Pagrindinius fizikos dėsnius, žinomus iš mokyklos, paprastai lengva prisiminti. Bet
Žinoma, patys atgaminkite Niutono dėsniusto nereikia kiekvieną dieną: reikia paaiškinti savo vaikui, norisi pasitikrinti fizikos žinias, „pažaisti“ ką nors apčiuopiamo, o ne skaitmeninius modelius, ar prisiminti tai, kas seniai pamiršta iš mokyklos laikų. Tam nereikia jokių laboratorinių patalpų. Ir jūs galite padaryti tik su modeliais, susidedančiais iš medžio ir guminių juostų. „UGEARS“ konstruktoriai suteikia šią galimybę. Svarbiausia stebėti surinkimo tikslumą, kad ir kokie būtų pagrindiniai fizikos dėsniai, kad jie veiktų, taip pat reikalingos tam tikros sąlygos. Mes jums pasakysime, kokius gamtos mokslo kanonus galima patikrinti mediniuose modeliuose ir ko tam reikia.
Monowheel. Mechaninis balansas
Elektrinis vienratis šiandien tapo beveik toks patpopuliari miesto transporto forma, pvz., skraidanti lenta, elektrinis paspirtukas ar dviratis. Tai, ką vairuoja greičio mėgėjai - elektrinis savaime balansuojantis vienratis - yra tik moderni vienratinio modifikacija, kuri buvo plačiai paplitusi XIX a. Pabaigoje - 20 a. Pradžioje. Tik tada vietoj elektrinio variklio jie panaudojo žmogaus raumenų jėgą, kaip dviračio atveju. Tačiau pusiausvyrai vietoj jutiklių, giroskopų ir akselerometrų reikėjo tik talentų, įgūdžių ir patirties.
Vienračio įrenginys yra pagrįstas principumechaninė pusiausvyra, kurią svarbu išlaikyti judant. Vienratis gali išlaikyti vertikalią padėtį tol, kol ratas laikomas po masės centru (tai rodo apverstos švytuoklės teorija). O norimą padėtį, kaip jau minėta, nustato lenktynininkas. Tiesą sakant, vienu dviračiu žmogus nesąmoningai nujausdamas, kur krenta jo transporto priemonė, kompensuoja kritimą, perkeldamas ratą į tašką žemiau jo, kur yra masės centras. Svarbu tai daryti tol, kol nukris vienratis.
Vienračio pagreitis lemia atstumą nuosvorio centras iki sąlyčio taško, o rato sukimosi greitis ir kryptis - santykinė kontaktinio lopo padėtis, o kartu ir pagreičio dinamikos pobūdis. Todėl, norėdamas pagreitinti, motociklininkas turi perkelti svorio centrą į priekį, o sulėtėjęs - atgal. Ir norint pradėti judėti, iš tikrųjų reikia „nukristi“ - tereikia pakreipti kūną, pajudinti rankas ar klubus, kad pagreitėtų vienratis.
UGEARS, kad pademonstruotų šiuos mechanikos principusyra savaeigis vienaratis. Medinis modelis susideda iš 300 dalių, jį varo guminis variklis, kuris dėl balansavimo (čia nereikalingas joks motociklininko talentas) leidžia ratui nenukristi. Kai baigiasi guminio variklio energija, nuimamos prie rato pritvirtintos kojelės, o jis pradeda suktis kaip paprastas ratas ir galiausiai tiesiog gražiai apsiverčia. Jei pataisysite kojas, jis taip pat toliau judės, bet kaip balansavimo ratas.
Chronometras. Švytuoklė ir mechaninių laikrodžių principas
Pirmą kartą žmogus pradėjo matuoti laiką naudodamasmechaniniai laikrodžiai VIII amžiuje Kinijoje, iš kur skysčių pabėgimo mechanizmo technologija pirmiausia atkeliavo į arabų pasaulį, o vėliau šiek tiek kitokia forma atėjo į Vakarų Europą. Ten mechaniniai laikrodžiai turėjo tik valandinę ranką ir buvo įjungti pasukus virdulio mechanizmą. Laikrodis tapo žmogaus gyvenimo centru - jie buvo įrengti pagrindiniuose miestų rotušės bokštuose, jie šventė ne tik vidurdienį ar vidurnaktį, bet ir bažnyčios šventes.
Be visiems žinomo ciferblato,Mechaninis laikrodis susideda iš energijos šaltinio (tai gali būti arba svarelis, arba spyruoklė), pabėgimo mechanizmo, kuris nenutrūkstamą sukimąsi paverčia svyruojančiu arba grįžtamuoju judesiu, ir reguliatoriaus – tai gali būti švytuoklė arba balansas. Paleidimo mechanizmas ir variklis dažniausiai yra sujungti pavarų sistema.
Žinoma, mechaniniai laikrodžiai nėra tokie tikslūskaip jų elektroniniai arba kvarciniai „palikuonys“. Klaida gali svyruoti nuo +40 iki –20 sekundžių per dieną. Ir šiandien tradiciniai išlaikymui daugiausia naudojami mechaniniai laikrodžiai.
Mechaninis laikrodis yra pagrįstas sistema, kurifizikų vadinamas švytuokle. Tai yra mechaninė sistema, atliekanti mechanines vibracijas, pakibusi gravitacijos lauke. Svyravimo procese švytuoklės kinetinė energija virsta potencialia energija (tai yra elastingumo ir sunkio jėgos energija) ir atvirkščiai. Ir trinties jėgos palaipsniui paverčia šią kinetinę energiją šiluma, dėl kurios svyravimo amplitudė palaipsniui mažėja.
