Se žáky PBIS na akci ČVUT – STRETECH 2018
POKRAČOVÁNÍ Dream Job – protože stránky mají svá omezení Stále zde prezentuji činnost asistenta pro přípravu výuky Fyziky v britském gymnáziu PBIS. (únor 2022)
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
Soutěž STIRLINGŮV MOTOR
Stalo se zvykem, že se každý rok někdo zúčastní soutěže v NTM s motorem, který si v Maker Space vyrobí. V květnu 2023 to byl Faizan a v otáčkách velice uspěl – získal 2. místo za 890 ot/min.
https://share.icloud.com/photos/0bdNsfUZRSwSWWYfwSWkqqZTg
zde si zkouší svůj motor umístěný v parabolickém zrcadle.
Soutěž H2GP – Grand Prix vodíkových aut.
V březnu 2022 jsme dostali nabídku připojit se k této prestižní soutěži. Za měsíc jsme vybrali tým zájemců, postavili auto a zúčastnili se první soutěže. Následně byl náš docela úspěšný tým vybrán do světového finále v Las Vegas, kde z dvaceti týmů skončil na skvělém, desátém místě.
Příprava auta se dělá v Maker Space, kde zabírá značný prostor i čas. Studenti na autě pracují během pauz i po výuce. Takto tu vypadá:
Po velkém úspěchu v Las Vegas staví auto nový tým – tentokrát mladší studenti. A tak nová “generace” řeší stejné problémy – jak auto uspořádat, aby – těžiště, obsluha, chlazení, akcelerace, ovladatelnost…byly co nejlepší.
Zde je třeba říci, že běžný závod trvá 4 hodiny, pět členů týmu – piloti a mechanici jsou po celou dobu na všechny problémy sami. Asi 15 aut do sebe vráží, mají nečekané problémy, všichni musí improvizovat.
Soutěž vskutku vede k technickému myšlení a k týmové práci.
https://share.icloud.com/photos/095WHcaF6uzHavQUZJRh2tABA
Ukázka z cvičné soutěže na SPŠ v Kutné Hoře.
POKRAČUJEME:
V březnu 2024 se naše škola rozhodla zařadit do seriálu soutěží s RC H2GP auty a to hned 12 hodinovým maratonem. Auta jezdila od rána 9.00 do 21.00 prakticky bez přestávky.
Náš tým patnáctiletých relativně uspěl – dojeli jsme, třebaže devátí z devíti účastníků.
Jako přínos pro celou přípravu považuji to, že jsme začali měřit.
Jednak měřením proudu a napětí při jízdě auta na válcích a měřením odporu vzduchu ve větrném tunelu.
Měřením siloměrem se ukázalo, že spoiler na karosérii má poměrně veliký odpor – asi 0,5N. Tudíž při ujetí asi 100km během závodu spotřebuje hodně energie. (1J = 1N x 1m)
MIMOŘÁDNÝ PŘÍSPĚVEK – Exkurze ve švýcarském CERN
Malý urychlovač produkující antihmotu. Modré cívky způsobují zakřivení, ty červené paprsky soustřeďují. Stříbrné prvky vzadu jsou chladící. V okruhu obíhají částice Vodíku a jsou urychlovány až na rychlost 99,9% rychosti světla. Vytvořené pozitrony a antipozitrony se nechají srazit. Vzniknou piony + záření gama.
V muzeu CERNu jsme viděli první urychlovač částic vyrobený v r. 1930 za 30 dolarů. Vypadá tak, že bychom si ho v Maker Space uměli udělat 😀😀
Internal Assessments – něco jako ročníkové práce.
Práce studentů v předposledním, dvanáctém ročníku studia –
žáci vybírají dle zájmu Fyziku, Biologii, či Chemii. Téma si zvolí a nechají odsouhlasit učitelem a z fyziky mnou. Práce obnáší většinou výrobu měřící soustavy, vlastní měření (vždy musí být závislá a nezávislá proměnná a chyby měření). Dále samotné měření, min. 5 proměnných, výpočty, zpráva a prezentace. Žáci mají na vše vyhazeno z výuky asi 10 hodin, ale na celé práci stráví mnohem více času. Zadání je většinou individuální, v některých případech pro dvojici, aby bylo možné pokusy uskutečnit. Po počáteční pomoci s výrobou pracují žáci naprosto samostatně.
