Dove stiamo andando non abbiamo bisogno di strade… ma abbiamo ancora bisogno di pneumatici! In questo episodio, siamo passati al Glenn Research Center della NASA, dove l’ingegnere Heather Oravec sta reinventando la ruota, letteralmente! Heather spiega il suo lavoro nella creazione di ruote destinate all’uso su altri corpi celesti, come la Luna, e come ha ottenuto trazione in questa carriera unica. Il link al video (più sotto, il tutorial con la spiegazione completa):
I rover sono una specie di veicolo spaziale simile a un’auto che la NASA usa per esplorare le superfici di altri mondi! Finora, i rover sono andati su Marte e sulla Luna e un giorno potrebbero andare ancora più lontano. La NASA prevede di far atterrare gli astronauti sulla Luna entro il 2024. Questi astronauti potrebbero utilizzare i rover per attraversare la superficie lunare, trasportare rifornimenti ed esplorare l’area. In questa sfida, costruirai il tuo rover alimentato da un elastico che può arrampicarsi attraverso la stanza. Costruisci il tuo rover con il cartone, scopri come utilizzare gli elastici per far girare le ruote e utilizza il processo di progettazione ingegneristica per migliorare il tuo rover in base ai risultati dei test:
Materiali
1. Brainstorming
Dai un’occhiata da vicino a questo prototipo di rover come quello che stai per costruire. I prototipi sono usati tutto il tempo in ingegneria. Ti danno un progetto di base da cui costruire, testare e valutare. Il miglioramento di un progetto basato sui test fa parte del processo di progettazione ingegneristica.
Fatti queste domande:
- Cosa devi fare per far muovere il rover?
- In che modo pensi che le ruote quadrate influenzino il modo in cui il rover si muove sul pavimento?
- Come si possono apportare miglioramenti alle ruote?
2. Crea il corpo del rover
Piega il cartone in tre lungo, non trasversalmente, l’ondulazione (le vene aperte all’interno del pezzo di cartone), spingendo verso l’alto i lati del corpo del rover per formare una trincea. Ogni sezione avrà un diametro di circa 2 pollici (5 cm).
3. Realizza le ruote anteriori
Sui due quadrati di cartone da 5 pollici (13 cm), disegna linee diagonali da ciascuno degli angoli, formando una “X”. Fai un piccolo foro al centro con una matita, dove le linee si incrociano.
Importante! Evita di colpirti accidentalmente con la matita. Tieni le mani lontane da dove la matita passerà attraverso il cartone.
4. Fissare l’asse posteriore e le ruote
Usa una matita per fare un buco con attenzione vicino alla parte superiore di ciascuna delle due sezioni più esterne del corpo del rover. Ancora una volta, tieni le mani lontane da dove la matita passerà attraverso il cartone. Assicurati che i fori siano uno di fronte all’altro e siano abbastanza grandi da consentire alla matita di ruotare liberamente. Qui è dove andrà il tuo asse.
Fai scorrere la matita attraverso i fori dell’asse. Fai scorrere con attenzione le rotelle di cartone su ciascuna estremità della matita e fissale con del nastro adesivo.
5. Realizzare l’asse anteriore e le ruote
Attacca la cannuccia sul fondo del corpo del rover sul lato opposto rispetto alla matita. Fai scivolare una caramella su ciascuna estremità della cannuccia. Piega e fissa con nastro adesivo le estremità dell’asse per impedire alle caramelle di staccarsi.
6. Crea una catena di elastici
Crea una catena con i due elastici come mostrato nell’immagine sopra.
7. Fissare l’elastico
Avvolgi un’estremità della catena dell’elastico attorno alla matita, come mostrato nell’immagine. Taglia delle piccole fessure nell’estremità anteriore del corpo del rover. Fai scorrere l’estremità libera della catena dell’elastico nelle fessure.
8. Pronti, partenza…
Gira le ruote posteriori per avvolgere l’elastico attorno all’asse e potenziare il tuo rover.
9. Metti alla prova il tuo rover
Con il rover sul pavimento, lascia andare! Osserva cosa fa il rover. Misura la distanza che ha percorso.
10. Valutare il progetto
Pensa a come si è comportato il tuo rover e cosa potrebbe essere migliorato. Fatti queste domande:
- Le ruote giravano liberamente?
- Il rover ha viaggiato in linea retta?
- Fino a che punto è andato?
- Le ruote hanno girato senza che il rover si muovesse molto o avevano trazione sul terreno e hanno fatto muovere il rover?
11. Ridisegnalo e testalo di nuovo
Apporta modifiche al tuo rover per migliorarne le prestazioni. Dopo aver apportato le modifiche, prova il tuo rover per vedere se i miglioramenti hanno funzionato!
12. Rappresenta graficamente i risultati
Più energia c’è nel tuo elastico, più energia va a far girare l’asse del tuo rover. Metti alla prova il tuo rover dopo tre, sei e nove giri dell’elastico attorno al tuo asse. Misura la distanza percorsa dal rover in ogni prova. Rappresenta graficamente il numero di rotazioni rispetto alla distanza percorsa.
13. Vai oltre con la fisica
Per una sfida in più, determina la forza del tuo elastico usando la formula per la conservazione dell’energia:
1/2 mv 2 = 1/2 kx 2
Dovrai trovare la massa (m) del tuo rover, la sua velocità (v, o distanza nel tempo) e la quantità di allungamento del tuo elastico (x- assicurati di guardare le tue unità!) per risolvere l’elastico forza (k).
Fonte: https://www.jpl.nasa.gov/edu/learn/project/make-a-cardboard-rover/
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