Engineering
Jarzmo szkockie
Napędzaj jarzmo szkockie i mechanizm korbowo-suwakowy tą samą korbą: skoki są równe, ale tylko jarzmo porusza się jak czysty cosinus. Skróć korbowód i obserwuj, jak rośnie różnica; obciąż wyjścia i porównaj moment na korbie.
Co się dzieje
Jeden wał korbowy napędza dwa wyjścia. Z przodu czop korby niesie kamień, który ślizga się w prostym rowku jarzma: x₁ = r cos θ, czysty ruch harmoniczny. Z tyłu ta sama korba napędza suwak przez korbowód o długości l: x₂ = r cos θ + √(l² − r² sin²θ), przesunięty i zniekształcony przez wahanie korbowodu. Oba skoki wynoszą 2r. Wskazówki na wspólnej podziałce pokazują oba położenia, x₂ mierzone od l; ich różnica rośnie, im krótszy jest korbowód w porównaniu z korbą. Dodaj tarcie w prowadnicy jarzma lub suwaka i porównaj moment na korbie oraz siłę boczną kamienia w rowku.
Model: sztywne części połączone idealnymi przegubami i prowadnicami; tarcie prowadnic to ograniczona siła przeciwna ruchowi; silnik utrzymuje prędkość do granicy momentu. Bez luzu i tarcia w przegubach i w rowku.
Co wypróbować
Porównaj obie wskazówki na wspólnej podziałce, potem skróć korbowód i powtórz.
Równania modułu
Równania x₁ = r cos θ x₂ = r cos θ + √(l² − r² sin²θ) x₂ − l − x₁ ≈ −r² sin²θ / (2l)
