Temeljne zakone fizike, poznate iz škole, obično je lako zapamtiti. Ali
Naravno, reproducirajte sami Newtonove zakonenije potreban svaki dan: trebate ih objasniti djetetu, želite testirati svoje znanje iz fizike, "igrati" nešto opipljivo, a ne digitalne modele ili se sjetiti nečega davno zaboravljenog iz školskih dana. Za to nisu potrebni laboratorijski prostori. A možete to učiniti samo s modelima koji se sastoje od drva i gumica. UGEARS konstruktori pružaju ovu priliku. Glavno je promatrati točnost sklopa, bez obzira na to kakvi su osnovni zakoni fizike, za njihov rad potrebni su i određeni uvjeti. Reći ćemo vam koje se prirodne znanosti mogu provjeriti na drvenim modelima i što je za to potrebno.
Monowheel. Mehanička vaga
Električni monocikl danas je postao gotovo istipopularan oblik gradskog prijevoza, poput hoverboarda, električnog skutera ili bicikla. Ono što voze ljubitelji brzine - električni samobalansirajući monocikl - samo je moderna modifikacija monocikla, koja je bila raširena krajem 19. - početkom 20. stoljeća. Tek tada su umjesto električnog motora koristili snagu ljudskog mišića, kao u slučaju bicikla. Ali za ravnotežu, umjesto senzora, žiroskopa i akcelerometara, bili su potrebni samo talent, spretnost i iskustvo.
Uređaj za monocikl temelji se na principumehanička ravnoteža, što je važno održavati tijekom kretanja. Monocikl je u stanju zadržati uspravan položaj sve dok se kotač drži ispod središta mase (na što ukazuje teorija obrnutog njihala). A željeni položaj, kao što je već spomenuto, postavlja vozač. Zapravo, na monociklu osoba, podsvjesno osjećajući gdje joj vozilo pada, kompenzira pad pomicanjem kotača do točke ispod sebe gdje je središte mase. Važno je to raditi dok monocikl ne padne.
Ubrzanje monocikla određuje udaljenost odtežište do dodirne točke, a brzina i smjer vrtnje kotača - relativni položaj kontaktne mrlje, a s tim i priroda dinamike ubrzanja. Stoga, da bi ubrzao, vozač mora pomaknuti težište prema naprijed, a ako je usporen, prema natrag. A da biste se počeli kretati, zapravo trebate "pasti" - samo nagib tijela, pokret ruku ili bokova kako biste monociklu ubrzali.
UGEARS za demonstraciju tih mehaničkih principapostoji samohodni monocikl. Drveni model sastoji se od 300 dijelova, a pokreće ga gumeni motor koji zahvaljujući balansiranju (ovdje nije potreban talent jahača) omogućuje da kotač ne padne. Kad gumenom motoru ponestane energije, nožice pričvršćene za kotač se uklanjaju, a on se počinje okretati poput običnog kotača i na kraju se samo lijepo okrene. Ako popravite noge, onda će se i on nastaviti kretati, ali kao kotač za ravnotežu.
Kronometar. Klatno i princip mehaničkih satova
Čovjek je prvi put počeo mjeriti vrijeme koristeći semehanički satovi u VIII stoljeću u Kini, odakle je tehnologija mehanizma za izbacivanje tekućina prvi put došla u arapski svijet, a zatim je u malo drugačijem obliku došla do zapadne Europe. Tamo su mehanički satovi imali samo satnu kazaljku i pokretani su namotavanjem mehanizma za kettlebell. Sat je postao središte ljudskog života - bili su postavljeni na glavnim gradskim kulama, slavili su ne samo podne ili ponoć, već i crkvene blagdane.
Osim svima poznatog brojčanika,Mehanički sat sastoji se od izvora energije (to može biti uteg ili opruga), mehanizma za otpuštanje koji kontinuiranu rotaciju pretvara u oscilatorno ili recipročno gibanje i regulatora - to može biti njihalo ili vaga. Mehanizam za okidanje i motor obično su povezani sustavom zupčanika.
Naravno, mehanički satovi nisu toliko preciznikao njihovi elektronički ili kvarcni "potomci". Pogreška se može kretati od +40 do –20 sekundi dnevno. A danas se mehanički satovi uglavnom koriste za održavanje tradicije.
Mehanički sat zasnovan je na sustavu kojikoje su fizičari nazivali njihalom. Ovo je mehanički sustav koji izvodi mehaničke vibracije dok je suspendiran u gravitacijskom polju. U procesu titranja kinetička energija njihala pretvara se u potencijalnu energiju (to je energija sile elastičnosti i gravitacije) i obrnuto. A sile trenja ovu kinetičku energiju postupno pretvaraju u toplinu, zbog čega se amplituda titranja postupno smanjuje.
Provjerite kako takav mehaničkisustava, kao i stvoriti svoj vlastiti kronometar, možete i od drveta. Gumeni motor će opet djelovati kao izvor energije za takav uređaj, a kako bi se kronometar pokrenuo određeno vrijeme (u ovom slučaju, timer radi u intervalu do 20 minuta), dovoljno je pomaknuti kazaljku za biranje za određenu količinu. Naravno, prvo morate postati urar i sastaviti mehanizam otvorenog zupčanika. U ovom je slučaju točnost važnija nego ikad.
Tramvaj. Zakretni moment, pretvorba potencijalne energije napetosti u mehanički rad
Osjećajte se kao Fedor Pirotsky,izumitelj prvog električnog tramvaja u Rusiji, moguće je uz pomoć modela. Ali prvo je bolje razumjeti kako se tramvaj zapravo pokreće. Predak električnog prijevoza bila je jednostavna konjska zaprega, gdje su kočiju s putnicima kočije vukli po tračnicama. S početkom električnog doba motori se pokreću vučom.
