תחום 01
מכניקה
כוחות, תנועה ואנרגיה: החוקים שמאחורי כל מכונה
המכניקה מסבירה למה דברים זזים, מאיצים, מאטים או נשארים במקומם. היא הבסיס של כמעט כל מכונה.
למי זה מתאים
כל מי שרק מתחיל: ילדים שאוהבים לדחוף, למשוך, לגלגל ולהרים דברים, ורוצים לדעת למה הם זזים.
מה תלמדו
- מהו כוח ואיך מחברים כוחות
- איך החיכוך עוזר, ואיך הוא מפריע
- איך מנופים, גלגלות ומישורים משופעים מקלים על העבודה
- איך אנרגיה הופכת מצורה אחת לצורה אחרת
דוגמאות לניסויים
-
גלגלו עגלה במורד מישורים משופעים בזוויות שונות, והשוו את המהירות שלה.
-
הזיזו את נקודת המשען של מנוף, ומצאו את הכוח הקטן ביותר שמרים משא.
-
שנו את המשטח שמתחת לתיבה, וראו איך החיכוך משנה את התנועה שלה.
מה אפשר לבנות
-
מישור משופע עם עגלה ומעצור
-
מנוף שמרים משא כבד
-
מערכת גלגלות פשוטה
הדוגמאות האלה מראות את סוג העבודה בתחום הזה. השיעורים שיפורסמו בפועל עשויים להיות שונים.
נסו מודל קטן
המודלים הקטנים האלה פועלים כאן, בדפדפן שלכם, וממשיכים לעבוד גם ללא חיבור לאינטרנט (אופליין) אחרי שהדף נטען. אלה מודלים לימודיים מפושטים, ולא תוכנת ההדמיה של MEKALUMI.
טיפ: גררו את גלגל השיניים השמאלי כדי לסובב אותו ביד.
תמסורת גלגלי שיניים
שנו את מספר השיניים בכל גלגל שיניים. צפו איך משתנים המהירות ומומנט הכוח (הכוח המסובב).
- יחס תמסורת
- 1 : 2
- מהירות היציאה
- 15 rpm · איטי פי 2
- מומנט כוח
- פי 2
- כיוון
- הפוך לכיוון המנוע
כשגלגל שיניים קטן מניע גלגל שיניים גדול, הגלגל הגדול מסתובב לאט יותר, אבל בכוח רב יותר. כננות, אופניים ושעונים משתמשים ברעיון הזה.
מודל: גלגלי שיניים אידיאליים, בלי חיכוך ובלי החלקה. מהירות המנוע: 30 rpm.
מה ההדמיה מפשטת
- בדרך כלל העצמים מטופלים כגופים קשיחים לחלוטין: הם אינם נמעכים, אינם נסדקים ואינם נשחקים.
- החיכוך והתנגדות האוויר מחושבים לפי נוסחאות פשוטות; העולם האמיתי מסובך יותר.
כל הדמיה מפשטת את המציאות. ההבנה איך היא עושה זאת היא חלק מלימוד ההנדסה.
קשרים למקצועות הלימוד בבית הספר
פיזיקה, מתמטיקה (זוויות ויחסים), ספורט
קשרים לתחומים אחרים
המכניקה היא הבסיס לקינמטיקה, למבנים ולרובוטיקה.
טוב לדעת
מסופר שארכימדס טען שאילו היו לו מנוף ארוך מספיק ומקום לעמוד עליו, הוא היה יכול להזיז את כדור הארץ.