σύνδεσμοι μοχλών mechanical science wheelbarrow B Γ δραστηριοτήτων Τύποι συνδέσμων μοχλών Τμήμα Γνώσεων Εισαγωγή

Transcript

1 Παντογράφος: Ο παντογράφος είναι ένας μηχανισμός που εφευρέθηκε το 10 από τον Κριστόφ Σάινερ, βασισμένο στην αρχή της αναλογίας τριγώνων. Χρησιμοποιείται κυρίως από ζωγράφους και σχεδιαστές για να δημιουργήσουν δύο αντίγραφα ενός πρωτοτύπου: ένα αντίγραφο μικρότερου μεγέθους (κλιμακωτή μείωση) ή ένα μεγαλύτερου (κλιμακωτή μεγέθυνση). Ο παντογράφος αποτελείται από σειρά συνδέσμων μοχλών ενωμένοι με αρθρώσεις. Αρκετές ράβδοι είναι ενωμένες με βάση το παραλληλόγραμμο, όπως φαίνεται στην εικόνα. Στο ένα άκρο ορίζεται ένα σταθερό σημείο Α (σταθερή βάση), ενώ στο σημείο υπάρχει ένας χαράκτης και στο σημείο, το οποίο βρίσκεται στην αντίθετη διαγώνιο, ένα μολύβι. Μετακινώντας τον χαράκτη (μια μικρή καρφίτσα ή πένα) στο περίγραμμα του πρωτοτύπου, ο παντογράφος δημιουργεί ένα αντίγραφο. Αν τοποθετούσαμε το σημείο στο περίγραμμα και το μολύβι στο Β θα είχαμε ένα μικρότερο αντίγραφο από το πρωτότυπο. Ο παντογράφος χρησιμοποιεί την μαθηματική αρχή της αναλογίας τριγώνων. Όπως φαίνεται πιο κάτω, στον παντογράφο μας έχουμε το σταθερό σημείο και τον λόγο : O. Αυτός ο λόγος απόστασης πρέπει να είναι ο ίδιος και στην άλλη μεριά του παντογράφου ( : Ρ). Αφού ο λόγος είναι πάντα ο ίδιος και τα σημεία κινούνται παράλληλα μεταξύ τους, μπορούμε να δημιουργήσουμε εικόνες με μεγέθυνση όσο είναι ο λόγος απόστασης. ια παράδειγμα, αν ο λόγος είναι τότε το αντίγραφο θα είναι φορές μεγαλύτερο από το πρωτότυπο. Ρ Αναλογικές αποστάσεις Έλεγχος νώσεων Ένας παντογράφος σε δράση Μια φορά και ένα καιρό, στην αρχαία Ελλάδα ζούσε ένας καλός, γενναίος και δυνατός άντρας που ονομαζόταν Ηρακλής. Κάποτε, ένας βασιλιάς του έδωσε τον άθλο να σκοτώσει ένα λιοντάρι το οποίο τρομοκρατούσε τους κατοίκους μιας περιοχής, της Νεμέας. Ο Ηρακλής πήγε στην περιοχή, βρήκε το λιοντάρι και χρησιμοποίησε το τόξο του και το ρόπαλό του για να το σκοτώσει. Όμως, το δέρμα του λιονταριού της Νεμέας ήταν άφθαρτο, αφού είχε γεννηθεί από τέρατα και μεγάλωσε από μια θεά. Έτσι τα όπλα του Ηρακλή ήταν άχρηστα. Χωρίς να έχει άλλη επιλογή, κατάφερε να αρπάξει το λιοντάρι από το λαιμό και να το πνίξει, ανακουφίζοντας έτσι τους κατοίκους της περιοχής. Αυτό είναι ένας μύθος, μια φανταστική ιστορία, που λεγόταν από τους αρχαίους Έλληνες. Μπορείς όμως να ξαναζωντανέψεις το μύθο ακολουθώντας τις οδηγίες της Τζένιφερ στο επόμενο πείραμα! νώριζες ότι; Υπήρχε ένας ξεχωριστός τύπος παντογράφου που χρησιμοποιούσε ο ος πρόεδρος των Η.Π.Α., Τόμας Τζέφερσον, ο οποίος ονομαζόταν πολυγράφος. Η συσκευή αυτή χρησιμοποιούσε την αρχή του παραλληλισμού και είχε δύο πένες με μελάνι, έτσι μπορούσε να παράγει ένα αντίγραφο την ίδια ώρα που το πρωτότυπο δημιουργείτο. Ο πρόεδρος χρησιμοποιούσε πολύ συχνά τη συσκευή αυτή για να αντιγράψει τα έργα του, και του άρεσε τόσο πολύ που το 180 την αποκάλεσε την «καλύτερη εφεύρεση της εποχής». Σκεφτείτε τι θα έλεγε για τους σημερινούς εκτυπωτές! ΑΝΑΚΑΛΥΨΕ... Τους διαφορετικούς τύπους κίνησης και πως οι συνδέσμοι μοχλών μας βοηθούν να αλλάξουμε την κατεύθυνση της κίνησης. Από το μύθο του