Prezentare generală
Introducere în mașini simple
Ce reprezintă mecanismele simple?
Mecanismele simple sunt dispozitive care modifică direcția sau forța unui anumit obiect, făcându-l mai ușor de deplasat. Un mecanism simplu face totul ă funcționeze mai ușor și reduce timpul necesar pentru a finaliza un proiect.
Mecanismele simple pot ajuta de la construirea unor zgârie-nori până la facilitarea tocării unor legumelor – exemplele sunt nenumărate. Aceste dispozitive au făcut oamenilor viața mai ușoară, în moduri diferite și este greu de imaginat că ne-am fi putu dezvolta atât de departe fără acestea.
Multe dintre modelele și instrumentele complexe pe care le folosim astăzi provin de la mecanisme simple din trecut – ele reprezintă baza mașinilor complexe de astăzi.
Mecanismele simple pot funcționa într-o varietate de moduri. Ele pot transfera forțe, pot schimba direcția unei forțe, pot crește magnitudinea unei forțe sau pot crește distanța sau viteza unei forțe.
Exemple de mecanisme simple
Iată câteva exemple de mecanisme simple – obiecte care au ajutat oamenii să realizeze proiectele inginerești la o scară incredibilă.
Scripetele
Un scripete este un mecanism simplu, format dintr-o roată canelată și o frânghie, care servește la ridicarea, coborârea sau mutarea unei sarcini.
Pârghia
O pârghie este formată tijă care se sprijină pe un suport, pentru a ajuta la ridicarea sau deplasarea sarcinilor grele.
Pana
O pană este un obiect care prezintă cel puțin o parte înclinată, cu o margine dură, pentru a separa două obiecte.
Roata cu ax
O roată care are o tijă prin centru acesteia și ajută la ridicarea sau mutarea sarcinilor.
Plan înclinat
Un plan înclinat prezintă o suprafață înclinată care conectează un nivel superior cu un nivel inferior.
Șurub
Șurubul este un plan înclinat înfășurat pe un ax, respectiv un mecanism care transformă mișcarea de rotație în mișcare liniară și care poate ridica diferite obiecte.
Folosim mecanisme simple în fiecare zi – când deschidem o ușă, deschidem un robinet, deschidem o cutie de conserve sau mergem cu bicicleta. Mecanismele simple ne facilitează munca.
O forță (un efort de împingere sau de tragere) face ca un obiect (o masă sau sarcină) să se miște la o distanță. Mecanismele simple au doar o singură piesă pentru a face un lucru și au foarte puține sau chiar deloc piese în mișcare.
O pârghie este un exemplu de mecanism simplu. Puteți folosi o pârghie, de exemplu o rangă, pentru a deplasa o sarcină mare, cu un efort mai mic decât ați avea nevoie dacă nu ați avea un mecanism care să vă ajute. Forța aplicată pârghiei face ca sarcina să se miște, dar efortul necesar este mai mic decât dacă forța ar fi aplicată direct sarcinii. Lucrul este astfel mai ușor de făcut.
Termenii de sarcină și efort sunt folosiți pentru a descrie modul în care funcționează mecanismele simple. Sarcina este reprezentată de obiectul care este mutat, de exemplu, o cutie. Efortul este forța folosită pentru muta obiectul. În situația ilustrată, efortul este forța pe care cineva o va aplica pentru a muta (sau a ridica) sarcina (cutia).
Mecanismele simple au foarte puține piese; mecanismele compuse sunt formate din două sau mai multe mecanisme simple. Un cărucior în mișcare este un exemplu de mecanism compus, respectiv de a combina două mecanisme simple. Mânerele sunt pârghii care ajută la ridicarea sarcinii, iar roata și axul ajută la deplasarea cu ușurință a sarcinii înainte. Același principiu se aplică unei roabe.
Mecanismele ne ajută să facem multe lucruri: ne ajută să ridicăm, să tragem, să despărțim, să fixam, să tăiem, să transportăm, să amestecăm etc. Toate mașinile sunt alcătuite din mecanisme simple. Mașinile mai complicate (mecanisme compuse) sunt formate dintr-un număr de mecanisme simple care funcționează împreună, pentru a ajuta la efectuarea lucrării. Roțile dințate sunt uneori clasificate ca mecanisme compuse, dar în acest material le-am considerat ca fiind mecanisme simple.
Învățarea bazată pe probleme (problem-based learning ) este o metodă construcționistă care permite elevilor să învețe despre un subiect prin expunerea la probleme multiple și cerându-le să-și construiască înțelegerea subiectului prin aceste probleme. Acest tip de învățare poate fi foarte eficient la orele de matematică, deoarece elevii încearcă să rezolve problemele în multe moduri diferite, stimulându-și astfel mintea.
Următoarele cinci strategii fac învățarea bazată pe probleme mai eficientă:
- Activitățile de învățare ar trebui să fie legate de o sarcină mai mare. Sarcina mai amplă este importantă deoarece le permite elevilor să vadă că activitățile pot fi aplicate în mai multe aspecte ale vieții și, prin urmare, elevii au șanse mai mari să găsească utile activitățile pe care le desfășoară.
- Cursantul trebuie sprijinit pentru a simți că începe să dețină proprietatea asupra problemei generale.
- Pentru cursant ar trebui concepută o sarcină autentică. Aceasta înseamnă că sarcina și capacitatea cognitivă a cursantului trebuie să se potrivească cu problemele acestuia pentru a face învățarea mai eficientă.
- Reflecția asupra conținutului învățat ar trebui să aibă loc, astfel încât cursanții să se poată gândi prin procesul referitor la ceea ce au învățat.
- Permiteți și încurajați cursanții să testeze idei în funcție de opinii diferite în contexte diferite.
