Område 03
Kinematikk
Hvordan mekanismer beveger seg: tannhjul, stag og kamskiver
Kinematikk beskriver bevegelse: posisjoner, baner og hastigheter. Den viser hvordan én bevegelse kan gjøres om til en annen.
Hvem det passer for
Elever som liker tannhjul, sykler og leker som beveger seg, og som vil vite hvordan én bevegelse blir til en annen.
Dette lærer du
- Hvordan tannhjul endrer turtall og retning
- Hvordan en utveksling bytter fart mot kraft
- Hvordan leddmekanismer gjør rotasjon om til frem-og-tilbake-bevegelse
- Hvordan du følger banen til et punkt i bevegelse
Eksempler på forsøk
-
La et lite tannhjul gripe inn i et stort, og tell hvor mange omdreininger hvert av dem gjør.
-
Bygg en sveiv med glider, og se hvordan stempelet beveger seg.
-
Endre lengden på et stag, og se hvordan banen endrer seg.
Dette kan du bygge
-
En girkasse for en langsom, kraftig vinsj
-
Et stempel drevet av en sveiv
-
En vindusviskermekanisme
Disse eksemplene viser hva slags arbeid som gjøres i dette området. De publiserte leksjonene kan avvike fra dem.
Prøv en liten modell
Disse små modellene kjører rett her i nettleseren din og fortsetter å virke uten nett når siden først er lastet inn. De er forenklede undervisningsmodeller, ikke simuleringsprogrammet i MEKALUMI.
Tips: Dra i det venstre tannhjulet for å dreie det for hånd.
Tannhjulsutveksling
Endre antall tenner på hvert tannhjul. Se hvordan turtallet og dreiemomentet endrer seg.
- Utveksling
- 1 : 2
- Utgående turtall
- 15 rpm · 2× saktere
- Dreiemoment
- × 2
- Retning
- Motsatt av motoren
Når et lite tannhjul driver et stort, dreier det store tannhjulet saktere, men med større kraft. Vinsjer, sykler og klokker bruker denne ideen.
Modell: ideelle tannhjul uten friksjon eller sluring. Motorens turtall: 30 rpm.
Hva simuleringen forenkler
- Kinematikk studerer bevegelse, ofte uten å spørre hvilke krefter som forårsaker den.
- Det antas at delene passer perfekt sammen, uten mellomrom eller slark.
Enhver simulering forenkler virkeligheten. Å vite hvordan den gjør det, er en del av å lære ingeniørfag.
Koblinger til skolefag
Matematikk (geometri og forholdstall), fysikk, design og teknologi
Sammenheng med andre områder
Kinematikk bygger på mekanikk og er helt nødvendig for robotikk.
Greit å vite
På en sykkel bytter kjedet og tannhjulene i ulike størrelser fart mot kraft når du sykler oppover.