327
з історії

164
учня

97
для 11 классу

303
відкореговано


Вашій увазі

510
кейсів
Останнє оновлення:
23.03.2017


Кейс - урок "Форд: машина и человек"
Кейс - урок "Форд: машина и человек"

Раздел: Общечеловеческие ценности

Уровень (класс): 8-11 

Тема: История открытий и прогресса

Цель: Узнать, как зародилась автомобильная промышленность благодаря неординарным личностям и как она развивалась в ходе индустриальной революции

 

 

Какая информация меня здесь ждет?

  • Чем двигатель электромобиля отличается от двигателя внутреннего сгорания?
  • Какое топливо лучше: традиционное или экологичное?
  • Какие фундаментальные и практические знания мне пригодятся?
  • Как организовать большой и успешный автомобильный бизнес?
  • Как «правильно» рекламировать автомобиль?
  • Откуда берется цена на бензин?

 

6 разверток по предметам, явлениям и практикам:

 

Вступление

Автомобиль – привычная уже неотъемлемая часть современного мира. Он – и «рабочая лошадка», везущая вас от места до места,  и показатель статуса, демонстрирующий, чего вы достигли в жизни, и модный «аксессуар» для коллекционеров.

У истоков автомобильной промышленности Генри Форд перевел автомобиль из разряда «роскошь» в разряд «необходимость». А современный автомобиль Tesla призван перевести электромобили из разряда «будущее» в разряд «настоящее».

Проследим же путь от первого автомобиля до современных концепт-каров.

 

 

Физика

«Главной» частью автомобиля большинство людей считают двигатель. Как же работает двигатель внутреннего сгорания? Как работает двигатель электромобиля?

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно в рабочей камере (внутри) двигателя. ДВС преобразует давление от сгорания топлива в механическую работу. Самый распространенный тип – четырехтактный двигатель. Почему он так называется? Работа двигателя проходит в четыре этапа – такта.

 

Перемещение поршня в цилиндре вызывает изменение объема надпоршневого пространства. Объем внутренней полости цилиндра при положении поршня в ВМТ называют объемом камеры сгорания Vc. Объем цилиндра, образуемый поршнем при его перемещении между мертвыми точками, называется рабочим объемом цилиндраVh.

 

где D – диаметр цилиндра, мм; S – ход поршня, мм.

Описание работы двигателя внутреннего сгорания:

Как работает двигатель электромобиля? Электрический моторTesla Model S является прямым потомком двигателя, разработанного еще Николой Тесла. Бесщеточный, 4х полюсной, 3х фазный двигатель переменного тока с жидкостным охлаждением.

Он небольших размеров по сравнению с двигателями внутреннего сгорания. Расположен на задней оси между колесами.

 

Мотор состоит из двух частей: ротор и статор. Материалы (от внешнего слоя к внутреннему): алюминий, сталь, медь. Единственная точка контакта в моторе — подшипники.

Подобный двигатель позволяет отказаться от трансмиссии и использовать прямой привод. Мотор обеспечивает максимальную скорость автомобиля - 208 км/час (130 миль/час) на единственной передаче. Двигатель выдает 100% крутящего момента на любой скорости, очень эффективный. Крутящий момент двигателя 600 Н•м, мощность 416 лошадиных сил. Автомобиль с таким двигателем разгоняется от 0 до 100 км/час за 4,2 с.

Если для двигателя внутреннего сгорания важен объем цилиндра, то для электромобиля важна емкость аккумулятора. Она показывает, сколько времени аккумулятор сможет питать подключенную к нему нагрузку. Чаще всего емкость измеряют в амперах за час – «ампер-часах». Емкость аккумулятора является произведением постоянного тока разряда аккумулятора на время разряда:

 

Кроме емкости важной характеристикой является энергия аккумулятора. Речь идет об энергии, которая может быть накоплена в полностью заряженном аккумуляторе. Энергия тем больше, чем больше напряжение.

 

Каким образом вращательные движения колеса преобразуются в линейное движение автомобиля? Ответ лежит в области кинематики.

 

 

 

Равноускоренное движение точки по кругу приводит к повышению линейной скорости, то есть круговое движение колеса "двигает" автомобиль. При этом скорость движения автомобиля в целом и скорость вращения колеса - взаимосвязанные параметры. Их связь проявляется в линейной скорости равномерного движения по кругу:

 

 

Движение колеса по кругу (вращение) характеризуется угловой скоростью. Это физическая величина, которая показывает, какое угловое перемещение осуществляет тело (в данном случае колесо) за единицу времени. Определяется отношением углового перемещения ко времени, за которое оно проходило:

 

Для характеристики вращательного движения используют и период – время, за которое колесо (или другое вращающееся тело, например вал) делает один оборот:

 

Также работу автомобиля характеризуют частотой. Она представляет собой физическую величину, которая показывает, сколько оборотов делает тело за единицу времени.

