חוקי היסוד של הפיזיקה, המוכרים מבית הספר, קלים בדרך כלל לזכור. אבל
כמובן, העתק את חוקי ניוטון בעצמךזה לא נדרש כל יום: אתה צריך להסביר אותם לילדך, אתה רוצה לבדוק את הידע שלך בפיזיקה, "לשחק" משהו מוחשי, לא מודלים דיגיטליים, או לזכור משהו שנשכח מזמן מימי הלימודים. אין צורך במתקני מעבדה לשם כך. ואתה יכול לעשות רק עם דגמים המורכבים מעץ וגומיות. בוני ה- UGEARS מספקים הזדמנות זו. העיקר הוא לבחון את הדיוק של האסיפה, לא משנה מה הם חוקי היסוד של הפיזיקה, כדי שהם יעבדו, יש צורך גם בתנאים מסוימים. אנו אגיד לך אילו קנונים של מדעי הטבע ניתן לבדוק על דגמי עץ ומה דרוש לכך.
מונוהיל. איזון מכני
החד-אופן החשמלי כיום הפך כמעט זההסוג פופולרי של תחבורה עירונית, כמו רחף, קטנוע חשמלי או אופניים. מה שאוהבי המהירות נוהגים בו - חד אופן חשמלי עם איזון עצמי - הוא רק שינוי מודרני של החד אופן, שהיה נפוץ בסוף המאה ה -19 - תחילת המאה ה -20. רק אז, במקום מנוע חשמלי, הם השתמשו בכוח השרירים האנושי, כמו במקרה של אופניים. אך לצורך איזון, במקום חיישנים, גירוסקופים ומד תאוצה, היה צורך בכישרונות, מיומנות וניסיון בלבד.
מכשיר החד אופן מבוסס על העיקרוןאיזון מכני, שחשוב לשמור עליו במהלך התנועה. החד אופן מסוגל לשמור על מעמד זקוף כל עוד הגלגל מוחזק מתחת למרכז המסה (כפי שמציין התיאוריה של מטוטלת הפוכה). ואת המיקום הרצוי, כאמור, מגדיר הרוכב. למעשה, על חד אופן, האדם הוא שמרגיש באופן לא מודע היכן רכבו נופל, מפצה על הנפילה על ידי הזזת הגלגל לנקודה שמתחתיו, שם נמצא מרכז המסה. חשוב לעשות זאת עד ליפול החד אופן.
האצת החד אופן קובעת את המרחק ממרכז הכובד לנקודת המגע, ומהירות וסיבוב הסיבוב של הגלגל - המיקום היחסי של תיקון המגע, ואיתו אופי הדינמיקה של התאוצה. לכן, כדי להאיץ, על הרוכב להזיז את מרכז הכובד קדימה, ואם הואט, לאחור. וכדי להתחיל לזוז, אתה בעצם צריך "ליפול" - רק הטיה של הגוף, תנועת הזרועות או הירכיים, כדי לתת תאוצה חד-אופן.
UGEARS להדגים את עקרונות המכניקה הללויש חד אופן מתנייע. דגם העץ מורכב מ-300 חלקים, והוא מונע על ידי מנוע גומי, שבזכות האיזון (לא נדרש כאן כישרון רוכב) מאפשר לגלגל לא ליפול. כשנגמרת האנרגיה של מנוע הגומי, מסירים את הרגליים המחוברות לגלגל, והוא מתחיל להסתובב כמו גלגל פשוט ובסופו של דבר פשוט מתהפך יפה. אם תתקן את הרגליים, הוא גם ימשיך לנוע, אבל כמו גלגל איזון.
כּרוֹנוֹמֶטר. המטוטלת ועקרון השעונים המכניים
לראשונה, האדם החל למדוד זמן באמצעותשעונים מכניים במאה השמינית בסין, משם הטכנולוגיה של מנגנון בריחת הנוזלים הגיעה לראשונה לעולם הערבי, ואז הגיעה בצורה קצת שונה למערב אירופה. שם היו לשעונים מכניים רק שעה שעה, והם הוצאו לדרך על ידי סלילת מנגנון קומקום. השעון הפך למרכז חיי האדם - הם הותקנו על מגדלי העירייה המרכזית של הערים, הם חגגו לא רק צהריים או חצות, אלא גם חגי כנסיות.
