Зачетная проектная работа по робототехнике 5-8 класс
творческая работа учащихся по физике

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №40»

Творческая работа

«Модель микрорайона местности вокруг МОУ «СОШ№40»»

Выполнили: Манухов Евгений, Щербаков Максим, Пахомов Александр, Горячев Владислав, Котькин Егор, Лисицын Максим, Шилов Назар, Безруков Никита – ученики МОУ «СОШ№40»

Руководитель: Кулавский Иван Владимирович, учитель физики и информатики

Саранск 2018

Содержание

Введение

Элективный курс «Робототехника» в МОУ «СОШ№40» дал возможность на базе школы заниматься созданием различных проектов. В данном случае работа является плодом мысли всего коллектива учеников, которые входят в основную обойму представителей школы на соревнованиях по робототехнике.

Проблема: Можно ли создать модель микрорайона для решения различных задач – усвоение основ робототехники, изучение основных законов физики, повторение навыков программирования, отработка практических навыков работы с различными материалами, повторение правил дорожного движения, техника безопасности при работе с электричеством и строительными инструментами.

Актуальность темы: В нашем регионе последние годы стали уделять внимание развитию робототехники, стараются развивать техническое творчество школьников различными методами, а правила ПДД всегда остаются важным моментом в жизни любого члена общества. Поэтому данная работа является важнейшим элементом достижения данных целей, при том, что подобных работ единицы, особенно сделанных в общеобразовательных учреждениях.

Основная цель данного проекта: усвоение основ робототехники, физики, информатики, математики и применение их в практике.

Задачи:

1. Изучить основные правила техники безопасности при работе со строительными материалами и электроприборами.
2. Повторить ПДД.
3. Ознакомиться с законами физики, основами программирования.
4. Развитие моторики рук, навыков работы с электроприборами и строительными инструментами.
5. Построить модель микрорайона вокруг МОУ «СОШ№40»

Практическая значимость: Данная работа является примером привлечения школьников к техническому творчеству, также это подготовка будущих инженеров, конструкторов, программистов, строителей, работников социальной сферы.

Научный интерес заключается в том, что при выполнении данной работы получены теоретические знания по учебным предметам и практические навыки работы с различными приборами и материалами.

1. Техника безопасности и основные теоретические понятия из различных областей

1. Техника безопасности

Техника безопасности и правила обращения с электроприборами
При обращении с электроприборами нужно строго выполнять правила безопасности (нарушение этих правил может стать причиной несчастных случаев):

1. Ни в коем случае нельзя касаться оголенных проводов, по которым идет электрический ток.
2. Нельзя проверять наличие электрического тока в приборах или проводах пальцами. Чтобы не повредить изоляции и чтобы не было коротких замыканий (вспышек пламени), нельзя защемлять провода дверями, оконными рамами, закреплять провода на гвоздях. Нужно следить за тем, чтобы электрические провода не соприкасались с батареями отопления, трубами водопровода, с телефонными и радиотрансляционными проводами.
3. Нельзя позволять детям играть у розеток, втыкать в них шпильки, булавки, дергать провода, так как это может привести к поражению током.
4. Нельзя вешать одежду и другие вещи на выключатели, ролики и провода, так как провода могут оборваться. Коснувшись один другого, они вызовут пожар.
5. Опасно включать и выключать электрические лампочки, а также бытовые приборы мокрыми руками. Заменять перегоревшие лампочки нужно при отключенном выключателе.
6. Категорически запрещается пользоваться бытовыми электроприборами, по корпусу которых проходит ток (прибор «кусается»). Штепсельную вилку при включении и выключении приборов нужно брать за пластмассовую колодку, а не за провод.
7. Приборы, в которых кипятят воду, готовят пищу (электрочайники, кастрюли), нельзя включать в сеть пустыми. Их нужно наполнить водой не меньше чем на одну треть. Когда наливают воду в чайник или кастрюлю, они должны быть обязательно выключены.
8. Нужно следить также и за тем, чтобы шнуры, снятые с приборов, не оставались присоединенными к штепсельной розетке, потому что при случайном прикосновении к ним возможно поражение током.
9. Включать и выключать любой электробытовой прибор нужно одной рукой, желательно правой, не касаясь при этом водопроводных, газовых и отопительных труб.
10. Чтобы избежать пожара, бытовые электроприборы нужно устанавливать на специальных подставках (керамических, металлических или из асбеста) и на безопасном расстоянии от легко загорающихся предметов (занавесей, портьер, скатертей).
11. Нельзя оставлять включенные электроприборы без надзора или поручать наблюдать за ними детям. Это может привести к пожару.