Ηρακλή και το λιοντάρι της Νεμέας Πείραμα : Παιχνίδι με κινούμενες φιγούρες ιαδικασία: 1. Ακολούθησε προσεκτικά τις οδηγίες στη 8 του εγχειρίδιου κατασκευής: συνδέσμοι μοχλών της Engino και κατασκεύασε το μοντέλο του παιχνιδιού με κινούμενες φιγούρες μέχρι το βήμα. Αυτό θα χρησιμεύσει σαν πλαίσιο συνδέσμων μοχλών.. Μετά θα πειραματιστούμε με τύπους συνδέσμων μοχλών. Κτίσε τους συνδέσμους της επόμενης ς και τοποθέτησέ τους στον πίνακα συνδέσμων μοχλών όπως φαίνεται σε κάθε περίπτωση. Μετακίνησε τους συνδέσμους μοχλών σε κάθε κατεύθυνση και παρατήρησε τι συμβαίνει. Παιχνίδι που κινείται χάρις στους συνδέσμους μοχλών.. Τώρα, μετακίνησε μια άκρη του συνδέσμου στην κατεύθυνση του βέλους, η οποία είναι η εισαγόμενη κίνηση, και δείξε με ένα βέλος (μέσα στο κουτί) την κίνηση στην άλλη άκρη, την παραγόμενη κίνηση. Προσπάθησε επίσης να βρείς ποιες δοκοί είναι παράλληλες μεταξύ τους και ποιες κάθετες. Απαιτούμενα υλικά: έλεγξε τι έχεις μάθει Τι είναι η ΚΛΙΜΑΚΩΤΗ ΑΥΞΗΣΗ και τι η ΚΛΙΜΑΚΩΤΗ ΜΕΙΩΣΗ; Πως χρησιμοποιείται ένας ΠΑΝΤΟΡΑΦΟΣ; Εισαγωγή Τόμας Τζέφερσον (17-18) Τι είναι ο ΠΑΝΤΟΡΑΦΟΣ και σε ποια ΑΡΧΗ βασίζεται; 1 Τύποι συνδέσμων μοχλών Τμήμα νώσεων O wheelbarrow 1. Κομμάτια Engino.. Εγχειρίδιο κατασκευής: συνδέσμοι μοχλών της Engino. Πλαίσιο συνδέσμων μοχλών 1

2 Περίπτωση 1:. Μπορεί τώρα να ρωτήσεις τι θα κάνουμε όλους αυτούς τους συνδέσμους; Θα τους χρησιμοποιήσουμε για να κατασκευάσουμε το δικό μας παιχνίδι! Πάρε το πλαίσιο συνδέσμων μοχλών σου και ακολούθησε τις οδηγίες στη 9 στο εγχειρίδιο κατασκευής: συνδέσμοι μοχλών της Engino, για να τελειώσεις το παιχνίδι σου.. Όταν τελειώσεις το μοντέλο σου προσπάθησε να ζωγραφίσεις σε χοντρό χαρτόνι τις φιγούρες σου του Ηρακλή και του λιονταριού. Τότε μπορείς να τις κόψεις και να τις κολλήσεις με ταινία ή γόμα στις ράβδους που εξέχουν από το πλαίσιο σου, όπως έκανε και η Τζένιφερ στη διπλανή εικόνα. Μπορείς ακόμη να ζωγραφίσεις και το δικό σου φόντο και να το κολλήσεις στο πλαίσιο! Παιχνίδι Engino με κινούμενες φιγούρες Περίπτωση :. Φαντάσου τώρα ότι είσαι στην αρχαία Ελλάδα και έχεις πρώτη θέση στη μάχη του Ηρακλή με το λιοντάρι της Νεμέας! Μετακίνησε τη ράβδο στο πλάι και δες τις φιγούρες σου να συγκρούονται! 7. ες στο πίσω μέρος του παιχνιδιού και προσπάθησε να αναγνωρίσεις το σύνδεσμο μοχλών που προκαλεί αυτή τη κίνηση. 8. ιαφορετικά, μπορείς να σχεδιάσεις τις δικές σου φιγούρες και να τις βάλεις στο παιχνίδι, δημιουργώντας την δική σου ιστορία. Μπορείς επίσης να χρησιμοποιήσεις ένα διαφορετικό τύπο συνδέσμου μοχλών για να κάνεις τις φιγούρες σου να κινούνται όπως θέλεις. Μερικές ιδέες για να σε βοηθήσουν να ξεκινήσεις είναι: «Ηρακλής-Ύδρα», «Ιππότηςράκος», «Παλαιστές Σούμο». Αν θες να δημιουργήσεις μία μόνο φιγούρα με αστείες κινήσεις μερικές ιδέες είναι: «Πινόκιο με κινούμενη μύτη», «Κλόουν με κινούμενο στόμα και καπέλο». Σύνδεσμος μοχλών του παιχνιδιού με κινούμενες φιγούρες 1) Συμπλήρωσε τον πίνακα για κάθε σύνδεσμο μοχλών, σύμφωνα με τις παρατηρήσεις σου από το πείραμα. Περίπτωση : εισαγωγή Σύνδεσμος Περίπτωση 1 Περίπτωση Περίπτωση Περίπτωση Ηρακλής-λιοντάρι παραγωγή Περίπτωση : Τεστ νώσεων 17 Μπορείς να σκεφτείς ένα τρόπο για το λιοντάρι να δραπετεύσει από τον Ηρακλή στο παιχνίδι με κινούμενες φιγούρες; ( βαθμοί) Βοήθεια: δες την διπλανή εικόνα των υαλοκαθαριστήρων, και επίσης θυμήσου τι είπαμε για τους παράλληλους συνδέσμους μοχλών στο πείραμα 1. 18

