Πύραυλοι από καλαμάκια

Υλικά

• Μολύβι
• Ψαλίδια
• Κολλητική ταινία
• Καλαμάκι αναψυκτικού (πλαστικό ή επαναχρησιμοποιήσιμο)
• Χάρακας ή μετροταινία
• Πρότυπο (πατρόν) πυραύλων και αρχείο καταγραφής δεδομένων - λήψη PDF

Διαχείριση

• Απομακρύνετε τα θρανία ή τα τραπέζια για να δημιουργήσετε χώρο για την εκτόξευση του πυραύλου. Εναλλακτικά, εξετάστε το ενδεχόμενο εκτόξευσης έξω, αν είναι δυαντό
• Τοποθετήστε σημάδια με κολλητική χαρτοταινία, αν δεν έχετε αρκετούς χάρακες ή μετροταινία.. Ή, χρησιμοποιήστε το μήκος των πλακακιών του πατώματος για να υπολογίσετε την απόσταση.
• Κάθε μαθητής πρέπει να κατασκευάσει τον δικό του πύραυλο ακόμα και όταν εργάζεται σε ομάδα.

Ιστορικό

Ο σύγχρονος σχεδιασμός πυραύλων ξεκίνησε στις αρχές του 20ου αιώνα. Από τότε έχουμε μάθει πολλά και οι πύραυλοι έχουν γίνει μεγαλύτεροι και ισχυρότεροι, και ο σχεδιασμό τους εξακολουθεί να βελτιώνεται. Οι μηχανικοί που αναπτύσσουν νέους πυραύλους πρέπει να ελέγχουν τις μεταβλητές και να λαμβάνουν υπόψη και τις αποτυχίες προκειμένου να βελτιώσουν τα σχέδιά τους. Αλλάζοντας μία μεταβλητή κάθε φορά, οι μηχανικοί μπορούν να καθορίσουν εάν αυτή η αλλαγή οδηγεί σε αύξηση ή μείωση της απόδοσης. Πρέπει επίσης να εξετάσουν πώς μπορεί να αποτύχει ο σχεδιασμός τους και να εργαστούν για να τον βελτιώσουν . Αυτές οι σταδιακές αλλαγές επιτρέπουν στους μηχανικούς να βελτιώσουν την απόδοση του πυραύλου και να αυξήσουν την ποσότητα μάζας που μπορούν να μεταφέρουν στο διάστημα.

Το Διαστημικό Σύστημα Εκτόξευσης της NASA, ή SLS, είναι ένας πύραυλος που θα επιτρέψει την ανθρώπινη εξερεύνηση πέρα από την τροχιά της Γης. Όταν ολοκληρωθεί, ο SLS θα είναι ο μόνος πύραυλος που θα μπορεί να στείλει μια κάψουλα πληρώματος Orion - το όχημα εξερεύνησης που θα κρατήσει το πλήρωμα - μαζί με φορτίο στη Σελήνη με μία μόνο εκτόξευση. Το SLS μπορεί επίσης να δημιουργήσει νέες δυνατότητες για ρομποτικές επιστημονικές αποστολές σε μέρη όπως η Σελήνη, ο Άρης, ο Κρόνος και ο Δίας.

Διαδικασίες

1. Ζητήστε από τους μαθητές να κόψουν προσεκτικά το μεγάλο ορθογώνιο στο πατρόν. Αυτό θα είναι το σώμα του πυραύλου. Ζητήστε τους να τυλίξουν το σώμα του πυραύλου γύρω από ένα μολύβι κατά μήκος και να το κολλήσουν με ταινία για να σχηματίσουν ένα σωλήνα.
   

2. Ζητήστε τους να κόψουν προσεκτικά τις δύο μονάδες πτερυγίων. Ευθυγραμμίστε το ορθογώνιο στη μέση του πτερυγίου με το άκρο του σώματος του πυραύλου και κολλήστε το με ταινία στο σώμα του πυραύλου. Τίποτα δεν πρέπει να προεξέχει από το κάτω μέρος του σώματος του πυραύλου.
   

