Las leyes fundamentales de la física, conocidas en la escuela, suelen ser fáciles de recordar. Pero
Por supuesto, reproduzca las leyes de Newton usted mismono es obligatorio todos los días: debe explicárselo a su hijo, quiere poner a prueba sus conocimientos en física, "jugar" algo tangible, no modelos digitales, o recordar algo olvidado de la época escolar. No se requieren instalaciones de laboratorio para esto. Y lo puedes hacer solo con modelos compuestos por madera y ligas. Los constructores de UGEARS brindan esta oportunidad. Lo principal es observar la precisión del ensamblaje, sean cuales sean las leyes básicas de la física, para que funcionen, también se necesitan ciertas condiciones. Le diremos qué cánones de las ciencias naturales se pueden verificar en modelos de madera y qué se necesita para esto.
Monowheel. Equilibrio mecánico
El monociclo eléctrico de hoy se ha vuelto casi lo mismouna forma popular de transporte urbano, como un hoverboard, scooter eléctrico o bicicleta. Lo que conducen los amantes de la velocidad, un monociclo eléctrico con autoequilibrio, es solo una modificación moderna del monociclo, que se generalizó a fines del siglo XIX y principios del XX. Solo entonces, en lugar de un motor eléctrico, utilizaron la fuerza de los músculos humanos, como en el caso de una bicicleta. Pero para el equilibrio, en lugar de sensores, giroscopios y acelerómetros, solo se necesitaban talento, habilidad y experiencia.
El dispositivo de monociclo se basa en el principioequilibrio mecánico, que es importante mantener durante el movimiento. El monociclo puede mantener una posición erguida siempre que la rueda se mantenga debajo del centro de masa (como lo indica la teoría de un péndulo invertido). Y la posición deseada, como ya se mencionó, la establece el ciclista. De hecho, en un monociclo, es la persona, sintiendo inconscientemente dónde cae su vehículo, compensa la caída moviendo la rueda al punto debajo de él donde está el centro de masa. Es importante hacer esto hasta que se caiga el monociclo.
La aceleración del monociclo determina la distancia desdecentro de gravedad hasta el punto de contacto, y la velocidad y dirección de rotación de la rueda: la posición relativa del parche de contacto y con ella la naturaleza de la dinámica de la aceleración. Por lo tanto, para acelerar, el ciclista debe mover el centro de gravedad hacia adelante y, si lo frena, hacia atrás. Y para comenzar a moverse, en realidad necesita "caer", solo una inclinación del cuerpo, el movimiento de los brazos o las caderas para dar aceleración al monociclo.
UGEARS para demostrar estos principios mecánicoshay un monociclo autopropulsado. El modelo de madera consta de 300 piezas y está accionado por un motor de goma que, gracias al equilibrio (aquí no se necesita talento de ciclista), permite que la rueda no se caiga. Cuando se agota la energía del motor de goma, se quitan las patas unidas a la rueda y ésta comienza a girar como una simple rueda y finalmente gira maravillosamente. Si arreglas las patas, también seguirá moviéndose, pero como una rueda de equilibrio.
Cronómetro. El péndulo y el principio de los relojes mecánicos
Por primera vez, el hombre comenzó a medir el tiempo usandorelojes mecánicos en el siglo VIII en China, desde donde la tecnología del mecanismo de escape de líquido llegó por primera vez al mundo árabe y luego llegó en una forma ligeramente diferente a Europa Occidental. Allí, los relojes mecánicos tenían solo una aguja horaria, y se ponían en movimiento al dar cuerda a un mecanismo de pesas rusas. El reloj se convirtió en el centro de la vida humana: se instalaron en las principales torres del ayuntamiento de las ciudades, celebraron no solo el mediodía o la medianoche, sino también las fiestas de la iglesia.
Además del dial familiar para todos,Un reloj mecánico consta de una fuente de energía (puede ser un peso o un resorte), un mecanismo de escape que convierte la rotación continua en un movimiento oscilatorio o alternativo y un regulador (puede ser un péndulo o una balanza). El mecanismo de disparo y el motor suelen estar conectados mediante un sistema de engranajes.
Por supuesto, los relojes mecánicos no son tan precisos.como sus "descendientes" electrónicos o de cuarzo. El error puede oscilar entre +40 y –20 segundos por día. Y hoy son los relojes mecánicos los que se utilizan principalmente para mantener las tradiciones.
Un reloj mecánico se basa en un sistema quellamado péndulo por los físicos. Este es un sistema mecánico que realiza vibraciones mecánicas mientras está suspendido en un campo de gravedad. En el proceso de oscilación, la energía cinética del péndulo se convierte en energía potencial (esta es la energía de la fuerza de elasticidad y gravedad) y viceversa. Y las fuerzas de fricción convierten gradualmente esta energía cinética en calor, por lo que la amplitud de la oscilación disminuye gradualmente.
Compruebe cómo una mecánicasistema, además de crear su propio cronómetro, puede y de madera. El motor de goma volverá a actuar como fuente de energía para dicho dispositivo, y para poner en marcha el cronómetro durante un tiempo determinado (en este caso, el temporizador funciona en el intervalo de hasta 20 minutos), basta con mover la manecilla del dial una cierta cantidad. Por supuesto, primero tienes que convertirte en relojero y montar un mecanismo de engranajes abierto. En este caso, la precisión es más importante que nunca.
Tranvía. Par, transformación de la energía de tensión potencial en trabajo mecánico.