3 Τμήμα νώσεων - Σύνδεσμος μοχλών εναλλαγής: Αυτός είναι ένας ξεχωριστός σύνδεσμος μοχλών που χρησιμοποιείται για να κρατάει αντικείμενα στη θέση τους. Είναι γρήγορος και κρατάει γερά. Παράδειγμα τέτοιου μηχανισμού είναι ο σφιγκτήρας. Τύποι κίνησης: Έχουμε ήδη δει ότι υπάρχουνε πολλά είδη συνδέσμων μοχλών, τα οποία ονομάζονται ανάλογα με την κίνηση που παράγουν. ια να καταλάβουμε πως λειτουργούν αυτοί οι ας ρίξουμε πρώτα μια ματιά στους τύπους κίνησης: Ένας κλειστός σφιγκτήρας ραμμική κίνηση, η οποία συμβαίνει όταν ένα σώμα κινείται σε ευθεία γραμμή, π.χ. ένας χαρτοκόπτης Πτυσσόμενη σκάλα: Σύνδεσμος μοχλών εναλλάγής Χαρτοκόπτης που κινείται γραμμικά Ανεμόμυλος που κάνει περιστροφική κίνηση Κίνηση ταλάντωσης, που είναι η κίνηση μπρος και πίσω σε κυκλική τροχιά, π.χ. κούνια. Ραπτική μηχανή σε παλινδρομική κίνηση Παλινδρομική κίνηση, που είναι κίνηση μπρος και πίσω σε ευθεία γραμμή, π.χ. ραπτική μηχανή Μια κούνια που κάνει κίνηση ταλάντωσης Περιστροφική κίνηση, που είναι κίνηση γύρω από ένα σταθερό σημείο (σε κύκλο), π.χ. ανεμόμυλος Τύποι συνδέσμων μοχλών: Στο πείραμα 1 είχαμε την ευκαιρία να μελετήσουμε το σύνδεσμο μοχλών παράλληλης κίνησης. Πιο κάτω, μπορούμε να δούμε τους άλλους τύπους συνδέσμων μοχλών: - Σύνδεσμος μοχλών αντίστροφης κίνησης: αυτός ο τύπος συνδέσμου χρησιμοποιείται για να αλλάξει την κατεύθυνση της κίνησης. Ένας απλός μοχλός με υπομόχλιο στη μέση του αντιστρέφει την εισαγόμενη κίνηση. Σύνδεσμος αντίστροφης κίνησης Μέρη μηχανής αυτοκινήτου - Σύνδεσμος τύπου καμπάνας: αυτός ο τύπος συνδέσμου χρησιμοποιείται για να αλλάξει την κατεύθυνση της κίνησης ή να την μεταφέρει σε γωνιά. Ο μηχανισμός αποτελείται από δύο συνδέσεις σε σχήμα καμπάνας που περιστρέφονται γύρω από το ίδιο υπομόχλιο (φρένα ποδηλάτου). Σύνδεσμος τύπου καμπάνας νώριζες ότι; Το γόνατό μας λειτουργεί παρόμοια με ένα σύνδεσμο τύπου πεντάλι! Ένα ανθρώπινο γόνατο αποτελείται από κόκαλα, μύες και τένοντες για υποστήριξη και κίνηση. Όταν προσπαθείς να σταθείς στο ένα πόδι, ο άρθρωση στο γόνατό σου κλειδώνει στη θέση της. Αυτό γίνεται με το να σπρώχνει το γόνατο προς τα πίσω, όπως σε μια πένσα, εμποδίζοντας έτσι το γόνατο να κινηθεί μπροστά. Στους ανθρώπους, τα γόνατα υποστηρίζουν σχεδόν όλο το βάρος τους, και έτσι είναι ευάλωτα σε τραυματισμούς, γι αυτό θέλουν φροντίδα! Η πτυσσόμενη σκάλα είναι ένας τύπος σκάλας ο οποίος αποτελείται από δύο ενωμένα κεκλιμένα επίπεδα με σκαλιά. Αυτά τα επίπεδα είναι ενωμένα με ένα απλό τύπο συνδέσμου μοχλών, που επιτρέπουν την σκάλα να κλείσει ή να ανοίξει. Με αυτό το τρόπο μπορούμε να ανοίξουμε τη σκάλα με ασφάλεια και να αποθηκεύουμε χώρο όταν δεν την χρησιμοποιούμε. Κτίσε τη δική σου πτυσσόμενη σκάλα με κομμάτια Engino ακολουθώντας τις οδηγίες στο εγχειρίδιο κατασκευής: σύνδεσμοι μοχλών στη 10. Παίξε για λίγο μαζί της για να καταλάβεις πως δουλεύει. Προσπάθησε μετά να αλλάξεις τον τόπο του συνδέσμου για να ανοίγει περισσότερο η σκάλα σου, ή και τον τύπο του. Μοντέλο πτυσσόμενης σκάλας Engino Έλεγχος νώσεων έλεγξε τι έχεις μάθει Ποιοι είναι οι κύριοι ΤΥΠΟΙ ΚΙΝΗΣΗΣ; Ποιοι είναι οι ΚΥΡΙΟΙ ΤΥΠΟΙ ΣΥΝΕΣΜΩΝ και πως λειτουργούν; Τι είναι η ΠΤΥΣΣΟΜΕΝΗ ΣΚΑΛΑ; Φρένα ποδηλάτου επιγονατίδα - Σύνδεσμος τύπου πεντάλι: αυτός ο τύπος συνδέσμου χρησιμοποιείται για να μετατρέψει περιστρεφόμενη κίνηση σε ταλάντωση και αντίστροφα (π.