坡道攀登者–乐高工程

坡道攀登者–乐高工程

挑战

设计并制造出可以在尽可能陡峭的坡道上攀爬的汽车。

工程师反复测试他们的创作,并使用结果对他们的设计进行改进。 在坡道上测试车辆时,请注意出了什么问题–车辆转向一侧,翻身,滑行了吗? 注意汽车如何出故障,可以帮助您决定下一步要尝试的更改。

所需材料

  • 乐高积木,用于建造电动单电机车或两电机车。
  • 额外的乐高横梁,车轮和齿轮
  • 用于创建坡道的板
  • 量角器或用于测量坡道倾斜角度的应用程序

给老师的笔记

  • 可以使用MINDSTORMS EV3或NXT,WeDo,BOOST或Power Functions电动机和电池组完成此活动。
  • 要构建坡道,您将需要一块大约一米长的坚固板。 要使角度可调,您可以将板子的顶部支撑在书架上,将顶部从一个架子移动到另一个架子上,以调整角度。
  • 鼓励学生一次只进行一项更改,然后进行评估。 许多学生会被诱惑一次实施他们的一些想法。 向他们指出,如果他们在两次试验之间进行了几次更改,将很难确定每种修改的效果。
  • 如果学生在尝试改进车辆方面走到尽头,请帮助他们分析所遇到的问题。 如果车轮打滑,他们可能想尝试其他类型的轮胎。 如果汽车在一个地方失速,他们可能需要降低档位以增加扭矩。 如果汽车向后倾斜,他们可能想降低其重心。
  • 扭矩进入了该实验室的许多方面。 首先,学生可以通过调低汽车的速度来增加电动机的扭矩。 其次,增大车轮尺寸会减小车轮推向地面的力,因为电动机的扭矩或多或少是恒定的,并且到施加力的点的距离随着车轮的半径而增大。 第三,随着坡度变陡,汽车倾向于侧向转向。 将前轮很好地安装在汽车的重心部分的前面会通过产生反扭矩来抵消这种趋势。
以下两个选项卡更改了下面的内容。
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芭芭拉在马萨诸塞州剑桥市的Shady Hill学校任教,并在塔夫茨大学的工程与教育拓展中心工作。 她是几本针对教师的乐高机器人活动书籍的作者,最近出版的是《 STEM by Design》。

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