SimulationsSimulacionesSIM-0017
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Gears: faster or strongerEngranajes: más rápido o más fuerte
Mesh two or three gears, choose their teeth and turn the crank. See the trade between speed and turning force, and how an idler gear flips the direction.Acople dos o tres engranajes, escoja sus dientes y gire la manivela. Vea el cambio entre velocidad y fuerza de giro, y cómo un engranaje intermedio voltea el sentido.
The drawing shows where it starts. It runs here once its script has loaded.El dibujo muestra dónde empieza. Funciona aquí una vez que carga su código.
Your challengeSu reto
- Make the output gear spin faster than the crank.Haga que el engranaje de salida gire más rápido que la manivela. Not done yet.Todavía no.
- Make the output turn with three times your hand’s turning force.Haga que la salida gire con tres veces la fuerza de giro de su mano. Not done yet.Todavía no.
- Put an idler between the gears so the output turns the same way as the crank.Ponga un engranaje intermedio para que la salida gire hacia el mismo lado que la manivela. Not done yet.Todavía no.
- With the idler in, make the output spin exactly twice as fast as the crank.Con el intermedio puesto, haga que la salida gire exactamente al doble de rápido que la manivela. Not done yet.Todavía no.
Every challenge done. Now try it for real at home.Todos los retos logrados. Ahora pruébelo de verdad en casa.
How fast the output turnsQué tan rápido gira la salida
How hard the output turnsQué tan fuerte gira la salida
Teeth, output to crank:Dientes, salida a manivela:
The output turnsLa salida gira
Turns counted:Vueltas contadas:
Your hand turns the crank thirty times a minute, clockwise, with a turning force of one newton meter: a push of ten newtons, about the weight of a liter of water, on a handle ten centimeters out. The arrows show which way each gear turns; rpm means turns a minute. These gears are ideal, with no rubbing.Su mano gira la manivela treinta veces por minuto, en el sentido de las manecillas del reloj, con una fuerza de giro de un newton metro: un empuje de diez newtons, más o menos el peso de un litro de agua, en una manija a diez centímetros del centro. Las flechas muestran hacia dónde gira cada engranaje; rpm quiere decir vueltas por minuto. Estos engranajes son ideales, sin roce.
What is happeningQué está pasando
Gears are wheels with teeth that push each other around. Their teeth pass one for one: when a gear with twelve teeth turns once, twelve teeth push past, and a gear with twenty-four teeth turns only half a turn.Los engranajes son ruedas con dientes que se empujan entre sí. Sus dientes pasan uno por uno: cuando un engranaje de doce dientes da una vuelta, pasan doce dientes, y un engranaje de veinticuatro dientes da solo media vuelta.
So gears trade speed for turning force. A big gear turning a small one makes it spin faster but turn more weakly; a small gear turning a big one makes it spin slower but turn harder. The gears of a bicycle and of a hand drill make this same trade.Así, los engranajes cambian velocidad por fuerza de giro. Un engranaje grande que mueve uno pequeño lo hace girar más rápido pero con menos fuerza; uno pequeño que mueve uno grande lo hace girar más despacio pero con más fuerza. Los engranajes de una bicicleta y de un taladro de mano hacen este mismo cambio.
Two meshed gears always turn opposite ways. Put an idler gear between them and the output turns the same way as the crank again, yet its speed does not change: every tooth that comes into the idler goes out the other side.Dos engranajes acoplados siempre giran en sentidos opuestos. Ponga un engranaje intermedio entre ellos y la salida vuelve a girar hacia el mismo lado que la manivela, pero su velocidad no cambia: cada diente que entra al intermedio sale por el otro lado.
Things to tryCosas para probar
- Give the crank gear and the output the same teeth. What changes, and what stays the same?Ponga los mismos dientes en el engranaje de la manivela y en el de salida. ¿Qué cambia y qué sigue igual?
- Turn the crank and count: how many turns does the output make for each turn of the crank?Gire la manivela y cuente: ¿cuántas vueltas da la salida por cada vuelta de la manivela?
- With three gears, change only the idler’s teeth. Does the output’s speed change?Con tres engranajes, cambie solo los dientes del intermedio. ¿Cambia la velocidad de la salida?
- With a grown-up, look for gears at home: in an egg beater, a can opener or an old wind-up toy.Con una persona adulta, busque engranajes en casa: en un batidor de huevos de manivela, un abrelatas o un juguete viejo de cuerda.
A model of ideal gears: nothing rubs and nothing bends. Real gears lose a little at each mesh to rubbing, and need a little room between their teeth. The teeth are drawn in the curved shape gear makers use, so they fit together the way real ones do.Un modelo de engranajes ideales: nada roza y nada se dobla. Los engranajes reales pierden un poco en cada acople por el roce, y necesitan un poco de espacio entre sus dientes. Los dientes están dibujados con la forma curva que usan quienes fabrican engranajes, así que encajan como los reales.
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The credit to copyEl crédito para copiar
Free BYRD, CC BY. “Gears: faster or stronger” from the Byrd Academy STEM Curriculum by Byrd EDU, byrdathome.org.Free BYRD, CC BY. “Engranajes: más rápido o más fuerte”, del Currículo STEM de Byrd Academy, de Byrd EDU, byrdathome.org.
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