χ. πετάλια ραπτικών μηχανών). 19 Πραγματική πτυσσόμενη σκάλα μηριαίο οστό περόνη της κνήμης τένοντας κνήμη Σύνδεσμος τύπου πεντάλι Ραπτική μηχανή Ανατομία ανθρώπινου γονάτου 0

4 Πως να κάνεις μια ευθεία γραμμή με ακρίβεια Εισαγωγή Η κατασκευή μιας ευθείας γραμμής μπορεί να φαίνεται εύκολο σήμερα με την χρήση των υπολογιστών, αλλά κατά τη διάρκεια της Βιομηχανικής επανάστασης ήταν ένα σημαντικό πρόβλημα που οι μηχανικοί έπρεπε να λύσουν. Το πιστόνι μιας ατμομηχανής πρέπει να κινείται σε ευθεία γραμμή για να δουλεύει η μηχανή. Ο Τζέιμς Βατ ( ) ήταν ο εφευρέτης του πρώτου σύνδεσμου μοχλών που έκανε μια σχεδόν ευθεία γραμμή. Κατάφερε να λύσει το πρόβλημα ενώνοντας δύο περιστρεφόμενες ράβδους στο πιστόνι, μετατρέποντας έτσι την περιστροφική κίνηση σε κάθετη. Το γεγονός ότι είναι σχεδόν ευθεία γραμμή και ότι διαρκεί για λίγο δεν κάνει την κατασκευή αυτή λιγότερο ευφυές, καθώς πολλοί εφευρέτες ακολούθησαν την ιδέα του. Αλλά ας δούμε ποιος κατάφερε να δημιουργήσει μια τέλεια ευθεία γραμμή! Πείραμα : Σύνδεσμος μοχλών Ποσελιέρ-Λίπκιν ιαδικασία: 1. Ακολούθησε προσεκτικά τις οδηγίες στις σελίδες 111 στο εγχειρίδιο κατασκευής: συνδέσμοι μοχλών και κτίσε το μοντέλο συνδέσμου μοχλών Ποσελιέρ-Λίπκιν. 1) Παρατήρησε προσεκτικά το μοντέλο Ποσελιέρ-Λίπκιν. Μπορείς να ονομάσεις τα τρία σχήματα που σχηματίζονται με τις ράβδους Engino; O Σύνδεσμος μοχλών του Βατ (ή παράλληλος σύνδεσμος μοχλών) Ανακάλυψε... Πως μπορείς να σχεδιάσεις μια τέλεια ευθεία γραμμή μετατρέποντας την κυκλική κίνηση σε γραμμική. ) Τι μπορείς να πεις για τα δύο σχήματα στο κέντρο του μοντέλου; ) Όταν η μεσαία ράβδος (που ενώνεται στο σημείο ) κινείται ελεύθερα τι σχηματίζεται στην πορεία της; Τεστ νώσεων Ένας μεγάλος εφευρέτης, ο Χαρτ, σχεδίασε ένα διαφορετικό σύνδεσμο μοχλών για δημιουργία μιας ευθείας γραμμής. Ένα μοντέλο του Α-πλαίσιου του Χαρτ με κομμάτια ENGINO φαίνεται στην εικόνα. Μπορείς να κτίσεις αυτό το μοντέλο και να κάνεις μια ευθεία γραμμή; ( βαθμοί). Αν το έχεις κάνει σωστά θα έχεις σχεδιάσει μια ευθεία γραμμή. Θεωρητικά η ευθεία αυτή θα πρέπει να είναι τέλεια. Αλλά εξαιτίας της τριβής και της ευελιξίας των κομματιών Engino η «ευθύτητα» της γραμμής δεν είναι τέλεια. Αυτοί είναι μερικοί λόγοι που οι μηχανικοί σήμερα προσπαθούν να βρουν άλλους τρόπους να σχεδιάσουν ευθεία γραμμή, που δεν περιλαμβάνουν συνδέσμους μοχλών.. Τοποθέτησε ένα μολύβι ή καρφίτσα στο σημείο Α του μοντέλου σου (εικόνα στο κάτω μέρος). Η άλλη μεριά (με τα μπλε σημεία) πρέπει να είναι πάντοτε σταθερή όταν χρησιμοποιείς το σύνδεσμο. Στερέωσε ένα κομμάτι χαρτί με κολλητική ταινία για να μπορείς να σχεδιάσεις την γραμμή. Περίστρεψε τη μεσαία ράβδο που ενώνεται στο σημείο Β όσο μπορείς και παρατήρησε τι συμβαίνει. O Σύνδεσμος μοχλών Ποσελιέρ-Λίπκιν Απαιτούμενα υλικά: 1. Κομμάτια Engino.. Εγχειρίδιο κατασκευής: συνδέσμοι μοχλών της Engino. 1. Μολύβι, χαρτί και κολλητική ταινία Μοντέλο συνδέσμου μοχλών «PeaucellierLipkin» της Engino

