Les machines simples sont les systèmes les plus simples ou des dispositifs pour l'utilisation de l'avantage mécanique (essentiellement, l'effet de levier) pour modifier l'ampleur ou de la direction d'une force. Les six machines simples définies par les scientifiques de la Renaissance sont le levier, la roue et l'essieu, la poulie, plan incliné, le coin et la vis. Exploration de machines simples peut être une excellente façon d'aider vos élèves de quatrième année à comprendre les concepts relatifs à la force et le travail.
Leviers
Commencez par donner aux élèves une liste des termes dont ils auront besoin de comprendre (par exemple la charge, point d'appui et effort) afin qu'ils puissent les rechercher. Ils devraient être en mesure de décrire ce levier est et ce qu'il est utilisé pour, et donner des exemples de leviers dans l'utilisation quotidienne. expériences pratiques de vos élèves comprendront l'aide de longs souverains comme des leviers et en soulevant des charges différentes, positionner le point d'appui et de la charge à des distances variables le long de la règle et en notant les effets.
engrenage
Vos élèves vont d'abord se familiariser avec ce que les engrenages sont (roues dentées qui engrènent ensemble) et ce qu'ils peuvent faire (transmettre la force de rotation, modifier le montant de la force, changer la vitesse ou le sens de rotation, et synchroniser la rotation des essieux différents). Vos élèves apprendront des rapports de vitesse (les nombres relatifs des dents sur les engrenages dans un système) et mener des expériences utilisant des engins pour savoir comment les rapports de vitesse affectent le comportement d'un système d'engrenage dans la pratique.
Ascenseurs et Poulies
Vos élèves peuvent explorer des poulies et des systèmes de poulies dans le contexte d'un ascenseur de base. Après les avoir pris connaissance des termes et des concepts de base, vous pouvez les surveiller dans la construction d'une installation de modèle qui utilise des systèmes de poulie pour monter et descendre. Demandez aux élèves mettent différentes charges dans l'ascenseur et d'ajuster les systèmes de poulies (ajout ou suppression de poulies), en notant les effets. Vos élèves devraient observer que plusieurs poulies font l'ascenseur semble plus léger, mais que cela prend plus de temps à soulever.
Des plans inclinés
Le but de cette leçon est de laisser les élèves découvrir comment une rampe rend plus facile de déplacer des charges d'un endroit bas à un endroit plus élevé. Demandez à vos élèves de construire des rampes en utilisant des blocs et des règles de construction ou des bâtons de peinture. Ils doivent ensuite ajuster l'angle de la rampe et, à l'aide d'une balance à ressort pour mesurer la force, faire des prédictions et des inférences sur ce qui se passera quand ils utilisent le plan incliné pour soulever un objet. Organisez vos élèves en paires et demandez-leur de mener des expériences, déplacer des charges de divers poids jusqu'à l'avion incliné et la collecte de données sur ce qui se passe. Par la suite, de discuter comment les données ont ou ne portaient pas leurs prédictions.