領域 03
運動學
機構如何運動：齒輪、連桿和凸輪
運動學描述運動：位置、路徑和速度。它告訴我們，一種運動如何轉換成另一種運動。
你會學到什麼
- 齒輪如何改變速度和方向
- 齒輪比如何用速度換取力量
- 連桿如何把轉動變成來回運動
- 如何追蹤一個移動點的路徑
實驗範例
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讓一個小齒輪和一個大齒輪互相嚙合，數一數它們各轉了幾圈。
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組裝曲柄和滑塊，觀察活塞如何移動。
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改變連桿的長度，看看它的路徑如何改變。
你可以做出的作品
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一個讓絞盤轉得又慢又有力的齒輪箱
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一個由曲柄帶動的活塞
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一套汽車雨刷機構
這些範例呈現的是這個領域會做的事情類型。正式發布的課程可能會有所不同。
試試小模型
這些小模型直接在你的瀏覽器裡執行，頁面載入後，即使離線也能繼續使用。它們是簡化的教學模型，不是 MEKALUMI 的模擬引擎。
提示：拖曳左邊的齒輪，就能用手轉動它。
齒輪組
改變每個齒輪的齒數，看看轉速和轉動力量會怎麼變化。
- 齒輪比
- 1 : 2
- 輸出轉速
- 15 轉/分 · 馬達轉速的 1/2
- 轉動力量
- × 2
- 轉動方向
- 與馬達相反
小齒輪帶動大齒輪時，大齒輪轉得比較慢，但力量比較大。絞盤、腳踏車和時鐘都運用了這個原理。
模型：理想齒輪，沒有摩擦，也不會打滑。馬達轉速：每分鐘 30 轉。
模擬簡化了什麼
- 運動學研究運動，但通常不追問是哪些力造成了運動。
- 零件被假設為完美密合，沒有間隙，也不會鬆動。
每一種模擬都會簡化現實。了解它簡化了哪些地方，本身就是學習工程的一部分。
與學校科目的連結
數學（幾何與比例）、物理、設計與科技
與其他領域的關聯
運動學建立在力學的基礎上，對機器人技術來說不可或缺。
小知識
騎腳踏車上坡時，鏈條和大小不同的齒輪會用速度換取力量。