领域 01
力学
力、运动和能量:每台机器背后的规律
力学解释物体为什么会运动、加速、减速或保持静止。它几乎是所有机器的基础。
你将学到什么
- 什么是力,以及几个力怎样共同起作用
- 摩擦力什么时候帮忙,什么时候碍事
- 杠杆、滑轮和斜面怎样让工作更省力
- 能量怎样从一种形式转化为另一种形式
实验示例
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让小车从不同角度的斜面上滚下来,比较它的速度。
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移动杠杆的支点,找出能把重物抬起来的最小的力。
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改变物块下方的表面,看看摩擦力怎样改变它的运动。
你可以搭建的作品
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一个带小车和挡块的斜面
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一个能抬起重物的杠杆
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一套简单的滑轮组
这些示例展示了该领域的工作类型。正式发布的课程可能会有所不同。
试试小模型
这些小模型直接在你的浏览器里运行,页面加载完成后,即使断网也能继续使用。它们是简化的教学模型,不是 MEKALUMI 的仿真引擎。
提示:拖动左边的齿轮,就能用手转动它。
齿轮组
改变每个齿轮的齿数,看看转速和转动力量会怎样变化。
- 传动比
- 1 : 2
- 输出转速
- 15 转/分 · 电机转速的 1/2
- 转动力量
- × 2
- 转动方向
- 与电机相反
小齿轮带动大齿轮时,大齿轮转得更慢,但力量更大。绞车、自行车和钟表都用到了这个原理。
模型:理想齿轮,没有摩擦,也不会打滑。电机转速:30 转/分。
仿真简化了什么
- 物体通常被视为完全刚性:它们不会凹陷、开裂或磨损。
- 摩擦力和空气阻力遵循简单的公式;真实世界要复杂得多。
任何仿真都会简化现实。了解它是怎样简化的,本身就是学习工程的一部分。
对应的学校科目
物理、数学(角度和比例)、体育
与其他领域的联系
力学是运动学、结构和机器人技术的基础。
值得了解
据说阿基米德曾经宣称:只要有一根足够长的杠杆和一个立足之处,他就能撬动地球。