Rubber Band Propeller Toys

Κατασκευάζουμε πλεούμενα καταμαράν … με προπέλες και κινητήρα από λάστιχο

Η ιδέα κατασκευής των καταμαράν με κινητήρα από λάστιχο άρεσε πάρα πολύ στα παιδιά και έτσι σκέφτηκαν να φτιάξουν και άλλα καταμαράν που να κινούνται στο νερό με έλικες ή προπέλες. Αυτή η ιδέα ήρθε από παιδιά που είχαν για χόμπι τον αερομοντελισμό και ήταν πιο εξοικειωμένα με τους έλικες και την κίνηση των αεροπλάνων. Σκέφτηκαν ότι θα μπορούσαν να φτιάξουν καταμαράν που να κινούνται στο νερό με «κινητήρα από έλικα/προπέλα και λαστιχάκι». Πειραματίστηκαν με διάφορες ιδέες για το σκελετό και τους πλευστήρες του καταμαράν, αλλά κυρίως χρησιμοποίησαν φελιζόλ και πλαστικούς σωλήνες, που συνέδεσαν μεταξύ τους με οδοντογλυφίδες και ξυλάκια, αντίστοιχα.

Ο πλαστικός σωλήνας (ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων), μέσα στον οποίο στήριξαν την προπέλα με το λαστιχάκι, είχε διάμετρο 1 εκ. (δηλ. Φ 10) και ταίριαζε με τη διάμετρο της βάσης της προπέλας. Το σύστημα «σωλήνας & προπέλα» στηρίχθηκε, άλλοτε πάνω σε μια υπερυψωμένη, λίγο λοξή, βάση με φελιζόλ και άλλοτε πάνω σε μια κατάλληλα κατασκευασμένη βάση από ξυλάκια, ενωμένα μεταξύ τους με θερμοσιλικόνη. Το λαστιχάκι της προπέλας, κρατιόταν σταθερό στο πίσω μέρος του σωλήνα με μία οδοντογλυφίδα, τοποθετημένη μέσα σε μια μικρή εγκοπή ή εσοχή.

Τα κατασκευαστικά προβλήματα που είχαν να αντιμετωπίσουν τα παιδιά, εστιάζονταν κυρίως στη βελτίωση των παιχνιδιών τους έτσι, ώστε να είναι ενεργειακά πιο αποδοτικά. Για παράδειγμα, οι πλευστήρες από φελιζόλ λειάνθηκαν κατάλληλα με γυαλόχαρτο, προκειμένου να αποκτήσουν «υδροδυναμικό σχήμα» κλπ. Όμως, η θέαση της κίνησης των «προπελοκαταμαράν» μέσα από «τα μάτια της ενέργειας» αποτελεί πάντα το τελικό ζητούμενο.

Υλικά που χρειαζόμαστε

έλικες/προπέλες μοντελισμού με βάση διαμέτρου 1 εκ. (δλ. Φ 10) και με άγκιστρο για τα λαστιχάκια λαστιχάκια μεγέθους 20, λεπτά ή και φαρδύτερα σκληρό φελιζόλ (DOW), συνήθως χρώματος μπλε, πάχους 2-2,5 εκ. κομμάτι από σωλήνα ηλεκτρολόγου Φ 10 ή κομμάτι από μαρκαδόρο που να ταιριάζει πάνω ο έλικας (στη διάμετρο) κομμάτια από σωλήνες ηλεκτρολόγου Φ 16 ή Φ 23 φελλούς από μπουκάλια κρασιού, για μια δεύτερη χρήση καλαμάκια (ξύλινα για σουβλάκι) κοπίδι, χάρακα και επιφάνεια κοπής και ένα τσιμπίδι μερικές οδοντογλυφίδες άσπρη κόλλα ξυλουργού ή ρευστή κόλλα ή θερμοσιλικόνη με πιστόλι μικρό (10 W) μαρκαδοράκι, ή μολύβι & ψαλίδι (μικρό, ενδεχομένως), ένα σουβλί και λίγο λεπτό σύρμα γυαλόχαρτα σφουγγάρια για τρίψιμο του φελιζόλ πολύχρωμους μαρκαδόρους ή ακρυλικά χρώματα (μπογιές) για διακόσμηση

