Инженерный этюд: создаем шарнирный параллелограмм и измеряем его площадь

Практическое занятие «Инженерный этюд» для обучающихся 5-го класса МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №3» г. Усолье-Сибирское провели методисты детского технопарка «Кванториум Сибирь». Школьники познакомились с идеей создания плоских шарнирных механизмов и принципами их использования в быту.

Издревле люди пытались использовать математические знания на пользу человечества. Так появилась инженерная математика. Шарниры в диванах-трансформерах, чертежный кульман, настольная лампа и даже дворники в автомобиле являются инженерными изобретениями, созданными на основе плоского шарнирного механизма. Впервые его придумал и описал процесс превращения окружности в прямую великий русский математик Пафнутий Чебышеёв. Именно он стоял у истоков русской робототехники, а его стопоходящая машина – прототип современной бионики, но об этом мало кто знает. Плоские шарнирные механизмы и математическое моделирование процессов движения – это синхронизация математики, физики и инженерии.

Методисты детского технопарка «Кванториум Сибирь» Евгения Воскресенская и Елена Чемезова разработали и провели практическое занятие под названием «Инженерный этюд» для обучающихся 5-го класса МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №3» г. Усолье-Сибирское. Сначала ребята познакомились с идеей созданий плоских шарнирных механизмов и принципами их использования в быту.

Работа в командах – важная составляющая занятия в формате кванторинской направленности. И здесь перед ребятами стояла важная цель: сконструировать практическую задачу и перевести ее в учебную.

По словам старшего методиста «Кванториума Сибирь» Елены Чемезовой, на первом этапе конструировали шарнирный параллелограмм, измеряли его площадь с помощью линейки и формулы вычислений: S=a*b. На втором этапе изогнули параллелограмм, и измеряли его площадь в изогнутом состоянии с помощью палетки. «Гипотеза или интрига занятия заключалась в попытке доказать или опровергнуть правило, что при равных параллельных сторонах четырехугольников площадь не меняется. Но это в классической математике, а в инженерной? При изогнутом четырехугольнике (шарнирном параллелограмме) и изменении способа измерения (с помощью палетки) площадь его стала меньшей. Данный факт очень удивил ребят, так как классическая математика в школе таких задач не задает», – поделилась впечатлениями Елена Чемезова.

Методист детского технопарка Евгения Воскресенская отметила, что особенно увлекательно было наблюдать, когда каждая команда, имея абсолютно одинаковые планки конструктора, измеряла с помощью линейки свой собранный четырехугольник. «Ребятам достаточно было подглядеть или спросить у соседней команды и назвать значение первого способа измерения. В современном мире гибкие навыки (спросить, договориться) часто экономят ресурсы и время на решение задачи. Вот таким нетривиальным способом коммуникация, математика и инженерия меняют не только мышление, но и функциональность привычных нам вещей и способов их использования», – подчеркнула Воскресенская.

Методисты детского технопарка «Кванториум Сибирь» выражают благодарность кандидату физико-математических наук, популяризатору математики Николаю Андрееву за предоставленную возможность показать подрастающему поколению удивительные открытия, которые таит в себе математическая наука.