Obor 03
Kinematika
Jak se pohybují mechanismy: ozubená kola, táhla a vačky
Kinematika popisuje pohyb: polohy, dráhy a rychlosti. Ukazuje, jak lze jeden pohyb přeměnit v jiný.
Pro koho se hodí
Ti, kdo mají rádi ozubená kola, jízdní kola a pohyblivé hračky a chtějí vědět, jak se jeden pohyb mění v jiný.
Co se naučíte
- Jak ozubená kola mění rychlost a směr
- Jak převodový poměr vyměňuje rychlost za sílu
- Jak kloubové mechanismy mění otáčivý pohyb na pohyb tam a zpět
- Jak sledovat dráhu pohybujícího se bodu
Ukázkové pokusy
-
Nechte malé ozubené kolo zapadnout do velkého a spočítejte otáčky každého z nich.
-
Sestavte klikový mechanismus a sledujte, jak se pohybuje píst.
-
Změňte délku táhla a sledujte, jak se změní jeho dráha.
Co můžete postavit
-
Převodovka pro pomalý a silný naviják
-
Píst poháněný klikou
-
Mechanismus stěrače předního skla
Tyto příklady ukazují, o jaký druh práce v tomto oboru jde. Zveřejněné lekce se mohou lišit.
Vyzkoušejte malý model
Tyto malé modely běží přímo ve vašem prohlížeči a po načtení stránky fungují i bez internetu (offline). Jsou to zjednodušené výukové modely, nikoli simulační jádro MEKALUMI.
Tip: táhněte levé kolo a otáčejte jím ručně.
Ozubený převod
Měňte počet zubů na každém ozubeném kole. Sledujte, jak se mění rychlost a točivý moment.
- Převodový poměr
- 1 : 2
- Výstupní rychlost
- 15 ot/min · 2× pomaleji
- Točivý moment
- × 2
- Směr
- Opačně než motor
Když malé ozubené kolo pohání velké, velké kolo se otáčí pomaleji, ale s větší silou. Tento princip využívají navijáky, jízdní kola i hodiny.
Model: ideální ozubená kola bez tření a prokluzu. Otáčky motoru: 30 ot/min.
Co simulace zjednodušuje
- Kinematika zkoumá pohyb, často bez ohledu na to, jaké síly ho způsobují.
- Předpokládá se, že díly do sebe dokonale zapadají, bez mezer a vůle.
Každá simulace zjednodušuje skutečnost. Pochopit, jak to dělá, je součástí učení se inženýrství.
Vazba na školní předměty
Matematika (geometrie a poměry), fyzika, technika a design
Propojení s dalšími obory
Kinematika navazuje na mechaniku a je nezbytná pro robotiku.
Dobré vědět
Když jedete na jízdním kole do kopce, řetěz a různě velká ozubená kola vyměňují rychlost za sílu.