Àmbit 01
Mecànica
Forces, moviment i energia: les regles que hi ha darrere de cada màquina
La mecànica explica per què les coses es mouen, s’acceleren, s’alenteixen o es queden quietes. És la base de gairebé totes les màquines.
A qui s’adreça
Per a tothom qui comença: infants a qui agrada empènyer, estirar, fer rodar i aixecar coses, i que volen saber per què es mouen.
Què aprendràs
- Què és una força i com es combinen les forces
- Com ens ajuda el fregament, i com ens fa nosa
- Com les palanques, les politges i els plans inclinats ens faciliten la feina
- Com es transforma l’energia d’una forma en una altra
Experiments d’exemple
-
Fes baixar un carretó per rampes d’angles diferents i compara’n la velocitat.
-
Desplaça el punt de suport d’una palanca i troba la força més petita que aixeca una càrrega.
-
Canvia la superfície que hi ha sota un bloc i observa com el fregament en modifica el moviment.
Coses que pots construir
-
Una rampa amb un carretó i un topall
-
Una palanca que aixeca una càrrega pesant
-
Un sistema de politges senzill
Aquests exemples mostren el tipus de treball d’aquest àmbit. Les lliçons publicades poden ser diferents.
Prova un petit model
Aquests models petits funcionen aquí mateix, al teu navegador, i continuen funcionant sense connexió un cop s’ha carregat la pàgina. Són models didàctics simplificats, no el programa de simulació de MEKALUMI.
Consell: arrossega l’engranatge de l’esquerra per fer-lo girar amb la mà.
Tren d’engranatges
Canvia el nombre de dents de cada engranatge. Observa com canvien la velocitat i el moment de força (la força de gir).
- Relació de transmissió
- 1 : 2
- Velocitat de sortida
- 15 rpm · 2 vegades més lent
- Moment de força
- × 2
- Sentit
- Contrari al del motor
Quan un engranatge petit en fa girar un de gran, el gran gira més a poc a poc però amb més força. Els cabrestants, les bicicletes i els rellotges fan servir aquesta idea.
Model: engranatges ideals, sense fregament ni lliscament. Velocitat del motor: 30 rpm.
Què simplifica la simulació
- Normalment els objectes es tracten com si fossin perfectament rígids: no s’abonyeguen, no s’esquerden i no es desgasten.
- El fregament i la resistència de l’aire segueixen fórmules senzilles; el món real és més complicat.
Tota simulació simplifica la realitat. Saber com ho fa forma part d’aprendre enginyeria.
Relació amb les matèries escolars
Física, matemàtiques (angles i proporcions), esport
Connexions amb altres àmbits
La mecànica és la base de la cinemàtica, les estructures i la robòtica.
Bo de saber
Es diu que Arquimedes va afirmar que, amb una palanca prou llarga i un lloc on posar els peus, podria moure la Terra.