1. Zastav príslušný stroj. Pred zmenou remeníc zastav oba stroje a počkaj na dobeh. Hmotnosť a bubon sa menia pri zastavenom navijaku.
2. Vyber oba priemery. Hnacia remenica je na motore vľavo, hnaná remenica je výstup ľavého prevodu. Zvolený pomer sa používa aj vo výpočte samostatného navijaka. Môžeš skúsiť každú z 25 kombinácií.
3. Nastav bubon navijaka. V skupine Navijak vyber priemer 50, 100, 150 alebo 200 mm. Porovnaj rýchlosť bremena a dostupný ťah lana. Zmenu rob pri zastavenom navijaku.
4. Vyber bremeno: desať hodnôt od 0,5 do 15 kg. Zmena hmotnosti začne nový pokus navijaka s bremenom dole; ľavý prevod pokračuje bez zmeny.
5. Nasaď remeň. Uchop ho na stole a potiahni do stredu medzi obe remenice. Alebo stlač tlačidlo „Nasadiť a napnúť remeň“. Po výmene remeníc ho treba nasadiť znova.
6. Spusti zvolený stroj. „Zapnúť motor“ ovláda iba ľavý remeňový prevod. V skupine Navijak stlač „Zdvihnúť“: zapne sa iba navijak. Ľavý remeň nemusí byť nasadený. Sleduj zdvíhanie bremena, rýchlosť a silu; počítadlá vľavo patria remeňovému prevodu.
7. Porovnaj sily. Dostupný ťah lana musí stačiť na bremeno aj rozbeh. Ak sa bremeno nehýbe a hra hlási slabý pohon, navijak sa nezapne a jeho nastavenia zostanú dostupné. Skús menšiu hnaciu, väčšiu hnanú remenicu, menší bubon alebo ľahšie bremeno.
8. Ovládaj bremeno. „Zastaviť“ spustí riadený dobeh; brzda potom drží bremeno. „Zdvihnúť“ pokračuje hore, „Spustiť dole“ ho spúšťa dole. Pri zmene smeru sa motor navijaka najprv zastaví a potom rozbehne opačne. Ľavý prevod to neovplyvní.
9. Opakuj pokus. Na hornom aj dolnom konci sa zastaví motor navijaka. „Spustiť dole“ vráti zdvihnuté bremeno. „Znova“ zastaví oba stroje, pripraví nový pokus dole a vynuluje počítadlá; priemery a hmotnosť zachová.

Prvý pokus: nastav 150 mm → 300 mm a bremeno 6 kg a stlač „Zdvihnúť“. Potom pri zastavení oboch strojov porovnaj iný pomer s tým istým bremenom.

Význam otáčok, momentu a ťahu lana vysvetľuje tlačidlo Info. Tento návod zavrieš tlačidlom „Zavrieť návod“ alebo klávesom Esc.

Otáčky, moment a práca

Bubon navijaka: pri rovnakých otáčkach väčší priemer navíja viac lana za jednu otáčku, ale dostupný ťah je menší. Dvojnásobný priemer dá dvojnásobnú rýchlosť a polovičný ťah. Prerušovaný kruh na navijaku označuje priemer navíjania; vonkajšia ochranná bočnica zostáva rovnaká.

Krútiaci moment je otáčavý účinok sily. Menšia hnacia a väčšia hnaná remenica znamenajú pomalší výstup a väčší ideálny moment. Pri opačnej kombinácii je výstup rýchlejší a moment menší.

Príklad: 150 → 300 mm dá polovičné otáčky a dvojnásobný moment. Navijak tak zdvihne aj bremeno, ktoré rýchlejší prevod nezvládne.

Dostupný ťah lana je limit pohonu. Na ustálený zdvih treba prekonať tiaž bremena. Počas rozbehu je potrebná aj rezerva na zrýchlenie. Keď limit nestačí, navijak bremeno nezdvihne.

Oba stroje majú nezávislé ovládanie. Zdvihnúť, Zastaviť a Spustiť dole ovládajú iba navijak; Zapnúť/Vypnúť motor ovláda iba remeňový prevod. Navijak vo výpočte používa zvolený pomer remeníc. Počítadlá vľavo patria ľavému prevodu vrátane jeho dobehu. Na koncoch zdvihu sa motor navijaka zastaví; prídržná brzda drží bremeno.

