Bedienungsanleitung Knex 78620 - Education Intro to Wheels and Axles and Inclined Planes Teachers Guide (Seite 7 von 49) (Englisch)

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Wheels�and�Axles

In the same way, it is virtually impossible

to turn a lock mechanism by trying to turn

the lock spindle itself – you cannot generate

enough turning forces - but with the doorknob

attached, it becomes an easier task.

Although the wheel and axle are connected

and they rotate through the same angle,

the actual distance moved by the rims of

the door handle (a wheel) and the axle are

different. Because the circumference of the

wheel is larger than that of the axle, the wheel

rim will move through a much greater distance

than the axle.

The resultant effect: A small input force at

the door handle (a wheel) turning through a

large distance produces a large output force

at the axle. This causes the lock mechanism

to work. The greater the radius of the wheel,

the larger are the turning forces produced

at the axle. In a wheel and axle mechanism,

distance acts as a force multiplier. A large

waterwheel generates a much greater output

turning force than a small wheel turning at

the same speed.

AXLE: Small turning

distance. Large output force.

WHEEL: Small input force.

Large turning distance.

Fulcrum

Radius of wheel

Large output

force produced

at the axle

moving a

short distance.

Small input

force turning

the rim of the

wheel through a

long distance.

Load-the resistence to

movement at the axle.

Wheel Turning an Axle

The reason for this is because a wheel

and axle mechanism behaves as if it were a

rotating lever, with the centre of the wheel as

the fulcrum, and the wheel rim as the outer

edge of the lever. Levers help to amplify input

forces. The greater the distance they are

applied from the fulcrum, the more the input

forces are increased.

In action, this means a winch with a long

handle can generate more lifting forces at its

axle than one with a short handle.

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