Δημιουργία Μηχανικού Πλεονεκτήματος με Γρανάζια
Διαφορετικά μεγέθη και τύποι γραναζιών
Η περιφέρεια ενός γραναζιού έχει άμεσο αντίκτυπο στον τρόπο με τον οποίο το γρανάζι μεταδίδει ροπή και ταχύτητα. Όταν δύο γρανάζια εμπλέκονται, παράγεται μηχανικό πλεονέκτημα εάν η περιφέρεια των γραναζιών διαφέρει. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια αλλαγή στην ταχύτητα και τη ροπή των αξόνων που είναι συνδεδεμένοι στα γρανάζια. Αυτή η αλλαγή είναι ανάλογη με τον αριθμό των δοντιών στο γρανάζι. Η παραπάνω κινούμενη εικόνα δείχνει ένα μεγάλο γρανάζι στο κάτω μέρος και ένα μικρότερο γρανάζι εμπλεκόμενο στην κορυφή. Καθώς το μεγαλύτερο γρανάζι περιστρέφεται μία φορά, θα δείτε το μικρότερο γρανάζι να περιστρέφεται συνολικά επτά φορές. Τα γρανάζια
VEX έχουν δόντια ίδιου μεγέθους και απόστασης. Αυτό βοηθά στην αποφυγή ολίσθησης μεταξύ των γραναζιών, διασφαλίζοντας ότι οι συνδεδεμένοι άξονες είναι πάντα συγχρονισμένοι μεταξύ τους. Έχοντας δόντια παρόμοιου μεγέθους και απόστασης, επιτρέπει επίσης στον χρήστη να καθορίσει τη σχέση μετάδοσης.
Συμβουλές για τους Δασκάλους
Βοηθήστε τους μαθητές σας να αναγνωρίσουν ότι για μία περιστροφή του μεγάλου γραναζιού, το μικρό γρανάζι πρέπει να περιστραφεί επτά φορές, περιστρεφόμενο έτσι επτά φορές πιο γρήγορα.
Παρακινήστε τη συζήτηση
Τα γρανάζια χρησιμοποιούνται συνήθως για την απόκτηση μηχανικού πλεονεκτήματος και για μηχανική μετάδοση. Παρακάτω παρατίθενται ορισμένες ερωτήσεις που θα βοηθήσουν στην ενίσχυση της συζήτησης σχετικά με το πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν γρανάζια για την απόκτηση μηχανικού πλεονεκτήματος.
Ε:Πού έχετε δει τη χρήση γραναζιών στην καθημερινή σας ζωή;
Α:Αυτοκίνητα, τρακτέρ, ρολόγια, ρομπότ, κιβώτια ταχυτήτων ή/και τρένα
Ε:Πώς μπορούν τα γρανάζια να αποτελέσουν μια σημαντική πτυχή του σχεδιασμού ρομπότ;
Α:Οι σχέσεις μετάδοσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αύξηση της ταχύτητας ή της ροπής στον τροχό για μεγαλύτερη κινητικότητα ή ισχύ. Τα γρανάζια μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να αλλάξουν την κατεύθυνση της κίνησης. Επιπλέον, οι σχέσεις μετάδοσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν με μηχανισμούς ανύψωσης και αρπάγης.
Ε:Πώς παρέχουν τα γρανάζια πλεονέκτημα στη συσκευή μηχανικού πλεονεκτήματος που κατασκευάσατε;
Α:Εάν οι μαθητές είναι εξοικειωμένοι με την ορολογία που χρησιμοποιείται σε αυτό το μάθημα, μπορούν να αναφέρουν μια αύξηση στην ταχύτητα ή τη ροπή. Εάν όχι, αυτή είναι μια καλή ευκαιρία να ενισχυθεί η χρήση αυτών των όρων.
Επεκτείνετε τη Μάθησή σας
Για να επεκτείνετε αυτήν τη δραστηριότητα, δώστε οδηγίες στους μαθητές σας να εξερευνήσουν τους διάφορους τύπους εξοπλισμού που παρέχονται με το V5 Classroom Super Kit. Οι μαθητές μπορούν στη συνέχεια να σκιαγραφήσουν τους διαφορετικούς τύπους γραναζιών στα τετράδιά τους για τη μηχανική και να εξηγήσουν το πλεονέκτημα κάθε τύπου.
Για να επεκτείνετε περαιτέρω αυτήν τη δραστηριότητα, δώστε οδηγίες στους μαθητές σας να διερευνήσουν πώς άλλα στοιχεία κίνησης στο V5 Classroom Super Kit, όπως η αλυσίδα και ο οδοντωτός τροχός ή ο ιμάντας και η τροχαλία, χρησιμοποιούνται για την απόκτηση μηχανικού πλεονεκτήματος.