sv

Mekanismer och balans

1- Kugghjul och Mekanismer

Mekaniken är en del av ämnet fysik och handlar om lagar över hur saker beter sig när de utsatts för krafter och rörelser som exempel det som sker när man drar på ett rep eller när ett föremål faller ner osv. I den här delen studeras några enkla maskiner som redan hade funnit för lång tid sedan och som har varit grunden till de komplicerade maskinerna som finns idag.

Inom mekanik används ofta begreppet mekanismer. En mekanism är en kombination och en sammansättning av olika enkla maskiner som leder till att krafter och rörelser kan ändra sina riktningar. Man kan också med mekanismer ändra hastigheter på en rörelse som exempelvis i den mekanismen som finns i en växel låda av en bil. Den består av olika hjul med olika antal tänder som sätts till varandra för att minska eller höja rotationen av hjulen och den kallas för kugghjul.

Principen i kugghjulet är att att när ena hjul snurrar driver ett annat hjul som snurrar på samma fart som det första hjulet om hjulen är lika stora och har lika många tänder. Men om ena hjul är större och har fler tänder än det andra hjulet då snurrar hjulen med olika hastigheter. T.ex. ett hjul som är 10 ggr större och har 100 tänder driver ett annat hjul som är 10 ggr mindre då snurrar den mindre hjulet 10 ggr snabbare än det stora hjulet däremot om det är det lilla hjulet som driver den större hjulet snurrar den långsammare. På de sättet man höjer och minskar på hastigheten i bilar tack vare hjulet och tacklare hjulen kan bilar och andra transport medel åka med mindre friktioner i långa avstånd men hjulet sig är en enkel maskin. 


2- Gyllenes regel

Virtual labb

Balans

Bland saker som brukar finnas på olika lekplatser är en så kallad balans som man säkert har sett och använt tidigare. Man har kanske fått balans när man sitter från lika långa avstånd från vridningspunkten eller man hade behov att flytta fram och tillbaka för att göra en balans. Frågor är hur går det till att göra balans? varför man har fått balans med någon på samma avstånd men inte med någon annan? I experimentet används ett virtuell balans som består av två armar och en vridningspunkt. Armarna är lika långa från vridningspunkten och innehåller lika många streck som visar avstånden i meter till mittpunkten. I materialet ingår också fyra olika vikter som är 5 kg, 10 kg, 15 kg och 20 kg. Tryck på länken nedanför för att starta experimenten: 

Tryckt på länken dyker upp bilden programmet som på bilden bredvid. Sätt kryss på rutan där står "Mass Labels", "Forces from objects" och en till på cirkeln där står "Marks".

Svara på frågor om balansen

Balans regel

1- Lägg vikten med 5 kg på ena sidan av balansen på 8 m från vridningspunkten sedan ta fram en annan vikt med 5 kg och lägg den på den andra sidan av balansen på ett avstånd som passar för att få balansen. Anteckna hur långt blir avståndet som gör balansen.

2- Fyll i tabellen nedan genom att svara på följande frågan: på vilka avstånd D2 ska läggas vikterna som står på kolumnen för att göra balans med vikterna som står på första raden med motsvarande avstånden?

3- Välj fyra olika fall och beräkna: vikt1 xD1, vikt2 x D2.

4- Vilken slutsatser kan du dra från beräkningarna?