5 Τμήμα νώσεων Είμαι βέβαιος ότι σας άρεσε αυτό το και ότι είχατε ένα ευχάριστο ταξίδι στον κόσμο των συνδέσμων μοχλών! Πριν αποχαιρετιστούμε, ας δούμε τι έχεις μάθει από όλα αυτά τα πειράματα και τις πληροφορίες. Κάνε τα δυνατά σου να λύσεις τις ασκήσεις που ακολουθούν, γράφοντας τις απαντήσεις σου στο χώρο που σου δίνεται. Μπορείς να βρεις τις λύσεις στο τέλος του υ, και για κάθε σωστή απάντηση παίρνεις τους βαθμούς τις άσκησης. Πρόσθεσε όλους τους βαθμούς σου (μαζί και των προηγούμενων τεστ γνώσεων) και δες τι βαθμό έχεις στις Μηχανικές Επιστήμες, στο τομέα των συνδέσμων μοχλών στη σελ. 1. Σύνδεσμος μοχλών Ποσελιέρ-Λίπκιν: Λόγους που δεν χρησιμοποιούνται συνδέσμοι μοχλών: Έχουμε δει ότι οι συνδέσμοι μοχλών παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στη μηχανική επιστήμη και μηχανολογία. Όμως μερικές φορές, οι συνδέσμοι δεν είναι οι κατάλληλες λύσεις για ένα πρόβλημα γιατί: ŸΧρειάζονται διαρκής συντήρηση ŸΤα κινούμενα μέρη προκαλούν προβλήματα ασφάλειας ŸΟι άκαμπτες συνδέσεις και αρθρώσεις φθείρονται με το χρόνο ŸΥπάρχουν καλύτερες λύσεις (π.χ. ηλεκτρονικοί υπολογιστές) Έλεγχος νώσεων Η παραγωγή μιας τέλειας ευθείας γραμμής αποδεικνύεται και μαθηματικά. Μάλιστα, είναι τόσο απλό, που είναι εκπληκτικό το πόσο πήρε μέχρι να εφευρεθεί. ια τα νέα μαθηματικά μυαλά που αναζητούν γνώση, αυτή είναι η απόδειξη: Η εικόνα στα είναι μια απλή μορφή του συνδέσμου και φαίνονται δύο σχήματα: δύο όμοια τρίγωνα (O και O) και ένα παραλληλόγραμμο (). Όταν η γραμμή ΟΒ περιστρέφεται δημιουργεί ένα κύκλο ο οποίος βασικά αντιστρέφεται σε μια τέλεια ευθεία γραμμή με την βοήθεια των σχημάτων. Η αντιστροφή του κύκλου είναι η μαθηματική αρχή όπου ο κύκλος γίνεται γραμμή (ένας κύκλος με άπειρη ακτίνα). Σύνδεσμος μοχλών Σάρους Ώρα για το τελικό Τεστ νώσεων! Μετά την ανακάλυψη του Τζέιμς Βατ του συνδέσμου μοχλών που παράγει μια σχεδόν ευθεία γραμμή το 178, άρχισε μια κούρσα μεταξύ μαθηματικών και μηχανικών για να δημιουργήσουν ένα σύνδεσμο μοχλών που θα έκανε μια τέλεια ευθεία γραμμή. Η λύση βρέθηκε ταυτόχρονα από δύο επιστήμονες: πρώτα από τον Τσαρλς-Νίκολας Ποσελιέρ το 18 και μετά από τον ιομ Τοβ Λίπμαν Λίπκιν το Και οι δύο είχαν εφεύρει τον σύνδεσμο αυτό και έτσι ονομάστηκε Ποσελιέρ-Λίπκιν. Σύνδεσμος μοχλών Ποσελιέρ-Λίπκιν Άσκηση 1 Κύκλωσε τις αρθρώσεις και δείξε με βέλη τις άκαμπτες συνδέσεις αυτού του συνδέσμου μοχλών. ( βαθμοί) νώριζες ότι; Υπάρχει ένας τρισδιάστατος σύνδεσμος μοχλών ο οποίος επίσης παράγει μια τέλεια ευθεία γραμμή! Ο σύνδεσμος μοχλών Σάρους εφευρέθηκε το 18 από τον Πιέρ Φέντερικ Σάρους και είναι ένας μηχανικός σύνδεσμος μοχλών ο οποίος μετατρέπει την κυκλική κίνηση σε γραμμική. Αυτός ο σύνδεσμος χρησιμοποιείται σε διαστάσεις (ονομάζεται επίσης στρόφαλος χώρου ), αντίθετα με τον Ποσελιέρ-Λίπκιν ο οποίος είναι σύνδεσμος που δουλεύει σε διαστάσεις. Ο σύνδεσμος αυτός χρησιμοποιεί δύο ενωμένες κάθετες ορθογώνιες πλάκες, παράλληλες μεταξύ τους και καθώς ολόκληρος ο μηχανισμός επεκτείνεται ή μειώνεται παράγεται μια ευθεία γραμμή. Άσκηση Ένωσε τις εικόνες με τις σωστές προτάσεις. ( βαθμοί) 1 Σύνδεσμος μοχλών παράλληλης κίνησης Σύνδεσμος τύπου πεντάλι Σύνδεσμος μοχλών αντίθετης κίνησης Σύνδεσμος μοχλών εναλλαγής Σύνδεμος τύπου καμπάνας έλεγξε τι έχεις μάθει ιατί χρειαζόμαστε σύνδεσμο μοχλών τέλειας ευθείας γραμμής; Τι είναι ο σύνδεσμος μοχλών Ποσελιέρ-Λίπκιν; Ποιοι λόγοι δεν μας επιτρέπουν να χρησιμοποιούμε συνδέσμους;