3. Ζητήστε από τους μαθητές να κάνουν το ίδιο πράγμα για το άλλο πτερύγιο, αλλά να το κολήσουν στην άλλη πλευρά του μολυβιού για να φτιάξουν ένα «σάντουιτς με πτερύγια».
   

4. Ζητήστε τους να λυγίσουν το τμήμα του πτερυγίου που μοιάζει με τρίγωνο κατά 90 μοίρες έτσι ώστε κάθε πτερύγιο να βρίσκεται σε ορθή γωνία με το γειτονικό του. Κοιτάζοντας το κάτω μέρος του πυραύλου, τα πτερύγια θα πρέπει να μοιάζουν με σταυρό.
   

5. Ζητήστε από τους μαθητές να στρίψουν και να παραμορφώσουν το επάνω μέρος του σώματος του πυραύλου γύρω από την άκρη του μολυβιού για να δημιουργήσουν έναν "μυτερό κώνο". Κολλήστε με ταινία τον κώνο της μύτης για να αποτρέψετε τη διαφυγή αέρα και να μην ξετυλίγεται.
   

6. Ζητήστε από τους μαθητές να μετρήσουν τον κώνο της μύτης από τη βάση του (ακριβώς εκεί που αρχίζει να στενεύει) μέχρι την άκρη του και να καταγράψουν το μήκος στο αρχείο καταγραφής δεδομένων τους και στον ίδιο τον πύραυλο. (Μόλις ολοκληρωθεί, ο πύραυλος θα έχει ύψος περίπου 13 cm.
   

7. Ζητήστε από τους μαθητές να αφαιρέσουν το μολύβι και να το αντικαταστήσουν με το καλαμάκι αναψυκτικού.
   

8. Στην καθορισμένη περιοχή εκτόξευσης, μακριά από ανθρώπους και άλλους κινδύνους, ζητήστε από τους μαθητές να φυσήξουν στο καλαμάκι για να εκτοξεύσουν τον πύραυλο τους.
   

9. Χρησιμοποιήστε τον χάρακα για να μετρήσετε την απόσταση που διανύθηκε και, στη συνέχεια, ζητήστε από τους μαθητές να την καταγράψουν στο αρχείο καταγραφής των δεδομένων τους.
   

10. Στη συνέχεια, ζητήστε από τους μαθητές να προσπαθήσουν να βελτιώσουν τον σχεδιασμό τους! Δημιουργήστε νέους πυραύλους αλλάζοντας το πρότυπο. Δοκιμάστε διαφορετικά μήκη πυραύλων, σχήματα πτερυγίων ή γωνίες πτερυγίων. Επαναλάβετε τα παραπάνω βήματα για κάθε εκτόξευση, ζητώντας από τους μαθητές να καταγράφουν κάθε αλλαγή σχεδιασμού και απόσταση πτήσης πυραύλων στο αρχείο δεδομένων τους.

11. Δείτε το επόμενο βίντεο για οπτικοποιημένες οδηγίες της δραστηριότητας. Θυμηθείτε ότι μπορείτε να βάλετε ελληνικούς υπότιτλους, εάν πατήσετε στις "Ρυθμίσεις" του βίντεο και στη συνέχεια "Υπότιτλοι --> Αυτόματη μετάφραση --> Ελληνικά"

Επεκτάσεις

• Δημιουργήστε έναν πίνακα δεδομένων της τάξης. Οι μαθητές μπορούν να μοιραστούν τα δεδομένα και να συζητήσουν πώς το μήκος του πυραύλου επηρεάζει την απόσταση.
  

• Αφήστε τους μαθητές να εξατομικεύσουν τους πυραύλους τους χρωματίζοντας ή σχεδιάζοντας πάνω τους.
  

• Παρακολουθήστε αυτό το βίντεο για να μάθετε περισσότερα για την επιστήμη που διεξάγεται με πυραύλους.