Вращательное движение передается через вал колесам автомобиля. При увеличении частоты вращения вала двигателя происходит и соответствующее увеличение скорости движения автомобиля. С какой скоростью двигается автомобиль при 2000 об/мин и при 4500 об/мин? До какой максимальной скорости можно разогнаться на второй передаче? На эти и многие другие вопросы можно получить ответы с помощью расчета. Расчет можно проводить самостоятельно, а можно использовать специальные программы. Например: http://carinfo.kiev.ua/cars/speed-rpm

 

Задание:


Дано: частота вращения – 5000 об/мин, диаметр колеса – 18 дюймов (1 дюйм – 2,54 см; диаметры колес чаще всего указываются на маркировке шин в дюймах).

Найти скорость движения.

 

Химия

Топливо – это «пища» для автомобилей, без которой невозможно движение. Оно бывает разным: бензин, дизель, биодизель (биотопливо).

Бензин является  горючей смесью легких углеводородов. Наибольшее число в нем составляют ароматические углеводороды, наименьшее - парафины нормального строения. Пример ароматических углеводородов:

 

Дизельное топливо – это смесь углеводородов, в основе которой лежат предельные углеводороды. Применяется для дизельных двигателей, в обиходной речи называется "соляркой".

Биотопливо (биодизель) отличается достаточно высоким содержанием этанола. Биотопливо получают перегонкою из масел - отходов или маслянистых сельскохозяйственных растений (например, рапса).

 

Главным критерием автомобильного топлива является детонационная стойкость. Это способность топлива противостоять самовоспламенению при сжатии для двигателей внутреннего сгорания. Детонационная стойкость выражается октановым числом. Именно оно обозначается в маркировках топлива цифрами 80, 92, 95, 98.

Топливо содержит не только углеводороды. Оно зачастую включает и примеси: свинец, марганец, смолы, серу.

Вот сравнительная характеристика автомобильного топлива:

 

С каждым годом все популярнее становится биотопливо. Оно подходит для двигателей с разными требованиями к октановому числу (от 76 до 98). Оно не дает вредных выбросов: сажи, дыма. Но есть и критики внедрения биотоплива. Они заявляют, что растущий спрос на биотопливо вынуждает сельхозпроизводителей сокращать посевные площади под продовольственными культурами и перераспределять их в пользу топливных.

Вопрос:


Как вы думаете, перспективно ли производство биотоплива в Украине?
История/Личности

Имя Генри Форда легендарно, благодаря многим внедренным им новшествам, а также харизматическому "несносному" характеру.

 

Генри Форд – промышленник и изобретатель (на его счету 161 патент), владелец автомобильных заводов по всему миру. Его лозунгом был: «Автомобиль для всех!». В начале эпохи автомобилестроения он выпускал самые дешевые и самые популярные автомобили. Для того, чтобы люди не боялись покупать автомобили, он догадался своим рабочим выдавать зарплату автомобилями или акциями своих заводов. В результате и деньги на зарплате экономил, и по городам стали разъезжать тысячи и тысячи машин, доставшиеся рабочим по льготным ценам.

Когда Форду было 16 лет, он убежал с родительской фермы в Детройт. Сначала он был механиком «Электрической компании Эдисона». А в свободное время собирал свой первый автомобиль. Уже в 1903 году он основал фирму «Ford Motor Company» и первым серийным автомобилем стал Ford A.

Успех пришел к фирме после начала выпуска модели Ford Т в 1908 году.

 

В 1910 году был построен самый современный на то время автомобильный завод - «Хайленд парк». На нем Форд и начал эксперимент по внедрению конвейера в производство (1913 год). Это была идея революционного менеджмента.

Сборка автомобиля была поделена на операции. Например, сборка двигателя включала 84 операции. Один рабочий собирал двигатель 9 часов 54 минут, а 84 рабочих конвейера – 40 минут. Сначала конвейер был просто движущейся платформой. В 1914 году его подняли на высоту пояса для удобства рабочих.

 

Для жесткого контроля качества Форд создал полный производственный цикл от добычи руды до производства автомобиля.

Он ввел самую высокую минимальную заработную плату в США того времени, допустил рабочих до участия в прибылях компании.

Для сотрудников автомобили продавались значительно дешевле. Это стимулировало покупки автомобилей самими сотрудниками и, в конечном счете, всеми жителями страны. В 20-х годах Форд продавал больше автомобилей, чем все его конкуренты вместе.

