4. КОЛЕСО И ОСЬ

КОЛЕСО
Движитель, свободно вращающийся или закреплённый на оси диск, позволяющий поставленному на него телу катиться, а не скользить.
Колесо состоит из двух частей: диск и шина. Диск позволяет крепить колесо к оси и является корпусом для крепления шины. Шина состоит из резины и позволяет увеличить сцепление робота с поверхностью.
Деревянное колесо
Люди, постоянно работая с вырубленными и поваленными бревнами, обнаружили, что их можно катить, немного подталкивая. Вот тогда под громоздкие предметы стали подкладывать бревна, чтобы облегчить транспортировку. На рисунках, датируемых IV в. до н. э., появились первые изображения примитивных транспортных средств, построенных на основе колеса.
Основные характеристики колеса:

  • Радиус. Расстояние от центра колеса до его окружности. Обозначается буквой «R».
  • Диаметр. Это два радиуса или длина отрезка, проходящего через центр и соединяющего две противоположные точки на окружности.
Диаметр определяет размер колеса и обозначается буквой «D».

Периметр или окружность. Это расстояние, которое проходит колесо по плоскости за один оборот. Обозначается буквой «P». Таким образом, расстояние, пройденное за заданное число оборотов, определяется периметром, который в свою очередь зависит от диаметра согласно следующему выражению: P=D*π.
Эксперимент
Задача 1
Проведите эксперимент по изучению сцепления колеса с поверхностью. Соберите четыре различные колесные платформы.

Обсудите какая платформа будет больше всех скользить, а какая меньше всех
Задача 2
Применяя линейку и знание формул, посчитайте количество оборотов, которое совершит колесо при скатывании с горки.
Задача 3
Соберите машину и рассчитайте, на сколько градусов должно повернуться колесо для поворота машинки на определенный угол.
ПРИМЕНЕНИЕ В РОБОТОТЕХНИКЕ
Сумо роботов. По правилам соревнований побеждает робот, который вытолкнет противника из круга.
При сталкивании робота сила толчка зависит от формы и размера колес.

Выделяются правила:
  • Чем шире колесо, тем больше сила сцепления с поверхностью.
  • Чем больше колесо, тем сильнее разгон робота перед сталкиванием.
  • Чем меньше колесо, тем двигателю легче его прокрутить, что понизит скольжение.
1/14