Област 03
Кинематика
Како се механизми крећу: зупчаници, полуге и брегови
Кинематика описује кретање: положаје, путање и брзине. Показује како се једно кретање може претворити у друго.
Коме одговара
Ученицима који воле зупчанике, бицикле и покретне играчке и желе да знају како једно кретање постаје друго.
Шта ћеш научити
- Како зупчаници мењају брзину и смер
- Како се преносним односом губи на брзини, а добија на сили
- Како полужни механизми претварају ротацију у кретање напред-назад
- Како да пратиш путању тачке која се креће
Примери експеримената
-
Спој мали зупчаник са великим и преброј колико обртаја направи сваки од њих.
-
Направи механизам са кривајом и клизачем и посматрај како се клип креће.
-
Промени дужину једне полуге и посматрај како се мења њена путања.
Шта можеш да направиш
-
Зупчасти преносник за спор, али снажан витао
-
Клип који покреће криваја
-
Механизам брисача ветробранског стакла
Ови примери показују каквим се задацима бави ова област. Објављене лекције могу да се разликују.
Испробај мали модел
Ови мали модели раде овде, у твом прегледачу, а када се страница учита, раде и без интернета. То су поједностављени наставни модели, а не програм за симулацију MEKALUMI.
Савет: окрени леви зупчаник руком тако што ћеш га превући.
Зупчасти пренос
Мењај број зубаца на сваком зупчанику. Посматрај како се мењају брзина и обртни момент.
- Преносни однос
- 1 : 2
- Излазна брзина
- 15 обр/мин · 2 пута спорије
- Обртни момент
- × 2
- Смер
- Супротан смеру мотора
Када мали зупчаник покреће велики, велики се окреће спорије, али јаче — са већим обртним моментом. Ту замисао користе витла, бицикли и сатови.
Модел: идеални зупчаници без трења и проклизавања. Брзина мотора: 30 обр/мин.
Шта симулација поједностављује
- Кинематика проучава кретање, често не питајући које га силе изазивају.
- Претпоставља се да делови савршено належу једни на друге, без процепа и зазора.
Свака симулација поједностављује стварност. Разумети како то ради такође је део учења инжењерства.
Везе са школским предметима
Математика (геометрија и размере), физика, техника и технологија
Везе са другим областима
Кинематика се ослања на механику и неопходна је за роботику.
Добро је знати
Када возиш бицикл узбрдо, ланац и зупчаници различитих величина дају ти више силе уз мању брзину.