Domeniul 03
Cinematică
Cum se mișcă mecanismele: roți dințate, bare articulate și came
Cinematica descrie mișcarea: poziții, traiectorii și viteze. Ea arată cum o mișcare poate fi transformată în alta.
Cui i se potrivește
Elevilor cărora le plac roțile dințate, bicicletele și jucăriile care se mișcă și care vor să știe cum o mișcare devine alta.
Ce vei învăța
- Cum schimbă roțile dințate viteza și sensul de rotație
- Cum îți dă un raport de transmisie mai multă forță în schimbul vitezei
- Cum transformă mecanismele cu bare articulate rotația în mișcare de du-te-vino
- Cum urmărești traiectoria unui punct aflat în mișcare
Exemple de experimente
-
Pune o roată dințată mică în angrenare cu una mare și numără câte rotații face fiecare.
-
Construiește un mecanism bielă-manivelă și urmărește cum se mișcă pistonul.
-
Schimbă lungimea unei bare și observă cum i se schimbă traiectoria.
Ce poți construi
-
Un reductor cu roți dințate pentru un troliu lent și puternic
-
Un piston acționat de o manivelă
-
Un mecanism de ștergător de parbriz
Aceste exemple arată ce fel de activități cuprinde acest domeniu. Lecțiile publicate pot fi diferite.
Încearcă un model mic
Aceste modele mici rulează chiar aici, în browserul tău, și continuă să funcționeze offline după ce pagina s-a încărcat. Sunt modele didactice simplificate, nu programul de simulare MEKALUMI.
Sfat: trage de roata din stânga ca s-o rotești cu mâna.
Angrenaj de roți dințate
Schimbă numărul de dinți ai fiecărei roți dințate. Urmărește cum se schimbă viteza și forța de rotire (momentul forței).
- Raport de transmisie
- 1 : 2
- Viteza la ieșire
- 15 rot/min · de 2 ori mai încet
- Forță de rotire
- × 2
- Sens
- Invers față de motor
Când o roată dințată mică antrenează una mare, roata mare se rotește mai încet, dar cu mai multă forță. Troliile, bicicletele și ceasurile folosesc această idee.
Model: roți dințate ideale, fără frecare și fără alunecare. Viteza motorului: 30 rot/min.
Ce simplifică simularea
- Cinematica studiază mișcarea, adesea fără să se întrebe ce forțe o produc.
- Se presupune că piesele se potrivesc perfect, fără goluri sau joc.
Orice simulare simplifică realitatea. Să înțelegi cum anume o simplifică face parte din învățarea ingineriei.
Legături cu materiile școlare
Matematică (geometrie și rapoarte), fizică, educație tehnologică
Legături cu alte domenii
Cinematica se bazează pe mecanică și este esențială pentru robotică.
Bine de știut
La bicicletă, lanțul și roțile dințate de mărimi diferite îți dau mai multă forță în schimbul vitezei atunci când urci o pantă.