Siéntete como Fedor Pirotsky,el inventor del primer tranvía eléctrico en Rusia, es posible con la ayuda del modelo. Pero primero, es mejor comprender cómo se pone realmente en movimiento el tranvía. El antepasado del transporte eléctrico fue un simple carruaje tirado por caballos, donde un carruaje con pasajeros era arrastrado por los rieles por caballos. Con el inicio de la era eléctrica, los motores se impulsan.
En los tranvías modernos, el más utilizadoMotores de tracción DC, ya que esta es la corriente consumida por el sistema de tranvía. Pero la electrónica permite convertir la corriente continua en corriente alterna, lo que significa que los motores de CA también se pueden utilizar para equipar tranvías. Además, a diferencia de los motores de CC, no tienen un conjunto colector-cepillo que rápidamente se vuelve inutilizable. Es él quien constantemente necesita reparación y mantenimiento.
Para transferir energía del motor al eje del juego de ruedas, los coches están equipados con un engranaje de reducción cardánica, que consta de una caja de cambios mecánica y un eje cardán, respectivamente.
Para construir su propia caja de cambios, necesitano hay mucho esfuerzo si los cálculos ya están hechos por usted. Este mecanismo se basa en la función de reducción: reducir el esfuerzo necesario para impulsar un dispositivo que convierte la potencia transmitida en trabajo útil. La forma más sencilla de hacer esto es un par de engranajes cilíndricos interconectados de diferentes diámetros: el engranaje impulsor es el más pequeño.
En un modelo de madera de una línea de tranvía.no se necesita electricidad. Además de que la conexión ni siquiera requiere pegamento y todos los materiales son de madera, como fuente de energía se utiliza el mismo motor de goma, al que hay que darle cuerda, según el principio de tensión de un resorte. La transformación de energía en energía rotacional, como en un tranvía real, se produce gracias a una transmisión por engranajes. Además, el tranvía puede moverse simplemente debido a la diferencia de alturas, luego nuevamente se produce la conversión de energía potencial en energía cinética.
Motor neumatico. Conversión de energía de compresión en trabajo mecánico.
El motor neumático se inventó hace mucho tiempo,prácticamente cumpliendo el sueño de larga data de la humanidad: recibir energía del aire. Otra cosa es que primero hay que comprimir este aire, lo que, por supuesto, también requiere mucha energía. Por supuesto, el uso de motores y accionamientos neumáticos amplía enormemente el alcance de varios dispositivos cuando se requiere una mayor seguridad y no es posible el uso de electricidad o sustancias inflamables.
Y tal principio físico puede tener aplicaciones.ser una gran multitud. Casi todos fueron derrotados por la electricidad. Sin embargo, la historia recuerda tanto el correo neumático como el ferrocarril neumático. En 1861 se construyó en San Petersburgo la primera locomotora de la historia con accionamiento neumático. Debe su nombre a su creador, el espíritu de Baranovsky.
Curiosamente, el motor neumático se puede ensamblar yhecho de madera. Además, casi un análogo completo del presente, incluido un tacómetro. Para arrancar el motor, por supuesto, se requiere aire. Para no desviarse del paradigma: solo madera y caucho, los creadores del diseñador sugieren usar un globo ordinario, que se puede inflar y conectar al motor con boquillas especiales y una campana. En este caso, el aire pondrá en movimiento los pistones del dispositivo neumático y creará energía cinética.
Arcballista. Conversión de la energía de tensión en energía de vuelo
Los humanos utilizaron armas arrojadizashace bastante tiempo, en el Mundo Antiguo y la Edad Media. Sin embargo, incluso hoy en día puedes encontrar armas similares, en particular en los deportes, donde se utilizan arcos y ballestas. El funcionamiento de tales herramientas se basa en la transformación de los esfuerzos musculares humanos en energía de vuelo. Para aumentar esta energía, es posible acumular energía potencial mediante elementos elásticos o un contrapeso. En un arco o ballesta, esta es una cuerda.
Versión hipertrofiada de la ballesta - arcballista- se utilizó como arma de asedio en la toma de ciudades y fortalezas. El arco, cuya longitud alcanzaba los 3,5 m, estaba unido a una caja de madera maciza sobre un bastidor de carro de madera, ubicado sobre dos ruedas de gran diámetro. El artillero tiró de la cuerda del arco usando una puerta montada en el marco. Hoy, por supuesto, tales dispositivos se encuentran solo en juegos de computadora. Es cierto que en ese momento se sentaron las bases de la artillería.
Vehículo militar clásico en forma de modelo de madera.Es poco probable que pueda capturar un castillo real, pero será posible jugar un juego de computadora "analógico". El modelo consta de dos partes: una unidad de cocción y una base con soportes regulables, que estabiliza la estructura durante la cocción. Y tal arcballista dispara con pernos de madera. Si lo desea, por supuesto, puede iniciar otra cosa. Es importante recordar, como cualquier artillero, que para un golpe competente es necesario establecer correctamente el ángulo vertical y horizontalmente, y no solo activar el gatillo.
El hecho de que los juguetes de madera estén desactualizados puederefutar mostrando uno de estos modelos. Y si también habla de las leyes de la física que las ponen en movimiento, deriva un par de fórmulas y dibuja la dirección de los vectores de fuerza involucrados en la creación de diferentes tipos de energías, entonces la misma palabra "diseñador" ya no se referirá a modelos, sino a sus dueños.
Si decide comprar uno deconstructores, use el código promocional HIGHTECH, da un 20% de descuento. Ahora en el catálogo de UGEARS hay 73 modelos, entre ellos una caja fuerte con llave, un deportivo y una bicicleta, una pistola, una caja con un secreto, una gran locomotora con ténder.
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