Zde uvedu jenom pár videí se základní myšlenkou pokusů. Stručnou tabulku výsledku přidám o něco později:
Měření vztlakové síly na křídlo letadla:
Kousek profilu křídla (asi 12 x 8cm) je výkyvně umístěn ve větrném tunelu a spočívá na digitální váze. Výsledkemje vztlaková síla v závislosti na natočení profilu.
Video ZDE https://youtu.be/2CyPo6T7jLA
Tíha profilu se závažím se při maximálním natočení profilu o 30* snížila z 350g na 150g, tudíž vztlaková síla na profil kousku křídla o šířce 9cm a délce 7cm byla asi 2N
Další práce na stejné téma
VZTLAKOVÁ SÍLA NA KŘÍDLO LETADLA
Ovšem zde se nenaklápí křídlo, které je vůč proudu vzduchu ve větrném tunelu natočeno o stálých 10 stupňů, ale KLAPKA, a to směrem nahoru i dolu:
Křídlo opět spočívá na digitální váze a po pěti stupních oběma směry se měří vztlaková síla. Profil křídla byl vyříznut laserem z 3mm plexi – podle profilu skutečného letadla.
Šikmý vrh – měření vzdálenosti dopadu střely v závislosti na její hmotnosti. Výpočet dopadové rychlosti
STRETECH 2022
Stretech je veletrh studentských projektů z celé ČR, prezentovaných na Srojní fakultě ČVUT. Po dvou kovidových letech jsme zde opět:
Dominik Pastorek a Lan Da prezentují “Stirlingův motor jako předmět zkoumání”. Na motoru měří jeho otáčky, teploty studené i teplé strany, vnitřní tlak a okamžitý výkon motoru.
GROUP FOUR PROJECTS
Jsou to každoroční projekty pro skupinky žáků, kteří vytvoří prezentaci řešení problému na dané téma. Na provedení mají dva týdny, V polovině června potom všechny projekty (letos 15) jsou prezentovány na školním dvoře žákům nižších ročníků a všem učitelům. Studenti stále dokola musí vysvětlovat a předvádét své řešení. Letošní téma: EXTREME WEATHER
Ochrana před vlnobitím:
Vliv písečných bouří na stavby. Natočeno na pískovišti:
A prezentace projektu a jeho výsledky:
Vliv silného větru na střechy domů:
Na obou stranách střechy jsou umístěna čidla tlakoměrů Vernier. Měřením je zjištěn podtlak na odvrácené straně střechy, tudíž tam odletí střešní krytina.
Savoniova větrná turbína = obnovitelný zdroj energie, 3D tisk
Měření proudu a napětí = výkonu
Programování – ROBOTICKÉ SOUTĚŽE
Programování se sice učí v počítačových učebnách, i stavba robotů z lega. V Maker Space se však roboti zkouší. A soutěže tomu dodávají adrenalin. A legraci. Z ostravské soutěže na VŠB:
Vítězný tým při první rozjížďce
Autonomní roboti na horské dráze: Cvičná trať vyrobená v MS pro soutěž na ČVUT
– Příprava na soutěž na ČVUT
A soutěž samotná: https://youtu.be/bAj7BBs1mOc
Pro matematiku: Měření vačky
Měří se zdvih v závidlosti na úhlu pootočení – > výuka derivací – první derivace dráhy podle času je rychlost, druhá derivace je zrychlení.
Na fotce je model a skutečné měřidlo.
Soutěž STIRLING v NTM
Každoročně se žáci PBIS zůčastňijí stirlingové soutěže v Technickém muzeu. V posledním ročníku Ilyes zvítězil. S motorkem, který v Maker’s Space za tři dny totálně rekonstruoval, dosáhl 1005 ot/min. Na snímku jsou ještě žáci školy – Dominik, LanDa a Jesse.
Na letošní ročník 2022 opět chystáme překvapení.
Úloha: Změřit frekvenci tónu v závislosti na napětí struny. IA
popis: Struna je upnuta ve svěráku vlevo. Je vedena přes kladku vpravo. Pro větší sílu je napínána přes páku 10 : 1 závažími – vlevo dole. Po výšení zátěže před měřením je struna sevřena svěráčkem – nahoře – vždy ve stejné vzdálenosti od upnutí. Po brnknutí je frekvence tónu měřena mobilní aplikací PHYPHOX – tu má každý žák v mobilu staženou. DOPORUČUJI VŠEM
Krmítka a budky pro ptáky – činnost kroužku biologie
O některych přestávkách se Makers Space mění v truhlářskou dílnu.
