Valdkond 03
Kinemaatika
Kuidas mehhanismid liiguvad: hammasrattad, hoovad ja nukid
Kinemaatika kirjeldab liikumist: asukohti, trajektoore ja kiirusi. See näitab, kuidas üht liikumist saab muuta teiseks.
Kellele see sobib
Õppijatele, kellele meeldivad hammasrattad, jalgrattad ja liikuvad mänguasjad ning kes tahavad teada, kuidas üks liikumine teiseks muutub.
Mida sa õpid
- Kuidas hammasrattad muudavad kiirust ja suunda
- Kuidas ülekandearv annab kiiruse arvelt rohkem jõudu
- Kuidas hoobmehhanismid muudavad pöörleva liikumise edasi-tagasi liikumiseks
- Kuidas jälgida liikuva punkti trajektoori
Näidiskatsed
-
Ühenda väike hammasratas suurega nii, et hambad haakuvad, ja loe, mitu pööret kumbki teeb.
-
Ehita vänt ja liugur ning vaata, kuidas kolb liigub.
-
Muuda hoova pikkust ja vaata, kuidas selle trajektoor muutub.
Mida saad ehitada
-
Käigukast aeglasele ja tugevale vintsile
-
Vändaga liigutatav kolb
-
Klaasipuhasti mehhanism
Need näited annavad aimu, millega selles valdkonnas tegeletakse. Avaldatud õppetunnid võivad erineda.
Proovi väikest mudelit
Need väikesed mudelid töötavad otse sinu brauseris ja jätkavad pärast lehe laadimist tööd ka võrguühenduseta. Need on lihtsustatud õppemudelid, mitte MEKALUMI simulatsiooniprogramm.
Vihje: lohista vasakut hammasratast, et seda käsitsi pöörata.
Hammasülekanne
Muuda iga hammasratta hammaste arvu. Jälgi, kuidas muutuvad kiirus ja jõumoment.
- Ülekandearv
- 1 : 2
- Väljundi pöörlemissagedus
- 15 rpm · 2 korda aeglasemalt
- Jõumoment
- × 2
- Suund
- Mootorile vastupidine
Kui väike hammasratas paneb suure liikuma, pöörleb suur aeglasemalt, kuid suurema jõuga. Seda ideed kasutavad vintsid, jalgrattad ja kellad.
Mudel: ideaalsed hammasrattad ilma hõõrdumise ja libisemiseta. Mootori pöörlemissagedus: 30 rpm.
Mida simulatsioon lihtsustab
- Kinemaatika uurib liikumist, küsimata sageli, millised jõud seda põhjustavad.
- Eeldatakse, et detailid sobivad täpselt kokku, ilma vahede ja lõtkuta.
Iga simulatsioon lihtsustab tegelikkust. Tehnika õppimise juurde kuulub ka teadmine, kuidas see seda teeb.
Seosed kooliainetega
Matemaatika (geomeetria ja suhted), füüsika, disain ja tehnoloogia
Seosed teiste valdkondadega
Kinemaatika tugineb mehaanikale ja on robootikas hädavajalik.
Hea teada
Jalgrattal annavad kett ja eri suurusega hammasrattad ülesmäge sõites kiiruse arvelt rohkem jõudu.