בנוסף לחוגה המוכרת לכולם,שעון מכני מורכב ממקור אנרגיה (זה יכול להיות משקולת או קפיץ), מנגנון בריחה שהופך סיבוב מתמשך לתנועה נדנדת או הדדית, ומווסת - זה יכול להיות מטוטלת או מאזן. מנגנון ההדק והמנוע מחוברים בדרך כלל באמצעות מערכת גלגלי שיניים.
כמובן, שעונים מכניים אינם מדויקים כל כךכ"צאצאי "האלקטרוניים או הקוורץ שלהם. השגיאה יכולה לנוע בין +40 ל -20 שניות ביום. והיום מדובר בשעונים מכניים המשמשים בעיקר לשמירה על מסורות.
שעון מכני מבוסס על מערכת שנקרא מטוטלת על ידי פיזיקאים. זוהי מערכת מכנית המבצעת רעידות מכניות כשהיא תלויה בשדה הכבידה. בתהליך התנודה האנרגיה הקינטית של המטוטלת הופכת לפוטנציאל (זו האנרגיה של כוח האלסטיות והכבידה) ולהיפך. וכוחות החיכוך ממירים בהדרגה אנרגיה קינטית זו לחום, שבגללה משרעת התנודה פוחתת בהדרגה.
בדוק איך מכני כזהמערכת, כמו גם ליצור כרונומטר משלך, אתה יכול גם מעץ. מנוע הגומי ישוב לשמש כמקור אנרגיה למכשיר כזה, וכדי להפעיל את הכרונומטר לזמן מסוים (במקרה זה, הטיימר עובד במרווח של עד 20 דקות), מספיק להזיז את יד החוגה בכמות מסוימת. כמובן, ראשית עליכם להפוך לשען ולהרכיב מנגנון הילוכים פתוח. במקרה זה, הדיוק חשוב מתמיד.
חַשְׁמַלִית. מומנט, הפיכת אנרגיית מתח פוטנציאלית לעבודה מכנית
מרגיש כמו פדור פירוצקי,ממציא החשמלית החשמלית הראשונה ברוסיה, אפשר בעזרת הדגם. אך ראשית, עדיף להבין כיצד יוצאת החשמלית למעשה לדרך. האב הקדום לתחבורה חשמלית היה כרכרה פשוטה רתומה לסוסים, בה הוסעה כרכרה עם נוסעים לאורך המסילה על ידי סוסים. עם תחילת העידן החשמלי מונעים מנועים.
בחשמליות מודרניות, הנפוצות ביותרמנועי מתיחה DC, שכן זהו הזרם הנצרך על ידי מערכת החשמלית. אך האלקטרוניקה מאפשרת להמיר זרם ישר לזרם חילופין, מה שאומר שגם מנועי זרם חילופין יכולים לשמש באבזור חשמליות. יתר על כן, בניגוד למנועי DC, אין להם מכלול מברשת אספן שמתדרדר במהירות. הוא שזקוק כל הזמן לתיקון ותחזוקה.
כדי להעביר אנרגיה מהמנוע לציר גלגל הגלגלים, המכוניות מצוידות בתיבת הילוכים להפחתת קרדן, המורכבת מתיבת הילוכים מכנית ופיר קרדינאות בהתאמה.
כדי לבנות תיבת הילוכים משלך, אתה צריךלא הרבה מאמץ אם החישובים כבר נעשים עבורך. מנגנון זה מבוסס על פונקציית ההפחתה - הפחתת המאמץ הנדרש להנעת מכשיר הממיר את הכוח המועבר לעבודה שימושית. הדרך הקלה ביותר לעשות זאת היא זוג הילוכים גליליים מחוברים בקטרים שונים: ציוד ההנעה הוא בגודל הקטן ביותר.
בדגם עץ של קו חשמליתאין צורך בחשמל. בנוסף לעובדה שהחיבור אפילו לא מצריך דבק, וכל החומרים עשויים מעץ, אותו מנוע גומי משמש כמקור אנרגיה, אותו יש לפותל - לפי עקרון מתיחת קפיץ. הפיכת האנרגיה לאנרגיה סיבובית, ממש כמו בחשמלית אמיתית, מתרחשת עקב הנעת הילוכים. בנוסף, החשמלית יכולה לנוע בפשטות בגלל הבדלי הגבהים, ואז שוב מתרחשת המרה של אנרגיה פוטנציאלית לאנרגיה קינטית.
