🔬درس ۸: «طراحی کنیم و بسازیم»

🚗 طراحی وسایل برای رفع نیازها

1. دانشمندان و مهندسان با استفاده از دانش علوم تجربی برای مشکلات و نیازهای زندگی راه‌حل پیدا می‌کنند.
2. آن‌ها ممکن است وسیله‌ای جدید طراحی و تولید کنند یا وسیله‌ای را که وجود دارد بهبود دهند.
3. خودروها نیز با توجه به نیازهای مختلف طراحی می‌شوند.
4. برای مثال:
   • 🚗 خودروی سواری → جابه‌جایی مسافر
   • 🚚 خودروی باری → حمل بار
   • 🚜 خودروی کشاورزی → کارهای کشاورزی
   • 🚧 ماشین‌های سنگین → راه‌سازی، ساختمان‌سازی و خاک‌برداری
5. شکل، اندازه، تعداد و نوع چرخ‌های خودرو باید با نوع کار و کاربرد آن متناسب باشد.

🔍 ویژگی‌های خودرو

برای مقایسه‌ی خودروها می‌توان ویژگی‌های زیر را بررسی کرد:

1. 🔘 تعداد چرخ‌ها
2. 🛞 نوع و اندازه‌ی چرخ‌ها
3. 📏 اندازه‌ی خودرو
4. 🛠️ نوع کاری که انجام می‌دهد
5. 🚘 شکل و طراحی بدنه
6. برای نمونه، خودروهای مسابقه‌ای معمولاً بدنه‌ای کشیده و آیرودینامیک دارند تا مقاومت هوا کمتر شود.
7. خودروهای راه‌سازی و کشاورزی معمولاً بزرگ، محکم و قدرتمند ساخته می‌شوند.

🧠 حل مسئله با طراحی و ساخت

1. یکی از کارهای مهندسان، پیدا کردن راه‌حل برای یک نیاز یا مشکل است.
2. ابتدا مشکل و نیاز را مشخص می‌کنند.
3. سپس درباره‌ی راه‌حل‌های مختلف ایده‌پردازی می‌کنند.
4. طرح مناسب را انتخاب می‌کنند.
5. سپس وسیله را می‌سازند و آزمایش می‌کنند.
6. اگر وسیله عملکرد مناسبی نداشته باشد، آن را تغییر داده و بهتر می‌کنند.

🚙 ساخت یک خودروی ساده

در فعالیت درس، دانش‌آموزان باید خودرویی طراحی کنند که:

1. بدون استفاده از انرژی الکتریکی و گرمایی حرکت کند.
2. بتواند مسافت نسبتاً طولانی را طی کند.
3. تا حد امکان روی خط مستقیم حرکت کند.
4. به اندازه‌ی کافی محکم و مقاوم باشد.

🔧 بخش‌های مختلف خودرو

یک خودرو می‌تواند بخش‌های مختلفی داشته باشد، مانند:

• 🛞 چرخ‌ها
• ⚙️ موتور
• 🎛️ فرمان
• 📊 داشبورد
• 🪟 شیشه
• 💡 چراغ
• 🚪 در
• 🛞 لاستیک

هر کدام از این قسمت‌ها در عملکرد خودرو نقش خاصی دارند.

⚡ عوامل مؤثر بر حرکت خودرو

حرکت خودرو به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:

1. ⚙️ موتور
2. 🛞 لاستیک‌ها
3. 🔋 انرژی مورد استفاده
4. 🚘 طراحی مناسب بدنه
5. 💨 مقاومت هوا
6. 🔧 کیفیت و نحوه‌ی قرار گرفتن قطعات
7. بنابراین طراحی مناسب می‌تواند باعث شود خودرو بهتر و مستقیم‌تر حرکت کند و مسافت بیشتری بپیماید.

🌬️ حرکت خودرو بدون سوخت فسیلی

1. می‌توان خودرویی ساخت که برای حرکت از سوخت فسیلی استفاده نکند.
2. در فعالیت درس، پیشنهاد شده است از انرژی‌هایی مانند باد و نور خورشید استفاده شود.
3. همچنین می‌توان از کش، فنر یا بادکنک برای حرکت دادن یک خودروی ساده استفاده کرد.
4. استفاده از وسایل دورریختنی می‌تواند هزینه‌ی ساخت نمونه را کاهش دهد.

