Tensegrity model – plovoucí objekty

SOŠG Staré Město
Žáci se seznámí s principem tensegrity, která bývá označována jako vztahová integrita.
Easy
Short-term
15+ yrs
Verified by Prusa Team
3
25
1
662
updated January 2, 2022

Summary

PDF
Žáci se seznámí s principem tensegrity, která bývá označována jako vztahová integrita.

The focus of the target group

Projekt je určen žákům, kteří se seznamují s 3D tiskem a kteří v hodinách fyziky probírali téma vzájemné působení těles. Cílovou skupinou jsou žáci 1. a 2. ročníku SŠ, nicméně projekt se dá realizovat i se žáky ZŠ – 8. a 9. třída a odpovídajícími ročníky víceletých gymnázií.

Necessary knowledge and skills

K samotnému projektu nejsou potřeba nějaké speciální znalosti. Ale pokud máme mladší žáky, můžeme si s nimi vyzkoušet nejdřív vyrobení modelu např. za použití stavebnice Lego. Tento postup je vhodný z hlediska pochopení toho, jak tensegrity model funguje a dostaví se „wow efekt“. Tady se také nabízí alternativa – jednoduchý model jde vyrobit i z dřívek, špejlí nebo kartonu.

Pro modelování je určitě vhodné, aby žáci viděli jeden hotový tensegrity model. Pro samostatný 3D tisk modelů by měli žáci zvládat základní práci s programem Tinkercad, se slicerem a základní ovládání 3D tiskárny. 

Project objectives

Hlavním cílem projektu je pochopit princip tensegrity. I když tato aktivita je určena pro hodiny ICT, hodí se také do hodiny fyziky (pro vysvětlení působení jednotlivých sil, které jsou v rovnováze). Po seznámení s tensegritou si žáci připraví projekt, ve kterém se pokusí navrhnout si vlastní tensegrity model. Podle toho, zda budou studenti spolupracovat samostatně nebo ve skupině, si budou rozvíjet i další klíčové kompetence (kompetence k učení, kompetence k řešení problémů, kompetence komunikativní, případně i kompetence pracovní).

Hmatatelným výstupem projektu je výuková pomůcka do hodin ICT a fyziky, která rozvíjí prostorové myšlení a snad zvýší i zájem o předmět fyzika, který bývá na školách ne vždy úplně oblíbený. Na naší škole máme i učební obory truhlář a strojní mechanik a s těmito žáky bychom pak chtěli modely vyrábět ze dřeva a kovu. 

Required equipment

3D tiskárna, slicer SW, tiskový materiál ASA či jiný, jehla na případné pročištění děr, rybářský vlasec nebo tenký provázek pro navázání modelu, popřípadě vteřinové lepidlo na slepení podstavy a těla modelu.

Project time schedule

Čas nutný k přípravě: cca 1,5 hodina. V tomto čase je dobré nachystat si vysvětlení principu tensegrity modelu. Učitelé fyziky se mohou připravit na vysvětlení působení jednotlivých sil v tělese. Celkový čas strávený prací na projektu: cca 2 vyučovací hodiny. 

Orientační čas tisku: tisk kompletního modelu při 40% rozměrech, infillu 15 % a 0,15 mm výšky zabere 2 hodiny. Model se skládá z podstavy a těla a to vše se tiskne dvakrát.

Workflow

  1. Seznámení s tensegrity principem. Je vhodné, aby učitel ukázal tensegrity model – ať už vytištěný nebo vyrobený z Lega. Každý z výrobků jde zatížit (viz fotodokumentace) a unesou až 250 gramů.
  2. Modelování vlastního tensegrity modelu. Učitelům i žákům bych poradila, ať začínají s jednoduchými tvary – podstava může být trojúhelníková nebo to může být kruh. Tělo modelu může být ve tvaru písmene L. Starší studenty můžeme nechat pracovat samostatně a podle jejich fantazie. Model se skládá ze 2 STL souborů, které se tisknou dvakrát. 
  3. Kontrola modelu – je potřeba se zaměřit na umístění děr na protažení provázku a jejich velikost. Toto byla asi nejčastější chyba studentů, kteří dělali díry o velikosti 1 mm a často se nám stávalo, že po tisku jsme museli použít špendlík či jehlu na pročištění děr. 
  4. Samotné sestavení modelu je jednoduché, občas se nám stalo, že jsme pro lepší pevnost použili lepidlo. Navázání provázků je komplikovanější záležitostí. Doporučuji začít u nejkratšího provázku, zvolit si jeho délku. Poté model položit nabok a pokračovat s navázáním dalších 3 (nebo 4) provázků stejné délky. 

Authors

Mgr. Soňa Patočková a studenti 3. ročníku gymnázia

Model origin

The author hasn't provided the model origin yet.

License