Projekt "O pohár Becaria" 2004

Becario (www.becario.cz) – Sdružení Mirka Topolánka na podporu vzdělanosti české mládeže – vypsala soutěž o pohár Becaria (1. ročník). Soutěž je zaměřena na fyziku.

Cíl soutěže

Cílem soutěže je zpřístupnit fyziku, jež je řadou studentů chápána jako nepopulární obor, pomocí práce na konkrétním projektu zdokonalujícím týmovou práci, myšlení a manuální zručnost.

Forma soutěže

Soutěže se účastní 3–5ti členné týmy studentů. Studenti řeší problémový projekt od návrhu, přes jeho realizaci až k finální prezentaci. Do řešení budou moci zasahovat i učitelé (vždy jen jako poradci a konzultanti).

Ceny pro vítěze

1. místo – odměna 5 000 Kč pro každého člena týmu (pro školu 10 000 Kč na nákup pomůcek)
2. místo – odměna 3 000 Kč pro každého člena týmu (pro školu 7 000 Kč na nákup pomůcek)
3. místo – odměna 2 000 Kč pro každého člena týmu (pro školu 5 000 Kč na nákup pomůcek)

Charakteristika úkolu

1. univerzálnost - úkol bude zadán tak, aby nedošlo k protěžování některého oboru (např. elektro)
2. kreativita - kromě návrhu je třeba zapojit i manuální zručnost (nejde jen o "papírové" řešení)
3. propagace vlastního stud. oboru - zapojení co nejvíce znalostí ze svého oboru
4. kompletnost řešení - nejde jen o nákres, ale je nutné celé řešení tj. kromě výkresové dokumentace i návrh finanční a technické náročnosti, možnost záznamu výsledků (v nejlepším případě i fyzický výrobek splňující zadané parametry)

Zadání úkolu

Představte si, že máte před sebou otevřené potrubí (korýtko, okap, či jakýkoli žlab), kterým proudí voda, nebo jakákoli kapalina. Vaším úkolem je navrhnout a v nejlepším případě i fyzicky sestrojit zřízení, které bude určovat rychlost tohoto proudění.

Podotýkám, že řešení má být neotřelé, funkční, přesné, jednoduché, finančně nenáročné a s co nejúplnější dokumentací. Např. „vodní mlýnek“ je sice funkční a jednoduché řešení, ale není ani v nejmenším neotřelé, jeho princip je znám už řadu let. To ale neznamená, že toto řešení úplně zatracujeme! Také preferujeme fyzický výrobek před sofistikovaným, ale pouze papírovým řešením.

Práce na projektu

Za naši školu se projektu zúčastnily dva týmy   Septima B a Oktáva A. Každý z týmů pojal úkol po svém, takže vznikla dvě zcela odlišná, ale v obou případech funkční řešení. Studenti na projektu pracovali doma ve svém volném čase. Bohužel oba týmy ztratily týden z tolik potřebného času, neboť členi týmů, kteří mají i další aktivity odjížděli na různá týdenní soustředění. Závěřečné kompletace, doladění a pořízení dokumentárního materiálu proběhlo 27. 10.  2004 (v den podzimních prázdnin) v laboratořích školy. „Konkurtenční řevnivost“ obou týmů došla tak, daleko, že do posledních chvil musely oba týmy pracovat odděleně v různých prostorách školy. Průmyslová špionáž se netrpěla!!!

Vždy začínáme teorií…

Provizorní zkušební polygon

Zkouška prototypu

Prototyp Pitotovy trubice

Funguje to??? Funguje!!!

Profesionální vybavení

Vyhlášení výsledků a předání ocenění:

Praha, budova Senátu 10. 11. 2004

Diplom – zvláštní cena poroty:

Ukázka některých zdařilých výrobků středoškolské soutěže "O pohár Becaria" ročník 2004

Princip mlýnku napojeného na starou myš. Počítač pak detekoval pohyb a převedl jej na rychlost podle dodaného softwaru. Nevýhodou bylo vysoké tření.

Mlýnek který roztáčel magnet a principem elektromagnetické indukce indukoval napětí. Po okalibrování bylo možno zjistit rychlost tekoucí vody.

Obdobný princip mlýnku, který se dal pomocí rukoleti sadno umístit do proudu vody.

Dřevěný mlýnek, téměř bez tření. Napojeno na starou myš a pomocí dodaného softwaru bylo možno odečítat rychlost. Díky řemeslnému zpracování a dokumentaci velmi zdařilý výrobek.

Voda při obtékání sondy vychýlila rafičku měřidla. Nevýhodou byl jeden daný sklon koryta a nemožnost širšího použití.

Jako sonda zde slouží polovina pingpongového míčku, jako měřidlo siloměr s vynesenými rychlostmi místo jednotek sil. Špejle, které spojovaly míček a siloměr se daly snadno přelomit.

Na principu obtékání byla vychýlena rafička měřidla. Sonda samotná byla ale poněkud nestabilní a snadno se vychýlila do stran.

Obdobný princip. Oceňujeme použití stavebnice MERKUR. Jako čidlo sloužil proměnný odpor, protékající proud byl pak převeden na rychlost protékající vody.

Princip obrácené turbíny, voda roztočila vrtulku a šroub, elektromotor byl roztočen a vyráběl proud. Ten pak byl snímán a převeden na rychlost vody. Motor měl ale velký odpor.

Protékající voda vystoupala do určité výše nad hlatinou protékající vody. Studenti dodali i velice zdařilou počítačovou simulaci. Bohužel byl kladen větší důraz na fyzikální část.

Převratný přístup k měření. Voda vytékala z trubice a padala na lištu s vynesenými rychlostmi. Místo kam dopadla určilo rychlost proudící vody v trubici. Byl zde využit vrh vodorovný. Bohužel pro větší rychlosti nepoužitelné. Taky nebyl dotažen do konce problém odtékající vody.

Kolejnice z dětských vláčků, voda proudila v korytu pod kolejnicemi. Kolejnice neměly pražce. Voda unášela sondu napojenou na vagonek. Ten projel dráhu jednoho metru a automaticky spustil a vypnul stopky. Tím se dala určit rychlost.