Tren d'engranatges

L'eina Engranatge ha d'unir-se a dos cossos i fa que la rotació de cada un depengui de la de l'altre. Al centre de cada un dels cossos units apareix una roda dentada i una barra que uneix les dues rodes ens indica que formen part del mateix engranatge i imposa una distància constant entre els dos punts.

Si els cossos són dos cercles tangents, el sistema es comporta com un engranatge en el sentit habitual del terme, i la relació de transmissió es calcula automàticament a partir de la relació dels radis.

És possible acoblar cossos no circulars, però en aquest cas la relació de transmissió per defecte és sempre 1 i els objectes giren com si fossin cercles, sense considerar la seva forma.

Els engranatges poden ser interns o externs. En el cas dels engranatges externs, els 2 objectes giren en sentits contraris, mentre que en els engranatges interns els dos objectes giren en el mateix sentit.

En l'Interactive Physics és possible enllaçar amb un engranatge dos objectes que no estan en contacte. Combinant això amb l'opció d'engranatge intern, podeu simular unions flexibles (transmissions per cadena o transmissions per corretja). L'única limitació que cal tenir present en aquest cas és que l'Interactive Physics no admet engranatges interns amb relació de transmissió 1 (per exemple, cercles iguals), excepte si coincideixen els seus centres.

En el sistema que simulareu, una roda dotada de motor transmetrà el moviment a una roda gran a través d'una transmissió per corretja. La segona roda formarà part d'un tren d'engranatges.

• Comenceu per crear una roda conductora de 0,5 m de radi (RODA 1) i una roda conduïda de 2,5 m de radi (RODA 2) separades.
• Situeu un motor que uneixi la roda conductora al fons i la faci girar a 5 rad/s.
• Fixeu la roda conduïda al fons utilitzant una articulació .
• Seleccioneu l'eina Engranatge i uniu les dues rodes clicant-les consecutivament.
• Cliqueu dues vegades a l'engranatge que acabeu de fer per veure'n les propietats. Comproveu que la relació de transmissió val 0,2 (o 5, depenent del cos al qual hagueu clicat primer en construir l'engranatge) i seleccioneu Engranaje Interno perquè totes dues rodes girin en el mateix sentit.

Atenció! Els textos "roda 1", "roda 2", etc que apareixen a les imatges que segueixen s'han incorporat a l'edició d'aquesta guia per a aclarir l'explicació, però no poden escriure's directament a una simulació amb l'Interactive Physics. Per exemple, si intenteu aconseguir quelcom semblat a la imatge següent incorporant "roda 2" amb l'eina text, sempre us quedarà ocult per la roda en qüestió.

• Comproveu que funciona correctament abans de seguir.

• Situeu un nou cercle (RODA 3) de 0,8 m de radi, concèntric a la RODA 2.
• Si no veieu el cercle nou, pot ser que hagi quedat al darrere de la RODA 2. Utilitzeu Objeto | Mover al frente o bé Objeto | Mover al fondo fins que la RODA 3 quedi sobre la RODA 2.
• Assegureu-vos que les dues rodes són exactament concèntriques consultant la Barra de coordenades. Perquè girin solidàriament, uniu la RODA 2 i la RODA 3 amb una articulació rígida .

• Construïu l'últim cercle (RODA 4), de 2 metres de radi, i situeu-lo 2,8 metres a la dreta de la roda 3, de manera que siguin exactament tangents.
• Fixeu la roda 4 al fons amb una articulació .
• Uniu les rodes 3 i 4 amb un engranatge.

Abans de posar en marxa la simulació, heu de tenir present que les rodes 2 i 4, que no estan directament unides per cap restricció, se superposen.

• Seleccioneu les rodes 2 i 4 i trieu l'opció Objeto | No chocar.
• Proveu si funciona correctament. Un càlcul senzill ens indica que la roda 1 ha de girar a 5 rad/s, les rodes 2 i 3 han de girar a 1 rad/s i la roda 4 ha de girar a -0,4 rad/s. Heu de veure que les rodes 2 i 3 giren a l'uníson i sensiblement més lentes que la roda 1, i que la roda 4 gira encara més lentament i en sentit contrari a les altres.