Направление 01
Механика
Силы, движение и энергия: законы, по которым работает любой механизм
Механика объясняет, почему предметы движутся, разгоняются, замедляются или остаются на месте. На ней основана работа почти любого механизма.
Чему вы научитесь
- Что такое сила и как силы складываются
- Чем трение помогает и чем мешает
- Как рычаги, блоки и наклонные плоскости облегчают работу
- Как энергия переходит из одного вида в другой
Примеры экспериментов
-
Скатывайте тележку с наклонных плоскостей под разными углами и сравнивайте её скорость.
-
Передвигайте точку опоры рычага и найдите наименьшую силу, которая поднимет груз.
-
Меняйте поверхность под бруском и смотрите, как трение влияет на его движение.
Что можно собрать
-
Наклонная плоскость с тележкой и упором
-
Рычаг, который поднимает тяжёлый груз
-
Простая система блоков
Эти примеры показывают, чем занимаются в этом направлении. Опубликованные уроки могут отличаться.
Попробуйте небольшую модель
Эти небольшие модели работают прямо в вашем браузере, а после загрузки страницы — и без интернета. Это упрощённые учебные модели, а не движок симуляции MEKALUMI.
Подсказка: потяните левую шестерню, чтобы повернуть её вручную.
Зубчатая передача
Меняйте число зубьев у каждой шестерни. Смотрите, как меняются скорость и сила вращения.
- Передаточное отношение
- 1 : 2
- Скорость на выходе
- 15 об/мин · медленнее ×2
- Сила вращения
- × 2
- Направление вращения
- Противоположное мотору
Когда маленькая шестерня вращает большую, большая крутится медленнее, но с большей силой. Этот принцип используется в лебёдках, велосипедах и часах.
Модель: идеальные шестерни без трения и проскальзывания. Скорость мотора: 30 об/мин.
Что упрощает симуляция
- Тела обычно считаются абсолютно твёрдыми: они не мнутся, не трескаются и не изнашиваются.
- Трение и сопротивление воздуха описываются простыми формулами, а в реальном мире всё сложнее.
Любая симуляция упрощает реальность. Понимать, как именно она это делает, — тоже часть изучения инженерии.
Связь со школьными предметами
Физика, математика (углы и отношения), физкультура
Связь с другими направлениями
Механика — основа для кинематики, конструкций и робототехники.
Полезно знать
По преданию, Архимед утверждал, что сдвинул бы Землю, будь у него достаточно длинный рычаг и место, где встать.