6 Άσκηση Συμπλήρωσε τα κενά χρησιμοποιώντας τις λέξης από το γκρίζο κουτί. (7 βαθμοί) Σχόλια και Λύσεις Τι είναι ακριβώς ο σύνδεσμος μοχλών; αρθρώσεις, άκαμπτες συνδέσεις, κινητός, αλυσίδα, σταθερή, παραγόμενη κίνηση, εισαγόμενη κίνηση 1) Πλευρά ορθογωνίου Ένωση Ο σύνδεσμος μοχλών είναι μια σειρά από... ενωμένες με... για να σχηματίσουν μια ανοικτή ή κλειστή... (ή μια σειρά αυτών). Ένας σύνδεσμος μοχλών ονομάζεται... αν έχει δύο ή περισσότερες άκαμπτες συνδέσεις που κινούνται σε σχέση με μια... άκαμπτη σύνδεση. ια να δουλέψει ένας μηχανισμός πρέπει να ασκήσουμε μια δύναμη ή να θέσουμε σε κίνηση ένα σημείο, που λέγεται..., με αποτέλεσμα να έχουμε... Ένωση Πλευρά ορθογωνίου Πλευρά ορθογωνίου Ένωση Ένωση Πλευρά ορθογωνίου Άσκηση Αν στον παντογράφο δίπλα το μολύβι τοποθετηθεί στο σημείο και ο χαράκτης στο σημείο, πόσες φορές θα είναι μεγαλύτερο το αντίγραφο από το πρωτότυπο; ( βαθμοί) Αποστάσεις; =0cm O=10cm =0cm Ρ=10cm Ρ ) Το σχήμα που δημιουργείται είναι ορθογώνιο, το οποίο είναι μια ειδική μορφή παραλληλόγραμμου. Οι τέσσερις του πλευρές φαίνονται με πράσινα βέλη στο πιο σχήμα. ) Η άλλη βάση για ζύγισμα θα κινηθεί στην αντίθετη αλλά παράλληλη κατεύθυνση της πρώτης βάσης. Αυτό συμβαίνει επειδή οι βάσεις είναι ενωμένες με παράλληλη σύνδεση.. O Τεστ νώσεων 1 ( βαθμοί) Ναι, οι δύο βάσεις είναι στην ίδια απόσταση σε διαφορετική κατεύθυνση. Αν η ζυγαριά γέρνει προς μια μεριά, σημαίνει πως το βάρος σε αυτή τη μεριά είναι μεγαλύτερο από αυτό στη άλλη. Καθώς η ζυγαριά είναι παράλληλη, η βαρύτερη βάση κινείται προς τα κάτω και η ελαφρύτερη προς τα, και τα δύο στην ίδια απόσταση. Μια ματιά στους μοχλούς 1) Άσκηση Αν αντιστρέψουμε τη θέση του μολυβιού και του χαράκτη (μολύβι στο σημείο και χαράκτης στο σημείο ), πόσες φορές θα είναι μικρότερο το αντίγραφο από το πρωτότυπο; ( βαθμοί) Προσπάθεια Υπομόχλιο Φορτίο Φορτίο Υπομόχλιο Περίπτωση 1 Περίπτωση Προσπάθεια

7 Περίπτωση Τύποι συνδέσμων μοχλών Περίπτωση 1 Φορτίο Υπομόχλιο Περίπτωση ύναμη Εισαγόμενη κίνηση ) Περίπτωση 1: υπομόχλιο, Περίπτωση : φορτίο και Περίπτωση : δύναμη Το κεντρικό στοιχείο ορίζει τον τύπο του μοχλού (αν είναι πρώτου τύπου, δεύτερου τύπου ή τρίτου τύπου). Τεστ νώσεων ( βαθμοί) Η Περίπτωση 1 είναι η καλύτερη για καταπέλτη. ια να μεγιστοποιήσεις την απόσταση πρέπει να μετακινήσεις το υπομόχλιο όσο πιο κοντά γίνεται στη δύναμη. Το αποτέλεσμα είναι αύξηση στην ταχύτητα του φορτίου. Μπορείς να βρεις περισσότερες λεπτομέρειες στο πακέτο Μηχανικές Επιστήμες: ΜΟΧΛΟΙ της Engino Education. Περίπτωση Περίπτωση Παντογράφος (1) Η γραμμή είναι 0 τετράγωνα Engino. Η γραμμή cέχει το ίδιο μήκος (0 τετράγωνα). () Ναι, και οι δύο αποστάσεις O και Ρ είναι ίσες με μήκος 