Dziedzina 01
Mechanika
Siły, ruch i energia: zasady, na których działa każda maszyna
Mechanika wyjaśnia, dlaczego rzeczy się poruszają, przyspieszają, zwalniają albo pozostają w miejscu. To podstawa niemal każdej maszyny.
Czego się nauczysz
- Czym jest siła i jak składają się siły
- Jak tarcie pomaga, a jak przeszkadza
- Jak dźwignie, bloczki i równie pochyłe ułatwiają pracę
- Jak energia zamienia się z jednej postaci w inną
Przykładowe eksperymenty
-
Puść wózek z równi o różnym nachyleniu i porównaj jego prędkość.
-
Przesuwaj punkt podparcia dźwigni i znajdź najmniejszą siłę, która uniesie ciężar.
-
Zmień powierzchnię pod klockiem i zobacz, jak tarcie zmienia jego ruch.
Co możesz zbudować
-
Równia pochyła z wózkiem i ogranicznikiem
-
Dźwignia, która podnosi ciężki ładunek
-
Prosty układ bloczków
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
- Przedmioty zwykle traktuje się jako idealnie sztywne: nie wgniatają się, nie pękają i się nie zużywają.
- Tarcie i opór powietrza opisują proste wzory; w prawdziwym świecie wszystko jest bardziej złożone.
Każda symulacja upraszcza rzeczywistość. Wiedza o tym, jak to robi, jest częścią nauki inżynierii.
Powiązania z przedmiotami szkolnymi
Fizyka, matematyka (kąty i proporcje), wychowanie fizyczne
Powiązania z innymi dziedzinami
Mechanika jest podstawą kinematyki, konstrukcji i robotyki.
Warto wiedzieć
Podobno Archimedes twierdził, że mając dostatecznie długą dźwignię i miejsce, w którym mógłby stanąć, poruszyłby Ziemię.