A jak je vidět, má to smysl a my máme motivaci pro druhou budku.
Magnetická brzda – IA
Měření útlumu kývání – Al plech při kývání prochází mezi elektromagnety. Vyhodnocování útlumu pro rúzná napětí – proudy v el. magnetech.
Raketa na vodu – internal assessment (IA)
Líza připravuje kolmý start
Měří úhel max. výšky
Zadání práce: Zjistit závislost mezi tlakem v raketě a max. výškou.
Po změření potřebných rozměrů byl tlak vypočítán z izotermického = pomalého pumpování auto pumpičkou pro 5, 6, 7, 8, 9 zdvihů, pro každých pět výstřelů, výpočty pravděpodobné chyby měření atd. Zadání si definovala Líza sama. Příprava a měření klínometrem Líza, pumpování a odpálení asistent. (vzdálenost měření 50m)
Elektřina v bytě – Bezpečnost
Toto téma je nově zahrnuto do britských školních osnov. A tak na toto aktuální téma vznikl v MS aktuální panel.
Po připojení do zásuvky je panel plně funkční a vše na něm je podle normy: Dva okruhy – světla a zásuvky – mají své jističe. Po připojení např. konvice a vařiče jistič spadne. Panel má i rozdílovou pojistku 30mA. Zkoušečkou je možno sledovat fázi. K mé radosti se panel používá.
Mlžná komora – pro sledování částic alfa a beta při výuce radioaktivity.
Na dno kádinky se přilepí kousek látky a navlhčí Izopropanolem. Na tác se nasype suchý led, na něj se dá plastový talířek se zdrojem záření (lampovou punčoškou). Kádinka se otočí dnem vzhůru a přikryje zdroj. Utěsněno plastelínou. Páry Izopropanolu klesají dolů a částice procházející parou zanechávají svou stopu. Demonstrativní pokus.
Panel je plně funkční po připojení do zásuvky. Má dva okruhy se svými jističi – světla a zásuvky. Po připojení např. konvice a vařiče jistič spadne. Panel je vyroben přesně podle normy, obsahuje i diferenční jistič.
Extended Essay studenta maturitního ročníku – Ilyes
Měření torzního kyvadla – zjišťování závislosti frekvence kmitů na momentu setrvačnosti (proměnlivé vzdálenosti závaží). Kyvadlo kmitá na mosazném drátu d = 2,5mm, délky 1m.
Ilyesovi jsem pomohl s výrobou kyvadla a jeho fixací. Vše další je jeho práce. Ta obsahuje naměřená data, grafy, výpočty pravděpodobné chyby měření, závěr.
Internal Assessment studentek 2. ročníku – Týna a Anežka
Měření vlastností oxidu vanadičitého na povrchu skla – okna Povlak roztoku VO2 při průchodu slunečních paprsků při určité teplotě změní náhle své vlastnosti a místo aby světlo procházelo, skokově se začne zčásti odrážet. Tato novinka se už zkouší na velké budově v Bulharsku, na vývoji povlaku pracují vědci z plzeňské univerzity. Týna a Anežka zkoušejí totéž. Povlak je nanesen na obrazovém skle A4, osvěcuje ho lampa 500W, na skle je bimetalický teploměr, za sklem je světelné čidlo. Účelem je měnit přesné složení povlaku a sledovat náhlý pokles osvětlení čidla – počet Luxů.
Práce má vědecký charakter, dívky konzultují své kroky s vědeckými pracovníky z Plzně. Pomohl jsem jim s uspořádáním pokusu, dívky jsou jinak samostatné a tvůrčí. Použitá měřidla – Vernier
Laser Cutter – nový prostředek pro studentské aktivity
Ihned po instalaci tohoto báječného 40W zařízení vznikl kroužek studentů, kteří pravidelně přichází do naší kutírny Makers Space a ti zkušení vyučují ty začátečníky.
Jedna z báječných pomůcek pro učitele matematiky která tu vznikla je super Pythagorova věta: Vyříznuto z plexi 3mm, náplň – obarvená voda, slepeno vteřinovým lepidlem.
Při otočení Pythagorova věta přesně funguje:
