Hằng năm Sở Giáo Dục và Đào Tạo Thành Phố Hồ Chí Minh tổ chức Môn thi STEM – Xe thế năng, trong khuôn khổ kỳ thi Olympic Tháng 4 Thành phố Hồ Chí Minh năm 2020 cho học sinh THCS (lớp 6, 7, 8) và THPT (lớp 10, 11).

Cuộc thi sẽ giúp thí sinh vận dụng các kiến thức, kỹ năng về toán học, khoa học, kỹ thuật và công nghệ, tìm tòi và thử nghiệm để thiết kế, chế tạo theo quy định chiếc xe chở theo một mô hình bồn chứa chất lỏng, có khả năng di chuyển xa nhất.

Cuộc thi sẽ giúp thí sinh vận dụng các kiến thức, kỹ năng về toán học, khoa học, kỹ thuật và công nghệ, tìm tòi và thử nghiệm để thiết kế, chế tạo theo quy định chiếc xe chở theo một mô hình bồn chứa chất lỏng, có khả năng di chuyển xa nhất.

Thí sinh sử dụng các vật tư, linh kiện rời thông dụng để chế tạo chiếc xe chở theo một mô hình bồn chứa chất lỏng di chuyển xuống theo một mặt dốc và tiếp tục di chuyển xa nhất trên mặt ngang. Thể lệ chi tiết của cuộc thi được nêu trong phụ lục đính kèm.

Tôi chia sẻ bài viết  “ Thiết Kế – Chế Tạo – Tối Ưu Xe Thế Năng” dựa trên các kiến thức đã được học trong trường, tự tìm hiểu thêm các kiến thức trong thực tế, cũng như những kinh nghiệm tích lũy được khi tham gia cuộc thi, bài viết gồm 05 phần chính như sau:

THỂ LỆ CHI TIẾT CỦA CUỘC THI GIÁO DỤC STEM – OLYMPIC THÁNG 4 TP.HCM NĂM 2020.

CÁC KIẾN THỨC VẬT LÝ LIÊN QUAN “ THIẾT KẾ – CHẾ TẠO – TỐI ƯU XE THẾ NĂNG”.

PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN XE VÀ PHÁC THẢO THIẾT KẾ SƠ BỘ.

THIẾT KẾ – CHẾ TẠO – TỐI ƯU XE THẾ NĂNG.

CÂN CHỈNH VÀ THỬ NGHIỆM XE THẾ NĂNG.   

  OLYMPIC THÁNG 4 TP.HCM NĂM 2020

Xem link: https://hcm.edu.vn/thong-bao/ve-mon-thi-stem-xe-the-nang-trong-khuon-kho-ky-thi-olympic-thang-4-thanh-pho-ho-c41000-63371.aspx

Chủ đề bài thi:

Tiến lên và vươn xa cùng trọng trách.

Mục tiêu:

Dựa trên việc vận dụng các kiến thức, kỹ năng về toán học, khoa học kỹ thuật và công nghệ, thí sinh tìm tòi và thử nghiệm để thiết kế, chế tạo theo quy định chiếc xe chở theo một mô hình bồn chứa chất lỏng, có khả năng di chuyển xa nhất.

Nội dung:

Thí sinh sử dụng các vật tư, linh kiện rời thông dụng để chế tạo chiếc xe chở theo một mô hình bồn chứa chất lỏng, di chuyển xuống theo một mặt dốc và tiếp tục di chuyển xa nhất trên mặt

Các vật tư, linh kiện rời được sử dụng: các tấm, thanh nhựa, gỗ, thuỷ tinh, kim loại, ổ bi (bạc đạn) rời, ốc, vít, đinh, đinh tán… để làm khung sườn xe, trục và bánh xe. Thí sinh được tự gia công trước các linh kiện theo các hình thù, kích thước khác nhau (hình tấm đa giác, tấm tròn, khối hộp, thanh hình trụ, khối trụ…) để khi dự thi  có thể lắp ráp xe theo các phương án khác nhau. Các phần rời không được được hàn sẵn với nhau. Ổ bi (bạc đạn) để rời không được gắn sẵn vào bánh xe.

Không sử dụng các vật liệu sản xuất sẵn như bánh xe, đĩa CD, đĩa DVD… để lắp ráp, chế tạo xe. Bồn chứa phải là vật liệu rắn, không sử dụng các vật liệu sản xuất sẵn như chai, bồn, hộp, lon, ống, bao (bịch), tuýp có thể chứa chất lỏng để lắp ráp, chế tạo bồn chứa.

Ngày 24/3/2020: thí sinh chuẩn bị các vật tư, linh kiện trong một thùng đựng để được Ban Tổ chức kiểm tra, niêm phong và lưu giữ.

Ngày 25/3/2020, tại địa điểm thi thí sinh phải chế tạo, lắp ráp một chiếc xe hoàn chỉnh có thông số như sau: chiều ngang tối đa 12 cm, chiều cao tối đa 15 cm; chiều dài xe không giới hạn. Xe có công năng chở bồn chất lỏng không quá 1 lít chất lỏng. Lỗ (miệng) để cho chất lỏng vào bồn được đặt phía trên có kích thước sao cho vòi bơm chất lỏng có tiết diện tròn đường kính 4 cm lọt vào dễ dàng. Tổng khối lượng xe đã có chứa 1 lít chất lỏng vào bồn chứa không quá 2 kg.

Xe có từ 3 đến 4 bánh xe. Bánh xe có dạng đĩa tròn (hình trụ dẹp), được cưa, cắt ra từ các tấm vật liệu nhựa, gỗ hoặc kim loại; không sử dụng vật liệu, bánh xe theo hình dạng sẵn có. Không sử dụng trực tiếp ổ bi (bạc đạn) để làm bánh xe.

Các bánh xe gắn với trục bánh xe bằng các ổ bi (bạc đạn), trục bánh xe gắn cố định với thân xe. Khi xe chuyển động, các bánh xe lăn trên mặt đường, trục bánh xe và thân xe chuyển động tịnh tiến với mặt đường. Các bánh xe chuyển động độc lập nhau.

Chất lỏng sẽ được rót vào bồn chứa và được đóng chặt lỗ (miệng) rót bồn chứa trước khi xe tham gia thi đấu.

Khi xe chuyển động, các bánh xe cũng như bồn chứa chất lỏng vẫn gắn liền với xe, không được rời ra khỏi xe và không được chạm xuống mặt sàn. Chất lỏng không được chảy ra ngoài.

Trên xe có một tấm biển (vật liệu bất kỳ) có kích thước 10 cm x 5 cm để ghi mã số xe. Giữa đuôi xe có một móc tròn kim loại nằm ngang, đường kính từ 1 cm đến 2 cm để luồn dây qua và giữ xe ở vị trí xuất phát.

Khi thực hiện sản phẩm trong ngày 25/3/2020, thí sinh tự trang bị và sử  dụng các công cụ cầm tay (kềm, búa, tuốcnơvít, máy khoan, mài…) để chế tạo, lắp ráp sản phẩm. Thí sinh phải có trang bị bảo hộ lao động (găng tay, kính bảo hộ…) trong lúc thực hiện sản phẩm.

Khi hoạt động, xe không được sử dụng bất cứ nguồn năng lượng nào dự trữ trong xe (nhiệt năng, điện năng, quang năng, các cơ chế dự trữ năng lượng qua lò xo, bánh đà …). Nhờ thế năng ban đầu cung cấp bởi một mặt phẳng nghiêng, xe phải lăn được một quãng đường đi xa nhất.

Để có được một chiếc xe đạt hiệu quả cao, thí sinh cần nghiên cứu, thử nghiệm và tìm phương án thích hợp cho một số vấn đề sau: ảnh hưởng của khối lượng xe, chiều cao xe, hình dạng xe, hình dạng và kích thước bồn chứa chất lỏng, kích thước bánh xe, sự khác biệt về kích thước giữa bánh trước và bánh sau xe, chiều dài trục xe, khoảng cách giữa trục trước và trục sau xe, chất liệu làm bánh xe… để xe chạy được xa hơn.

