בשמחה, תמר. הנה המערך מסודר, נקי ומוכן להדפסה או לקריאה מהטלפון בזמן הפעילות. הוא מחולק למשימות ול”בועות ידע” שתוכלי לשלוף תוך כדי הסבר.

📋 מערך פעילות: אתגרי הנדסה ופיזיקה (לגו 9686)

ציוד נדרש:

• ערכות לגו 9686 (כולל לבנת המשקולת).

• שולחנות (ניתנים להזזה).

• סרט מדידה (למדידת מרחק המכוניות).

1. חימום: מגדל ב-20 חלקים

המשימה:

1. לבנות את המגדל הכי גבוה שאפשר בשימוש ב-20 חלקים בלבד.

2. זמן מוקצב: 15 דקות.

3. עצירה: אחרי 15 דקות עוצרים את כולם (“ידיים למעלה!”). עוברים בין השולחנות, מפרגנים על רעיונות יצירתיים.

4. הטוויסט: שואלים: “כמה זמן אתן צריכות כדי לשפר?” (לכוון אותן להגיד 10 דקות).

5. השדרוג הנוסף: מוסיפים עוד 10 חלקים (סה”כ 30) לעוד 10 דקות עבודה.

💡 הסבר הנדסי (תוך כדי בדיקה): מרכז כובד

• המושג: הנקודה שבה “מרוכז” כל המשקל של המגדל.

• הסבר פשוט: כדי שהמגדל לא ייפול, מרכז הכובד צריך להיות נמוך ויציב. בסיס רחב (כמו פירמידה) שומר על מרכז כובד נמוך. מגדל דק וגבוה? מרכז הכובד עולה והוא הופך ללא יציב.

2. אתגר הגשר והעומס

המשימה:

1. מציבים שני שולחנות עם רווח של כ-20-30 ס”מ ביניהם.

2. המטרה: לבנות גשר שיחבר בין השולחנות.

3. הדרכה טכנית: זה הזמן להראות איך מחברים פינים (Pins) בצורה חזקה – חיבור בנקודה אחת הוא ציר (מסתובב), חיבור בשתי נקודות או יצירת משולשים יוצר מבנה חזק (“מסב”).

4. המבחן: מניחים את גוף הגשר בין השולחנות, ומעליו מניחים את לבנת המשקולת. הגשר צריך להחזיק ולא להתפרק.

💡 הסבר הנדסי: עומס (Load)

• המושג: הכוח שהגשר צריך להחזיק.

• הסבר פשוט: הגשר צריך להחזיק גם את עצמו וגם את “העומס השימושי” (המשקולת). הנקודה הכי קריטית היא באמצע הגשר, שם העומס הכי גדול כי הוא רחוק מהתמיכות (השולחנות).

3. תחרות המכוניות (גרוויטציה ותנע)

הכנה:

מייצרים רמפה: מגביהים צד אחד של שולחן, ומצמידים אליו שולחן נוסף (נמוך וישר) כהמשך למסלול הנסיעה.

המשימה:

1. לבנות מכונית ללא מנוע שתיסע הכי רחוק שאפשר אחרי הירידה מהרמפה.

2. חוק: המכונית חייבת לכלול את לבנת המשקולת (או שעושים מקצה עם ובלי להשוואה).

3. מודדים מי הגיעה הכי רחוק במישור.

💡 הסבר פיזיקלי (שרשרת האנרגיה):

1. למעלה (לפני הזינוק) – אנרגיה פוטנציאלית:

   • המכונית עומדת בגובה. יש לה “פוטנציאל” (יכולת) לנוע רק בגלל שהיא גבוהה. הגובה הוא ה”דלק” שלה.

2. בירידה – אנרגיה קינטית:

   • המכונית גולשת למטה. הגובה מתבזבז והופך למהירות (אנרגיה של תנועה).

3. במישור (הנסיעה למרחק) – תנע (Momentum):

   • הסבר פשוט: תנע זה “כמה קשה לעצור משהו שזז”. זה תלוי במשקל ובמהירות.

   • למה המשקולת עוזרת? מכונית כבדה (עם המשקולת) שתצבור מהירות בירידה, תקבל “תנע” חזק מאוד. יהיה לה כוח להמשיך לנסוע רחוק במישור ולהתגבר על החיכוך עם הרצפה, יותר ממכונית קלה שתעצור מהר.