1 τετράγωνα Engino. Συνολική απόσταση (τετράγωνα) Απόσταση σύνδεσης (τετράγωνα) Λόγος απόστασης (συνολική/ σύνδεσης) Μέγεθος πρωτότυπου ορθογωνίου (cm) Μέγεθος πρωτότυπου τριγώνου (cm) Μέγεθος αντίγραφου ορθογωνίου (cm) μήκος πλάτος μήκος πλάτος μήκος πλάτος μήκος πλάτος /1 = /10 = /0 = ) οκιμή 1: Τα αντίγραφα είναι δύο φορές μεγαλύτερα από τα πρωτότυπα. οκιμή : Τα αντίγραφα είναι τρεις φορές μεγαλύτερα από τα πρωτότυπα οκιμή : Τα αντίγραφα είναι 1. φορές μεγαλύτερα από τα πρωτότυπα ) ια κάθε δοκιμή, ο λόγος απόστασης είναι ο ίδιος με την αναλογία μεγέθους του αντίγραφου με του πρωτότυπου. ια παράδειγμα στη δοκιμή 1 ο λόγος απόστασης είναι. Αν διαιρέσουμε το μήκος του αντιγράφου του τετραγώνου με το πρωτότυπο της δοκιμής 1 παίρνουμε επίσης (/). Άρα ο λόγος απόστασης δείχνει πόσες φορές μεγαλύτερο είναι το αντίγραφο από το πρωτότυπο. Τεστ νώσεων ( βαθμοί) ια να κάνεις τα σχήματα αυτά φορές μεγαλύτερα πρέπει να κατασκευάσεις τον παντογράφο σου με λόγο απόστασης, όπως είχες κάνει στη δοκιμή του πειράματος. οκίμασέ το! 7 Παραγόμενη κίνηση Μέγεθος αντίγραφου τριγώνου (cm) 1) Σύνδεσμος μοχλών εισαγόμενη κίνηση παραγόμενη κίνηση Περίπτωση 1 κάτω Περίπτωση Περίπτωση Περίπτωση -δεξιά Ηρακλής-Λιοντάρι μέσα-μέσα Τεστ νώσεων ( βαθμοί) ια να βοηθήσεις το λιοντάρι να δραπετεύσει από τον Ηρακλή πρέπει να βεβαιωθείς ότι ο Ηρακλής δεν θα το φθάσει ποτέ. ια να το κάνεις αυτό μπορείς να χρησιμοποιήσεις παράλληλο σύνδεσμο, καθώς οι δύο ράβδοι δεν θα συναντηθούν ποτέ (αρχή του παραλληλισμού). Ένα παράδειγμα φαίνεται στην διπλανή εικόνα. 8

8 Πως να κάνεις μια τέλεια ευθεία γραμμή Άσκηση ( βαθμοί) 1) Τα σχήματα που υπάρχουν στο σύνδεσμο μοχλών Ποσελιέρ-Λίπκιν είναι: - Τρίγωνο O; - Τρίγωνο O; - Παραλληλόγραμμο. ) Τα δύο τρίγωνα στη μέση του συνδέσμου μοχλών έχουν το ίδιο μέγεθος αρχικά. Καθώς η μεσαία ράβδος κινείται το πρώτο τρίγωνο μεγαλώνει και το άλλο μικραίνει, αλλά παραμένουν όμοια. 1 Σύνδεσμος μοχλών παράλληλης κίνησης Σύνδεσμος τύπου πεντάλι Σύνδεσμος μοχλών αντίθετης κίνησης Σύνδεσμος μοχλών εναλλαγής Σύνδεσμος τύπου καμπάνας ) Η μεσαία ράβδος περιστρέφεται και επομένως κάνει κύκλο. Τεστ νώσεων ( βαθμοί) Αυτό είναι ένα ακόμη παράδειγμα πως μπορεί μια τέλεια γραμμή να σχεδιαστεί από ένα σύνδεσμο μοχλών. Ο σύνδεσμος αυτός ονομάζεται Α-πλαίσιο του Χαρτ από τον εφευρέτη του (Χαρτ). Ο όρος -πλαίσιο χρησιμοποιείται γιατί αν δεις προσεκτικά το πλαίσιο μοιάζει με ένα μεγάλο Α. Στο εγχειρίδιο κατασκευής: συνδέσμοι μοχλών μπορείς να βρεις τις οδηγίες για να κτίσεις αυτό το μοντέλο. Μετακίνησε τη ράβδο με το κάθετο κομμάτι που εξέχει και παρακολούθησε την ευθεία γραμμή να σχηματίζεται. Θυμήσου όμως ότι αυτή η γραμμή είναι κοντή και δεν είναι τέλεια ευθεία, εξαιτίας της ευελιξίας των κομματιών Engino. Άσκηση (7 βαθμοί) Ώρα για το τελικό Τεστ νώσεων! Άσκηση 1 ( βαθμοί) Ο σύνδεσμος μοχλών είναι μια σειρά από άκαμπτες συνδέσεις ενωμένες με αρθρώσεις για να σχηματίσουν μια ανοικτή ή κλειστή αλυσίδα (ή μια σειρά αυτών). Ένας σύνδεσμος μοχλών ονομάζεται κινητός αν έχει δύο ή περισσότερες άκαμπτες συνδέσεις που κινούνται σε σχέση με μια σταθερή άκαμπτη σύνδεση. ια να δουλέψει ένας μηχανισμός