При производстве строительных работ, как и всяких других, следует соблюдать правила техники безопасности. Они просты, но их выполнение является гарантией сохранения жизни и здоровья.

1. Работать следует в спецодежде. Рукава должны быть спущены и обязательно застегнуты. Это нужно для того, чтобы при работе на станке одежда не зацеплялась за враща-ющиеся детали. В противном случае небрежность в одежде может быть чревата травмой.

2. При заточке инструмента, при работе с хрупкими материалами нужно защищать глаза очками.

3. Не рекомендуется работать с раскаленным металлом и режущим инструментом без защитных рукавиц.

4. Использовать следует только остро заточенные инструменты. При работе тупыми приходится прилагать гораздо больше усилий и может произойти соскальзывание с заготовки.

5. При работе с режущим инструментом необходимо следить за руками. Не следует держать их впереди лезвия. При использовании топора левую руку держат немного выше того места, где стесывается дерево.

6. Если падает режущий инструмент, то не следует ловить его на лету, так как можно порезаться.

7. Работать можно только исправным молотком. Неплотно сидящая головка молотка может сорваться с ручки и причинить травму работающему.

8. Необходимо соблюдать меры электробезопасности при работе на станках и с ручным электроинструментом.

9. При работе с деревом и другими горючими и легковоспламеняющимися веществами следует соблюдать правила пожарной безопасности.

10. Помещения, где ведутся работы с применением красок, клеев и мастик, должны быть оборудованы вентиляцией.

11. Если выполняются работы по очистке поверхностей от старой краски или побелки, то необходимо надевать респиратор для защиты дыхательных путей от пыли. Если нет под рукой респиратора, можно сделать марлевую повязку, сложив марлю в несколько слоев или сделав в ней прокладку из кусочка ваты.

Инструкция по правилам дорожного движения для школьников

1. При движении по дороге будьте внимательны и осторожны. При движении группой необходимо построиться в ряд по два человека, идти по тротуару шагом, придерживаясь правой стороны, из строя не выходить, на левую сторону не забегать, не мешать другим пешеходам.

2. Пешеходы должны двигаться по тротуарам или пешеходным дорожкам, а при их отсутствии по обочине.

3. При отсутствии тротуаров, пешеходных дорожек или обочин, а также в случае невозможности двигаться по ним пешеходы могут двигаться по велосипедной дорожке или идти в один ряд по краю проезжей части (на дорогах с разделительной полосой по внешнему краю проезжей части).

4. Вне населенных пунктов при движении по проезжей части пешеходы должны идти навстречу движению транспортных средств.

5. Пересекать проезжую часть разрешается только по пешеходным переходам, в том числе по подземным и надземным, а при их отсутствии – на перекрестках, по линии тротуаров или обочин.

6. При отсутствии в зоне видимости перехода или перекрестка разрешается переходить дорогу под прямым углом к краю проезжей части на участках без разделительной полосы и ограждений, там, где она хорошо просматривается в обе стороны.

7. В местах, где движение регулируется, пешеходы должны руководствоваться сигналами регулировщика или пешеходного светофора, а при его отсутствии – транспортного светофора.Переходить проезжую часть можно только на зеленый сигнал светофора, при разрешающем жесте регулировщика.При красном и желтом сигнале, а также при мигающих сигналах светофора переход запрещается.

8. На нерегулируемых пешеходных переходах пешеходы могут выходить на проезжую часть после того, как оценят расстояние до приближающегося транспорта, его скорость и убедятся, что переход будет безопасен.

9. При пересечении проезжей части вне пешеходного перехода пешеходы не должны создавать помех для движения транспортных средств, не выходить из-за стоящего транспорта, не убедившись в отсутствии приближающихся транспортных средств.

10. Выйдя на проезжую часть, не задерживайтесь и не останавливайтесь: если это не связано с обеспечением безопасности. При переходе улицы оцените ситуацию на дороге в целом, затем посмотрите налево в сторону приближающихся транспортных средств, а дойдя до середины, остановитесь и посмотрите направо, и если путь свободен, закончите переход.

11. Пешеходы, не успевшие закончить переход, должны останавливаться на линии, разделяющей транспортные потоки, противоположных направлений. Продолжать переход можно лишь убедившись в безопасности дальнейшего движения и с учетом сигнала светофора (регулировщика).

12. При приближении транспортных средств с включенными синими маяками или специальными звуковыми сигналами пешеходы обязаны воздержаться от перехода и уступить дорогу этим транспортным средствам.

13. Ожидать транспортные средства разрешается только на специальных посадочных площадках, а при их отсутствии на тротуаре или обочине.

