¡Bienvenido al apasionante mundo de los coches propulsados por el viento! En esta versión avanzada del proyecto, usaremos materiales comunes para crear un mini auto que se mueve usando la fuerza del viento. Esta actividad es perfecta para niños de jardín de infantes y de primer grado que estén listos para una aventura de ingeniería un poco más desafiante. Un diseño único de Bits4Bots. Busque más estilos y versiones con globos próximamente :)
Suministros:
- Palitos de madera grandes para manualidades con 5 agujeros (agujeros de 4,8 mm)
- Motor de 5 V CC (eje de 2 mm) Montaje del motor
- Tornillo mariposa y herrajes o pernos medianos de 1-1/4"
- Hélice de plástico en forma de L Conectores Just Clip It
- ~ Ejes de 1 pulgada (2 mm de diámetro)
- Ruedas (2 mm de diámetro)
- pilas AA
- Soporte para 2 pilas AA con interruptor y cables.
- Cinta de dos lados
Paso 1: preparar la base
1. Elija 3 palitos de madera grandes para manualidades. (El color es opcional. Uno para la base y dos para la izquierda y la derecha)
2. Fije el soporte del motor a la base insertando el tornillo roscado grande a través del orificio del soporte de plástico.
3. Verifique que el soporte del motor esté colocado en la parte superior. La parte inferior del palo de madera base tendrá el tornillo grande listo para colocar el tornillo mariposa.
4. Gire la tuerca de plástico sobre el tornillo.
5. Ensamble los palitos de madera grandes para manualidades en forma de "U" usando cuatro (4) conectores de plástico Just Clip It en forma de L.
*Es posible que necesites la ayuda de un adulto para fijar los palos de forma segura.
Paso 2: coloque las ruedas y los ejes
1. Usando los orificios de 4,8 mm de la estructura izquierda y derecha del automóvil, inserte el eje de 1 pulgada a través del segundo orificio desde la parte superior.
2. Con los dedos índice y pulgar, presione suavemente para encajar ambas ruedas alineando el centro de 3 mm con el eje.
Paso 3: crear la hélice y la propulsión eólica
1. Deslice el motor dentro del soporte del motor con el eje hacia afuera.
2. Presione suavemente la hélice sobre el motor.
3. Usando cinta de doble cara, adhiera el soporte de la batería AA al extremo opuesto del motor.
4. Conecte con cuidado los cables rojo y negro al motor como se muestra en la imagen. (Preste atención a la polarización + & -)
¡La hélice empieza a girar! La brisa debe fluir desde la hélice que mira hacia usted. Si no es así, es posible que tengas que invertir los cables rojo y negro.
Paso 4: ¡Probémoslo!
Busque un espacio abierto con un poco de viento, como un área al aire libre con brisa o cerca de un ventilador en el interior.
1. Encienda el motor de CC. La hélice giratoria creará una fuerza de viento que empujará el automóvil hacia adelante.
2. Experimente con el ángulo de la hélice para ver cómo afecta el movimiento del automóvil.
Paso 5: Corre y decora
1. ¡Reúne a tus amigos, compañeros de clase o familiares para una carrera de autos impulsados por el viento!
2. Decora tu auto con pegatinas, dibujos u otros materiales divertidos adicionales :)
Paso 6: explora y aprende
1. Comente con los niños cómo el motor y la hélice trabajan juntos para crear fuerza del viento, impulsando el automóvil hacia adelante. Introducir conceptos básicos de conversión de energía de forma sencilla.
2. Anime a los niños a pensar en formas de optimizar sus automóviles propulsados por viento. Pueden aumentar la base del coche añadiendo más palancas, el tamaño de la hélice o el ángulo del motor para experimentar con velocidad y eficiencia.
Paso 7: limpieza y almacenamiento
Considere guardar sus artículos de manera ordenada en una caja de almacenamiento con compartimentos de plástico.
En la imagen: 3 filas por 5 columnas.
Dimensiones: 10,9 X 6,5 X 2,2 pulgadas
Conclusión:
¡Felicidades! Has construido con éxito un automóvil avanzado propulsado por viento utilizando más materiales y componentes. Este proyecto presenta a los jóvenes estudiantes conceptos de ingeniería más complejos y, al mismo tiempo, les brinda diversión práctica. Seguir explorando
¡e innovando a medida que aprende más sobre ciencia y tecnología!
Paso 8: Plan de estudios/Materiales didácticos: Proyecto de automóvil propulsado por viento
Nivel de grado: jardín de infantes y primer grado
Alineación de estándares:
Ciencia:
NGSS (Estándares científicos de próxima generación): K-PS2-1: Planificar y realizar una investigación para comparar los efectos de diferentes fuerzas o diferentes direcciones de empujones y tirones sobre el movimiento de un objeto.
1-PS4-4: Utiliza herramientas y materiales para diseñar y construir un dispositivo que utilice luz o sonido para resolver el problema de la comunicación a distancia.
