Pomůcka do fyziky - Hydraulický zvedák

ZŠ a MŠ Bohuňovice, Pod Lipami 210
Vytvoření pomůcky do fyziky - učivo o hydrostatice, Pascalův zákon. Využití 3D tisku ve spojení 'fyziky a ICT. Žáci vytvoří v ICT přípravek pro uchycení injekčních stříkaček s pístem.
Easy
Short-term
10–14 yrs
Verified by Prusa Team
Suitable printers: Prusa MINI / MINI+Prusa MK3/S/S+
0
13
0
431
updated November 16, 2021

Summary

PDF
Vytvoření pomůcky do fyziky - učivo o hydrostatice, Pascalův zákon. Využití 3D tisku ve spojení 'fyziky a ICT. Žáci vytvoří v ICT přípravek pro uchycení injekčních stříkaček s pístem.

The focus of the target group

Projekt je určený pro žáky 7. ročníku do výuky fyziky a ICT. Mohou pracovat ve dvojici, zejména v hodině fyziky při experimentování.

Necessary knowledge and skills

Projekt vyžaduje:

  • základní znalosti a dovednosti s prací v TinkerCAD - vytvoření a modifikace objektů, jejich přesouvání, slučování, 
  • základní dovednosti v programu PrusaSlicer - posunutí, přetočení, umístění plochou na podložku
  • základní dovednosti obsluhy 3D tiskárny

Project objectives

  • Propojení výuky ICT a fyziky
  • Připravení vlastní pomůcky žákem a její využití ve fyzice
  • ICT - žák 

Required equipment

Pro variantu 2 stejných injekčních stříkaček (řešená v tomto materiálu)

Potřebné soubory a dokumenty (seznam příloh)

Technický výkres (vhodné jako zadání pro pro žáky na tabuli k převedení do 3D objektu v aplikaci TinkerCAD)

  1. Přípravek pro část zvedacího zařízení - stojan - tech_vykres_hydraulicky_zvedak.png
  2. Přípravek pro část zvedacího zařízení - zvedací plošina - tech_vykres_hydraulicky_zvedak_2.png
  3. Tlačítko - tech_vykres_hydraulicky_zvedak_3.png

Hotové STL a Gcode soubory (ty by měly být výsledkem práce žáka v hodině ICT popř. Čsp:

  1. Přípravek pro část zvedacího zařízení - stojan - 
    1. hydraulicky_zvedak_1_stojan.stl
    2. hydraulicky_zvedak_1_stojan_0.15mm_PLA_MK3S_6h16m.gcode
  2. Přípravek pro část zvedacího zařízení - zvedací plošina - 
    1. hydraulicky_zvedak_2_plosina.stl
    2. hydraulicky_zvedak_2_plosina_0.15mm_PLA_MK3S_1h18m.gcode
  3. Tlačítko - 
    1. Hydraulicky_zvedak_3_tlacitko
    2. Hydraulicky_zvedak_3_tlacitko_0.15mm_PLA_MK3S_3h13m

Fotografie v rozloženém a složeném stavu a zapojení

  1. Rozložené vytisknuté části přípravku na hydraulický zvedák - pripravek_na_zvedak_rozlozeny.png
  2. Vložení stříkačky do přípravku - vlozeni_strikacky_do pripravku.png
  3. Připojení zvedací plošiny - pripojeni_zvedaci_plosiny.png
  4. Složený hydraulický zvedák - slozeny_hydraulicky_zvedak.png
  5. Referenční foto - referencni_foto.jpg
  6. Video ukazující funkci zvedáku - VIDEO_funkce.mp4

Pracovní list

Pracovní list - Aplikace Pascalova zákona - hydraulický zvedák

3D modeling

Project time schedule

1 h - Příprava učitele na hodinu za využití těchto podpůrných materiálů

2 h - samotný proces návrhu přípravku pro 3D tisk

11 h - orientační délka tisku při nastavení 0,15 mm QUALITY a výplni 15 %

0,5h - sestavení a příprava na experiment

Workflow

Hodina ICT

  1. Učitel rozdá zadání 3 - 2D technické výkresy jednotlivých částí přípravku pro hydraulický zvedák
  2. Učitel ukáže výsledný přípravek v rozloženém stavu (viz fotografie)
  3. Učitel zobrazí na dataprojektoru požadovaný výsledný 3D model tak, aby žákům bylo jasné, jak má vypadat výsledný stav (vhodné nechat po celou dobu k dispozici žákům tak, aby mohli chodit a prohlížet si výsledné soubory).
  4. Žáci pracují na 3D modelech (zde vypracované STL soubory vznikly exportem z aplikace tinkerCAD)
  5. Po skončení práce žáci exportují STL soubory.
  6. V aplikaci PrusaSlicer žáci vytvoří gcode. Pozor na správnou orientaci objektů na podložce vzhledem k tisku děr a dutin! (Učitel opět může správné umístění ukázat na dataprojektoru).
  7.  Žáci postupně vytisknou na 3D tiskárně tento výrobek

Hodina Fyziky

Jedná se o nejjednodušší verzi hydraulického zvedáku, kde používáme stejné stříkačky, tento projekt je samozřejmě možné modifikovat tak, abychom použili různé stříkačky a měnily výslednou tlakovou sílu. Takto vytvořený hydraulický zvedák slouží jako demonstrace toho, že v kapalině se šíří tlak vyvolaný vnější silou do všech míst kapaliny stejně.

  1. Proběhne úvodní část hodiny (záleží na vyučujícím, zda žáky seznámí s teorií předem nebo naopak bude teorii budovat na základě experimentování (induktivní přístup)
  2. Učitel žákům rozdá dvě 10 ml injekční stříkačky s pístem a 4 mm silikonovou hadičku (doporučuji delší rozměr, ať mohou žáci pracovat ve dvojicích a zkoušet na dálku)
  3. Žáci složí z přípravku a stříkaček hydraulický zvedák. Jsou dvě možnosti spojení:
    1. Lepení - spolehlivější, ale přípravek nejde rozložit a žáci tak nemohou vidět, co je uvnitř.
    2. Spojení gumičkou - dostatečně spolehlivé, možnost rozložit přípravek a znovu jej spojit.

Na co si dát pozor:

  • Zvedací plošina jde nasadit velmi ztuha, je to pro to, aby držela na místě sama od sebe.
  • Některé stříkačky je potřeba upravit - mírně zastřihnout konce, za které se zmáčknou v běžném provozu.
  • Nelze použít běžné stříkačky, musí to být ty s pístem.
  1. Žáci pod vedením učitele naplní zvedák vodou a vyzkouší funkčnost
  2. Žáci poracují na zadaných úkolech - viz pracovní list v příloze, který vyplní.

Authors

Mgr. Ondřej Pantlík

Model origin

The author hasn't provided the model origin yet.

License