ક્ષેત્ર 01
યંત્રશાસ્ત્ર
બળ, ગતિ અને ઊર્જા: દરેક યંત્ર પાછળના નિયમો
યંત્રશાસ્ત્ર સમજાવે છે કે વસ્તુઓ શા માટે ગતિ કરે છે, ઝડપી બને છે, ધીમી પડે છે કે સ્થિર રહે છે. તે લગભગ દરેક યંત્રનો પાયો છે.
કોના માટે યોગ્ય છે
શરૂઆત કરનારા સૌ માટે: જે બાળકોને વસ્તુઓ ધકેલવી, ખેંચવી, ગબડાવવી અને ઊંચકવી ગમે છે અને જેઓ જાણવા માગે છે કે તે શા માટે ગતિ કરે છે.
તમે શું શીખશો
- બળ એટલે શું અને બળો કેવી રીતે ભેગાં થાય છે
- ઘર્ષણ કેવી રીતે મદદ કરે છે અને કેવી રીતે અડચણ બને છે
- ઉચ્ચાલન (લીવર), ગરગડી અને ઢાળ કામને કેવી રીતે સરળ બનાવે છે
- ઊર્જા એક સ્વરૂપમાંથી બીજા સ્વરૂપમાં કેવી રીતે બદલાય છે
ઉદાહરણરૂપ પ્રયોગો
-
જુદા જુદા ખૂણાવાળા ઢાળ પરથી એક નાની ગાડી નીચે ગબડાવો અને તેની ઝડપની સરખામણી કરો.
-
ઉચ્ચાલનનું આધારબિંદુ ખસેડો અને ભાર ઊંચકી શકે તેવું સૌથી નાનું બળ શોધો.
-
એક ચોસલા નીચેની સપાટી બદલો અને જુઓ કે ઘર્ષણ તેની ગતિને કેવી રીતે બદલે છે.
તમે શું બનાવી શકો
-
નાની ગાડી અને તેને રોકવાની આડશ સાથેનો ઢાળ
-
ભારે ભાર ઊંચકતું ઉચ્ચાલન
-
ગરગડીઓની એક સાદી વ્યવસ્થા
આ ઉદાહરણો આ ક્ષેત્રમાં થતા કામનો પ્રકાર બતાવે છે. પ્રકાશિત પાઠ આનાથી અલગ હોઈ શકે છે.
એક નાનું મોડેલ અજમાવો
આ નાનાં મોડેલો અહીં જ, તમારા બ્રાઉઝરમાં ચાલે છે અને પાનું એક વાર લોડ થઈ જાય પછી ઑફલાઇન (ઇન્ટરનેટ વિના) પણ ચાલતાં રહે છે. આ સરળીકૃત શૈક્ષણિક મોડેલો છે, MEKALUMI નું સિમ્યુલેશન એન્જિન (ગણતરી કરતો પ્રોગ્રામ) નહીં.
સૂચન: ડાબા ગિયરને હાથથી ફેરવવા માટે તેને ખેંચો (ડ્રેગ કરો).
ગિયર શ્રેણી
દરેક ગિયરના દાંતાની સંખ્યા બદલો. જુઓ કે ઝડપ અને ફેરવતું બળ કેવી રીતે બદલાય છે.
- ગિયર ગુણોત્તર
- 1 : 2
- આઉટપુટ ઝડપ
- 15 rpm · 2 ગણું ધીમું
- ફેરવતું બળ
- × 2
- દિશા
- મોટરથી ઊલટી દિશામાં
જ્યારે નાનું ગિયર મોટા ગિયરને ફેરવે છે, ત્યારે મોટું ગિયર વધુ ધીમે, પણ વધુ બળથી ફરે છે. ચરખી, સાઇકલ અને ઘડિયાળ આ જ વિચારનો ઉપયોગ કરે છે.
મોડેલ: ઘર્ષણ કે લપસણ વિનાનાં આદર્શ ગિયર. મોટરની ફરવાની ઝડપ: 30 rpm.
સિમ્યુલેશન શું સરળ બનાવે છે
- વસ્તુઓને સામાન્ય રીતે સંપૂર્ણપણે દૃઢ માનવામાં આવે છે: તેમાં ગોબો પડતો નથી, તિરાડ પડતી નથી અને તે ઘસાતી નથી.
- ઘર્ષણ અને હવાનો અવરોધ સાદાં સૂત્રો મુજબ ગણાય છે; વાસ્તવિક દુનિયા વધુ ગૂંચવાડાભરી છે.
દરેક સિમ્યુલેશન વાસ્તવિકતાને સરળ બનાવે છે. તે આવું કેવી રીતે કરે છે તે જાણવું એ ઇજનેરી શીખવાનો જ એક ભાગ છે.
શાળાના વિષયો સાથે જોડાણ
ભૌતિકવિજ્ઞાન, ગણિત (ખૂણા અને ગુણોત્તર), રમતગમત
બીજાં ક્ષેત્રો સાથે જોડાણ
યંત્રશાસ્ત્ર ગતિશાસ્ત્ર, માળખાં અને રોબોટિક્સનો પાયો છે.
જાણવા જેવું
કહેવાય છે કે આર્કિમિડીઝે દાવો કર્યો હતો કે પૂરતું લાંબું ઉચ્ચાલન અને ઊભા રહેવાની જગ્યા મળે તો તે પૃથ્વીને પણ ખસેડી શકે.