MECHANIKI. Laboratorium. Konstrukcje od 1 do 35

Transkrypt

1 Laboratorium MECHANIKI Konstrukcje od do 5 Motaż dwóch belek Montaż belek z zastosowaniem dwóch gwoździ Łączenie belek Montaż trzech belek Prostopadłe złożenie belek Złożenie belki z modułem kątowym Zbuduj kwadrat za pomocą belek Montaż czterech belek Zbuduj równoległościan Most z kilku elementów Koła zębate z drążkiem Zbuduj dźwignię. typu obcęgi Zbuduj dźwignię. typu dziadek do orzechów Zbuduj dźwignię. typu szczypce Skonstruuj punkt podparcia dźwigni i obciążnik Skonstruuj i wypróbuj dźwignię o równowadze trwałej Skonstruuj i wypróbuj dźwignię o równowadze obojętnej Skonstruuj i wypróbuj dźwignię o równowadze chwiejnej Skonstruuj wagę Skonstruuj huśtawkę i wypróbuj Skonstruuj stanowisko do prób odwróconej rotacji Skonstruuj model do eksperymentu z rotacją bezpośrednią Skonstruuj model do eksperymentu z ruchem przemiennym Skonstruuj napęd pionowy Skonstruuj napęd pionowopoziomy Skonstruuj przekładnię zębatą Przekładnia ślimakowa do podnoszenia Reduktor ślimakowy Złącze Cardana Użyj modułu napędowego w celu wywołania kontrrotacji Użyj modułu napędowego, aby wywołać obroty w tym samym kierunku Połącz przekładnię z koszem satelitów Złóż rower stacjonarny Złóż ruchomą drabinkę do siłowni Zbuduj katapultę UWAGA! Tylko dla dzieci w wieku 8 lat i powyżej. Instrukcje dla rodziców zawarte są w zestawie i należy ich przestrzegać. Należy przeczytać instrukcję i zachować ją do wglądu. Producent: Clementoni S.p.A. Zona Industriale Fontenoce, s.n.c. 609 Recanati (MC) Italy Tel.: Clementoni Polska Sp. z o.o. ul. Budowlanych 7, 8098 Gdańsk,Polska poland@clementoni.com

2 ZADANIA Zanim zaczniecie cokolwiek konstruować, przypatrzcie się dobrze, jak zbudowane są elementy zestawu! Jeśli napotkacie na trudności, poproście o pomoc osobę dorosłą. OSTRZEŻENIE! Aby poprawnie odczepić dany element od stelaża, należy go okręcić wokół własnej osi, a nie odrywać. Przy łączeniu drążków z różnymi elementami takimi jak pierścienie, koła zębate itp. sami możecie regulować większą lub mniejszą wytrzymałość i szczelność poprzez zmianę pozycji wejściowej drążka do otworu danego elementu. UWAGA! W poszczególnych fazach montażu wskażemy Ci za pomocą różnych ikon, kiedy obrócić model, kiedy zacisnąć elementy, kiedy użyć belki ze sworzniami, a kiedy belki z gwoździami. Legenda: 0 Oznacza: obrócić model Oznacza: części zostały zaciśnięte Motaż dwóch belek Belka ze sworzniami Belka z gwoździami Montaż belek z zastosowaniem dwóch gwoździ Jeśli użyjemy dwóch gwoździ, efekt będzie bardzo trwały! Złożone belki Łączenie belek Złożone belki X Złożone belki

3 Montaż trzech belek X 5 Prostopadłe złożenie belek Złożenie belki Złożenie belki 6 Złożenie belki z modułem kątowym Złożenie belki

4 7 Zbuduj kwadrat za pomocą belek 8 Montaż czterech belek :

5 9 Zbuduj równoległościan X X8 Faza pośrednia X8 Gotowy model 5

6 0 Most z kilku elementów Gotowy model Koła zębate z drążkiem 6 6 Gotowy model Zbuduj dźwignię. typu obcęgi X8 6 :

7 PUNKT PODPARCIA leży między OPOREM a SIŁĄ. : : Zbuduj dźwignię. typu dziadek do orzechów OPÓR znajduje się między SIŁĄ a PUNKTEM PODPARCIA : 7

8 Zbuduj dźwignię. typu szczypce X SIŁA znajduje się między OPOREM a PUNKTEM PODPARCIA. 8 :

9 Informacje naukowe: zysk mechaniczny dźwigni Dźwignia jest maszyną prostą skonstruowaną przez człowieka po to, by mógł wykonać pracę, redukując przyłożoną siłę. Na drążek działają dwie siły: SIŁA przyłożona i OPÓR. Tak więc używając dźwigni, mamy do czynienia z ZYSKIEM MECHANICZNYM, który można wyliczyć, biorąc pod uwagę również długość ramion SIŁY i OPORU. W dźwigni długość ramion odpowiada odległościom od punktu podparcia. br bp R P Legenda: bp br P R = ramię SIŁY = ramię OPORU = SIŁA przyłożona = siła OPORU EJE WARUNKI RÓWNOWAGI x = x ZYSK MECHANICZNY G = R / br R bp P P SKONSTRUUJ I WYPRÓBUJ DŹWIGNIE 5 Skonstruuj punkt podparcia dźwigni i obciążnik X X7 9

10 MONTOWANIE OBCIĄŻNIKA Gotowy obciążnik W zadaniach nr 90 przesuwaj punkt podparcia i sprawdzaj, naciskając ręką na ramię SIŁY, jakie różnice wystąpią między dźwigniami. 6 Skonstruuj i wypróbuj dźwignię o równowadze trwałej Znajdź równowagę w urządzeniu tego rodzaju: umieść obciążnik (OPÓR) z jednej strony dźwigni i naciśnij ręką (SIŁA) z drugiej strony, uważając na wywierany nacisk. SIŁA PUNKT PODPARCIA OPÓR Zwróć uwagę na pozycję punktu podparcia! Ramię SIŁY jest dłuższe SIŁA jest mniejsza niż OPÓR. EKSPERYMENTUJ! Nota: umieść na drążku punktu podparcia pierścień uszczelniający dźwigni, jak to pokazano na rysunku. : 0

11 7 Skonstruuj i wypróbuj dźwignię o równowadze obojętnej Znajdź równowagę w urządzeniu tego rodzaju: umieść obciążnik (OPÓR) z jednej strony dźwigni i naciśnij ręką (SIŁA) z drugiej strony, uważając na wywierany nacisk. PUNKT PODPARCIA SIŁA Zwróć uwagę na pozycję punktu podparcia! Ramiona są tej samej długości SIŁA jest taka sama jak OPÓR. EKPERYMENTUJ! OPÓR Nota: umieść na drążku punktu podparcia pierścień uszczelniający dźwigni, jak to pokazano na rysunku. Skonstruuj i wypróbuj dźwignię o równowadze chwiejnej Znajdź równowagę w urządzeniu tego rodzaju: umieść obciążnik (OPÓR) z jednej strony dźwigni i naciśnij ręką (SIŁA) z drugiej strony, uważając na wywierany nacisk. PUNKT PODPARCIA SIŁA Zwróć uwagę na pozycję punktu podparcia! Ramię OPORU jest dłuższe. SIŁA jest większa niż OPÓR. EKPERYMENTUJ! OPÓR Nota: umieść na drążku punktu podparcia pierścień uszczelniający dźwigni, jak to pokazano na rysunku.

12 9 Skonstruuj wagę X X6 X Waga to dźwignia.typu WYPRÓBUJ! 0 Skonstruuj huśtawkę i wypróbuj X6 : :

13 Archimedes to wielki naukowiec, który już w III wieku p.n.e. eksperymentował z dźwigniami. Nota: dźwignia huśtawki powinna obracać się swobodnie wokół punktu podparcia. Ty też spróbuj: poszukaj równowagi huśtawki, zmieniając obciążenia i odległości między punktem podparcia a OPOREM i SIŁĄ. EKPERYMENTUJ! Huśtawka to dźwignia. typu

14 KOŁA ZĘBATE Koła zębate służą przekazywaniu ruchu poprzez osie (drążki) umieszczone w szczególny sposób; zęby nadają ruch. W parze kół zębatych, jeśli jedno obraca się w jedną stronę, to drugie w przeciwną; z tych dwóch kół jedno przekazuje ruch (koło napędzające), drugie ruch odbiera (koło napędzane). Jeśli chce się utrzymać ten sam kierunek obrotów, należy między dwoma kołami umieścić trzecie koło zębate. Koła zębate mają rożną wielkość i różną liczbę zębów. Wiele kół zębatych tworzy przekładnie. Skonstruuj stanowisko do prób odwróconej rotacji Gotowe stanowisko

15 Kierunek przeciwny do kierunku obrotów wskazówek zegara Kierunek zgodny z kierunkiem obrotów wskazówek zegara : : 5

16 Skonstruuj model do eksperymentu z rotacją bezpośrednią X Stanowisko zbudowane w zadaniu nr Kierunek zgodny z kierunkiem obrotów wskazówek zegara : Kierunek zgodny z kierunkiem obrotów wskazówek zegara 6 :

17 Skonstruuj model do eksperymentu z ruchem przemiennym 6 X5 Stanowisko zbudowane w zadaniu nr 0 6 : : 7

18 Skonstruuj napęd pionowy Stanowisko zbudowane w zadaniu nr : :

19 5 Skonstruuj napęd pionowo poziomy 6 Stanowisko zbudowane w zadaniu nr 6 PRZEŁOŻENIE PRZEKŁADNI Przypatrz sie uważnie kołom zębatym, kiedy się obracają i porównaj obroty wykonywane przez różne koła. Kiedy największe koło wykona jeden obrót, najmniejsze zrobi ich. W tym wypadku możesz uzyskać potwierdzenie, robiąc dzielenie lub wyliczając ułamek między liczbą zębów obu kół zębatych. Przykład jak wyliczyć przełożenie przekładni: zębów (większe koło) =. obrotów 0 zębów (mniejsze koło) : 9

20 6 Skonstruuj przekładnię zębatą X5 : : 0 Informacje techniczne na temat przekładni zębatych Przekładnia przekształca ruch obrotowy w ruch prostoliniowy. W przypadku kierownicy samochodu ruch przekazywany do cięgien kół sprawia, ze są one skrętne. Kierownica samochodu Winda Pociąg

21 CZYNNOŚCI WSTĘPNE Złóż stanowisko kontrolne dla elementów przekładni Złożone stanowisko

22 7 Przekładnia ślimakowa do podnoszenia X6 X 0 Wiadomości techniczonaukowe Przekładnia ślimakowa to walcowa przekładnia spiralna. W połączeniu między kołem zębatym, a ślimakiem ten ostatni element nazywany jest przewodzącym, ponieważ ruch może być przekazany tylko ze ślimaka na koło, a nie odwrotnie. Ślimak jest więc potrzebny, aby zablokować koło w określonej pozycji. Stanowisko złożone podczas czynności wstępnych 0 :

23 8 Reduktor ślimakowy Przełożenie Dzięki przekładni ślimakowej można uzyskać duże przełożenia. Pokręć kołem i zaobserwuj, jak wolno obraca się przekładnia. 5 0 Stanowisko złożone podczas czynności wstępnych Sprawdź poprawność montażu : 5

24 9 Złącze Cardana X Aby zmontować złącze Cardana zastosuj się do instrukcji wydrukowanej na ulotce z ostrzeżeniami znajdującej się w opakowaniu. :

25 0 Użyj modułu napędowego w celu wywołania kontrrotacji. X X6 Wsuń moduł napędowy między belki, demontując częściowo stanowisko, a następnie umieść przekładnie, tak jak to pokazano na rysunku. Stanowisko złożone podczas czynności wstępnych. WYPRÓBUJ! : : 5

26 Użyj modułu napędowego, aby wywołać obroty w tym samym kierunku 6 X6 Sprawdź poprawność montażu 6 WYPRÓBUJ! Stanowisko złożone podczas czynności wstępnych. 6 : 6 : 6

27 Połącz przekładnię z koszem satelitów X6 X Stanowisko złożone podczas czynności wstępnych. WYPRÓBUJ! : : 7

28 Złóż rower stacjonarny 6 6 : 8 :

29 X : : : Wiadomości techniczne i ciekawostki Rok 968 Rower bez kół używany w domu lub na siłowni jest wynalazkiem stosunkowo niedawnym. Na ten genialny pomysł wpadł amerykański wynalazca Keene P. Dimick, który pomyślał o rowerze stacjonarnym, który pozwalałby na pedałowanie nawet bez kół. 9

30 Złóż ruchomą drabinkę do siłowni 6 Podstawa złożona w punkcie 5. : : 0

31 5 Zbuduj katapultę 5 5 Wiadomości techniczne i ciekawostki III wiek p.n.e. Archimedes udoskonalił katapultę, machinę wojenną używaną w Grecji już w czasach Aleksandra Wielkiego. Machina ta czerpała energię ze skręconych lin i włosów, które po uwolnieniu sprężynowały i powodowały wyrzut ramienia katapulty miotającego duże kamienie. Informacje naukowotechniczne Projekt ten czerpał z badań fizycznych i matematycznych. Rozmiary elastycznych pasów (skręconych lin) zależały od ciężaru kamieni i od odległości od celu (zasięg). : 5

32 X X6 6 : : 6 : : 6