Základní fyzikální zákony, které jsou známy ze školních osnov, jsou obvykle snadno zapamatovatelné.Ale
Reprodukujte Newtonovy zákony samozřejmě saminení to nutné každý den: musíte je vysvětlit vašemu dítěti, chcete si vyzkoušet své znalosti z fyziky, „hrát“ něco hmatatelného, ne digitální modely, nebo si pamatovat něco, na co jste dávno zapomněli ze školních dob. K tomu není zapotřebí žádné laboratorní vybavení. A můžete si vystačit pouze s modely skládajícími se ze dřeva a gumiček. Tuto příležitost poskytují konstruktéři UGEARS. Hlavní věcí je sledovat přesnost sestavení, ať už jsou základní fyzikální zákony jakékoli, pro jejich fungování jsou také nutné určité podmínky. Řekneme vám, jaké přírodní kánony lze na dřevěných modelech zkontrolovat a co je k tomu potřeba.
Monowheel. Mechanické váhy
Elektrická jednokolka se dnes stala téměř stejnoupopulární forma městské dopravy, jako je hoverboard, elektrický skútr nebo kolo. To, co milenci rychlosti řídí - elektrická samovyvažovací jednokolka - je jen moderní modifikací jednokolky, která byla rozšířena na konci 19. - počátku 20. století. Teprve potom se místo elektrického motoru použila svalová síla člověka, jako v případě jízdního kola. Ale pro rovnováhu, místo senzorů, gyroskopů a akcelerometrů, byly zapotřebí pouze talenty, dovednosti a zkušenosti.
Jednokolka je založena na tomto principumechanické vyvážení, které je důležité udržovat během pohybu. Jednokolka je schopna udržovat vzpřímenou polohu, pokud je kolo drženo pod těžištěm (jak naznačuje teorie obráceného kyvadla). A požadovanou pozici, jak již bylo uvedeno, nastaví jezdec. Ve skutečnosti je to na jednokolce osoba, která podvědomě cítí, kam jeho vozidlo padá, kompenzuje pád pohybem kola do bodu pod sebou, kde je těžiště. Je důležité to dělat, dokud jednokolka nespadne.
Zrychlení jednokolky určuje vzdálenost odtěžiště k bodu dotyku a rychlost a směr otáčení kola - relativní poloha kontaktní plochy a s ní i povaha dynamiky zrychlení. Proto, aby mohl zrychlit, musí jezdec posunout těžiště dopředu, a pokud je zpomaleno, dozadu. A abyste se mohli začít hýbat, musíte vlastně „spadnout“ - pouze naklonění těla, pohyb paží nebo boků, abyste jednokolce zrychlili.
UGEARS demonstrovat tyto principy mechanikyexistuje jednokolka s vlastním pohonem. Dřevěný model se skládá z 300 dílů a je poháněn gumovým motorem, který díky vyvážení (zde není potřeba talent jezdce) umožňuje, aby kolo nespadlo. Když dojde energie gumového motoru, nožičky připevněné ke kolu se sundají a kolo se začne otáčet jako jednoduché kolo a nakonec se prostě krásně přetočí. Pokud zafixujete nohy, bude se také dále pohybovat, ale jako balanční kolečko.
Chronometr. Kyvadlo a princip mechanických hodin
Poprvé začal člověk měřit časmechanické hodinky v VIII. století v Číně, odkud technologie mechanismu úniku kapalin nejprve přišla do arabského světa a poté přišla v mírně odlišné podobě do západní Evropy. Mechanické hodinky tam měly jen hodinovou ručičku a roztahovaly se pomocí natahování kettlebell mechanismu. Hodiny se staly centrem lidského života - byly instalovány na hlavních radničních věžích měst, oslavovaly nejen poledne nebo půlnoci, ale také církevní svátky.
