02-motion
מטלת סיום בהשתלמות רובוטיקה מערך שיעור כפול בנושא" :תנועת הרובוט" מגישים :איזבלה טבלין וישראל אביטל תוך כמה זמן רובוט יגיע מנקודה Aלנקודה ?B מה אפשר ללמוד בתרגיל זה? בשיעורים אלו נתמקד בהשפעות על תנועת הרובוט של הגורמים הבאים: • גודל גלגל. • ההספק החשמלי. המצגת משלבת בין ההסברים והטבלאות למורה והמטלות וההדגמות לתלמיד נתונים נחוצים לחישוב • • • • • אורך הדרך 1( Lמ' = 100ס"מ) היקף הגלגל :P (*3.14קוטר הגלגל או *2רדיוס*)3.14 הספק חשמלי בוולטים (V 1.5 - )V כמות סיבובים תלויה בהספק החשמלי: נניח שוולט אחד נותן 500סיבובים ( )nבדקה ()1 v=500 rotations זמן של סיבוב )t1=60/n( 1בשניות למורה • רצוי להביא לכיתה מכוניות צעצוע ובעזרתם לשחק בהדגמה של רכב ,משטח נסיעה ועוד. • אפשר לבקש מהתלמידים להביא מהבית מכוניות צעצוע כך נקבל גדלים שונים ,הספקים חשמליים שונים ועוד. • בעזרתם ניתן להדגים את המושגים :מרחק ,זמן, מהירות ,הספק חשמלי ,קוטר והיקף גלגל וכדומה. ידע קודם נדרש: מומלץ להקדיש קצת זמן לחזרה על כל המושגים ואם לא נלמד כדאי להקדיש קצת זמן לנושאים אלו. .1 .2 .3 .4 קשר בין קוטר להיקף קשר בין מרחק ,מהירות ודרך קשר בין מס' סיבובי הגלגל והדרך (לא קריטי) המרות אנרגיה – בדגש על המרת אנרגיה חשמלית לאנרגיית תנועה מרחק בין הנקודות Aו B -במטרים קוטר הגלגל הדגמה של זמן סיבוב אחד זמן סיבוב אחד זמן סיבוב אחד זמן סיבוב אחד זמן סיבוב אחד זמן סיבוב אחד זמן סיבוב אחד זמן סיבוב אחד זמן סיבוב אחד זמן סיבוב אחד זמן סיבוב אחד זמן סיבוב אחד זמן סיבוב אחד זמן סיבוב אחד זמן סיבוב אחד מטלה לתלמידים – בניית טבלה וגרף של קשר בין הספק חשמלי ומהירות חלקו את הכיתה לקבוצות עבודה – הם יצטרכו להציג את התוצאות בסוף .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 תכנתו את הרובוט לנסיעה בעוצמה מירבית 100 מדדו את זמן הנסיעה בקטע של מטר אחד בעזרת שעון עצר (סטופר) .שימו לב שהרובוט יהיה תמיד על אותו משטח ושהגלגל האחורי יהיה מכוון היטב כדי שהרובוט ייסע ישר! שנו את עוצמת המנועים ל 90-ומדדו את זמן הנסיעה באותו הקטע. חזרו על הפעולה בעוצמות 60 ,70 ,80 בנו טבלה שבעזרתה תוכלו להציג את הנתונים. בנו גרף שבעזרתו תוכלו להציג את הנתונים שקבלתם. נסחו כלל הנובע מהטבלה והגרף. טבלה לדוגמא: עוצמת מנועים זמן נסיעה 100 90 80 70 60 הערה :המושג עוצמת מנוע הוא ע"פ הניסוח בתכנות כאשר בפועל מדובר על ההספק החשמלי הנמסר למנועי הרובוט ניתוח התוצאות • הצגת התוצאות ע"י הקבוצות השונות • דיון בין הקבוצות על דרך ההצגה הטובה ביותר ובחירת הדרך המתאימה ביותר להציג. • דיון על הקשר שבין הספק חשמלי למהירות חישוב זמן נסיעה כתלות של הספק