πρέπει να ασκήσουμε μια δύναμη ή να θέσουμε σε κίνηση ένα σημείο, που λέγεται εισαγόμενη κίνηση, με αποτέλεσμα να έχουμε παραγόμενη κίνηση. Άσκηση ( βαθμοί) ια να βρούμε πόσες φορές μεγαλύτερο θα είναι το αντίγραφό μας, πρέπει να βρούμε τον λόγο απόστασης του παντογράφου, ο οποίος πρέπει να είναι ο ίδιος και στις δύο μεριές ( και ). Λόγος απόστασης = : O = 0/10 = λόγος απόστασης = : Ρ = 0/10 = Και οι δύο μεριές έχουν τον ίδιο λόγο, άρα το αντίγραφό μας θα είναι φορές μεγαλύτερο από το πρωτότυπο. Άσκηση ( βαθμοί) Επειδή τα σημεία του μολυβιού και του χαράκτη έχουν αντιστραφεί, ο λόγος απόστασης πρέπει επίσης να αντιστραφεί. Με αυτό το τρόπο, θα βρούμε πόσο μικρότερο θα είναι το αντίγραφό μας. Λόγος απόστασης = O : = 10/0 = 1/ Λόγος απόστασης = Ρ : = 10/0 = 1/ 9 Και οι δύο μεριές έχουν τον ίδιο λόγο, άρα το αντίγραφό μας θα είναι το ένα τέταρτο του πρωτότυπου (ή τέσσερις φορές μικρότερο από το πρωτότυπο). 0

9 Ώρα Βραβείου Μετά, πρόσθεσε τα αποτελέσματά σου και γράψε το σύνολο σου κάτω δεξιά στον πίνακα. Ο βαθμός σου σαν Μηχανικός Επιστήμονας, στην κατηγορία των συνδέσμων μοχλών είναι: Το Σύνολό σου Ο Βαθμός σου Αρχάριος Ερασιτέχνης Ειδικός Ιδιοφυία Άσκηση Βαθμοί Τεστ ν. 1 Τεστ ν. Τεστ ν. Τεστ ν. Τεστ ν. Τεστ: ασκ. 1 Τεστ: ασκ. Τεστ: ασκ. 7 Τεστ: ασκ. Τεστ: ασκ. ΣΥΝΟΛΟ 0 Αποτέλεσμα Το Σύσ τημα Ήρθε η ώρα να πάρεις τους βαθμούς σου για όλη προσπάθεια που έκανες να λύσεις τις ασκήσεις αυτού του υ! Έλεγξε αν είναι σωστές οι απαντήσεις σου και σημείωσε το αποτέλεσμα σου στον πίνακα δίπλα. Παίρνεις όλους τους βαθμούς αν η απάντηση σου είναι εντελώς σωστή και παρόμοια με την δική μας. Παίρνεις μερικούς από τους βαθμούς αν νομίζεις ότι βρήκες μέρος της απάντησης. Αν έχεις αμφιβολίες μπορείς πάντα να πεις σε ένα ενήλικα να ελέγξει τις απαντήσεις σου και να δει το αποτέλεσμά σου! Η μηχανολογία είναι η τέχνη αναπροσαρμογής υλικών και δυνάμεων της φύσης. Η ENGINO χρησιμοποιεί την ίδια αρχή, τιμώντας αυτό το θεμελιώδης ανθρώπινο χαρακτηριστικό το οποίο μας επιτρέπει να πραγματοποιούμε εκπληκτικά τεχνολογικά έργα. Τα παιδιά μας έχουν αυτό το εκπληκτικό χάρισμα, και μέσα από το δημιουργικό παιχνίδι μαθαίνουν πως να το εκμεταλλευτούν. Το ENGINO TOY SYSTEM είναι ίσως το πιο προηγμένο και ευέλικτο τρισδιάστατο παιχνίδι κατασκευών στην αγορά σήμερα, προσφέροντας μοναδικές ευκαιρίες για δημιουργία σε μικρούς και μεγάλους. Το παιχνίδι αποτελείται από ένα σύστημα πολύπλευρων ράβδων και συνδέσμων, με μοναδική γεωμετρία, που επιτρέπει σύνδεση μέχρι και πλευρών ταυτόχρονα! Στην ο υ σε συν σία, αυτός ο δ σ μπορε έσμους, οδη χεδιασμός μ ί να είν γώντα ς σε κα ετατρέπει τις αι πυκ χαρακ τη νέ τ ρ και γρή ριστικό επιτ ς, ή με μεγά ασκευές οι ο άβδους ρέπει σ ποίες λα ανο γορα, μικρότ α ίγ ερη πο πλά ή σύνθ τα παιδιά να ματα. Αυτό ετ κ ικιλία κ τ αι αριθ α μοντέλα χ τίζουν εύκολ ο ρησιμο α μό κομ ποιών ματιών τας. ll Rig 1 hts Re Copyrig stored served. No p ht 010 Eng in a art ino electro retrieval sys of this public.net Ltd. ation m tem or nic, me tran ay cha withou t the p nical, photo smitted by a be reproduc rior pe ed, c o rmissio pying or o ny means, therwis ns of th e, e publi sher.