Kromě ciferníku, který každý zná,Mechanické hodinky se skládají ze zdroje energie (může to být buď závaží nebo pružina), únikového mechanismu, který převádí plynulé otáčení na kmitavý nebo vratný pohyb, a regulátoru - může to být kyvadlo nebo váha. Spoušťový mechanismus a motor bývají spojeny soustavou ozubených kol.
Mechanické hodinky samozřejmě nejsou tak přesnéjako jejich elektroničtí nebo křemenní „potomci“. Chyba se může pohybovat od +40 do –20 sekund za den. A dnes se k udržování tradic používají hlavně mechanické hodinky.
Mechanické hodinky jsou založeny na systému, kterýfyzici nazývali kyvadlo. Jedná se o mechanický systém, který provádí mechanické vibrace při zavěšení v gravitačním poli. V procesu oscilace se kinetická energie kyvadla změní na potenciální energii (to je energie síly pružnosti a gravitace) a naopak. A síly tření postupně přeměňují tuto kinetickou energii na teplo, díky čemuž se amplituda oscilace postupně snižuje.
Zkontrolujte, jak takové mechanickésystém, stejně jako vytvořit svůj vlastní chronometr, můžete a ze dřeva. Gumový motor bude pro takové zařízení opět působit jako zdroj energie a pro spuštění chronometru po určitou dobu (v tomto případě časovač pracuje v intervalu až 20 minut), stačí posunout ručičku ciferníku o určitou částku. Nejprve se samozřejmě musíte stát hodinářem a sestavit otevřený převodový mechanismus. V tomto případě je přesnost důležitější než kdy dříve.
Tramvaj. Točivý moment, transformace potenciální energie napětí na mechanickou práci
Cítíte se jako Fedor Pirotsky,vynálezce první elektrické tramvaje v Rusku, je to možné pomocí modelu. Nejprve je ale lepší pochopit, jak se tramvaj vlastně uvádí do pohybu. Předchůdcem elektrické dopravy byla jednoduchá koňská tramvaj, kde byl po kolejích koňmi tažen kočár s cestujícími. S nástupem elektrického věku jsou motory poháněny trakcí.
V moderních tramvajích se nejčastěji používajíStejnosměrné trakční motory, protože to je proud spotřebovaný tramvajovým systémem. Elektronika však umožňuje přeměnit stejnosměrný proud na střídavý, což znamená, že na vybavení tramvají lze použít také střídavé motory. Navíc na rozdíl od stejnosměrných motorů nemají sestavu sběrače a kartáče, která se rychle stává nepoužitelnou. Je to on, kdo neustále potřebuje opravy a údržbu.
K přenosu energie z motoru na nápravu dvojkolí jsou vozy vybaveny kardanovým redukčním převodem, který se skládá z mechanické převodovky a kardanového hřídele.
K výrobě vlastní převodovky potřebujetenení velké úsilí, pokud jsou výpočty již provedeny za vás. Tento mechanismus je založen na funkci redukce - snížení námahy potřebné k řízení zařízení, které převádí přenášený výkon na užitečnou práci. Nejjednodušší způsob, jak toho dosáhnout, je dvojice vzájemně propojených válcových ozubených kol různých průměrů: hnací ozubené kolo je menší.
V dřevěném modelu tramvajové tratinení potřeba žádná elektřina. Kromě toho, že spojení nevyžaduje ani lepidlo a všechny materiály jsou dřevěné, je jako zdroj energie použit stejný gumový motor, který je nutné navíjet - podle principu napínání pružiny. K přeměně energie na rotační energii, stejně jako u skutečné tramvaje, dochází díky ozubenému pohonu. Navíc se tramvaj může pohybovat jednoduše díky rozdílu výšek, pak opět dochází k přeměně potenciální energie na energii kinetickou.