חשמלי חישוב זמן נסיעה של 1מטר בהספק חשמלי של 2וולט זמן של סיבוב 1בדקות דקות 0.08 0.06 0.048 0.04 קוטר הגלגל )D (m 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 כמות סיבובים בדקה בהתאם להספק חשמלי v n 1.5 750 2 1000 2.5 1250 3 1500 חישוב זמן הנסיעה זמן נסיעה ב -שניות)( T 5.308 3.981 3.185 2.654 2.275 1.990 1.769 1.592 אורך הדרך (מ) L 1 חישוב זמן נסיעה של 1מטר בהספק חשמלי של 1.5וולט זמן של סיבוב 1בדקות דקות 0.08 0.06 0.048 0.04 קוטר הגלגל )D (m 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 כמות סיבובים בדקה בהתאם להספק חשמלי v n 1.5 750 2 1000 2.5 1250 3 1500 חישוב זמן הנסיעה זמן נסיעה ב -שניות)( T 7.077 5.308 4.246 3.539 3.033 2.654 2.359 2.123 אורך הדרך (מ) L 1 חישוב זמן נסיעה של 5מטרים בהספק חשמלי של V1.5 זמן של סיבוב 1בדקות דקות 0.08 0.06 0.048 0.04 קוטר הגלגל )D (m 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 כמות סיבובים בדקה בהתאם להספק חשמלי v n 1.5 750 2 1000 2.5 1250 3 1500 חישוב זמן הנסיעה זמן נסיעה ב -שניות)( T 35.386 26.539 21.231 17.693 15.165 13.270 11.795 10.616 אורך הדרך (מ) L 5 מבנה הטבלה לביצוע חישובים D 5 6 7 8 9 10 18 19 20 21 22 23 24 25 26 זמן של סיבוב 1בשניות t1 =60/E7 =60/E8 0.048 0.04 E F כמות סיבובים בדקה בהתאם לכוח מנוע v n =F7*500 1.5 =F8*500 2 2.5 1250 3 1500 D E קוטר הגלגל )D (m 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 חישוב זמן הנסיעה זמן נסיעה ב -שניות)( T )=F$19/(D19*3.14*F$7 )=F$19/(D20*3.14*F$8 3.185 2.654 2.275 1.990 1.769 1.592 F אורך הדרך (מ) L 1 תלות של כמות סיבובים בכוח מנוע כמות סיבובים בדקה בהתאם לכוח מנוע v 3.5 3 2.5 כוח מנוע V 2 כמות סיבובים בדקה בהתאם לכוח מנוע v 1.5 1 0.5 0 0 500 1000 1500 2000 כמות סיבובים תלות של זמן נסיעה בהיקף הגלגל Yציר זמן בשניות (זמן נסיעה ב -שניות( T 6.000 5.000 4.000 3.000 (זמן נסיעה ב -שניות( T 2.000 1.000 0.000 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 Xצירהיקף הגלגל במטרים השפעת קוטר הגלגל על המהירות להסבר נושא זה כדאי להביא לכיתה אופניים עם הילוכים ולהדגים בעזרת גלגלי השיניים השונים את ההשפעה. ניתן לתת לתלמידים לחקור לבד את ההשפעה של קוטר / "גודל" הגלגל על מהירות הנסיעה. למרות הסיבוך כדאי לגעת בהשפעה על מידת הכח הנדרשת בכל מצב והיתרונות של כל קוטר גלגל .רוב התלמידים רכבו על אופני הילוכים וחשו בעצמם את ההבדל בנסיעה בהילוכים שונים! חשוב להדגיש לנו ולתלמידים שבדיון אנו יוצאים מתוך הנחה שההספק קבוע אך במציאות המצב אינו כזה.
© Copyright 2024