Τι θα κάνουμε

Κόβουμε προσεκτικά με κοπίδι (με τη βοήθεια δασκάλου-ας ή γονιού) 2 λωρίδες φελιζόλ DOW (μπλε) μήκους 25 εκ. και πλάτους 4-5 εκ. περίπου, για να φτιάξουμε τους πλευστήρες του καταμαράν. Χρειάζεται να κόψουμε επίσης μια βάση ένωσης των πλευστήρων, για το «κατάστρωμα» του καταμαράν, περίπου 15 x 10 εκ. Στη συνέχεια, κολλάμε το «κατάστρωμα» πάνω στους πλευστήρες με θερμοσιλικόνη ή ρευστή κολλά, ενώ επιλεκτικά μπορούμε να ενισχύσουμε την κόλληση καρφώνοντας κομμάτια από οδοντογλυφίδες μέσα στο φελιζόλ, όπως κάναμε και στο καταμαράν με το κουπί.

Για να φτιάξουμε μια υπερυψωμένη βάση στήριξης για το σωλήνα του έλικα, μπορούμε να κόψουμε άλλη μια λωρίδα φελιζόλ 15-20 x 3-5 εκ. περίπου, που να μοιάζει με «κολόνα» και έπειτα να την γυαλοχαρτίσουμε κατάλληλα τριγύρω στις ακμές της. Προσεκτικά, ανοίγουμε μια τρύπα με διάμετρο 1 εκ. περίπου, χρησιμοποιώντας ένα σουβλί αρχικά και στη συνέχεια ένα μολύβι (με τη βοήθεια δασκάλου-ας ή γονιού). Εκεί θα περάσουμε και θα στηρίξουμε το σωλήνα Φ 10 με την προπέλα (βλ. διπλανή φωτογραφία). Στη συνέχεια, περνάμε το σωλήνα μέσα στην τρύπα που ανοίξαμε και μέσα σε αυτόν περνάμε το λαστιχάκι που είναι πιασμένο πάνω στο γάντζο της προπέλας. Πιέζοντας, εφαρμόζουμε την προπέλα στο μπροστά μέρος του σωλήνα, ενώ παράλληλα ασφαλίζουμε το λαστιχάκι με μία οδοντογλυφίδα, μέσα σε μια εγκοπή/εσοχή, στο πίσω μέρος του σωλήνα στήριξης. Εναλλακτικά, μπορούμε να φτιάξουμε μία βάση από φελιζόλ σε σχήμα «Π», η οποία να στηρίζεται σε ένα «σύνδεσμο» ή πάνω σε ένα μεγαλύτερο κομμάτι «καταστρώματος». Στο επάνω κομμάτι αυτής της βάσης, ανοίγουμε πάλι μια τρύπα διαμέτρου 1 εκ. για το σωλήνα της προπέλας. Η κατασκευή αυτή είναι μάλλον πιο εύκολη τόσο για το άνοιγμα της τρύπας, όσο και για τη στήριξή της. Όποια βάση κι αν τελικά επιλέξουμε, την κολλάμε καλά πάνω στο «κατάστρωμα», με θερμοσιλικόνη ή ρευστή κόλλα και την ενισχύουμε καρφώνοντας μικρά κομμάτια οδοντογλυφίδας μέσα στο φελιζόλ.

Επιπλέον, για τους πλευστήρες μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε και δύο κομμάτια σωλήνες ηλεκτρολογικής εγκατάστασης, Φ 16 ή Φ 23, μήκους 25 εκ. περίπου. Στις δύο άκριες του κάθε σωλήνα, σφηνώνουμε από ένα κομμάτι φελλό, λειαίνοντάς τον κατάλληλα με γυαλόχαρτο για να χωρέσει και δίνοντάς του ένα σφαιρικό σχήμα εξωτερικά. Σφραγίζουμε καλά με θερμοσιλικόνη ή κόλλα το χώρο γύρω από το φελλό και το σωλήνα, ενώ παράλληλα φράσσουμε την τρύπα του φελλού, που ενδεχομένως έχει από το ανοιχτήρι τιρμπουσόν, εφόσον έχει ανακυκλωθεί από μπουκάλι κρασί, για μία δεύτερη χρήση. Είναι σημαντικό οι πλευστήρες του καταμαράν να διατηρηθούν στεγανοί και να μη γεμίσουν αργότερα με νερό. Στη συνέχεια, ενώνουμε τους δύο πλευστήρες με μια κατασκευή καταστρώματος. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα κομμάτι φελιζόλ ή ένα κομμάτι κόντρα πλακέ ή ακόμα να φτιάξουμε μια κατασκευή με ξυλάκια από καλαμάκια, όπως έκαναν δύο ομάδες παιδιών. Έτσι, έφτιαξαν μια κατασκευή με πλαίσια και μια κατασκευή με ξυλάκια χιαστή. Έπειτα, στήριξαν το σωλήνα με την προπέλα πάνω σε δύο ζευγάρια ξυλάκια τριγωνικής διάταξης, με το μπροστινό λίγο πιο ψηλό από το πίσω. Στη βάση που σχημάτιζαν οι δύο τριγωνικές κατασκευές, στήριξαν το σωλήνα με την προπέλα, λίγο λοξά με το μέρος της προπέλας ψηλότερα, χρησιμοποιώντας και ένα κομμάτι λεπτό σύρμα για κατάλληλη ρύθμιση ύψους για την κίνηση της προπέλας.

