Фундаментальные законы физики, известные еще со школьной программы, как правило, легко запоминаются. Но
もちろん、ニュートンの法則を自分で再現してください毎日必要というわけではありません。子供に説明したり、物理学の知識をテストしたり、デジタルモデルではなく具体的なものを「再生」したり、学生時代から長い間忘れられていたものを覚えたりする必要があります。これには実験施設は必要ありません。そして、あなたは木とゴムのバンドからなるモデルだけで行うことができます。 UGEARSコンストラクターはこの機会を提供します。主なことは、物理学の基本法則が何であれ、アセンブリの正確さを観察することです。それらが機能するためには、特定の条件も必要です。木製モデルで確認できる自然科学の規範と、そのために必要なものについて説明します。
モノホイール。機械的バランス
今日の電気ユニサイクルはほぼ同じになりましたホバーボード、電動スクーター、自転車など、人気のある都市交通機関です。スピード愛好家が運転するのは、電気セルフバランシングユニサイクルであり、19世紀後半から20世紀初頭に普及したユニサイクルの現代的な改造にすぎません。その時だけ、彼らは電気モーターの代わりに、自転車の場合のように人間の筋力を使用しました。しかし、バランスをとるためには、センサー、ジャイロスコープ、加速度計の代わりに、才能、器用さ、経験だけが必要でした。
ユニサイクル装置は原理に基づいています移動中に維持することが重要な機械的バランス。ユニサイクルは、ホイールが質量の中心の下に保持されている限り、直立位置を維持できます（逆振り子の理論によって示されます）。そして、すでに述べたように、望ましい位置はライダーによって設定されます。実際、ユニサイクルでは、無意識のうちに自分の車がどこに落下しているかを感知し、質量の中心がある自分の下のポイントにホイールを動かすことによって落下を補正します。ユニサイクルが落ちるまでこれを行うことが重要です。
ユニサイクルの加速度がからの距離を決定します接触点までの重心、ホイールの回転速度と回転方向-接触パッチの相対位置、およびそれに伴う加速のダイナミクスの性質。したがって、加速するためには、ライダーは重心を前方にシフトし、減速した場合は後方にシフトする必要があります。そして、動き始めるには、実際に「落下」する必要があります。体を傾けるだけで、腕や腰を動かしてユニサイクルを加速させることができます。
У UGEARS для демонстрации этих принципов механики есть самоходное моноколесо. Деревянная модель состоит из 300 деталей, а в движение ее приводит резиномотор, который благодаря балансировке (здесь таланты наездника не потребуются) позволяет колесу не падать. Когда энергия резиномотора кончается, закрепленные на колесе лапки убираются, и оно начинает вращаться как простое колесо и в итоге просто красиво переворачивается. Если лапки зафиксировать, то оно тоже продолжит движение, но уже как балансирующее колесо.
クロノメーター。振り子と機械式時計の原理
初めて、人はを使用して時間を測定し始めました液体脱出メカニズムの技術が最初にアラブの世界にもたらされ、次に西ヨーロッパとはわずかに異なる形でもたらされた中国のVIII世紀の機械式時計。機械式時計は時針しかなく、ケトルベル機構を巻くことで動き始めました。時計は人間の生活の中心となり、都市の主要な市庁舎の塔に設置され、正午や深夜だけでなく、教会の休日も祝いました。
Помимо привычного каждому циферблата, механические часы состоят из источника энергии (это может быть как гиря, так и пружина), спускового механизма, превращающего непрерывное вращение движение в колебательное или возвратно-поступательное, а также регулятор — им может быть маятник или баланс. Спусковой механизм и двигатель соединяет, как правило, система шестеренок.