Pneumatický motor. Přeměna tlakové energie na mechanickou práci
Vzduchový motor byl vynalezen už dávno,prakticky plní starý sen lidstva: přijímat energii ze vzduchu. Další věc je, že nejprve musí být tento vzduch stlačen, což samozřejmě vyžaduje také značnou energii. Použití vzduchových motorů a pohonů samozřejmě značně rozšiřuje rozsah různých zařízení, když je požadována zvýšená bezpečnost a není možné použití elektřiny nebo hořlavých látek.
A takový fyzikální princip může mít uplatněníbýt velkým množstvím. Téměř všechny porazila elektřina. Historie však pamatuje jak pneumatickou poštu, tak i pneumatickou železnici. V roce 1861 byla v Petrohradě postavena historicky první lokomotiva s pneumatickým pohonem. Byl pojmenován po svém tvůrci - duchu Baranovského.
Kupodivu lze vzduchový motor sestavit avyrobeno ze dřeva. Navíc téměř kompletní analogie současnosti, včetně tachometru. Ke spuštění motoru je samozřejmě zapotřebí vzduch. Aby se neodchýlilo od paradigmatu - pouze dřeva a gumy, navrhují tvůrci designéra použít obyčejný balón, který lze nafouknout a připojit k motoru pomocí speciálních trysek a zvonku. V tomto případě bude vzduch pohánět písty pneumatického zařízení a vytvářet kinetickou energii.
Arcballista. Převádění energie napětí na energii letu
Vrhací zbraně používali lidédocela dávno - ve starověku a ve středověku. Dnes však můžete najít podobné zbraně, zejména ve sportu, kde se používají luky a kuše. Provoz těchto zbraní je založen na transformaci lidského svalového úsilí na energii letu. Aby byla tato energie vyšší, je možné akumulovat potenciální energii pomocí elastických prvků nebo protizávaží. V luku nebo kuše je to provázek.
Hypertrofovaná verze kuše - arcballista- byl použit jako obléhací zbraň při dobývání měst a pevností. Příď, jejíž délka dosahovala 3,5 m, byla připevněna k masivní dřevěné krabici na dřevěném rámu vozíku, umístěného na dvou kolech s velkým průměrem. Tětivu táhl dělostřelec pomocí brány namontované na rámu. Dnes se samozřejmě tato zařízení nacházejí pouze v počítačových hrách. Je pravda, že právě tehdy byly položeny základy dělostřelectva.
Klasické vojenské vozidlo v podobě dřevěného modeluje nepravděpodobné, že by dokázal zajmout skutečný hrad, ale bude možné hrát „analogovou“ počítačovou hru. Model se skládá ze dvou částí: vypalovací jednotky a základny s nastavitelnými podpěrami, které stabilizují strukturu během střelby. A takový arcballista střílí dřevěnými šrouby. Pokud si přejete, můžete samozřejmě začít s něčím jiným. Je důležité si uvědomit, jako každý dělostřelec, že pro kompetentní úder musíte správně nastavit úhel svisle a vodorovně, nejen aktivovat spoušť.
Skutečnost, že dřevěné hračky jsou zastaralé, lze snadnovyvrátit zobrazením jednoho z těchto modelů. A pokud také hovoříte o fyzikálních zákonech, které je uvádějí do pohybu, odvodíte pár vzorců a nakreslíme směr vektorů sil podílejících se na tvorbě různých typů energií, pak samotné slovo „konstruktor“ již nebude odkazovat na modely, ale na jejich vlastníky.
Pokud se rozhodnete koupit jednu zkonstruktéři, použijte promo kód HIGHTECH, poskytuje 20% slevu. V katalogu UGEARS je nyní 73 modelů, včetně opravdu uzamykatelného trezoru, sportovního vozu a kola, pistole, boxu s tajemstvím, velké lokomotivy s tendrem.
Přečtěte si také
Byla nalezena nejvzdálenější a nejstarší galaxie ve vesmíru
20 nových druhů zvířat a rostlin nalezených v Andách
Vědci zjistili, kde zmizeli rudí obři ze středu Mléčné dráhy