segmenti olduğunu sayın. Yakından denetleyin.
Güvenlik ve kısa tarihçe
Önce güvenlik. Hafif yükler kullanın. Yetişkin yardımı olmadan keskin aletler kullanmayın. Küçük çocuklar için boğulma tehlikesi olan küçük parçalar kullanmaktan kaçının. Kamalar ve vidaları test ederken parmaklarınızı uzak tutun.
Kısa bir tarihçe. Basit makineler kavramı, eski Yunan’a kadar uzanır, Arşimet (M.Ö. 287–212) kaldıraç, makara ve vidayı incelemiş ve kaldıraçta mekanik avantaj ilkesini keşfetmiş, mühendislik ve fizikte uzun süreli önemlerini göstermiştir, Wikipedia tarafından belirtildiği gibi. Eski inşaatçılar dev taşları hareket ettirmek için rampalar ve kaldıraçlar kullandı. Arşimet kaldıraç hakkında yazdı. Galileo eğik düzlemleri ve hareketi inceledi. Bu fikirler bugün kullandığımız birçok aracı şekillendirdi.
Çocuklar için basit makine neden önemlidir
Uygulamalı oyun, kuvvetler hakkında fiziksel sezgi geliştirir. Çocuklar kelimeler öğrenir, değişimi ölçer, tahminler yapar ve fikirleri test eder. Bileşik makineler parçaları birleştirir. Örneğin, makaslar kaldıraç ve kama içerir. Bisikletler tekerlekler, akslar ve kaldıraçları karıştırır.
Bu soruları deneyin
- Destek noktasını hareket ettirdiğimizde ne değişti?
- Daha kolay mı hissettirdi? Yük neredeydi?
- Bardağı kaç ip segmenti tuttu?
Şimdi Basit Makine hakkında bir hikaye okuyun veya dinleyin: 3-5 yaş için, 6-8 yaş için, 8-10 yaş için ve 10-12 yaş için.
Son olarak, daha fazla kaynak ve hikaye için Storypie’deki tam Basit Makine konsept sayfasını bulun. Keşfetmek ve dinlemek için Storypie’yi ziyaret edin.
