Τομέας 01
Μηχανική
Δυνάμεις, κίνηση και ενέργεια: οι κανόνες πίσω από κάθε μηχανή
Η μηχανική εξηγεί γιατί τα αντικείμενα κινούνται, επιταχύνονται, επιβραδύνονται ή μένουν ακίνητα. Είναι η βάση σχεδόν κάθε μηχανής.
Σε ποιους ταιριάζει
Όλοι όσοι κάνουν τα πρώτα τους βήματα: παιδιά που τους αρέσει να σπρώχνουν, να τραβούν, να κυλούν και να σηκώνουν αντικείμενα και θέλουν να μάθουν γιατί αυτά κινούνται.
Τι θα μάθετε
- Τι είναι η δύναμη και πώς συνδυάζονται οι δυνάμεις
- Πώς η τριβή βοηθά και πώς γίνεται εμπόδιο
- Πώς οι μοχλοί, οι τροχαλίες και τα κεκλιμένα επίπεδα κάνουν τη δουλειά πιο εύκολη
- Πώς η ενέργεια μετατρέπεται από μια μορφή σε άλλη
Παραδείγματα πειραμάτων
-
Αφήστε ένα καροτσάκι να κυλήσει σε ράμπες με διαφορετική κλίση και συγκρίνετε την ταχύτητά του.
-
Μετακινήστε το υπομόχλιο ενός μοχλού και βρείτε τη μικρότερη δύναμη που σηκώνει ένα φορτίο.
-
Αλλάξτε την επιφάνεια κάτω από ένα σώμα και δείτε πώς η τριβή αλλάζει την κίνησή του.
Τι μπορείτε να κατασκευάσετε
-
Μια ράμπα με ένα καροτσάκι και έναν αναστολέα
-
Ένας μοχλός που σηκώνει ένα βαρύ φορτίο
-
Ένα απλό σύστημα τροχαλιών
Αυτά τα παραδείγματα δείχνουν το είδος της δουλειάς σε αυτόν τον τομέα. Τα μαθήματα που δημοσιεύονται μπορεί να διαφέρουν.
Δοκιμάστε ένα μικρό μοντέλο
Αυτά τα μικρά μοντέλα λειτουργούν εδώ, στο πρόγραμμα περιήγησής σας, και συνεχίζουν να λειτουργούν χωρίς σύνδεση στο διαδίκτυο μόλις φορτωθεί η σελίδα. Είναι απλοποιημένα εκπαιδευτικά μοντέλα, όχι η μηχανή προσομοίωσης του MEKALUMI.
Συμβουλή: σύρετε το αριστερό γρανάζι για να το γυρίσετε με το χέρι.
Σύστημα οδοντωτών τροχών
Αλλάξτε τον αριθμό των δοντιών σε κάθε γρανάζι. Παρατηρήστε πώς αλλάζουν η ταχύτητα και η ροπή.
- Σχέση μετάδοσης
- 1 : 2
- Ταχύτητα εξόδου
- 15 σ.α.λ. · 2× πιο αργά
- Ροπή
- × 2
- Κατεύθυνση
- Αντίθετη από αυτή του κινητήρα
Όταν ένα μικρό γρανάζι κινεί ένα μεγάλο, το μεγάλο γυρίζει πιο αργά αλλά με μεγαλύτερη ροπή. Τα βαρούλκα, τα ποδήλατα και τα ρολόγια χρησιμοποιούν αυτή την ιδέα.
Μοντέλο: ιδανικά γρανάζια χωρίς τριβή ή ολίσθηση. Ταχύτητα κινητήρα: 30 σ.α.λ.
Τι απλοποιεί η προσομοίωση
- Τα αντικείμενα θεωρούνται συνήθως εντελώς άκαμπτα: δεν βαθουλώνουν, δεν ραγίζουν και δεν φθείρονται.
- Η τριβή και η αντίσταση του αέρα ακολουθούν απλούς τύπους· ο πραγματικός κόσμος είναι πιο περίπλοκος.
Κάθε προσομοίωση απλοποιεί την πραγματικότητα. Το να ξέρετε με ποιον τρόπο το κάνει είναι μέρος της εκμάθησης της επιστήμης του μηχανικού.
Σύνδεση με σχολικά μαθήματα
Φυσική, μαθηματικά (γωνίες και λόγοι), φυσική αγωγή
Σύνδεση με άλλους τομείς
Η μηχανική είναι η βάση για την κινηματική, τις κατασκευές και τη ρομποτική.
Καλό να ξέρετε
Λέγεται ότι ο Αρχιμήδης είπε πως, με έναν αρκετά μακρύ μοχλό και ένα σημείο να σταθεί, θα μπορούσε να κινήσει τη Γη.