 Thể thức thi đấu:

Các thí sinh và sản phẩm dự thi tập kết trong một khu vực quy định.

Mỗi xe có một mã số dự thi.

Ban tổ chức quy định loại chất lỏng. Chất lỏng sẽ được rót vào bồn chứa trong lúc kiểm tra xe lần cuối.

Xe dự thi của mỗi đội sẽ xuất phát lần lượt liên tiếp nhau.

Mỗi thí sinh đặt xe xuất phát ở vị trí mép sau của xe tại đỉnh của mặt phẳng nghiêng. Giám khảo và thí sinh buông cho xe lăn xuống dốc rồi tiếp tục chuyển động trên mặt phẳng ngang. (hình 1)

Xe đạt kết quả càng cao khi di chuyển quãng đường trên mặt phẳng ngang càng dài. Kết quả chỉ tính khi xe đảm bảo yêu cầu chế tạo và các yêu cầu khi xe chuyển động

Mặt phẳng nghiêng có chiều dài 1 m, chiều ngang 0,5 m, chiều cao 0,4 m. Đường trung tâm giữa sân thi đấu nằm vuông góc với đáy mặt phẳng nghiêng, tại trung điểm của đáy mặt phẳng nghiêng. Hai đường biên nằm hai bên đường trung  tâm, mỗi đường biên cách đường trung tâm 1 m (hình 2).

Kết quả thi của xe được tính tại vị trí xe dừng lại và bằng khoảng cách từ mép sau của xe đến đường thẳng đi qua đáy mặt phẳng nghiêng, theo phương song song với đường trung tâm. Nếu xe vượt ra ngoài đường biên, kết quả được tính bằng khoảng cách từ vị trí cuối cùng nơi xe ra khỏi đường biên (do giám khảo biên xác định) dọc theo đường biên đến chân mặt phẳng nghiêng. Mỗi vòng thi, thí sinh được cho xe chuyển động 3 lần và lấy kết quả cao nhất trong 3 lần thực hiện này.

Ngày thi đấu chính thức được diễn ra thành 3 vòng thi.

Vòng loại: tất cả các đội tham gia thi theo thứ tự được bốc thăm và công bố  trước giờ thi.

Vòng bán kết: 50% đội dự thi đạt kết quả cao nhất của vòng loại được vào dự thi vòng bán kết, thứ tự dự thi là của đội có kết quả thấp nhất đến kết quả cao nhất của vòng loại.

Vòng chung kết: 50% đội dự thi đạt tổng kết quả cao nhất của 2 vòng thi trước được vào dự thi vòng chung kết, thứ tự dự thi là của đội có kết quả thấp nhất đến kết quả cao nhất của tổng 2 vòng thi trước đó.

Trong thời gian diễn ra cuộc thi, thí sinh được phép điều chỉnh kết cấu của xe thi đấu theo quy định trong cuộc thi nhưng phải diễn ra trong khu vực tập kết các đội dự thi và không được sử dụng vật tư, linh kiện … của thí sinh khác, của xe khác.

Khi Ban tổ chức công bố tên của đội dự thi để có mặt ở vị trí xuất phát, nếu đội dự thi có mặt sau 15 giây thì Ban tổ chức sẽ loại đội thi đó và tiến hành cho đội kế tiếp dự thi.

Cơ cấu giải thưởng

Thực hiện theo công văn số 3731/KH-GDĐT-TrH ngày 11 tháng 10 năm 2019 của Sở GDĐT Thành phố Hồ Chí Minh về việc tổ chức Kỳ thi Olympic Tháng 4 Thành phố Hồ Chí Minh năm 2020.

Thông tin liên lạc

Các đơn vị, cá nhân cần trao đổi thêm về các thông  tin liên quan, đề nghị liên hệ với Phòng Giáo dục Trung học, điện thoại 028 38 299 681 hoặc ông Thái Xuân Vinh, chuyên viên Phòng Giáo dục Trung học, điện thoại 0909 399 215./.

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *