Skládání sil

Projekt je určen jako pomůcka do hodin fyziky pro žáky 2. stupně ZŠ (nebo odpovídající ročníky gymnázia) pro výuku grafického skládání sil. Pomůcku lze využít iv matematice - vlastnosti rovnoběžníků, trojúhelníků, ověření Thaletovy věty, vyvození goniometrických funkcí v pravoúhlém trojúhelníku.

V hodině fyziky se žáci seznámí s principem grafického skládání sil. Žáci by měli mít základy 3D modelování v Tinkercadu, využívat funkce kopírování a duplikování, zarovnání, osově souměrné útvary, seskupení, rozlišit využití plného tělesa a „díry“. Následně vytvořený model exportovat do formátu .stl pro „slicování“. V programu PrusaSlicer nastavit parametry pro tisk (s dopomocí vyučujícího), soubor uložit na SD-kartu. 

Cílem projektu je vytvořit model - pomůcku do fyziky na znázornění grafického skládání sil. Na modelu lze demonstrovat skládání sil stejného a opačného směru, ale i sil různého směru doplněním na rovnoběžník sil. K tomuto účelu jsou rozlišeny síly a části na doplnění rovnoběžníku. Síla a rovnoběžka jsou vždy stejné barvy, aby vynikl rovnoběžník sil. Výslednice je posuvná, aby se dala znázornit změna délky výslednice v závislosti na úhlu, který síly svírají. Proto jsou i na pracovní ploše vyznačeny úhly.

Model lze využít i v matematice k popisu vlatností rovnoběžníků a trojúhelníků, důkazu Thaletovy věty, vyvovozí goniometrických funkcí v pravoúhlém trojúhelníku apod.

Žáci využívají znalostí a dovedností z více předmětů (fyzika - skládání sil, výtvarná výchova – výtvarné zpracování návrhu, náčrt, matematika – geometrická tělesa a jejich tvarování a seskupování, souřadná soustava, měřítko, vlastnosti rovnoběžníků, informatika – práce s počítačem, registrace a přihlášení do aplikace, algoritmizace,…) 

Běžné vybavení počítačové učebny, Tinkercad, PrusaSlicer, 3D tiskárna s příslušenstvím

4 hodiny - výuka fyziky znázornění síly, skládání sil

1 hodina - příprava projektu

4 hodiny - základní ovládání programu Tinkercad

2 - 4 hodiny - modelování částí projektu, převod do .stl

tisk dílů

V hodinách fyziky se žáci seznámí s principem znázornění a skládání sil. Na základě poznatků vytvoří návrh částí, které budou potřebovat pro výrobu modelu.

Po seznámení s Tinkercadem a zvládnutí základních funkcí je možné přistoupit k modelování.

Podle schopností mohou žáci podle návodu v příloze modelovat sami nebo postupují podle rady vyučujícího. Pracují ve skupinách na dílčích částech.

Po ukončení modelování souboru exportují ve formátu stl. Tato práce trvá asi 1 hodinu. 

Další hodina - seznámení s aplikacemi PrusaSlicer, - seznámení s přípravou modelu pro tisk, umístění modelu na podložku, kontrola velikosti, vlastní slicování a jeho kontrola, nastavení změny barvy filamentu, export G-kódu.

Soubor Skládání sil je lépe tisknout dvakrát, aby bolo možné skládat i síly stejné velikosti, a v různých barvách, aby se odlišily síly a jejich doplnění na rovnoběžník.

Po vyzkoušení modelu došlo ještě k úpravám. Přidali jsme další pracovní plochu se zanořenými popiskami - části se po členitém povrchu špatně pohybují.

3.11.2024 - přidána krabička pod kryt - je možné uloževí všech dílků.