Gebied 01
Mechanica
Krachten, beweging en energie: de regels achter elke machine
Mechanica legt uit waarom dingen bewegen, versnellen, vertragen of stil blijven staan. Het is de basis van bijna elke machine.
Wat je leert
- Wat een kracht is en hoe je krachten samenstelt
- Hoe wrijving helpt, en hoe ze in de weg zit
- Hoe hefbomen, katrollen en hellingen werk makkelijker maken
- Hoe energie van de ene vorm in de andere overgaat
Voorbeeldexperimenten
-
Laat een karretje van hellingen met verschillende hoeken rollen en vergelijk de snelheid.
-
Verschuif het draaipunt van een hefboom en zoek de kleinste kracht die een last optilt.
-
Verander de ondergrond onder een blok en kijk hoe de wrijving de beweging verandert.
Dingen die je kunt bouwen
-
Een helling met een karretje en een stopblok
-
Een hefboom die een zware last optilt
-
Een eenvoudig katrolsysteem
Deze voorbeelden laten zien wat voor werk er in dit gebied hoort. De gepubliceerde lessen kunnen afwijken.
Probeer een klein model
Deze kleine modellen draaien hier in je browser en blijven offline werken zodra de pagina is geladen. Het zijn vereenvoudigde lesmodellen, niet de simulatie-engine van MEKALUMI.
Tip: sleep aan het linkertandwiel om het met de hand te draaien.
Tandwieloverbrenging
Verander het aantal tanden van elk tandwiel. Kijk hoe de snelheid en de draaikracht veranderen.
- Overbrengingsverhouding
- 1 : 2
- Uitgangssnelheid
- 15 omw/min · 2× langzamer
- Draaikracht
- × 2
- Draairichting
- Tegengesteld aan de motor
Als een klein tandwiel een groot tandwiel aandrijft, draait het grote langzamer, maar met meer kracht. Lieren, fietsen en klokken gebruiken dit idee.
Model: ideale tandwielen zonder wrijving of slip. Motortoerental: 30 omw/min.
Wat de simulatie vereenvoudigt
- Voorwerpen worden meestal als volkomen star behandeld: ze deuken niet, barsten niet en slijten niet.
- Wrijving en luchtweerstand volgen eenvoudige formules; de echte wereld is rommeliger.
Elke simulatie vereenvoudigt de werkelijkheid. Weten hoe ze dat doet, hoort bij het leren van techniek.
Verbanden met schoolvakken
Natuurkunde, wiskunde (hoeken en verhoudingen), lichamelijke opvoeding
Verbanden met andere gebieden
Mechanica is de basis voor kinematica, constructies en robotica.
Goed om te weten
Archimedes zou hebben gezegd dat hij met een hefboom die lang genoeg was en een plek om te staan, de aarde kon verplaatsen.