🥤 استفاده از وسایل دورریختنی

1. در نمونه‌ی پیشنهادی درس، برای ساخت بدنه از بطری یا قوطی نوشابه‌ی دورریختنی استفاده می‌شود.
2. از درب بطری‌ها می‌توان برای ساخت چرخ‌ها استفاده کرد.
3. برای حرکت دادن خودرو نیز می‌توان از بادکنک استفاده کرد.
4. این کار علاوه بر کاهش هزینه، به استفاده‌ی دوباره از مواد دورریختنی کمک می‌کند.

🧪 آزمایش و بهبود خودرو

1. پس از ساخت خودرو، باید عملکرد آن را آزمایش کرد.
2. در فعالیت درس، خودرو روی یک سطح شیب‌دار قرار داده و رها می‌شود.
3. مواردی مانند:
   • حرکت روی خط مستقیم
   • مسافتی که خودرو طی می‌کند
   • میزان استحکام
     بررسی می‌شوند.
4. نمونه‌های آزمایش‌شده در درس توانستند حدود ۱۳۰ و ۱۵۰ سانتی‌متر حرکت کنند.

🔄 اصلاح و بهبود طرح

1. پس از آزمایش، باید نقاط ضعف خودرو را پیدا کنیم.
2. برای افزایش استحکام می‌توان از مواد محکم‌تر استفاده کرد.
3. برای حرکت مستقیم‌تر، باید قسمت‌های مختلف خودرو قرینه و درست نصب شوند.
4. چرخ‌ها باید به‌گونه‌ای قرار بگیرند که روان و بدون گیر کردن حرکت کنند.
5. طراحی مناسب بدنه می‌تواند مقاومت هوا را کاهش دهد.
6. پس از ایجاد تغییرات، دوباره خودرو را آزمایش می‌کنیم تا ببینیم عملکرد آن بهتر شده است یا نه.

⚡ ساخت خودروی برقی

1. در ادامه‌ی درس، دانش‌آموزان درباره‌ی ساخت خودرویی تحقیق می‌کنند که با انرژی الکتریکی حرکت کند.
2. هدف این است که خودرو تا حد امکان:
   • مسافت بیشتری طی کند.
   • روی خط مستقیم حرکت کند.
   • عملکرد مناسبی داشته باشد.

⭐ نکات خیلی مهم امتحانی

• دانشمندان و مهندسان برای رفع نیازها و حل مشکلات زندگی از علوم تجربی استفاده می‌کنند.
• مهندسان می‌توانند وسیله‌ای جدید بسازند یا وسیله‌ای را بهبود دهند.
• طراحی خودرو باید با نوع کاربرد آن متناسب باشد.
• خودروهای سواری برای جابه‌جایی مسافر و خودروهای باری برای حمل بار ساخته می‌شوند.
• خودروی مسابقه‌ای معمولاً کشیده و آیرودینامیک است تا مقاومت هوا کاهش یابد.
• یک خودروی مناسب باید محکم، روان و تا حد امکان مستقیم حرکت کند.
• در طراحی علمی، ابتدا نیاز یا مشکل را مشخص می‌کنیم، سپس طرح می‌دهیم، می‌سازیم، آزمایش می‌کنیم و در صورت نیاز آن را بهبود می‌دهیم.
• برای ساخت خودروی ساده می‌توان از وسایل دورریختنی استفاده کرد.
• در فعالیت درس، بطری یا قوطی نوشابه → بدنه و درب بطری → چرخ استفاده می‌شود.
• برای حرکت دادن خودروی ساده می‌توان از بادکنک، کش یا فنر استفاده کرد.
• برای بررسی عملکرد خودرو، مسافت طی‌شده، حرکت مستقیم و استحکام آن را بررسی می‌کنیم.
• برای حرکت مستقیم‌تر خودرو، قرینه بودن بدنه و درست قرار گرفتن چرخ‌ها اهمیت دارد.
• طراحی مناسب بدنه می‌تواند مقاومت هوا را کاهش دهد.
• پس از هر تغییر در وسیله، باید دوباره آزمایش و نتیجه را بررسی کنیم.
• یکی از اهداف فعالیت پایانی درس، طراحی خودرویی است که با انرژی الکتریکی حرکت کند و مسافت بیشتری را طی کند.