Sự Bay lên và Rơi xuống bởi Lực Vô hình

Bạn đã bao giờ chơi bóng chuyền, một trò chơi mà bạn cố gắng đánh một quả bóng qua lại qua một tấm lưới mà không để nó chạm đất chưa? Bạn có thể tưởng tượng việc chế tạo một cỗ máy – thực ra là hai máy, mỗi máy ở một bên lưới để làm điều đó thay thế cho bạn không? Đó là những gì chúng ta sẽ làm trong dự án thiết kế kỹ thuật này, nhưng chúng ta sẽ không sử dụng một quả bóng chuyền có kích thước như thật. Thay vào đó, chúng ta sẽ cố gắng đánh một quả bóng bàn qua lại trên một tấm “lưới” nhỏ hơn nhiều (một mảnh giấy được gấp lại).

Dự án này cho phép chúng ta khám phá một số chủ đề thú vị trong vật lý và kỹ thuật. Đây là một cơ hội tuyệt vời để tìm hiểu về các máy đơn giản như đòn bẩy hay mặt phẳng nghiêng. Ở đây chúng ta cũng có thể nghiên cứu các máy phức tạp hơn như máy phóng và súng cao su, được sử dụng để bắn đạn. Hãy nghĩ cách nhằm kết hợp các khía cạnh khác nhau của các máy này vào thiết kế của bạn.

Quả bóng cần động năng , năng lượng của chuyển động, để bay trong không khí. Năng lượng đó sẽ đến từ đâu? Nó có thể đến từ thế năng đàn hồi , năng lượng được lưu trữ trong vật liệu bị kéo căng, ví dụ như một sợi dây cao su. Nó có thể đến từ thế năng hấp dẫn. Năng lượng được lưu trữ trong một vật thể được nâng lên khỏi mặt đất có thể đến từ công mà tay bạn thực hiện khi tác động một lực vào vật.

Cuối cùng, chúng ta có thể sử dụng dự án này để giải thích quy trình thiết kế kỹ thuật. Không kỳ vọng các em sẽ nghĩ ra một ý tưởng cho một thiết bị, bắt tay vào xây dựng nó và làm nó hoạt động hoàn hảo ngay lần thử đầu tiên. Chỉ cần khuyến khích học sinh đưa ra các thiết kế của riêng các em, thử nghiệm các thiết kế và sửa đổi để cải thiện chúng.

Các kỹ sư chuyên nghiệp hiếm khi làm đúng mọi thứ ngay lần thử đầu tiên!

1. Chế tạo được một chiếc máy có thể phát và thu hồi một quả bóng bàn qua lại một tấm lưới.
2. Hiểu được mối quan hệ giữa các lực, chuyển động và năng lượng, và chuyển động ném xiên.
3. Hiểu rằng động năng phụ thuộc vào khối lượng của một vật.

1. Làm thế nào bạn có thể chế tạo một chiếc máy để phát một quả bóng bằng cách sử dụng các vật liệu này?
2. Năng lượng để phát bóng đến từ đâu?
3. Thiết bị nào bạn có thể chế tạo để bắt bóng mà không làm rơi nó?
4. Bạn có thể lấy lại quả bóng qua lưới như thế nào?
5. Chiếc máy của bạn có thể chuyển đổi từ dạng năng lượng này sang dạng khác như thế nào?
6. Quỹ đạo nào (đường đi của quả bóng bay qua không trung) sẽ giúp dễ dàng bắt bóng hoặc đưa bóng qua lưới hơn: quỹ đạo cao, dốc hay quỹ đạo thấp, nông?