Τα «προπελοκαταμαράν» είναι τώρα έτοιμα, με πλευστήρες από φελιζόλ και με πλευστήρες από σωλήνες και φελλούς. Παρουσιάστηκαν στα παιδιά όλης της τάξης αλλά και άλλων τάξεων του σχολείου και επίσης βρισκόταν σε ειδική «πισίνα» με όλα τα «πλεούμενα» παιχνίδια της «μηχανικής ενέργειας» στο Πανηγύρι της επιστήμης, στο τέλος του σχολικού έτους (βλ. τελευταίες φωτογραφίες).

Ερωτήματα

Οι κατασκευές των παιχνιδιών «προπελοκαταμαράν», και όχι μόνο, εμπλέκουν δεξιότητες από επιστήμη, τεχνολογία, απλή μηχανολογία, μαθηματικά και τέχνη. Είναι, δηλαδή, μέσα στο πνεύμα των δραστηριοτήτων του ενιαιοποιημένου STEAM [Science, Technology Engineering, Arts & Mathematics]. Οι ομάδες και τα ζευγάρια των παιδιών που ασχολήθηκαν με τα «προπελοκαταμαράν», το έκαναν με μεγάλο ενδιαφέρον και με αυξημένο ζήλο, στοιχεία που συνέτειναν σε ένα βαθμό ιδιοποίησης για τις κατασκευές τους, που συχνά ήταν οδηγός στην επίλυση των προβλημάτων για τη βελτίωσή τους (βλ. παρακάτω φωτογραφίες 1-4). Δοκίμασαν πολλές διαφορετικές ιδέες στα κατασκευαστικά ζητήματα που προέκυπταν και κάθε φορά κατέληγαν, περισσότερο ή λιγότερο συναινετικά, στη «βέλτιστη λύση». Η θέαση των «παιχνιδιών-προπελοκαταμαράν» μέσα από τα «μάτια της ενέργειας», αποτέλεσε κομβικό σημείο της ενασχόλησής με την κατασκευή τους. Ερωτήματα που απασχόλησαν τα παιδιά ήταν τα ακόλουθα:

• Ποια υλικά θα χρησιμοποιήσουμε για να κατασκευάσουμε καλύτερα προπελοκαταμαράν;
• Πώς θα τα κατασκευάσουμε για να πηγαίνουν πιο μακριά μέσα στο νερό, όταν τα «κουρδίζουμε»;
• Πώς θα γίνουν οι πλευστήρες καλύτεροι για να πηγαίνουν πιο «ίσια»;
• Τι μπορούμε να κάνουμε για να έχουν καλύτερο σχήμα και να «σχίζουν» πιο εύκολα το νερό;
• Ποια λαστιχάκια είναι καλύτερα για τις προπέλες και «αποθηκεύουν» περισσότερη ενέργεια όταν τα «κουρδίζουμε»;
• Πώς θα καταφέρουμε να κουρδίσουμε καλύτερα τις προπέλες;
• Τι γίνεται με τις «τριβές» που έχουμε με στους πλευστήρες μέσα στο νερό, στα λαστιχάκια κλπ.;
• Πώς θα φτιάξουμε (τελικά) προπελοκαταμαράν που να πηγαίνουν καλύτερα και πιο μακριά;
• Τι σχέση έχει η ενέργεια με όλα αυτά;

Τι συμβαίνει;

…
Διδακτική αξιοποίηση

Τα προπελοκαταμαράν με κινητήρα από λάστιχο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ένα σχέδιο ομαδικής εργασίας στην τάξη, στην ενότητα "Ενέργεια" της Ε΄ και της Στ΄ τάξης [Ενέργεια: Φύλλο Εργασίας 1 & 2].