# Roțile dințate: de ce elicea e mai rapidă decât mâna ta

Elicea Ventilatorului se învârte mai repede decât mâna ta pentru că manivela rotește o roată mare, cu 50 de dinți, care împinge o roată mică, cu 14, legată de elice.

La o tură de manivelă, elicea face peste trei ture și jumătate (50 : 14 ≈ 3,57), în sens invers față de roata mare.

## Cum lucrează două roți dințate

O roată dințată are pe margine dinți, ca niște colți mici. Dinții unei roți intră între dinții celeilalte, așa că atunci când una se rotește, o împinge și pe cealaltă.

Dacă roata mare o împinge pe cea mică, cea mică se rotește mai repede. Dacă roata mică o împinge pe cea mare, cea mare se rotește mai încet, dar cu mai multă forță.

Două roți dințate obișnuite, prinse direct una de alta, se învârt în sensuri opuse.

Dinții trebuie să fie la fel de mari pe ambele roți, altfel nu se potrivesc. Roata mare are mai mulți dinți pentru că are marginea mai lungă.

Cu roți dințate poți schimba viteza, sensul și forța unei mișcări sau o poți duce dintr-un loc în altul. Le găsești în bicicletă, în ceasurile mecanice și în mixer.

Elicea are mai multe pale prinse de un ax. Când axul se rotește, palele împing aerul și fac un curent, ca la ventilatorul de acasă.

## Unde le vezi în Ventilator

*Animație: Roata galbenă, cu 50 de dinți, învârte roata albastră, cu 14, și elicea verde.*

1. Manivela învârte roata dințată mare, galbenă, cu 50 de dinți.
2. Roata mare împinge roata mică, albastră, cu 14 dinți.
3. Roata mică învârte axul elicei, așa că elicea verde, cu patru pale, se rotește de 3,57 ori mai repede, în sens invers.

Elicea are cam 33 cm de la un vârf la altul, iar roata mare are 15 cm în diametru.

## Calculul: 50 împărțit la 14

La o tură de manivelă, roata mare trece 50 de dinți prin dreptul roții mici. Roata mică face o tură la fiecare 14 dinți.

Deci elicea face 50 : 14 ≈ 3,57 ture la fiecare tură de manivelă. Numărul acesta arată de câte ori se învârte elicea mai repede decât manivela.

| Ture de manivelă | Ture de elice |
|---|---|
| 1 | cam 3,57 |
| 2 | cam 7,14 |
| 7 | exact 25 |
| 14 | exact 50 |

La 7 ture, socoteala iese fix: 7 × 50 = 350 de dinți, iar 350 : 14 = 25.

Ambele roți au făcut un număr întreg de ture, deci dinții care s-au atins la început se ating din nou.

Câștigi viteză, dar pierzi forță. Pe axul elicei ajunge de 3,57 ori mai puțină forță de rotire decât pui în manivelă.

Energia rămâne aceeași, minus ce se pierde prin frecare; se schimbă doar raportul dintre viteză și forță.

### Verifică acasă

Lipește un autocolant mic pe o pală. Învârte manivela încet, exact 7 ture, și numără de câte ori trece autocolantul prin fața ta. Trebuie să iasă 25.

Apoi privește ambele roți din aceeași parte: când roata mare merge în sensul acelor de ceasornic, roata mică merge invers.

## Încearcă acasă: unghiul palelor

Provocarea e din manualul Ventilatorului: schimbă unghiul palelor și verifică cât de ușor se învârte și cât aer suflă.

Elicea se învârte orizontal, deasupra roții dințate, deci împinge aerul în sus sau în jos, după sensul în care învârți manivela.

Întâi află în ce sens trebuie să învârți manivela ca aerul să sufle în sus: ține o fâșie de hârtie deasupra elicei, departe de pale, și vezi dacă se ridică.

Pune apoi palele pe rând în fiecare poziție. Ține palma deasupra elicei, departe de pale și la aceeași înălțime de fiecare dată. Învârte manivela mereu în sensul acela și cam la fel de repede.

Notează de fiecare dată cât aer simți și cât de greu merge manivela.

Palele puse aproape plat, cu muchia înainte, taie aerul ușor și suflă puțin. Pe măsură ce le înclinezi, împing mai mult aer, până la un punct, dar manivela merge mai greu.

**Energia aerului vine din mâna ta. Ține fața și degetele departe de pale cât se învârt.**

## Întrebări despre roțile dințate

### Ce e raportul de transmisie?

Compară cât de repede se învârt două roți prinse între ele. Se calculează din numărul de dinți.

În cărțile de mecanică se scrie așa: turele roții care pune în mișcare, împărțite la turele celei puse în mișcare.

La Ventilator, manivela, deci și roata mare, face 14 ture cât elicea face 50. Raportul e 14 : 50 = 0,28. Un număr sub 1 arată că roata pusă în mișcare merge mai repede.

Pe pagina asta folosim numărul întors, 50 : 14 ≈ 3,57, pentru că spune direct câte ture face elicea la o tură de manivelă.

### De ce la bicicletă roțile dințate merg în același sens?

Pentru că acolo nu se ating: între ele e un lanț. Două roți dințate obișnuite care se ating direct merg în sensuri opuse; legate cu lanț, merg în același sens.

### Ce s-ar întâmpla dacă manivela ar fi pe roata mică?

Roata mare s-ar învârti de 3,57 ori mai încet decât mâna ta, dar cu mai multă forță. Așa lucrează mecanismele care trebuie să ridice ceva greu.

- [Ventilator](https://www.mechanominds.ro/kituri/ventilator): Învârți manivela o dată, iar elicea face peste trei ture și jumătate.

- [Toate explicațiile](https://www.mechanominds.ro/proiecte-stem)
- [Ce kit pentru ce vârstă](https://www.mechanominds.ro/idei-cadou-copii-6-10-ani)

Pagina: https://www.mechanominds.ro/proiecte-stem/roti-dintate