Создание баланса 

Balancing Act by PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, licensed under CC-BY-4.0 (https://phet.colorado.edu)

Цель:

  • Прогнозирование того, как можно использовать вещества разной массы для создания баланса в рычаге;
  • Прогнозирование того, как изменение положения груза на рычаге повлияет на его движение;
  • Угадайте, в какую сторону наклоняется рычаг, если вы кладете предметы;
  • Использование ваших правил для решения головоломок с балансом.

Данная виртуальная работа предназначена для использования на уроках математики по следующей главе: 

  • 4 класс. «Уравнение и неравенство, выражение. Путешествие в космос” 

Теоретическая часть

Что такое равновесие?

Представь, что ты стоишь на одной ноге. Чтобы не упасть, ты должен держать тело прямо. Это и есть равновесие! Когда все силы, действующие на тебя, уравновешены, ты стоишь ровно.

Равновесные свойства

  • Вес имеет значение: Чем тяжелее предмет, тем сильнее он тянет рычаг вниз.
  • Расстояние важно: Если тяжелый предмет положить ближе к середине рычага, он будет меньше влиять на ее наклон, чем если его положить на край.
  • Все вместе: Чтобы рычаг была в равновесии, нужно, чтобы все предметы, которые на ней лежат, уравновешивали друг друга.

Рычаг выполняет ту же функцию, что и большие весы. Если вы положите на него предметы, он может наклониться в одну или другую сторону. Почему? Все зависит от веса предметов и того, насколько далеко они находятся от центра доски.

Как предсказать, что произойдет с рычагом?

  • Найдите центр: представьте, что рычаг — это качели. Центр рычага — это место, где качели сбалансированы.
  • Взвесьте все: представьте, что каждый предмет на рычаге представляет собой гира. Чем тяжелее гиря и чем дальше он находится от центра, тем сильнее он тянет рычаг вниз.
  • Сравните силы: если силы, тянущие рычаг вниз с одной стороны, равны силам с другой стороны, рычаг будет ровной. Если силы не равны, рычаг наклоняется к большей силе.

Виртуальный эксперимент

В виртуальной работе учащиеся играют, кладя предметы на рычаг, чтобы узнать о равновесии. Изучает, как приравнять рычаг к различным веществам, определяет массу загадочных предметов. Если опоры снять, предполагается, в каком направлении движется рычаг. Решает головоломки баланса. По мере повышения уровня задачи усложняются.

Ход работы:

Шаг 1. Вам предоставляется 3 различных режима: «Intro”, “Balance Lab” и «Game». Откройте раздел «Balance Lab».

Раздел «Balance Lab»

Шаг 2. В рабочей зоне вам предоставлен:

  • Рычаг (1);
  • Кнопка управления стойкой (2);
  • Кнопки: отображение массы, силы, действующие на предметы, уровни равенства (3);
  • Кнопки измерение расстояния от опорной точки: нет, линейка, знаки (4);
  • Предметы разной массы: кирпичи, люди, загадочные предметы (5);
  • Кнопка перезагрузки (6).

Шаг 3. Снимите стойку. Уровень выравнивания, добавьте кнопки с метками, чтобы измерить расстояние от точки опоры.

Шаг 4. Разместите на рычаге предметы одинаковой массы на одинаковом расстоянии. (Предмет — кирпич)

Шаг 5. Разместите на рычаге предметы разной массы на одинаковом расстоянии. (Предмет — люди)

Шаг 6. Разместите на рычаге людей, масса одного в два раза больше массы другого. Пусть человек с большим весом будет в два раза ближе к точке опоры. 

Шаг 7. Выровняйте таинственные предметы с помощью сравнений, поместив их на рычаг.

Раздел «Game»

Шаг 8. Откройте раздел «Game». Вам дано 4 уровня. Откройте один уровень.

Шаг 9. Вам будут даны задания на выравнивание рычага, определение того, что происходит при снятии опоры или массы тела. Выполнив задание, вы переходите к следующим заданиям.

Шаг 10. На одном уровне вам дается 6 заданий. После того, как вы их выполнили, вы можете перейти на следующие уровни. 

Заключение

Учащиеся узнали много интересного о равновесии. Чтобы держать рычаг в равновесии, необходимо учитывать не только вес предметов, но и то, как далеко они находятся от центра.

Словарь терминов

  • Intro — Введение — Кіріспе
  • Balance lab — Лаборатория баланса — Тепе-теңдік лабораториясы
  • Game — Игра — Ойын
  • Mass labels — Метки массы — Массаны көрсету
  • Forces from objects — Силы, действующие на объекты — Заттарға әсер ететін күштер
  • Level — Уровень — Деңгей
  • None — Нет — Жоқ
  • Ruler — Линейка — Сызғыш
  • Sign — Знак — Белгілер
  • Bricks — Кирпичи — Кірпіш
  • People – Люди — АдамдарMysterious objects — Таинственные предметы — Жұмбақ заттар