قطار چرخ‌دنده

این شبیه‌سازی یک چرخ‌دندهٔ محرک را نشان می‌دهد که با یک چرخ‌دندهٔ متحرک درگیر است، همراه با یک جفت دوم اختیاری روی یک محور مشترک (مرحلهٔ مرکب). نوارهای لغزان دندانه‌های هر چرخ‌دنده و سرعت ورودی را تنظیم می‌کنند و نمایشگرهای زنده نسبت چرخ‌دنده، سرعت خروجی، گشتاور خروجی و توان خروجی را گزارش می‌دهند. دانش‌آموزان کشف می‌کنند که چرخ‌دندهٔ بزرگ‌تری که توسط چرخ‌دندهٔ کوچک‌تر می‌چرخد، کندتر اما با گشتاور بیشتر می‌چرخد و مراحل مرکب نسبت‌ها را در هم ضرب می‌کنند. آن را روی تخته‌ی کلاس در درس مکانیک استفاده کنید یا بگذارید زوج‌ها پیش از دیدن نمایشگر، نسبت را پیش‌بینی کنند.

• «دندانه‌های محرک» را روی 16 و «دندانه‌های متحرک» را روی 40 بگذارید و «نسبت چرخ‌دنده» و «سرعت خروجی» را بخوانید.
• اندازه‌ها را عوض کنید تا چرخ‌دندهٔ متحرک کوچک‌تر شود و ببینید «سرعت خروجی» بالا می‌رود و «گشتاور خروجی» پایین می‌آید.
• «مرحلهٔ مرکب» را روشن و خاموش کنید تا ببینید جفت دوم چگونه نسبت را ضرب می‌کند.
• «سرعت ورودی» را بالا ببرید و بررسی کنید که «توان خروجی» با تغییر چرخ‌دنده‌ها فقط کمی تغییر می‌کند.
• بین نماهای «جلو» و «نمای زاویه‌ای» جابه‌جا شوید تا ببینید چرخ‌دنده‌ها چگونه درگیر می‌شوند.

1. 1از تعداد دندانه‌های دو چرخ‌دندهٔ درگیر، نسبت چرخ‌دنده را محاسبه کنید.
2. 2مصالحهٔ بین سرعت و گشتاور در یک قطار چرخ‌دنده را توضیح دهید.
3. 3پیش‌بینی کنید که یک مرحلهٔ مرکب نسبت کلی را چگونه تغییر می‌دهد.
4. 4توضیح دهید چرا چرخ‌دندهٔ متحرک بزرگ‌تر کندتر از محرک خود می‌چرخد.

پرسش‌هایی که معلم‌ها می‌پرسند