Koulusta tutut fysiikan peruslait on yleensä helppo muistaa. Mutta
Toista tietysti itse Newtonin laitsitä ei vaadita päivittäin: sinun on selitettävä ne lapsellesi, haluat testata fysiikan tietosi, "pelata" jotain konkreettista, ei digitaalisia malleja, tai muistaa jotain kauan unohdettua koulupäivistä. Tähän ei tarvita laboratoriotiloja. Ja voit tehdä vain malleilla, jotka koostuvat puusta ja kuminauhoista. UGEARS-rakentajat tarjoavat tämän mahdollisuuden. Tärkeintä on tarkkailla kokoonpanon tarkkuutta riippumatta fysiikan peruslaeista, jotta ne toimisivat, tarvitaan myös tiettyjä ehtoja. Kerromme sinulle, mitä luonnontieteellisiä kaanoneita voidaan tarkistaa puumalleilla ja mitä tähän tarvitaan.
Monowheel. Mekaaninen vaaka
Sähköisestä yksipyörästä on nykyään tullut melkein samasuosittu kaupunkiliikenteen muoto, kuten leijulauta, sähköpotkulauta tai polkupyörä. Se, mitä nopeuden ystävät ajavat - sähköinen itsetasapainottava yksipyörä -, on vain nykyaikainen muunnos yksipyörästä, joka oli yleistä 1800-luvun lopulla - 1900-luvun alussa. Vasta sitten he käyttivät sähkömoottorin sijaan ihmisen lihasvoimaa, kuten polkupyörän tapauksessa. Mutta tasapainoon tarvitaan antureiden, gyroskooppien ja kiihtyvyysmittareiden sijasta vain kykyjä, näppäryyttä ja kokemusta.
Yksipyöräinen laite perustuu periaatteeseenmekaaninen tasapaino, joka on tärkeää ylläpitää liikkeen aikana. Yksipyörä pystyy pitämään pystysuoran asennon niin kauan kuin pyörää pidetään painopisteen alla (kuten käänteisen heilurin teoria osoittaa). Ja halutun sijainnin, kuten jo mainittiin, asettaa ratsastaja. Itse asiassa yksipyörällä henkilö, joka alitajuisesti havaitsee ajoneuvonsa putoamisen, kompensoi putoamisen siirtämällä pyörää hänen alapuolellesa, jossa massan keskipiste on. On tärkeää tehdä tämä, kunnes yksipyörä putoaa.
Yksipyörän kiihtyvyys määrää etäisyydenpainopiste kosketuspisteeseen sekä pyörän nopeus ja pyörimissuunta - kosketuslaastarin suhteellinen sijainti ja sen mukana kiihtyvyysdynamiikan luonne. Siksi kiihdyttämiseksi kuljettajan on siirrettävä painopiste eteenpäin ja jos hidastetaan, taaksepäin. Ja aloittaaksesi liikkumisen sinun täytyy todella "pudota" - vain kallistamalla kehoa, käsivarsien tai lantion liikettä, jotta yhden pyörän kiihtyvyys saadaan aikaan.
UGEARS osoittaakseen nämä mekaniikkaperiaatteeton itseliikkuva yksipyöräinen. Puinen malli koostuu 300 osasta, ja sitä käyttää kumimoottori, joka tasapainotuksen ansiosta (tässä ei vaadi ratsastajakykyä) estää pyörän putoamisen. Kun kumimoottorin energia loppuu, pyörään kiinnitetyt jalat irrotetaan ja se alkaa pyöriä kuin yksinkertainen pyörä ja lopulta vain kääntyy kauniisti ympäri. Jos korjaat jalat, se jatkaa myös liikkumista, mutta kuten tasapainopyörä.
Kronometri. Heiluri ja mekaanisten kellojen periaate
Ensimmäistä kertaa ihminen alkoi mitata ajan käyttöämekaaniset kellot 8. vuosisadalla Kiinassa, josta nesteiden pakenemisen tekniikka tuli ensin arabimaailmaan ja sitten hieman erilaisessa muodossa Länsi-Eurooppaan. Siellä mekaanisilla kelloilla oli vain tunnin käsi, ja ne saatiin liikkeelle kelaamalla kahvakuula-mekanismia. Kellosta tuli ihmiselämän keskus - ne asennettiin kaupunkien päärakennustorneihin, ne juhlivat paitsi keskipäivää tai keskiyötä myös kirkon pyhäpäiviä.
