Ala 01
Mekaniikka
Voimat, liike ja energia: säännöt, joiden mukaan jokainen kone toimii
Mekaniikka selittää, miksi esineet liikkuvat, nopeutuvat, hidastuvat tai pysyvät paikallaan. Se on lähes jokaisen koneen perusta.
Kenelle ala sopii
Kaikille aloittelijoille: lapsille, jotka työntävät, vetävät, vierittävät ja nostavat mielellään esineitä ja haluavat tietää, miksi ne liikkuvat.
Mitä opit
- Mikä voima on ja miten voimat yhdistyvät
- Miten kitka auttaa ja miten se haittaa
- Miten vivut, väkipyörät ja kaltevat tasot helpottavat työtä
- Miten energia muuttuu muodosta toiseen
Esimerkkikokeita
-
Anna vaunun vieriä alas eri jyrkkyisiä kaltevia tasoja ja vertaa sen nopeutta.
-
Siirrä vivun tukipistettä ja etsi pienin voima, joka nostaa kuorman.
-
Vaihda kappaleen alla olevaa pintaa ja katso, miten kitka muuttaa sen liikettä.
Mitä voit rakentaa
-
Kalteva taso, jossa on vaunu ja pysäytin
-
Vipu, joka nostaa raskaan kuorman
-
Yksinkertainen talja
Nämä esimerkit näyttävät, millaista työtä tällä alalla tehdään. Julkaistut oppitunnit voivat poiketa niistä.
Kokeile pientä mallia
Nämä pienet mallit toimivat suoraan selaimessasi, ja kun sivu on latautunut, ne toimivat myös ilman verkkoyhteyttä. Ne ovat yksinkertaistettuja opetusmalleja, eivät MEKALUMIn varsinaisia simulointiohjelmia.
Vinkki: vedä vasenta hammaspyörää, niin voit pyörittää sitä käsin.
Hammaspyörävälitys
Muuta kunkin hammaspyörän hammaslukua. Katso, miten nopeus ja kiertävä voima (vääntömomentti) muuttuvat.
- Välityssuhde
- 1 : 2
- Vedettävän pyörän nopeus
- 15 rpm · 2× hitaampi
- Kiertävä voima
- × 2
- Suunta
- Vastakkainen moottoriin nähden
Kun pieni hammaspyörä pyörittää isoa, iso pyörä pyörii hitaammin mutta suuremmalla voimalla. Vintturit, polkupyörät ja kellot hyödyntävät tätä periaatetta.
Malli: ihanteelliset hammaspyörät ilman kitkaa tai luistoa. Moottorin pyörimisnopeus: 30 rpm.
Mitä simulaatio yksinkertaistaa
- Kappaleita käsitellään yleensä täysin jäykkinä: niihin ei tule lommoja, ne eivät halkeile eivätkä kulu.
- Kitka ja ilmanvastus noudattavat yksinkertaisia kaavoja; todellinen maailma on sotkuisempi.
Jokainen simulaatio yksinkertaistaa todellisuutta. Tekniikan oppimiseen kuuluu myös sen tietäminen, miten se yksinkertaistaa.
Yhteydet kouluaineisiin
Fysiikka, matematiikka (kulmat ja suhteet), liikunta
Yhteydet muihin aloihin
Mekaniikka on pohja kinematiikalle, rakenteille ja robotiikalle.
Hyvä tietää
Arkhimedeen kerrotaan väittäneen, että riittävän pitkällä vivulla ja paikalla, jossa seistä, hän voisi liikuttaa maapalloa.