Итак, Детройт времен Форда – процветающая «столица автомобилестроения». Однако индустриальная революция развивается циклами по спирали. Почему же Детройт стал городом-банкротом, с долгом, превышающим 20 млрд. долларов? А его основные кредиторы – пенсионные фонды и страховые компании?

В 1973 году разразился нефтяной кризис. «Прожорливые» большие американские автомобили не смогли конкурировать с экономичными японскими и европейскими. Заводы стали закрываться, из города начался отток населения. В 2013 году город официально объявили банкротом.

 

Однако компания «Ford Motor Company» не сдается и верна традициям: ее штаб-квартира по-прежнему находится в Детройте. А город оживает, благодаря другим инвестициям.

Автомобилестроители, учитывая опыт Фрда, поняли, что будущее за экономичными автомобилями, которые полностью воплотят в жизнь принцип Форда: «Автомобиль для всех!». Поэтому большой бизнес строится на массовых, а не эксклюзивных машинах.

Новым флагманом современного автомобилестроения обещают стать электромобили. Например, серийный электромобиль Тесла, с самой популярной моделью Tesla Model S.

 

Концепт автомобиля был представлен 26 марта 2009 года в городке Хоторн, Калифорния. Седан разрабатывается фирменным филиалом в Детройте. После окончания проектно-конструкторских работ фабрика должна производить в Калифорнии 35 000 автомобилей модели. В зависимости от комплектации, без перезарядки автомобиль сможет проехать в среднем 480 километров.

12 ноября 2012 года автомобиль получил награду «Автомобиль года» от Motor Trend 2013.

Вопрос:


Как вы думаете, благодаря каким личностным качествам, Форду удалось основать и развить свою автомобильную империю?
Маркетинг

История автомобильной промышленности знает немало особенных, «невероятных» маркетинговых ходов и стратегий.

Генри Форд – первопроходец в этой области. Залог успеха его компании – идея о доступности автомобилей. В первый год своего существования ««Ford Motor Company» выручила от продажи автомобилей полтора миллиона долларов. Почти четыреста тысяч долларов оказались прибылью. Первый автомобиль, известный как модель А, был продан в 1903 году за 850 долларов. И Генри Форд намеревался снизить цену и в 1904 году продать еще больше автомобилей.

 

Еще одним новшеством, связанным с именем Генри Форда, стал сервис. Сегодня, покупая автомобиль, вы получаете сервисную книжку, в которой расписаны ТО – техническое обслуживание вашей «обновки». Во времена Форда дела обстояли иначе. Дело в том, что в те годы автомобилестроители обычно оставляли право решать вопросы ремонта и обслуживания автомобилей самим покупателям. Через два года после основания компании, в 1905 году, Генри Форд опять внедрил новшество – организовал простейшую сервисную службу из прошедших заводскую подготовку механиков. 
Овальная эмблема Ford существует уже более 50 лет и является одной из наиболее узнаваемых международных торговых марок. Ее прототипом стал логотип, придуманный помощником Генри Форда еще в первые годы существования компании. За прошедьшие годы она претерпела немало изменений:

 

Идя в ногу со временем, в 30-е годы был создан первый рекламный ролик автомобиля "Форд":

 

 

С тех пор для автомобилей марки было создано немало необычных, креативных и запоминающихся рекламных роликов, проведено немало успешных рекламных компаний. Например, весной 2007 года Ford представил обновленный Mondeo в 90-секундном ролике «Desire» («Вожделение»), созданным агентством Ogilvy London. В споте жители Лондона, мечтающие о новом Ford Mondeo, с помощью воздушных шариков избавились от своих старых автомобилей. В данном ролике практически не использовалась компьютерная графика – машины действительно летали. Чтобы поднять в воздух авто, пре-продакшену пришлось соорудить легкие макеты в натуральную величину. Самая легкая машина весом не более 5 килограмм была сделана в немецкой компании Effekt Technik – конструкция самостоятельно летала, когда ее наполняли гелием. Видео снимали в 30 точках Лондона, в съемках было задействовано около 400 человек, надуто 1400 шаров с использованием 600 кубометров гелия. Эти рекламные съемки стали одними из самых масштабных в Лондоне. 

Креативная реклама не обошла стороной и экологичные автомобили. Агентство Ogilvy Stockholm разработало рекламную кампанию для экологичных двигателей Ford Flexifuel. В новом ролике рекламщики показали зрителям детенышей животных, находящихся в материнских утробах. Они – будущее поколение, жизнь которого должна протекать в более чистой среде обитания. Этому, разумеется, способствуют экологичные двигатели Ford Flexifuel. В конце появляется теглайн: «Ради будущих поколений». Этот слоган также характеризует современную политику компании, как и исторический девиз Форда.

