«Конструирование игрушечной машины из подручного материала с учетом законов физики

МБОУ СОШ № 21

«Конструирование игрушечной машины из подручного материала с учетом законов физики»

Руководитель:

Самбуева Софья Николаена

Элиста, 2025 год.

Содержание

1. Введение……………………………………………………………………3

2. Исследование для достижения цели……………………………………...5

3. Выбор идеи…………………………………………………………………6

4. Материалы и инструменты………………………………………………..7

5. Чертеж ……………………………………………………………………...8

6. Проектирование и сбор автомобиля ……………………………………...9

7. Проблема и пути их решения…………………………………………….10

8. Вывод………………………………………………………………………11

9. Литература………………………………………………………………....12

1. Введение
   Окружающие нас предметы: стол, стул, компьютеры, автомобили и т.д. Большинство материальных вещей, сделаны рабочими при помощи станков. Но прежде чем рабочий включает станок, он изучает чертеж, по которому собирается изготовить изделие. Также на чертеже указывают размеры, материал, какой длины должен быть автомобиль все это решают специальные люди – инженеры – конструкторы. Таким образом, все, то что мы видим вокруг, сначала было спроектировано инженерами. Это очень сложная и интересная работа – придумывать новые вещи. Вот и я попробую себя в роли инженера – конструктора спроектировать, а затем сконструировать игрушечную машину своими руками из подручного материала, которые будут проезжать определенную дистанцию. Как в любой работе у нас будут ошибки и пробелы: что мешает автомобилю хорошо проезжать определенное расстояние? почему проворачиваются колеса, и мотор не работает? Все эти проблемы я попытаюсь выяснить с помощью законов физики.

Механика - раздел физики, изучающий движение тел. Слово "механика" произошло от греческого слова "механэ" - машина, приспособление. Уже в древности египтяне, а затем греки, римляне и другие народы строили различные машины, применявшиеся для транспорта, в строительстве, в военном деле. При действии этих машин происходило движение их частей: рычагов, колес, канатов и т.д., а также поднимаемых и перемещаемых грузов. Изучение действия этих машин и привело к зарождению науки о движении тел - механики.

Статика — раздел механики, изучающий равновесие тел — твердых, жидких или газообразных, находящихся в состоянии покоя под воздействием внешних сил. Изучаемые в статике величины, это:

Силы воздействующие на тело F1, F2, Fn, Силы равнодействия, как результат сложения сил воздействия Fрез, Моменты сил M1, M2, Mn, если силы приложенные к телу вызывают его вращение, Направления векторов и соотношения их величин, а также принципы построения простых машин. Движущееся тело теряет свою энергию, не только преодолевая сопротивление окружающей среды, но и из-за наличия трения. Сила трения действует на поверхности соприкосновения тел и затрудняет их перемещение относительно друг друга.

Цель: спроектировать и сконструировать игрушечную машину из подручного материала своими руками, объяснить принцип действия каждой части с учетом законов физики и продемонстрировать их работу.

Гипотеза: сделанная игрушечная машина своими руками должна проехать расстояния не менее 1 метра, по всем правилам и законам физики.

Задачи:

1. сделать чертеж (масштаб, размеры, материал);

2. выбрать вид игрушечной машины;

3. создать конструкцию;

4. изучить научную и популярную литературу по физике;

5. решить проблемы в ходе работы;
   
   
   
   
   
   
   
   

2.Исследования для достижения цели. Поиск решений.

1.Набор первоначальных идей по выбору проекта:

Идея №1

Игрушечная машина из дерева

Идея №2

Игрушечная машина из жестяных банок

Идея №3

Игрушечная машина из пластиковых бутылок

с резиномотором

3.Выбор идеи

Первая идея мне не понравилась тем, что модель машины выглядит очень сложно, кроме того, необходима резьба по дереву. Вторая – мне не понравилась внешне и к тому же опасно в ходе работы можно порезаться. Поэтому я выбрал идею №3, т. к. она показалась интересной, практичной и безопасной.

4.Материалы и инструменты

№	Материалы и инструменты	Количество
1	Пластиковая бутылка	1 шт.
2	Крышки от пластиковых бутылок	5 шт.
3	Резина	0,5 -1 метра
4	Вязальные спицы	2 шт.
5	Клей «Момент»	1 шт.
6	Пластилин	1 коробка
7	Канцелярский нож	1 шт.

5. Чертеж

1. Проектирование и сбор машинки

Первым делом я нашел пластиковую бутылку квадратной формы. И с помощью готового чертежа маркером начертил форму и детали машины, и вырезал заготовки. Далее взял пять крышек и сделал в них отверстия, четыре для колёс, а пятое кузов машины. Приготовил две вязальные спицы длинной 150 мм, протянул спицу в отверстие каркаса машинки и приклеил крышки. Установил резинку и моя машинка на резиномоторе готова.

1. Проблемы и пути их решения с помощью законов физики

Проблема	Причина	Пути решения	Физическое пояснение
Колеса проворачиваются без сцепления	Машина слишком легкая	Утяжелить машинку, например пластилином	Сила тяжести характеризует притяжение тел к Земле. Сила тяжести зависит от массы тела . Fт.=mg. Чем больше масса, тем больше сила тяжести.
Колеса проворачиваются без сцепления	Колеса слишком гладкие	Добавить шины, например, из резинок или того же пластилина, можно добавить грунтозацепы	Сила трения -это сила, возникающая при соприкосновении двух тел и препятствующая их относительному движению. Причиной возникновения трения является шероховатость трущихся поверхностей. Чтобы увеличить силу трения надо увеличить шероховатость поверхностей.
Мотор раскручивается слишком быстро	Слишком толстая резина	Использовать резину меньшего сечения	Силу, которая возникает в результате деформации тела и пытающаяся вернуть его в исходное состояние, называют силой упругости. F упр.=k∆l, где k- это жесткость, ∆l-это удлинение. Из формулы видно, что сила упругости зависит от удлинения и жёсткости. Чем больше жесткость пружины, тем меньше она изменяет свою длину под воздействием заданной силы. Чем больше удлинение тем больше сила упругости
Мотор раскручивается слишком быстро	Слишком короткий резиномотор	Удлинить резиномотор
Колеса не крутятся	Слишком большое трение в месте крепления осей	Смазать отверстия в стенке бутылки	Чтобы уменьшить силу трения необходимо изменить степень шероховатости поверхностей соприкасающихся объектов. Этого можно добиться путем шлифовки и смазки поверхностей

8. Вывод

Я доволен своей работой, так как добился желаемой цели. При изготовлении моего изделия возникали различные трудности, в том числе и с законами физики, но и с ними я справился. Тем более сделанная машинка своими руками проезжает расстояния не менее 1 метра, по всем правилам и законам физики. Я чувствую гордость, потому что изделие, в которое я вложил много сил, носит отпечаток индивидуальности.

        Выполненное изделие соответствует предъявленным ему требованиям. Выглядит красиво, аккуратно, изящно, имеет позволительный размер, что бы его можно было разместить практически в любом месте. Я достиг поставленной в начале проекта цели.

Литература

1. «Самодельные приборы по физике» - П.В.Албычев, 1950 г.

2. «Опыты и самоделки по физике» - В.Смирнов, 1955г.

3. «Занимательная физика» – Я.И.Перельман, 1980г.

4. «Физика на каждом шагу» - Я.И.Перельман, 2008г.

5. Учебник по физике 7 класс – А.В. Перышкин , Е.М.Гутник,, 2009

6. Учебник по физике 8 класс – А.В. Перышкин , Е.М.Гутник , 2009

13