03. terület
Kinematika
Hogyan mozognak a mechanizmusok: fogaskerekek, rudazatok és bütykök
A kinematika a mozgást írja le: a helyzeteket, a pályákat és a sebességeket. Megmutatja, hogyan alakítható át egy mozgás egy másikká.
Kinek való
Azoknak, akik szeretik a fogaskerekeket, a kerékpárokat és a mozgó játékokat, és tudni szeretnék, hogyan lesz egy mozgásból egy másik.
Mit fogsz megtanulni
- Hogyan változtatják meg a fogaskerekek a sebességet és a forgás irányát
- Hogyan ad az áttétel nagyobb erőt kisebb sebesség árán
- Hogyan alakítják át a rudazatok a forgómozgást oda-vissza mozgássá
- Hogyan kövesd nyomon egy mozgó pont pályáját
Példakísérletek
-
Kapcsolj össze egy kis és egy nagy fogaskereket, és számold meg, hány fordulatot tesz meg mindegyik.
-
Építs forgattyús mechanizmust, és figyeld meg a dugattyú mozgását.
-
Változtasd meg az egyik rúd hosszát, és figyeld meg, hogyan változik a pályája.
Amit megépíthetsz
-
Hajtómű egy lassú, erős csörlőhöz
-
Forgattyúval hajtott dugattyú
-
Ablaktörlő-mechanizmus
Ezek a példák azt mutatják, milyen munka folyik ezen a területen. A közzétett leckék ettől eltérhetnek.
Próbálj ki egy kis modellt
Ezek a kis modellek itt, a böngésződben futnak, és ha az oldal már betöltődött, offline is tovább működnek. Egyszerűsített oktatási modellek, nem a MEKALUMI szimulációs programja.
Tipp: a bal oldali fogaskereket húzással kézzel is forgathatod.
Fogaskerékhajtás
Változtasd meg a fogak számát az egyes fogaskerekeken. Figyeld meg, hogyan változik a fordulatszám és a forgatóhatás.
- Áttétel
- 1 : 2
- Kimenő fordulatszám
- 15 ford./perc · 2× lassabb
- Forgatóhatás
- × 2
- Irány
- A motorral ellentétes
Ha egy kis fogaskerék egy nagyot hajt, a nagy lassabban forog, de nagyobb erővel. A csörlők, a kerékpárok és az órák is ezt az elvet használják.
Modell: ideális fogaskerekek, súrlódás és csúszás nélkül. A motor fordulatszáma: 30 ford./perc.
Mit egyszerűsít a szimuláció
- A kinematika a mozgást vizsgálja, gyakran anélkül, hogy azt kérdezné, milyen erők okozzák.
- Feltételezzük, hogy az alkatrészek tökéletesen illeszkednek, rés és holtjáték nélkül.
Minden szimuláció leegyszerűsíti a valóságot. Annak megértése, hogy miben és hogyan, a mérnöki tudás elsajátításának része.
Kapcsolódó tantárgyak
Matematika (geometria és arányok), fizika, technika és tervezés
Kapcsolat más területekkel
A kinematika a mechanikára épül, és nélkülözhetetlen a robotikában.
Jó tudni
Kerékpáron a lánc és a különböző méretű lánckerekek erőt adnak a sebesség rovására, amikor emelkedőn tekersz felfelé.