Вопрос:


Какая современная реклама автомобиля вам нравится (не нравится) и почему?
Бизнес

Цена на бензин – вот, что люди обсуждают чаще всего.

Из чего же формируется цена 1 л бензина (95)? Калькуляция предствалена в гривнах. 

 

 Учитывая, что автотранспорт - связующие звенья экономики, повышение цены на топливо запускает подорожание перевозок и приводит к росту цен практически всех товаров и услуг. Поэтому, именно цена топлива может стать лимитирующим фактором для развития многих типов бизнеса. И именно поэтому электромобили и гибридные автомобили, не зависящие от цен на топливо, способны развязать этот заклятый узел "цена топлива - цена перевозки - цена товара".  

 

Мода

Мода - изменчивая, непостоянная, но вечно желанная гостья. Она затрагивает не только одежду, музыку, аксесуары, гаджеты. Есть в современном мире и "автомобильная мода". Каковы же ее тенденции? На гребне моды интеллектуальные и экологичные автомобили. К ним, в первую очередь, можно отнести гибридные автомобили - такие, которые используют более одного источника энергии. Они сочетают в себе преимущества электромобиля и автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Этот тип представлен во многих марка и классах. Следуя моде, поддерживая ее и даже до некоторой степени формируя, компания Ford, вслед за Tesla, открыла доступ к своим патентам по технологиям гибридных авто. Это позволит ускорить развитие электромобилей и улучшить уже существующие: 

 Можа на такие автомобили - разумная и полезная мода, такая, которая способна дать толчек к развитию новых экологичных технологий и неожиданных "зеленых" решений. 

 

Подведение итогов урока:

Наименование

Содержание

1

Результаты кейс - урока можно дополнить такими находками учеников

 

2

Какие 3 сайта помогли найти важную информацию?

http://edufuture.biz/

http://at-systems.ru/quest/new-quest/what-is-capacity-y.shtml

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%80%D1%81

 

3

В помощь ученику и коучу:

http://edufuture.biz/

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=v29IZ4RFYSk.

http://at-systems.ru/quest/new-quest/what-is-capacity-y.shtml

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%80%D1%81

4

Где брать информацию для кейса:

http://edufuture.biz/

http://at-systems.ru/quest/new-quest/what-is-capacity-y.shtml

http://autoustroistvo.ru/dvigatel-dvs/rabota-dvigatelya-vnutrennego-sgoraniya-takti-dvigatelya/

http://forest.petrsu.ru/courses/pump/Pump1/_Pump1.htm

http://carinfo.kiev.ua/cars/speed-rpm

http://biodiesel.org.ua/archives/596

http://www.advertology.ru/article116637.htm

 

5

Локация проведения кейс - урока:

Кейс - урок проходит в классе. Возможно проведение в музее, библиотеке.

6

Соревновательность:

Команды мальчиков и девочек.

Счет составил:….

Задания для них:

  • За 2 с (t) колесо автомобиля делает 8 оборотов (N). Радиус (r) колеса 18 дюймов (45,72 см). Какова линейная скорость движения автомобиля?
  • Какие углеводороды входят в состав автомобильного топлива (какая команда назовет больше правильных вариантов)?

7

Домашнее задание:

 Сформулировать по пять вопросов к материалу кейса (индивидуальное задание).

8

Продолжительность:

90 мин (спаренный урок)

 

9

Возможность схемы проведения с учеником-дублером

 

возможно.

10

Полученные знания и наработанные компетенции:

Знание о значении личности в исторических процессах.

Умение быстро найти необходимую информацию по теме.

Получение практических навыков применения полученной информации.

Получение конкретных знаний физике, химии, истории и других разделов (приведены в развертках).

11

Теги:

двигатель, механическая работа, камера сгорания, ротор, статор, емкость аккумулятора, угловое перемещение, частота вращения, ароматические углеводороды, октановое число, парафины, биотопливо, конвейер, сервис, рекламная компания

12

Авторы:

 Грабовская Лариса Леонидовна

13

Принимали участие в апгрейде кейса:

 

 

 

The End

«Знання завжди повинні бути свіжими!»

Цікаві факти

Протягом життя у людини виділяється така кількість слини, що нею можна заповнити два басейни середнього розміру.

Знайшли помилку? Виділіть текст та натисніть Ctrl + Enter, ми будемо Вам дуже вдячні!

Знайшли помилку? Виділіть текст та натисніть Ctrl + Enter, ми будемо Вам дуже вдячні!