Dziedzina 03
Kinematyka
Jak poruszają się mechanizmy: koła zębate, dźwignie i krzywki
Kinematyka opisuje ruch: położenia, tory i prędkości. Pokazuje, jak jeden ruch można zamienić w inny.
Czego się nauczysz
- Jak koła zębate zmieniają prędkość i kierunek
- Jak przełożenie pozwala zamienić prędkość na siłę
- Jak układy dźwigni zamieniają obrót w ruch tam i z powrotem
- Jak śledzić tor poruszającego się punktu
Przykładowe eksperymenty
-
Zazębij małe koło zębate z dużym i policz obroty każdego z nich.
-
Zbuduj korbę z suwakiem i patrz, jak porusza się tłok.
-
Zmień długość jednej z dźwigni i zobacz, jak zmienia się tor jej ruchu.
Co możesz zbudować
-
Przekładnia do powolnej i mocnej wciągarki
-
Tłok napędzany korbą
-
Mechanizm wycieraczki samochodowej
Te przykłady pokazują, jakiego rodzaju zadania obejmuje ta dziedzina. Opublikowane lekcje mogą się od nich różnić.
Wypróbuj mały model
Te małe modele działają bezpośrednio w twojej przeglądarce, a po wczytaniu strony działają dalej bez internetu. To uproszczone modele dydaktyczne, a nie silnik symulacji MEKALUMI.
Wskazówka: przeciągnij lewe koło, aby obrócić je ręcznie.
Przekładnia zębata
Zmieniaj liczbę zębów na każdym kole. Zobacz, jak zmieniają się prędkość i siła obrotu.
- Przełożenie
- 1 : 2
- Prędkość wyjściowa
- 15 obr./min · 2 razy wolniej
- Siła obrotu
- × 2
- Kierunek
- Przeciwny do silnika
Gdy małe koło zębate napędza duże, duże koło obraca się wolniej, ale z większą siłą. Tę zasadę wykorzystują wciągarki, rowery i zegary.
Model: idealne koła zębate bez tarcia i poślizgu. Prędkość silnika: 30 obr./min.
Co upraszcza symulacja
- Kinematyka bada ruch, często bez pytania o to, jakie siły go wywołują.
- Zakłada się, że części pasują idealnie, bez szczelin i luzów.
Każda symulacja upraszcza rzeczywistość. Wiedza o tym, jak to robi, jest częścią nauki inżynierii.
Powiązania z przedmiotami szkolnymi
Matematyka (geometria i proporcje), fizyka, technika i projektowanie
Powiązania z innymi dziedzinami
Kinematyka opiera się na mechanice i jest niezbędna w robotyce.
Warto wiedzieć
W rowerze łańcuch i zębatki różnej wielkości zamieniają prędkość na siłę, gdy jedziesz pod górę.