Područje 03
Kinematika
Kako se mehanizmi gibaju: zupčanici, poluge i bregovi
Kinematika opisuje gibanje: položaje, putanje i brzine. Pokazuje kako se jedno gibanje može pretvoriti u drugo.
Kome odgovara
Učenicima koji vole zupčanike, bicikle i pokretne igračke te žele znati kako jedno gibanje postaje drugo.
Što ćeš naučiti
- Kako zupčanici mijenjaju brzinu i smjer
- Kako se prijenosnim omjerom dobiva na sili, a gubi na brzini
- Kako polužni mehanizmi pretvaraju vrtnju u gibanje naprijed-natrag
- Kako pratiti putanju točke koja se giba
Primjeri pokusa
-
Spoji mali zupčanik s velikim i prebroji okretaje svakoga od njih.
-
Sastavi mehanizam s ručicom i klizačem i promatraj kako se klip giba.
-
Promijeni duljinu poluge i pogledaj kako se mijenja njezina putanja.
Što možeš izgraditi
-
Zupčani prijenosnik za sporo i snažno vitlo
-
Klip koji pokreće ručica
-
Mehanizam brisača vjetrobrana
Ovi primjeri pokazuju kakav se rad obavlja u ovom području. Objavljene lekcije mogu se razlikovati.
Isprobaj mali model
Ovi mali modeli rade izravno u tvom pregledniku i nastavljaju raditi bez interneta nakon što se stranica učita. To su pojednostavljeni nastavni modeli, a ne simulacijski program MEKALUMI.
Savjet: povuci lijevi zupčanik da ga okreneš rukom.
Zupčani prijenos
Promijeni broj zubi na svakom zupčaniku. Promatraj kako se mijenjaju brzina i zakretni moment.
- Prijenosni omjer
- 1 : 2
- Izlazna brzina
- 15 okr/min · 2× sporije
- Zakretni moment
- × 2
- Smjer
- Suprotan smjeru motora
Kad mali zupčanik pokreće veliki, veliki se okreće sporije, ali većom silom. Tu zamisao koriste vitla, bicikli i satovi.
Model: idealni zupčanici bez trenja i proklizavanja. Brzina motora: 30 okr/min.
Što simulacija pojednostavljuje
- Kinematika proučava gibanje, često ne pitajući koje ga sile uzrokuju.
- Pretpostavlja se da dijelovi savršeno pristaju, bez razmaka i labavosti.
Svaka simulacija pojednostavljuje stvarnost. Razumjeti kako to čini dio je učenja inženjerstva.
Veze sa školskim predmetima
Matematika (geometrija i omjeri), fizika, tehnička kultura
Veze s drugim područjima
Kinematika se nadovezuje na mehaniku i ključna je za robotiku.
Dobro je znati
Kad voziš bicikl uzbrdo, lanac i zupčanici različitih veličina daju više sile na račun brzine.