Ideálny model bez strát a prešmyku: regulovaný motor do 21,7 ot./min s limitom 2 N·m; voliteľný priemer navíjania 50–200 mm; zdvih 20 cm; g = 9,80665 m/s². Zotrvačnosť motora a bubna sa zanedbáva. Zastavenie na konci zdvihu je zjednodušené. Priemery sú modelové; nasadenie a napnutie vhodného remeňa sú jeden úkon. Vedľa remeňového prevodu je samostatne ovládaná simulácia pracovného navijaka.

Vieš predpovedať, či pohon zdvihne zvolené bremeno a ako rýchlo. Nastavenie potom vyskúšaš a porovnáš predpoveď s pohybom, otáčkami a silami.

Remeňový prevod

Menšia hnacia a väčšia hnaná remenica znížia otáčky a zvýšia dostupný moment. Opačný pomer zvýši otáčky a zníži moment. Takéto rozhodovanie potrebuješ pri výbere prevodu stroja.

Navijak

Väčší bubon navinie za jednu otáčku viac lana. Bremeno sa pohybuje rýchlejšie, ale dostupný ťah klesne. Menší bubon zdvíha pomalšie a umožní väčší ťah. Hmotnosť bremena určuje potrebnú silu.

Postup pri porovnávaní

1. Nastav remenice 150 → 300 mm, bubon 100 mm a bremeno 6 kg. Tlačidlom Zdvihnúť spusti samostatný navijak.
2. Pri zastavenom navijaku zmeň iba bubon na 200 mm. Pred spustením porovnaj dostupný a potrebný ťah. Vysvetli, prečo toto nastavenie 6 kg nezdvihne.
3. Nastav bremeno 1 kg. Porovnaj rýchlosť s bubnom 100 a 200 mm pri rovnakom prevode. Každý raz meň iba jednu veličinu.

Pre pokročilých: odvoď n₂ = n₁·D₁/D₂, M₂ = M₁·D₂/D₁, F = M₂/r a v = 2πrn₂/60. Pri zdvihu porovnaj prácu mgh a výkon Fv. Rozlišuj maximálny dostupný moment od momentu skutočne potrebného na zvolené bremeno.

Simulácia používa ideálny regulovaný pohon bez strát a prešmyku. Podrobné predpoklady sú v Info.

Overené príklady väzieb na zahraničné učivo. Zaradenie k ZŠ, SŠ a VŠ je orientačné, pretože školské stupne sa medzi krajinami líšia.

Základná škola — pomer, rýchlosť a sila

Anglické KS3 Mathematics zahŕňa pomery, priamu a nepriamu úmernosť, obvod kruhu a rýchlosť. KS3 Science zahŕňa otáčavý účinok sily a vzťah sily a dráhy pri jednoduchých strojoch.

V simulácii: predpovedaj účinok väčšej remenice, meň po jednom nastavení a porovnaj otáčky, silu a pohyb bremena. Oficiálne učivo matematiky KS3; oficiálne učivo prírodných vied KS3/KS4.

Stredná škola — práca, výkon a energetická bilancia

Anglické KS4 Science zahŕňa prácu, výkon a účinnosť. Americký NGSS HS-PS3-1 vyžaduje tvorbu výpočtového modelu energetických zmien a tokov.

V simulácii: odvoď pomery otáčok a momentov; pre rovnakú hmotnosť a výšku vypočítaj mgh a porovnaj Fv. Vysvetli predpoklady o účinnosti, sklze a rozbehu. Samotné ovládanie hotovej simulácie nenahrádza požadovanú tvorbu vlastného modelu. Oficiálny štandard NGSS HS-PS3-1.

Vysoká škola — rotačná mechanika a hranice modelu

Kurz MIT 8.01SC Classical Mechanics zahŕňa kruhový pohyb, moment sily, rotačnú dynamiku, prácu, výkon a potenciálnu energiu.

V simulácii: odvoď vzťahy n₂/n₁ = D₁/D₂, M₂/M₁ = D₂/D₁, F = M₂/r a v = rω. Odlíš ustálený chod od zrýchlenia. Rozšír výpočet o účinnosť a zotrvačnosť a zhodnoť, kde ideálny model prestáva stačiť. Oficiálne učivo MIT 8.01SC.

Konkrétne úlohy sú didaktické prepojenie na uvedené zdroje. Nejde o úplný súpis svetových kurikúl ani o schválenie simulácie uvedenými inštitúciami.