Zabawki fizyczne można zrobić w domu z kartonu, nakrętek, słomek czy balonu. Podczas budowy dziecko obserwuje, jak siła wywołuje ruch, jak energia zmienia swoją postać i jak tarcie wpływa na działanie konstrukcji.
Kartonowy automat z ruchomą figurką
Kartonowy automat to prosta zabawka z ruchomymi częściami. Ręczne obracanie osi wprawia figurkę w górę i w dół albo w ruch wahadłowy. Mechanizm pokazuje, jak ruch obrotowy może zamienić się w posuwisty.
Najłatwiej zacząć od pudełka z grubszej tektury i lekkiej postaci wyciętej z kartonu. Wygląd ma mniejsze znaczenie niż swobodne poruszanie się elementów.
Przygotuj następujące materiały:
- Kartonowe pudełko lub kilka kawałków sztywnego kartonu
- Dwa patyczki do szaszłyków
- Nakrętki od butelek
- Taśmę klejącą
- Cienki kawałek kartonu na figurkę
Do wykonania konstrukcji przydadzą się także proste narzędzia:
- Nożyczki
- Ołówek
- Linijka
- Klej lub taśma dwustronna
Zbuduj automat w kilku etapach:
- Wytnij w bocznych ściankach pudełka dwa naprzeciwległe otwory. Powinny znajdować się na tej samej wysokości, aby patyczek mógł pełnić funkcję osi.
- Przełóż pierwszy patyczek przez pudełko. Na jego końcu, wewnątrz konstrukcji, przyklej nakrętkę lekko poza środkiem. Tak powstanie prosta korba.
- Wytnij figurkę z kartonu i przyklej ją do drugiego patyczka albo do wąskiego kartonowego ramienia.
- Połącz ramię figurki z nakrętką za pomocą krótkiego paska kartonu lub sztywnej taśmy. Połączenie powinno umożliwiać niewielki luz.
- Obracaj zewnętrzny koniec osi i sprawdź, czy figurka porusza się bez zacinania. Jeśli ruch jest nierówny, powiększ minimalnie otwory albo poluzuj połączenie.
W tym mechanizmie najważniejsze jest dokładne ustawienie otworów. Gdy znajdą się zbyt wysoko lub zbyt nisko względem siebie, patyczki będą się wyginać, a figurka przestanie poruszać się płynnie. Dziecko może ozdobić pudełko, ale najpierw trzeba sprawdzić, czy automat działa.
Samochód napędzany balonem
Autko na balon wykorzystuje powietrze uciekające przez słomkę. Powietrze jest wypychane do tyłu, a samochód porusza się do przodu. To prosty przykład trzeciej zasady dynamiki Newtona – działaniu jednej siły towarzyszy reakcja skierowana przeciwnie.
Do przygotowania autka potrzebujesz:
- Małej plastikowej butelki lub prostokątnego kawałka kartonu
- Czterech plastikowych nakrętek
- Dwóch prostych słomek
- Balonu
- Taśmy klejącej
Złóż pojazd według poniższej kolejności:
- Przymocuj dwie słomki poprzecznie pod butelką lub kartonową podstawą. Powinny leżeć równolegle do siebie i tworzyć prowadnice dla osi.
- Przełóż przez słomki dwa patyczki albo sztywne odcinki słomek. Zostaw niewielki luz, aby osie mogły się obracać.
- Wciśnij nakrętki na końce osi. Jeśli otwory są zbyt ciasne, powiększ je ostrożnie, aby koła nie blokowały ruchu.
- Wsuń końcówkę balonu na jedną ze słomek i szczelnie owiń połączenie taśmą. Balon nie powinien zsuwać się podczas nadmuchiwania.
- Nadmuchaj balon przez słomkę, zatkaj jej koniec palcem i ustaw samochód na gładkiej, równej powierzchni.
- Puść słomkę. Uciekające powietrze powinno popchnąć autko do przodu.
Jeśli samochód nie jedzie, najpierw sprawdź, czy koła obracają się swobodnie. Zbyt ciasne osie zwiększają tarcie. Przyczyną może być też krzywo przyklejona słomka, ciężka konstrukcja albo nieszczelne połączenie balonu. Doświadczenie można powtórzyć, porównując jazdę po stole, podłodze i dywanie.
W obu projektach dziecko może obserwować zmianę energii. Naciągnięta lub napompowana część przechowuje energię potencjalną. Po zwolnieniu energia przechodzi w energię kinetyczną, czyli energię ruchu. Tarcie częściowo ten ruch spowalnia.
Bezpieczeństwo podczas majsterkowania
Wycinanie grubego kartonu nożykiem introligatorskim powinien wykonywać dorosły. Dziecko może odmierzać elementy, rysować kształty, przyklejać taśmę i składać gotowe części pod nadzorem.
Klej na gorąco również wymaga obecności osoby dorosłej. Przed rozpoczęciem pracy przygotuj stabilne miejsce, odłóż ostre narzędzia poza zasięg dziecka i dobierz projekt do jego wieku oraz sprawności manualnej.
Najlepiej potraktować niedoskonałości jako część doświadczenia. Gdy zabawka nie działa, można wspólnie sprawdzić oś, połączenia, ciężar elementów i tarcie, a następnie poprawić konstrukcję.
Do wykonania takich zabawek nie potrzeba specjalistycznych materiałów. Kartonowy automat pokazuje działanie mechanizmu, a balonowe autko pozwala zobaczyć siłę reakcji. W obu przypadkach nauka zaczyna się od prostego pytania: co zmieni się, gdy poprawimy jeden element konstrukcji?
