Område 03
Kinematik
Hvordan mekanismer bevæger sig: tandhjul, stænger og knaster
Kinematik beskriver bevægelse: positioner, baner og hastigheder. Den viser, hvordan én bevægelse kan omdannes til en anden.
Hvem det passer til
Elever, der kan lide tandhjul, cykler og legetøj, der bevæger sig, og som vil vide, hvordan én bevægelse bliver til en anden.
Det lærer du
- Hvordan tandhjul ændrer fart og retning
- Hvordan en udveksling bytter fart ud med kraft
- Hvordan stangmekanismer omdanner rotation til frem-og-tilbage-bevægelse
- Hvordan du følger banen for et punkt, der bevæger sig
Eksempler på forsøg
-
Lad et lille tandhjul gribe ind i et stort, og tæl, hvor mange omgange hvert af dem drejer.
-
Byg en krumtap med en glider, og se stemplet bevæge sig.
-
Ændr længden på en stang, og se, hvordan dens bane ændrer sig.
Det kan du bygge
-
En gearkasse til et langsomt, stærkt wirespil
-
Et stempel, der drives af en krumtap
-
En mekanisme til en vinduesvisker
Disse eksempler viser, hvilken slags arbejde der hører til området. De lektioner, der bliver udgivet, kan afvige fra dem.
Prøv en lille model
Disse små modeller kører direkte her i din browser og bliver ved med at virke offline, når siden først er indlæst. De er forenklede undervisningsmodeller, ikke simuleringsprogrammet i MEKALUMI.
Tip: træk i det venstre tandhjul for at dreje det med hånden.
Tandhjulsudveksling
Ændr antallet af tænder på hvert tandhjul. Se, hvordan farten og drejningsmomentet ændrer sig.
- Udveksling
- 1 : 2
- Udgangens omdrejningstal
- 15 rpm · 2× langsommere
- Drejningsmoment
- × 2
- Retning
- Modsat motoren
Når et lille tandhjul driver et stort, drejer det store langsommere, men med større kraft. Wirespil, cykler og ure bruger denne idé.
Model: ideelle tandhjul uden friktion eller slip. Motorens omdrejningstal: 30 rpm.
Hvad simuleringen forenkler
- Kinematik undersøger bevægelse, ofte uden at spørge, hvilke kræfter der forårsager den.
- Det antages, at delene passer perfekt sammen, uden mellemrum eller slør.
Enhver simulering forenkler virkeligheden. At vide, hvordan den gør det, er en del af at lære ingeniørfaget.
Sammenhæng med skolefag
Matematik (geometri og forhold), fysik, design og teknologi
Forbindelser til andre områder
Kinematik bygger på mekanik og er afgørende for robotteknologi.
Godt at vide
På en cykel bytter kæden og tandhjulene i forskellige størrelser fart ud med kraft, når du cykler op ad bakke.