Område 03
Kinematik
Hur mekanismer rör sig: kugghjul, länkar och kamskivor
Kinematik beskriver rörelse: lägen, banor och hastigheter. Den visar hur en rörelse kan omvandlas till en annan.
Vem det passar för
Elever som gillar kugghjul, cyklar och leksaker som rör sig och vill veta hur en rörelse blir en annan.
Det här lär du dig
- Hur kugghjul ändrar varvtal och riktning
- Hur en utväxling byter fart mot kraft
- Hur länkmekanismer gör om rotation till en rörelse fram och tillbaka
- Hur man följer banan för en punkt som rör sig
Exempel på experiment
-
Låt ett litet kugghjul gripa in i ett stort och räkna hur många varv vart och ett snurrar.
-
Bygg en vevmekanism och se hur kolven rör sig.
-
Ändra längden på en länk och se hur dess bana ändras.
Saker du kan bygga
-
En växellåda för en långsam, stark vinsch
-
En kolv som drivs av en vev
-
En mekanism för vindrutetorkare
De här exemplen visar vilken sorts arbete som görs inom området. De publicerade lektionerna kan skilja sig från dem.
Prova en liten modell
De här små modellerna körs direkt här i din webbläsare och fortsätter att fungera offline när sidan väl har laddats. De är förenklade undervisningsmodeller, inte simuleringsprogrammet i MEKALUMI.
Tips: dra i det vänstra kugghjulet för att vrida det för hand.
Kugghjulsväxel
Ändra antalet kuggar på varje kugghjul. Se hur varvtalet och vridmomentet förändras.
- Utväxling
- 1 : 2
- Utgående varvtal
- 15 rpm · 2× långsammare
- Vridmoment
- × 2
- Riktning
- Motsatt motorns riktning
När ett litet kugghjul driver ett stort, snurrar det stora långsammare men med mer kraft. Vinschar, cyklar och klockor använder den här idén.
Modell: ideala kugghjul utan friktion eller slirning. Motorns varvtal: 30 rpm.
Vad simuleringen förenklar
- Kinematik studerar rörelse, ofta utan att fråga vilka krafter som orsakar den.
- Delarna antas passa perfekt, utan springor eller glapp.
Varje simulering förenklar verkligheten. Att veta hur den gör det är en del av att lära sig teknik.
Kopplingar till skolämnen
Matematik (geometri och förhållanden), fysik, design och teknik
Kopplingar till andra områden
Kinematiken bygger på mekanik och är avgörande för robotik.
Bra att veta
På en cykel byter kedjan och kugghjulen i olika storlekar fart mot kraft när du cyklar uppför.