Kaikille tutun kellotaulun lisäksiMekaaninen kello koostuu virtalähteestä (tämä voi olla joko paino tai jousi), pakomekanismista, joka muuttaa jatkuvan pyörimisen värähteleväksi tai edestakaisin liikkeeksi, ja säätimestä - se voi olla heiluri tai vaaka. Liipaisinmekanismi ja moottori on yleensä yhdistetty vaihteistolla.
Mekaaniset kellot eivät tietenkään ole yhtä tarkkojaheidän elektronisina tai kvartsi "jälkeläisinä". Virhe voi vaihdella välillä +40 - –20 sekuntia päivässä. Ja nykyään mekaanisia kelloja käytetään pääasiassa perinteiden ylläpitämiseen.
Mekaaninen kello perustuu järjestelmään, jokajota fyysikot kutsuivat heiluriksi. Tämä on mekaaninen järjestelmä, joka suorittaa mekaanisia värähtelyjä ripustettuna painovoimakenttään. Värähtelyprosessissa heilurin liike-energia muuttuu potentiaaliksi (tämä on kimmoisuuden ja painovoiman energia) ja päinvastoin. Ja kitkavoimat muuttavat tämän kineettisen energian vähitellen lämmöksi, minkä vuoksi värähtelyn amplitudi pienenee vähitellen.
Tarkista kuinka mekaaninenjärjestelmä, sekä luoda oma kronometri, voit myös puusta. Kumimoottori toimii jälleen tällaisen laitteen energialähteenä, ja kronometrin käynnistämiseksi tietyn ajan (tässä tapauksessa ajastin toimii jopa 20 minuutin välein) riittää, että valitse käsi tietyllä määrällä. Tietenkin sinun on ensin tullut kelloseppä ja koottava avoin vaihdemekanismi. Tässä tapauksessa tarkkuus on tärkeämpää kuin koskaan.
Raitiovaunu. Vääntömomentti, potentiaalisen jännitysenergian muuttaminen mekaaniseksi työksi
Tuntuu kuin Fedor Pirotsky,Venäjän ensimmäisen sähköraitiovaunun keksijä, se on mahdollista mallin avulla. Mutta ensin on parempi ymmärtää, miten raitiovaunu todella liikkeelle lasketaan. Sähköliikenteen esi-isä oli yksinkertainen hevoskärry, jossa hevoset vetivät matkustajavaunua kiskoilla. Sähkökauden alkaessa moottoreita käytetään.
Nykyaikaisissa raitiovaunuissa käytetään yleisimminDC-vetomoottorit, koska tämä on raitiovaunujärjestelmän kuluttama virta. Elektroniikka sallii tasavirran muuntamisen vaihtovirraksi, mikä tarkoittaa, että vaihtovirtamoottoreita voidaan käyttää myös raitiovaunujen varustamiseen. Toisin kuin tasavirtamoottoreissa, niillä ei myöskään ole keräin-harjakokoonpanoa, josta tulee nopeasti käyttökelvoton. Hän tarvitsee jatkuvasti korjauksia ja huoltoa.
Energian siirtämiseksi moottorista pyöräkerran akselille autot on varustettu kardaanivaihteistolla, joka koostuu mekaanisesta vaihteistosta ja kardaaniakselista.
Oman vaihteiston rakentamiseen tarvitsetei paljon vaivaa, jos laskelmat on jo tehty sinulle. Tämä mekanismi perustuu pelkistystoimintoon - vähentää voimaa, joka tarvitaan kuljettamaan laite, joka muuntaa lähetetyn tehon hyödylliseksi työksi. Helpoin tapa tehdä tämä on yhdistetty sylinterimäinen hammaspyörä, jonka halkaisija on eri: vetopyörä on pienempi.
Raitiovaunulinjan puisessa mallissasähköä ei tarvita. Sen lisäksi, että liitos ei vaadi edes liimaa ja kaikki materiaalit ovat puuta, energialähteenä käytetään samaa kumimoottoria, joka on käärittävä - jousen kiristysperiaatteen mukaisesti. Energian muuttuminen pyörimisenergiaksi, aivan kuten todellisessa raitiovaunussa, tapahtuu vaihteiston ansiosta. Lisäksi raitiovaunu voi liikkua yksinkertaisesti korkeuseron takia, jolloin taas tapahtuu potentiaalienergian muuntaminen liike-energiaksi.