Matemáticas:
Estándares estatales básicos comunes (CCSS) para matemáticas: K.MD.A.2: Compare directamente dos objetos con un atributo medible en común, para ver qué objeto tiene "más"/"menos" del atributo y describa la diferencia. .
Objetivos de aprendizaje:
Al final de este plan de estudios o materiales educativos, los estudiantes podrán:
1. Comprender conceptos básicos de la energía eólica y su capacidad para mover objetos.
2. Diseñar y crear un automóvil propulsado por viento utilizando los materiales proporcionados.
3. Explora cómo el tamaño y la forma de una vela impactan el movimiento del auto.
4. Demostrar cómo un motor y una hélice pueden aprovechar la energía eólica para la propulsión.
5. Experimente ajustando variables (ángulo del motor, velocidad de la hélice) para optimizar el rendimiento del automóvil.
6. Colaborar con compañeros para compartir ideas, solucionar problemas y competir con autos propulsados por viento.
7. Comunicar hallazgos y observaciones sobre la energía eólica y el movimiento de automóviles.
Criterios de evaluación de estudiantes:
Diseño y construcción:
El estudiante ensambla exitosamente un automóvil propulsado por viento usando los materiales proporcionados.
El automóvil incluye motor, hélice, palos de madera y ejes.
Los componentes están sujetos y alineados de forma segura.
Comprensión científica :
- El estudiante explica el concepto de energía eólica y cómo puede mover objetos.
- El estudiante describe la relación entre el motor, la hélice y el movimiento del automóvil.
Experimentación y optimización:
- El estudiante demuestra la capacidad de ajustar el ángulo de la vela y la velocidad de la hélice.
- El estudiante observa y registra cómo los ajustes afectan el movimiento del automóvil.
Colaboración y comunicación:
- El estudiante participa en discusiones grupales, compartiendo ideas y sugerencias.
- El estudiante trabaja eficazmente con sus compañeros para solucionar problemas y mejorar el diseño del automóvil.
Presentación:
- El estudiante comunica eficazmente sus hallazgos y observaciones a la clase.
- La presentación incluye descripciones claras de las variables probadas y su impacto en el movimiento del automóvil.
Métodos de evaluación:
- Observación: Supervisar el compromiso, la colaboración y la participación de los estudiantes durante el proceso de construcción y las discusiones grupales.
- Rendimiento práctico: evalúe la funcionalidad y la calidad del automóvil de propulsión eólica de cada estudiante.
- Presentación o Informe: Evaluar la claridad, profundidad y precisión de las explicaciones de los estudiantes durante sus presentaciones o informes escritos.
- Experimentación y grabación: revise la precisión y la integridad de las observaciones registradas de los estudiantes durante la experimentación.
Al alinear el plan de estudios con los estándares, establecer objetivos de aprendizaje claros y establecer criterios de evaluación, se crea una experiencia educativa estructurada que ayuda a los estudiantes a desarrollar tanto la comprensión científica como las habilidades prácticas mientras se divierten construyendo automóviles propulsados por el viento.
Utilizando las matemáticas en ingeniería:
Además de explorar conceptos científicos, este proyecto de automóvil propulsado por viento brinda oportunidades para que los estudiantes participen en aplicaciones matemáticas prácticas, que también están alineadas tanto con NGSS como con CCSS. Los ingenieros, al igual que los jóvenes estudiantes de este proyecto, utilizan las matemáticas para resolver desafíos del mundo real.
1. Cálculo de la carga útil :
Los ingenieros a menudo necesitan determinar cuánto peso puede soportar una estructura o un vehículo. En el contexto de los automóviles de propulsión eólica, los estudiantes pueden calcular la capacidad de carga útil considerando el peso máximo que el automóvil puede transportar sin dejar de moverse de manera eficiente. Pueden usar las matemáticas para comparar los pesos de diferentes objetos y comprender cómo estos pesos afectan el rendimiento del automóvil.
2. Comprender el peso:
Al comparar y contrastar los pesos de diferentes objetos que se pueden colocar en el automóvil propulsado por viento, los estudiantes practican la medición y el razonamiento cuantitativo. Pueden calcular la diferencia de peso entre varios objetos y explorar cómo esta diferencia afecta el movimiento del automóvil.
3. Análisis de la fricción:
La fricción es un concepto esencial en ingeniería. Los estudiantes pueden experimentar con el movimiento del automóvil sobre varias superficies y medir cómo la fricción afecta su velocidad. Al cuantificar estas observaciones, los estudiantes pueden relacionar el tipo de superficie con la cantidad de fricción y considerar formas de minimizarla, de manera similar a cómo los ingenieros optimizan los diseños para lograr eficiencia.
A través de estos aspectos relacionados con las matemáticas, los estudiantes no solo abordan los estándares NGSS y CCSS, sino que también obtienen información sobre cómo las matemáticas desempeñan un papel en la ingeniería y la resolución de problemas. Al incorporar estas consideraciones, el proyecto del automóvil propulsado por viento se convierte en una experiencia de aprendizaje integral que integra ciencias, matemáticas y exploración práctica.