14. Во время ожидания транспортного средства не играйте, не катайтесь на коньках, лыжах и санках, не выбегайте на дорогу.

1.2 Теоретические знания

Проводники в электрических цепях могут соединяться последовательно и параллельно.

При последовательном соединении проводников (рис. 1.9.1) сила тока во всех проводниках одинакова: 

По закону Ома, напряжения U1 и U2 на проводниках равны 

Общее напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U1 и U2: 

где R – электрическое сопротивление всей цепи. Отсюда следует: 

При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.

При параллельном соединении (рис. 1.9.2) напряжения U1 и U2 на обоих проводниках одинаковы: 

Сумма токов I1 + I2, протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи: 

Этот результат следует из того, что в точках разветвления токов (узлы A и B) в цепи постоянного тока не могут накапливаться заряды. Например, к узлу A за время Δt подтекает заряд IΔt, а утекает от узла за то же время заряд I1Δt + I2Δt. Следовательно, I = I1 + I2.

Записывая на основании закона Ома 

где R – электрическое сопротивление всей цепи, получим 

При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

Этот результат справедлив для любого числа параллельно включенных проводников.

Формулы для последовательного и параллельного соединения проводников позволяют во многих случаях рассчитывать сопротивление сложной цепи, состоящей из многих резисторов. На рис. 1.9.3 приведен пример такой сложной цепи и указана последовательность вычислений.

Следует отметить, что далеко не все сложные цепи, состоящие из проводников с различными сопротивлениями, могут быть рассчитаны с помощью формул для последовательного и параллельного соединения. На рис. 1.9.4 приведен пример электрической цепи, которую нельзя рассчитать указанным выше методом.

Цепи, подобные изображенной на рис. 1.9.4, а также цепи с разветвлениями, содержащие несколько источников, рассчитываются с помощью правил Кирхгофа.

2. Результаты работы

План создания макета:

Таблица 1

1. Макет микрорайона по планировке должен быть 1,5х1,5 метра.
2. Масштаб зданий должен не превышать: реальных размеров, относительных соотношений друг к другу.
3. Цена материала: 3 листа фанеры 1,5х1,5 метра – 850 рублей; клеевой пистолет и термоклей – 500 рублей; гуашь, кисточки – 250 рублей; электроприборы(батарейки, провода, светодиоды, припой, блок питания, термоусадочная лента) – 1500 рублей; прочие материалы бесплатно – школьные и принесены из дома. Итого 3100 рублей.
4. Разрезание листа фанеры на четыре части: четыре квадрата 75х75 см.
5. Выпиливание лобзиком деталей зданий, склеивание деталей термоклеем.
6. Покраска готовых макетов зданий гуашью.
7. На базе комплектов «РобоРобо» создание машины на беспроводном управлении и светофоров.
8. Расчет схемы подключения, запаивание светодиодов к проводке
9. Сборка макета, проверка работоспособности, тестирование элементов проекта.

Заключение

Проектная работа показала, что:

1. Знание правил техники безопасности создает условие безопасной работы, ускоряет выполнение проводимых действий, создает уверенность при выполнении работ.

2. Для обеспечения безопасности на проезжей части достаточно соблюдать правила ПДД.

3. Теоретические знания по предметам, проверенные и закрепленные на практике, запоминаются лучше и служат подспорьем для решения иных, более сложных задач.
4. Множество эмоций, полученных знаний, проведенной практики, является огромным движением в развитии технического творчества и подготовке школьников к самостоятельной жизни в современном обществе.

Все поставленные задачи были выполнены. Проектная работа выполнена в соответствии с поставленной целью.

Список использованной литературы

1.Техника безопасности - http://83.mchs.gov.ru/pressroom/news/item/1327146/

2. Техника безопасности  - https://vprokate.perm.ru/articles/?id=9

3. Техника безопасности  - https://www.e-reading.club/chapter.php/75217/28/Korshever_Natalya_-_Garazh_i_masterskaya1.html

4. Правила оформления проектных работ - https://nsportal.ru/shkola/fizika/library/2013/12/28/issledovatelskaya-rabota-tormoznoy-put

5. Правила оформления проектных работ - http://spb226.ru/materialy-dlya-uchastnikov-programmy/rekomendacii-po-oformleniyu-proektnoy-raboty/

6. Правила оформления проектных работ - http://school-134.ru/yno/OR.htm

7. Основы ПДД - http://sch479uv.mskobr.ru/conditions/security/instrukciya_po_pravilam_dorozhnogo_dvizheniya_dlya_shkol_nikov/

8. Законы физики - https://physics.ru/courses/op25part2/content/chapter1/section/paragraph9/theory.html