# Proiecte STEM din lemn: fizica din fiecare kit

Fiecare kit Mechano Mind are un mecanism pe care copilul îl montează cu mâna lui și apoi îl vede lucrând: o volantă, un arc, elastice sau roți dințate.

În manual, după montaj, două-trei pagini explică ce se întâmplă în mecanism. Urmează provocările „Testează și modifică” și, la trei dintre kituri, jocuri.

STEM înseamnă știință, tehnologie, inginerie și matematică. Aici înseamnă să afli de ce merge ce ai construit.

## Ce fenomen e în fiecare kit

| Kit | Ce face | Fenomenele din el |
|---|---|---|
| [Lansator de discuri](https://www.mechanominds.ro/kituri/lansator-de-discuri) | Trage discuri de lemn cu o volantă învârtită de motor | Forța, frecarea, volanta, impulsul |
| [Tun mobil](https://www.mechanominds.ro/kituri/tun-mobil) | Aruncă o bilă cu un arc, din patru unghiuri | Energia, energia elastică, unghiul de tragere |
| [Capcana cu bile](https://www.mechanominds.ro/kituri/capcana-cu-bile) | Aruncă patru mingi de ping-pong când cineva agață sfoara | Tensiunea, energia elastică, echilibrul instabil |
| [Ventilator cu manivelă](https://www.mechanominds.ro/kituri/ventilator) | Învârte elicea prin roți dințate de 50 și 14 dinți | Roțile dințate, raportul de transmisie, elicea |

### Patru prototipuri

| Prototip | Ce face | Fenomenul |
|---|---|---|
| [Robot care merge](https://www.mechanominds.ro/kituri/robot-care-merge) (prototip) | Pășește pe două picioare, cu un motor | Mecanismele, cuplele cinematice |
| [Gripper hidraulic](https://www.mechanominds.ro/kituri/gripper-hidraulic) (prototip) | Braț cu gheară, acționat cu seringi cu apă | Principiul lui Pascal |
| [Tanc](https://www.mechanominds.ro/kituri/tanc) (prototip) | Vehicul pe șenile, cu motor | Roți dințate care trag șenilele |
| [Labirint gravitațional](https://www.mechanominds.ro/kituri/labirint-gravitational) (prototip) | Un labirint din lemn, cu o bilă | – |

## Volanta și frecarea: cum zboară discul

O volantă e o roată care ține energie cât timp se învârte. La Lansatorul de discuri, motorul o învârte, iar discul care o atinge primește prin frecare o parte din energie și zboară.

Un motor mic dă energie încet. Volanta o strânge între două lansări și o dă discului dintr-odată.

Frecarea e forța care se opune alunecării dintre două suprafețe. De obicei frânează, dar aici te ajută: pe marginea volantei e un elastic, care prinde discul, iar volanta îl trage după ea.

În Lansator: pornești întrerupătorul, motorul învârte volanta, apeși trăgaciul verde, iar pistonul împinge discul de jos din tubul de carton spre volantă.

Energia volantei crește cu pătratul vitezei: de două ori mai repede înseamnă de patru ori mai multă energie.

Cu bateriile pe terminate, motorul învârte volanta mai încet, iar energia ei scade și mai mult decât viteza. De aceea discul nu mai ajunge la fel de departe.

- [Explicația pe larg](https://www.mechanominds.ro/proiecte-stem/volanta-si-frecarea)
- [Lansatorul de discuri](https://www.mechanominds.ro/kituri/lansator-de-discuri)

*Animație: Volanta albastră se învârte. Când apeși trăgaciul verde, pistonul împinge discul din tubul de carton spre ea și discul pleacă.*

## Energia elastică și tensiunea: arcul și elasticele

Energia elastică e energia ținută de un arc sau de un elastic când îl strângi ori îl întinzi. Când îi dai drumul, revine la forma lui: arcul împinge, elasticul trage.

La Tunul mobil, tragi de mâner și arcul din țeavă se strânge, iar un zăvor ține pistonul armat. Eliberezi zăvorul, arcul se destinde și pistonul de lemn aruncă bila.

La Capcana cu bile, elasticele țin patru brațe armate. Tensiunea e forța dintr-un elastic sau dintr-o sfoară întinsă.

Brațele stau în echilibru instabil, ca un pahar pe marginea mesei: ajunge o tragere de sfoară ca să pornească toate patru.

Un arc strâns de două ori mai mult împinge de două ori mai tare și ține de patru ori mai multă energie.