Pneumaattinen moottori. Puristusenergian muuntaminen mekaaniseksi työksi
Ilmamoottori keksittiin kauan sitten,käytännössä toteuttaa ihmiskunnan vanha unelma: saada energiaa ilmasta. Toinen asia on, että ensin tämä ilma on pakattava, mikä tietysti vaatii myös huomattavaa energiaa. Tietenkin pneumaattisten moottoreiden ja käyttölaitteiden käyttö laajentaa huomattavasti eri laitteiden soveltamisalaa, kun lisäturvallisuutta tarvitaan ja sähkön tai palavien aineiden käyttö ei ole mahdollista.
Ja sellaisella fyysisellä periaatteella voi olla sovelluksiaolla suuri joukko. Lähes kaikki heistä voitettiin sähköllä. Historia kuitenkin muistaa sekä pneumaattisen postin että jopa pneumaattisen rautatien. Vuonna 1861 Pietariin rakennettiin historian ensimmäinen pneumaattisella käyttövoimalla varustettu veturi. Se nimettiin sen luojan - Baranovsky-hengen - mukaan.
Kummallista kyllä, ilmamoottori voidaan koota jatehty puusta. Lisäksi melkein täydellinen nykyisen analoginen, mukaan lukien kierroslukumittari. Moottorin käynnistämiseen tarvitaan tietysti ilmaa. Jotta ei poiketa paradigmasta - vain puusta ja kumista, suunnittelijan luojat ehdottavat tavallisen ilmapallon käyttämistä, joka voidaan täyttää ja liittää moottoriin erityisillä suuttimilla ja kellolla. Tässä tapauksessa ilma käynnistää pneumaattisen laitteen männät ja luo kineettistä energiaa.
Arcballista. Muuntaa jännitysenergia lentoenergiaksi
Ihmiset käyttivät heittoaseitapitkään - muinaisessa maailmassa ja keskiajalla. Vielä nykyäänkin löytyy vastaavia aseita, erityisesti urheilusta, jossa käytetään jousia ja varsijoukkoja. Tällaisten aseiden toiminta perustuu ihmisen lihasten muuttumiseen lennon energiaksi. Tämän energian lisäämiseksi on mahdollista kerätä potentiaalista energiaa joustavilla elementeillä tai vastapainolla. Jousi tai varsijousi on merkkijono.
Hypertrofoitu versio varsijousta - arcballista- käytettiin piiritysaseena kaupunkien ja linnoitusten vangitsemisessa. Jousi, jonka pituus oli 3,5 metriä, kiinnitettiin massiiviseen puulaatikkoon puisella vaunurungolla, joka sijaitsi kahdella halkaisijaltaan suurella pyörällä. Tykkimies veti keulan jousen varteen runkoon asennetun portin avulla. Nykyään tällaisia laitteita löytyy tietysti vain tietokonepeleistä. Totta, tykistön perusta asetettiin juuri silloin.
Klassinen sotilasajoneuvo puumallinaei todennäköisesti pysty kaappaamaan todellista linnaa, mutta on mahdollista pelata "analogista" tietokonepeliä. Malli koostuu kahdesta osasta: ampumisyksiköstä ja jalustasta, jossa on säädettävät tuet, se vakauttaa rakenteen ampumisen aikana. Ja sellainen arcballista ampuu puupultteilla. Halutessasi voit tietysti käynnistää jotain muuta. On tärkeää muistaa, kuten kaikki tykkimiehet, että pätevän iskun vuoksi sinun on asetettava kulma oikein pysty- ja vaakasuoraan eikä vain aktivoitava liipaisinta.
Puulelujen vanhentuminen voi olla helppoakumota näyttämällä yksi näistä malleista. Ja jos puhut myös fysiikan laeista, jotka panevat ne liikkeelle, johtavat pari kaavaa ja vedät suunnan erityyppisten energioiden luomiseen osallistuville voimavektoreille, niin sana "suunnittelija" ei enää viittaa malleille, mutta niiden omistajille.
Jos päätät ostaa jonkinrakentajille, käytä tarjouskoodia HIGHTECH, se antaa 20% alennuksen. Nyt UGEARS-luettelossa on 73 mallia, mukaan lukien todellinen lukittava kassakaappi, urheiluauto ja pyörä, pistooli, laatikko salaisella, suuri veturi tarjouskilpailulla.
Lue myös
Kaikkeuden etäisin ja vanhin galaksi on löydetty
Andeista löytyy 20 uutta eläin- ja kasvilajia
Tutkijat ovat selvittäneet, missä punaiset jättiläiset katosivat Linnunradan keskustasta