もちろん、機械式時計はそれほど正確ではありません彼らの電子またはクォーツの「子孫」として。エラーの範囲は、1日あたり+ 40〜–20秒です。そして今日、主に伝統を維持するために使用されるのは機械式時計です。
メカニカルウォッチは、物理学者によって振り子と呼ばれます。これは、重力場に吊るされた状態で機械的振動を行う機械的システムです。振動の過程で、振り子の運動エネルギーはポテンシャルに変わり（これは弾性と重力の力のエネルギーです）、逆もまた同様です。そして、摩擦力はこの運動エネルギーを徐々に熱に変換し、それによって振動の振幅は徐々に減少します。
そのような機械的な方法を確認してくださいシステムだけでなく、独自のクロノメーターを作成するだけでなく、木からもできます。ラバーモーターは再びそのようなデバイスのエネルギー源として機能し、クロノメーターを一定時間（この場合、タイマーは最大20分間隔で動作します）起動するには、ダイヤルハンドを一定量動かすだけで十分です。もちろん、最初に時計職人になり、オープンギアメカニズムを組み立てる必要があります。この場合、精度がこれまで以上に重要になります。
トラム。トルク、潜在的な張力エネルギーの機械的仕事への変換
ヒョードル・ピロツキーのように感じて、ロシアで最初の電気トラムの発明者、それはモデルの助けを借りて可能です。しかし、最初に、トラムが実際にどのように動いているかを理解することをお勧めします。電気輸送の祖先は、乗客を乗せた馬車が馬によってレールに沿って引きずられる、単純な馬が引く馬車でした。電気時代の幕開けとともに、エンジンが駆動されます。
現代の路面電車では、最も一般的に使用されていますこれはトラムシステムによって消費される電流であるため、DCトラクションモーター。しかし、電子機器は直流を交流に変換することを可能にします。つまり、ACモーターは路面電車の装備にも使用できます。さらに、DCモーターとは異なり、すぐに使用できなくなるコレクターブラシアセンブリがありません。常に修理とメンテナンスが必要なのは彼です。
エンジンからホイールセットの車軸にエネルギーを伝達するために、車には、それぞれ機械式ギアボックスとカルダンシャフトで構成されるカルダン低減ギアが装備されています。
独自のギアボックスを構築するには、計算がすでに行われている場合は、それほど労力はかかりません。このメカニズムは、削減機能に基づいています。つまり、送信された電力を有用な作業に変換するデバイスを駆動するために必要な労力を削減します。これを行う最も簡単な方法は、異なる直径の相互接続された円筒形ギアのペアです。ドライブギアは、最小サイズのものです。
В деревянной модели трамвайной линии электричество не нужно. Помимо того, что для соединения не требуется даже клей, а все материалы изготовлены из дерева, в качестве источника энергии используется все тот же резиномотор, который необходимо завести — по принципу натягивания пружины. Превращение энергии во вращательную так же, как и в настоящем трамвае, происходит за счет зубчатой передачи. Кроме того, трамвай может двигаться просто за счет разницы высот, тогда опять же происходит превращение потенциальной энергии в кинетическую.
空気圧モーター。圧縮エネルギーの機械的作業への変換
エアモーターはずっと前に発明されました、人類の古い夢を実質的に実現する：空気からエネルギーを受け取ること。もう1つのことは、最初にこの空気を圧縮する必要があるということです。もちろん、これにもかなりのエネルギーが必要です。もちろん、空気圧モーターとドライブの使用は、安全性の向上が必要で、電気や可燃性物質の使用が不可能な場合に、さまざまなデバイスの範囲を大幅に拡大します。
И применений у такого физического принципа может быть великое множество. Почти все из них победило электричество. Однако история помнит и пневмопочту, и даже пневматическую железную дорогу. В 1861 году в Петербурге был построен первый в истории локомотив с пневмоприводом. Его назвали в честь создателя — духодод Барановского.
奇妙なことに、エアモーターを組み立てて木でできています。さらに、タコメーターを含む、現在のほぼ完全な類似物。もちろん、エンジンを始動するには空気が必要です。木とゴムだけのパラダイムから逸脱しないように、コンストラクターの作成者は、特別なノズルとベルを使用して膨らませてエンジンに接続できる通常のバルーンを使用することを提案します。この場合、空気が空気圧装置のピストンを駆動し、運動エネルギーを生成します。
アークバリスタ。張力エネルギーを飛行エネルギーに変換する
投げる武器は人間によって使用されましたかなり昔のことですが、古代世界と中世です。しかし、今日でも、特に弓とクロスボウが使用されているスポーツでは、同様の武器を見つけることができます。そのような武器の操作は、人間の筋肉の努力を飛行のエネルギーに変換することに基づいています。このエネルギーをより高くするために、弾性要素またはカウンターウェイトを使用して潜在的なエネルギーを蓄積することが可能です。弓またはクロスボウでは、これはストリングです。
クロスボウの肥大化したバージョン-arcballista-都市や要塞の占領で包囲兵器として使用されました。長さが3.5mに達した弓は、2つの大きな直径の車輪にある木製のキャリッジフレーム上の巨大な木製の箱に取り付けられていました。弓紐は、フレームに取り付けられたゲートを使用して砲兵によって引っ張られました。もちろん、今日、そのようなデバイスはコンピューターゲームでのみ見られます。確かに、砲兵の基礎はちょうどその時に築かれました。
木製モデルの形の古典的な軍用車両実際の城をキャプチャできる可能性は低いですが、「アナログ」コンピュータゲームをプレイすることはできます。このモデルは、発射ユニットと調整可能なサポートを備えたベースの2つの部分で構成されており、発射中に構造を安定させます。そして、そのようなアークバリスタは木のボルトで撃ちます。もちろん、必要に応じて、他の何かを起動することもできます。他の砲兵と同様に、有能なストライキを行うには、トリガーをアクティブにするだけでなく、垂直方向と水平方向に角度を正しく設定する必要があることを覚えておくことが重要です。
木のおもちゃが古くなっているという事実は簡単にできますこれらのモデルの1つを示すことによって反論します。そして、それらを動かす物理法則についても話し、いくつかの公式を導き出し、さまざまなタイプのエネルギーの作成に関与する力ベクトルの方向を描くと、「デザイナー」という言葉自体はもはやモデルではなく、その所有者を指します。
いずれかを購入することにした場合コンストラクターは、プロモーションコードHIGHTECHを使用すると、20％割引になります。現在、UGEARSカタログには、本当にロック可能な金庫、スポーツカーとバイク、ピストル、秘密の箱、柔らかい大型の機関車など、73のモデルがあります。
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