Edutorium: Rozbij sklenici

Veřejnost

Filtr cílové skupiny byl nastaven na Veřejnost

Expozice

Edutorium

Garant:

Mgr. Kristýna Nová

Anotace pro veřejnost:

„Za poslední měsíc museli do Techmanie dovést šestnáct tisíc kusů nových váz, protože každý návštěvník jednu rozbil. Techmanie zvažuje zdražení vstupenek.“ Ne, nebojte se. Takovou zprávu v novinách nebo na internetu určitě číst nebudete. Proč? Může za to matematika a mechanika ukrytá v exponátu. Nebo ne? Přijďte si to ověřit.

Věda a technika v pozadí

Součástí exponátu je několik ozubených kol, která mechanicky převádí sílu návštěvníka na závlačku, která vypustí kuličku a ta rozbije vázu. I když projdou Techmanií tisíce návštěvníků, rozbije se váz jen pár. Vtip je v tom, že převodový poměr je 1:1 000 000. Co to znamená?

Teorie

V exponátu je použitý ozubený převod, kde se síla přenáší dotykem do sebe zapadajících zubů. Ozubené kolo, které je roztáčeno se nazývá hnací kolo, a ozubené kolo, které je roztáčeno hnacím kolem se nazývá hnané kolo. Na rozdíl od kola na hřídeli, tak tato ozubená kola nemají společnou osu otáčení.

Dřevěný mechanický převod.
Zdroj: www.commonswikimedia.org. Under Creative Commons.

Základní charakteristikou mechanického převodu je převodový poměr i.

Kde z₁ je počet zubů hnacího kola a z₂ je počet zubů hnaného kola. Poměr vychází z předpokladu, že obvodová rychlost je u obou kol shodná. Obecně platí, že pokud je ze dvou ozubených kol v převodu to hnací větší, pak se hnané kolo otáčí rychleji. To stejné platí i opačně. Převodový poměr znamená, že aby se hnané kolo otočilo o celou jednu otáčku, musí se hnací kolo otočit i-krát.

Mechanický převod tvořený ozubenými koly.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Převodový poměr skvěle funguje při jízdě na kole. Pokud jedeme do kopce, je vhodné mít vpředu malé a vzadu velké převodové kolo. Podobně funguje i převodovka v autě.