מנוע פנאומטי. המרת אנרגיית דחיסה לעבודה מכנית
המנוע האווירי הומצא לפני זמן רב,הגשמה מעשית של חלומה של בני האדם ארוכת השנים: לקבל אנרגיה מהאוויר. דבר נוסף הוא כי ראשית יש לדחוס את האוויר הזה, מה שכמובן דורש אנרגיה משמעותית. כמובן שהשימוש במנועים ובכוננים פנאומטיים מרחיב מאוד את היקף המכשירים השונים כאשר נדרש בטיחות מוגברת ואין אפשרות להשתמש בחשמל או בחומרים דליקים.
ולעקרון פיזי כזה יכולים להיות יישומיםלהיות המון גדול. כמעט כולם הובסו בחשמל. עם זאת, ההיסטוריה זוכרת גם את הדואר הפנאומטי ואפילו את הרכבת הפנאומטית. ב-1861 נבנה בסנט פטרבורג הקטר הראשון בהיסטוריה עם הנעה פניאומטית. הוא נקרא על שם יוצרו - רוחו של ברנובסקי.
באופן מוזר, ניתן להרכיב את מנוע האווירעשוי מעץ. יתר על כן, כמעט אנלוגיה שלמה של ההווה, כולל טכומטר. כדי להניע את המנוע, כמובן, נדרש אוויר. כדי לא לסטות מהפרדיגמה - רק עץ וגומי, יוצרי המעצב מציעים להשתמש בבלון רגיל, שניתן לנפח ולחבר אותו למנוע באמצעות חרירים מיוחדים ופעמון. במקרה זה, האוויר יניע את בוכנות המכשיר הפנאומטי וייצור אנרגיה קינטית.
ארקבליסטה. המרת אנרגיית מתח לאנרגית מעוף
זריקת נשק שימשה את בני האדםדי הרבה זמן - בעולם העתיק ובימי הביניים. עם זאת, גם כיום ניתן למצוא כלי נשק כאלה, במיוחד בספורט, בו משתמשים בקשתות ובקשתות. הפעלת כלים כאלה מבוססת על הפיכת מאמצי השרירים האנושיים לאנרגית המעוף. כדי להעלות אנרגיה זו גבוהה יותר, ניתן לצבור אנרגיה פוטנציאלית באמצעות אלמנטים אלסטיים או משקל נגד. בקשת או בקשת, זה חוט.
גרסה היפרופופית של הקשת - arcballista- שימש כנשק מצור בכיבוש ערים ומבצרים. החרטום שאורכו הגיע ל -3.5 מ ', הוצמד לקופסת עץ מסיבית על מסגרת כרכרה מעץ, הממוקמת על שני גלגלים בקוטר גדול. את חוט הקשת משך התותחן באמצעות שער המותקן על המסגרת. כיום, כמובן, מכשירים כאלה נמצאים רק במשחקי מחשב. נכון, יסודות הארטילריה הונחו בדיוק אז.
רכב צבאי קלאסי בצורת דגם עץסביר להניח שלא יצליח לתפוס טירה אמיתית, אבל זה יצליח לשחק משחק מחשב "אנלוגי". הדגם מורכב משני חלקים: יחידת ירי ובסיס עם תומכים מתכווננים, המייצבים את המבנה במהלך הירי. וכזה ארקבליסטה יורה עם ברגי עץ. אם תרצה, כמובן, אתה יכול להשיק משהו אחר. חשוב לזכור, כמו כל תותחן, שבשביל שביתה מוכשרת אתה צריך להגדיר נכון את הזווית בצורה אנכית ואופקית, ולא רק להפעיל את ההדק.
העובדה שצעצועי עץ מיושנים יכולה להיות בקלותלהפריך על ידי הצגת אחד הדגמים הללו. ואם אתה מדבר גם על חוקי הפיזיקה שמפעילים אותם, גזור כמה נוסחאות וצייר את הכיוון של וקטורי הכוח המעורבים ביצירת אנרגיות מסוגים שונים, אז המלה "קונסטרוקטור" כבר לא תתייחס למודלים, אלא לבעליהם.
אם תחליט לרכוש אחת מה-בונים, השתמש בקוד הקידום HIGHTECH, זה נותן 20% הנחה. עכשיו בקטלוג UGEARS יש 73 דגמים, כולל כספת ננעלת באמת, מכונית ספורט ואופניים, אקדח, ארגז עם סוד, קטר גדול עם מכרז.
קרא גם
הגלקסיה הרחוקה והוותיקה ביותר ביקום נמצאה
20 מינים חדשים של בעלי חיים וצמחים שנמצאו בהרי האנדים
מדענים גילו היכן הענקיות האדומות נעלמו ממרכז שביל החלב