În manualul Tunului, pagina „Testează diferite unghiuri” arată cele patru poziții ale țevii și o țintă. Încearcă-le pe toate: din care nimerești ținta și din care ajunge bila cel mai departe?

- [Explicația pe larg](https://www.mechanominds.ro/proiecte-stem/energia-elastica)
- [Tunul mobil](https://www.mechanominds.ro/kituri/tun-mobil)
- [Capcana cu bile](https://www.mechanominds.ro/kituri/capcana-cu-bile)

*Animație: Arcul se strânge, zăvorul ține pistonul, apoi pistonul aruncă bila.*

*Animație: Sfoara eliberează zăvorul din centru și cele patru brațe se rotesc deodată.*

## Roțile dințate și raportul de transmisie

Când dinții a două roți intră unii între alții, roțile își transmit mișcarea. Dacă roata mare o învârte pe cea mică, cea mică se rotește mai repede și în sens invers.

La Ventilatorul cu manivelă, manivela învârte roata mare, cu 50 de dinți. Ea împinge roata mică, cu 14 dinți, care învârte axul elicei.

La o tură de manivelă trec 50 de dinți, iar roata mică face o tură la fiecare 14. Deci elicea face 50 : 14 ≈ 3,57 ture, adică peste trei ture și jumătate.

Numărul acesta arată de câte ori se învârte elicea mai repede decât manivela. În cărțile de mecanică, raportul de transmisie se scrie de obicei invers: 14 : 50 = 0,28.

Câștigi viteză, dar pierzi forță: pe axul elicei ajunge de 3,57 ori mai puțină forță de rotire decât pui tu în manivelă.

Verifică singur: lipește un autocolant pe o pală și învârte manivela exact 7 ture. Elicea face 25, pentru că 7 × 50 = 350 de dinți, iar 350 : 14 = 25.

- [Explicația pe larg](https://www.mechanominds.ro/proiecte-stem/roti-dintate)
- [Ventilatorul cu manivelă](https://www.mechanominds.ro/kituri/ventilator)

*Animație: Roata galbenă, cu 50 de dinți, învârte roata albastră, cu 14, și elicea verde.*

## Jocuri și provocări după montaj

Fiecare manual se termină cu provocările „Testează și modifică”. Lansatorul, Tunul și Capcana au și jocuri; Ventilatorul nu are.

Țintele sunt pahare, cutii sau, la jocul în doi, lansatorul prietenului; niciodată fața sau corpul cuiva.

### Lansator de discuri

- **Trage la țintă:** alege o țintă, un pahar de exemplu, și încearcă s-o lovești din cinci trageri.
- **Trage la distanță:** stai într-un punct fix și trage cât mai departe. În ce poziție ții mâna ca discul să ajungă cel mai departe?
- **Joacă cu un prieten:** doi copii, la 2 metri unul de altul, trag fiecare în lansatorul celuilalt. Câștigă cine nimerește de mai multe ori. Îți trebuie două lansatoare.
- **Testează:** inversează firele motorului. Ce se întâmplă?
- **Modifică:** mută trăgaciul pe dreapta. Pentru asta desfaci lansatorul și îl montezi la loc în oglindă.

### Tun mobil

- **Trage la țintă:** pune mai multe pahare și dărâmă-le pe toate din cât mai puține lovituri.
- **Testează diferite unghiuri:** trage din fiecare poziție a țevii și vezi unde cade bila.

### Capcana cu bile

- **Pune o capcană:** întinde sfoara jos, peste un loc de trecere fără scări, și așteaptă să o agațe cineva.
- **Mărește puterea:** adaugă încă un elastic pe un braț.

### Ventilator cu manivelă

- **Unghiul palelor:** schimbă înclinarea palelor și verifică cât de ușor se învârte elicea și cât aer suflă.

## Explicații pe larg

- [Volanta și frecarea: cum zboară discul](https://www.mechanominds.ro/proiecte-stem/volanta-si-frecarea)
- [Energia elastică: arcul, elasticul și bila](https://www.mechanominds.ro/proiecte-stem/energia-elastica)
- [Roțile dințate: de ce elicea e mai rapidă decât mâna ta](https://www.mechanominds.ro/proiecte-stem/roti-dintate)

- [Ce kit pentru ce vârstă](https://www.mechanominds.ro/idei-cadou-copii-6-10-ani)

Pagina: https://www.mechanominds.ro/proiecte-stem