U modernim tramvajima, najčešće korišteniIstosmjerni vučni motori, jer ovo je struja koju troši tramvajski sustav. Ali elektronika omogućuje pretvaranje istosmjerne struje u izmjeničnu, što znači da se izmjenični motori mogu koristiti i za opremanje tramvaja. Štoviše, za razliku od istosmjernih motora, oni nemaju sklop kolektor-četka koji brzo postaje neupotrebljiv. On je taj koji neprestano treba popravak i održavanje.
Za prijenos energije s motora na osovinu kotača, automobili su opremljeni kardanskim reduktorom, koji se sastoji od mehaničkog prijenosnika, odnosno kardanskog vratila.
Da biste napravili vlastiti mjenjač, trebatenema puno truda ako su izračuni već napravljeni za vas. Ovaj se mehanizam temelji na funkciji smanjenja - smanjenju napora potrebnog za pogon uređaja koji pretvaranu snagu pretvara u koristan rad. Najlakši način za to je par međusobno povezanih cilindričnih zupčanika različitih promjera: pogonski zupčanik je manji.
U drvenoj maketi tramvajske prugenije potrebna struja. Osim što za spajanje nije potrebno niti ljepilo, a svi materijali su od drveta, kao izvor energije koristi se isti gumeni motor koji se mora namotati - po principu zatezanja opruge. Pretvorba energije u energiju vrtnje, kao i kod pravog tramvaja, događa se zahvaljujući zupčaničkom prijenosu. Osim toga, tramvaj se može kretati jednostavno zbog razlike u visinama, tada opet dolazi do pretvorbe potencijalne energije u kinetičku energiju.
Pneumatski motor. Pretvorba energije kompresije u mehanički rad
Zračni motor je izumljen davno,praktično ispunjavajući stari san čovječanstva: primati energiju iz zraka. Druga stvar je da se prvo mora stisnuti taj zrak, što, naravno, također zahtijeva značajnu energiju. Naravno, upotreba pneumatskih motora i pogona uvelike proširuje opseg različitih uređaja kada je potrebna povećana sigurnost, a uporaba električne energije ili zapaljivih tvari nije moguća.
I takav fizički princip može imati primjenubiti veliko mnoštvo. Gotovo svi su poraženi strujom. No, povijest pamti i pneumatsku poštu, pa čak i pneumatsku željeznicu. Godine 1861. u Sankt Peterburgu je izgrađena prva lokomotiva u povijesti s pneumatskim pogonom. Ime je dobio po svom tvorcu - duhu Baranovskog.
Čudno, zračni motor se može sastaviti inapravljeno od drveta. Štoviše, gotovo potpuni analog sadašnjosti, uključujući tahometar. Za pokretanje motora, naravno, potreban je zrak. Da ne bi odstupali od paradigme - samo drvo i guma, tvorci dizajnera predlažu upotrebu običnog balona, koji se može napuhati i povezati s motorom pomoću posebnih mlaznica i zvona. U tom će slučaju zrak pokretati klipove pneumatskog uređaja i stvarati kinetičku energiju.
Arcballista. Pretvaranje energije napetosti u energiju leta
Bacačko oružje koristili su ljudiprilično davno - u antičkom svijetu i srednjem vijeku. Međutim, i danas možete pronaći slično oružje, posebno u sportovima, gdje se koriste lukovi i samostreli. Djelovanje takvog oružja temelji se na transformaciji mišićnih napora čovjeka u energiju leta. Da bi ta energija bila veća, moguće je akumulirati potencijalnu energiju pomoću elastičnih elemenata ili protuutega. U luku ili samostrelu ovo je žica.
Hipertrofirana verzija samostrela - arcballista- korišten je kao opsadno oružje pri zauzimanju gradova i tvrđava. Luk, čija je duljina dosezala 3,5 m, bio je pričvršćen na masivnu drvenu kutiju na drvenom okviru kočija, smještenu na dva kotača velikog promjera. Vrpcu tetive povukao je topnik pomoću vrata postavljenih na okvir. Danas se, naravno, takvi uređaji mogu naći samo u računalnim igrama. Istina, temelji topništva postavljeni su upravo tada.
Klasično vojno vozilo u obliku drvenog modelamalo je vjerojatno da će moći zauzeti pravi dvorac, ali bit će moguće igrati "analognu" računalnu igru. Model se sastoji od dva dijela: jedinice za pečenje i postolja s podesivim nosačima, stabilizira strukturu tijekom pucanja. I takav arcballista puca drvenim vijcima. Po želji, naravno, možete pokrenuti i nešto drugo. Važno je zapamtiti, kao i svaki topnik, da za kompetentan udarac morate pravilno postaviti kut okomito i vodoravno, a ne samo aktivirati okidač.
Činjenica da su drvene igračke zastarjele može biti lakoopovrgnite pokazujući jedan od ovih modela. A ako također razgovarate o zakonima fizike koji ih pokreću, izvučete nekoliko formula i izvučete smjer vektora sila koji sudjeluju u stvaranju različitih vrsta energija, tada se sama riječ "dizajner" više neće odnositi na modele, već na njihove vlasnike.
Ako se odlučite za kupnju jednog odkonstruktori, koristite promotivni kod HIGHTECH, on daje popust od 20%. Sada se u katalogu UGEARS nalaze 73 modela, uključujući pravi sef koji se može zaključati, sportski automobil i bicikl, pištolj, kutiju s tajnom, veliku lokomotivu s natječajem.
Pročitajte i
Pronađena je najudaljenija i najstarija galaksija u Svemiru
20 novih vrsta životinja i biljaka pronađenih u Andama
Znanstvenici su otkrili gdje su crveni divovi nestali iz središta Mliječne staze