מבוא:

 הנושא שלנו הוא תמסורת הילוכים ומומנט, ספציפית גיר פלנטרי. 

מטרות המחקר ושאלות המחקר:

מטרת המחקר שלנו היא לענות על השאלות:

1. איך בתנועה סיבובית התאוצה משתנה בהתאם לאורך הזרוע?
2. איך תאוצת המנוע משתנה בהתאם לעומס על המנוע (המשקולת שהמנוע צריך להרים)?
3.  כיצד התדירות הסופית משתנה בהתאם לרדיוס?

עקרונות פיזיקליים מרכזיים

יחס תמסורת, תאוצה קווית וסיבובית, מומנט כוח והתמד.

ניסויים מקדימים:

1. ניסוי האופניים – השפעת ההילוך על מהירות האופניים
2. ניסוי חוק המנוף – השפעת המשקל והרדיוס על המומנט
3. מערכת גלגל אופניים – מסה משתנה  -השפעת המשקל או כוח על תאוצת הסיבוב של גלגל אופקי
4. מערכת גלגל אופניים – רדיוס משתנה – השפעת הרדיוס על תאוצת המערכת
5. ניסוי תמסורת עם מנוע

ניסוי מרכזי:

1. ניסוי תמסורת עם מנוע בלי עומס – מציאת מקדם חיכוך של מנוע
2. ניסוי מנוע עם יחס תמסורת – מהירות מקסימלית בעומסים שונים (רדיוסים שונים)

מהלך המחקר

מטרת הניסוי המרכזי הראשון היא למצוא את מקדם החיכוך של המנוע.

ההשערה שלנו היא שגודל כוח החיכוך תלוי במהירות הזוויתית של המנוע ואז במהירות זוויתית מסוימת גודל כוח החיכוך מאפס את סכום המומנטים ואז אין תאוצה והגוף ימשיך במהירות קבועה. ועד הרגע הזה התאוצה תקטן. 

בגרף שלמעלה אפשר לראות את המומנט כתלות במהירות הסיבובית, וניתן לראות שככל שהמהירות הסיבובית גדלה המומנט קטן עד שהוא הופך לאפסי. הנקודת חיתוך עם ציר ה Yמייצגת את הנקודה בה המומנט מקסימלי ואין מהירות בכלל, כלומר המסה הכי קטנה שהמנוע לא יכול להסתובב והנקודה עם ציר ה Xמייצגת את הנקודה בה אין משקל שמוסף למנוע (מכאן אין מומנט) והמהירות מקסימלית. אנחנו משערים שגודל כוח החיכוך יגדל באופן לינארי והפונקציה שלו תיראה ככה:
 כלומר

בניסוי המרכזי השני רצינו לבדוק כ יצד המנוע מתנהג בעומסים שונים על ידי שינוי הרדיוסים. כלומר לבדוק מה המהירות המקסימלית בעומסים שונים. 

מתוך משואת המומנטים מצאנו את התאוצה הזויתית אלפא. את המהירות המקסימלית מצאנו כאשר התאוצה הזויתית התטפסה, כלומר:

כלומר יחס ישר עם שיפוע mg/b.

מערכת הניסוי המרכזי :

ממצאים:

בניסוי המרכזי הראשון תארנו את המתח כפונקציה של הזמן: 

ומצאנו את התדירות כפונקציה של הזמן:

בגרף הזה אנחנו רואים שלאט לאט הגרף מתיישר כלומר שבהתחלה הייתה תאוצה ולאט לאט היא קטנה עד שכבר לא הייתה תאוצה והאומגה היה מקסימלי. התדירות המקסימלית היא 31הרץ ובעזרת זה מצאנו את bששווה ל-0.000383 m*N/Hz. 

בניסוי המרכזי השני מדדנו את התדירות הזויתי המקסימלית כפונקציה של הרדיוס והשווינו לתאוריה.

דיון ומסקנות:

על פי הגרף אנחנו רואים שהתוצאות התיאורטיות מאוד דומות לתוצאות של הניסוי בהתחלה התוצאות של התיאוריה לא היו דומות לתוצאות של הניסוי וניסינו להבין למה זה בסוף הבנו שאת שבחישוב התיאורטי לא התייחסנו לזה שיש גם בגלגל שיניים השני יחס תמסורת בגלל שהחוט מחובר לגלגל קטן ממה שהשרשרת מחוברת אז אחרי שלקחנו בחשבון גם את היחס תמסורת הזה אז יצאו לנו גרפים די מדויקים ומה שאפשר לראות מהגרף זה שהגרף במגמת ירידה כלומר ככל שהרדיוס קטן כך התדירות תקטן לינארית שזה תואם לנוסחה שיצאה לנו.

ביבליוגרפיה:

1. http://lancet.mit.edu/motors/motors3.html#tscurve
2. http://www.cmcltd.co.il/%D7%92%D7%99%D7%A8_%D7%A4%D7%9C%D7%A0%D7%98%D7%A8%D7%99