Patikrinkite, kaip tokia mechaninėsistemą, taip pat sukurkite savo chronometrą, galite ir iš medžio. Guminis variklis vėl veiks kaip tokio prietaiso energijos šaltinis, o norint paleisti chronometrą tam tikram laikui (šiuo atveju laikmatis veikia intervalu iki 20 minučių), pakanka perkelti ratuką per tam tikrą kiekį. Žinoma, pirmiausia turite tapti laikrodininku ir surinkti atvirą pavarų mechanizmą. Šiuo atveju tikslumas yra svarbesnis nei bet kada.
Tramvajus. Sukimo momentas, potencialios įtempimo energijos pavertimas mechaniniu darbu
Pasijusk kaip Fedoras Pirotskis,pirmojo Rusijoje elektrinio tramvajaus išradėjas, tai įmanoma naudojant modelį. Bet pirmiausia geriau suprasti, kaip iš tikrųjų važiuoja tramvajus. Elektrinio transporto protėvis buvo paprastas arklių traukiamas tramvajus, kur vežimą su keleiviais arkliai tempė palei bėgius. Prasidėjus elektros amžiui, variklius varo traukos jėga.
Šiuolaikiniuose tramvajuose dažniausiai naudojamiNuolatinės srovės traukos varikliai, nes tai yra tramvajaus sistemos suvartojama srovė. Tačiau elektronika leidžia nuolatinę srovę paversti kintamąja, o tai reiškia, kad kintamosios srovės varikliai taip pat gali būti naudojami įrengiant tramvajus. Be to, skirtingai nei nuolatinės srovės varikliai, jie neturi kolektoriaus ir šepetėlio, kuris greitai genda. Būtent jam nuolat reikia remonto ir priežiūros.
Norint perkelti energiją iš variklio į aširačio ašį, automobiliuose yra sumontuota kardano reduktorius, kurį atitinkamai sudaro mechaninė pavarų dėžė ir kardaninis velenas.
Norėdami surinkti savo pavarų dėžę, jums reikianedaug pastangų, jei skaičiavimai jau atlikti už jus. Šis mechanizmas pagrįstas redukcijos funkcija - sumažinant pastangų, reikalingų norint paversti prietaisą, kuris perduotą galią paverčia naudingu darbu. Lengviausias būdas tai padaryti yra poros sujungtų cilindrinių pavarų, kurių skersmuo yra skirtingas: pavaros pavara yra mažesnė.
Mediniame tramvajaus linijos modelyjenereikia elektros. Be to, kad jungtis net nereikalauja klijų, o visos medžiagos pagamintos iš medžio, kaip energijos šaltinis naudojamas tas pats guminis variklis, kuris turi būti suvyniotas - pagal spyruoklės įtempimo principą. Energijos pavertimas sukimosi energija, kaip ir tikrame tramvajuje, vyksta dėl pavaros. Be to, tramvajus gali judėti tiesiog dėl aukščių skirtumo, tada vėl įvyksta potencialios energijos pavertimas kinetine energija.
Pneumatinis variklis. Suspaudimo energijos pavertimas mechaniniu darbu
Oro variklis buvo išrastas seniai,praktiškai įgyvendinant seną žmonijos svajonę: gauti energiją iš oro. Kitas dalykas yra tai, kad pirmiausia reikia suspausti šį orą, kuris, be abejo, taip pat reikalauja nemažos energijos. Žinoma, pneumatinių variklių ir pavarų naudojimas labai išplečia įvairių prietaisų taikymo sritį, kai reikia padidinti saugumą ir neįmanoma naudoti elektros ar degių medžiagų.
Ir toks fizinis principas gali turėti pritaikymųbūk didelė minia. Beveik visus juos nugalėjo elektra. Tačiau istorija mena ir pneumatinį paštą, ir net pneumatinį geležinkelį. 1861 metais Sankt Peterburge buvo pastatytas pirmasis istorijoje lokomotyvas su pneumatine pavara. Jis buvo pavadintas jo kūrėjo - Baranovskio dvasios - vardu.
Kaip bebūtų keista, oro variklį galima surinkti irpagamintas iš medžio. Be to, beveik visas dabarties analogas, įskaitant tachometrą. Norint užvesti variklį, žinoma, reikalingas oras. Kad nenukryptų nuo paradigmos - tik medžio ir gumos, dizainerio kūrėjai siūlo naudoti įprastą balioną, kurį galima pripūsti ir prijungti prie variklio naudojant specialius antgalius ir varpelį. Tokiu atveju oras sujudins pneumatinio įtaiso stūmoklius ir sukurs kinetinę energiją.
Arcballista. Įtampos energijos pavertimas skrydžio energija
Metimo ginklus naudojo žmonėsgana seniai - Antikos pasaulyje ir viduramžiais. Tačiau net ir šiandien galite rasti panašių ginklų, ypač sporte, kur naudojami lankai ir arbaletai. Tokių ginklų veikimas pagrįstas žmogaus raumenų pastangų transformavimu į skrydžio energiją. Kad ši energija būtų didesnė, galima sukaupti potencialią energiją naudojant elastinius elementus arba atsvarą. Lanke ar arbalete tai yra stygos.
Hipertrofuota arbaleto versija - arcballista- buvo naudojamas kaip apgulties ginklas užgrobiant miestus ir tvirtoves. Lankas, kurio ilgis siekė 3,5 m, buvo pritvirtintas prie masyvios medinės dėžės ant medinio vežimėlio rėmo, esančio ant dviejų didelio skersmens ratų. Šaulių virvelę artileristas ištraukė vartais, pritvirtintais ant rėmo. Šiandien, žinoma, tokių įrenginių yra tik kompiuteriniuose žaidimuose. Tiesa, artilerijos pamatai buvo padėti būtent tada.
Klasikinė karinė transporto priemonė medinio modelio pavidaluvargu ar pavyks užfiksuoti tikrą pilį, tačiau bus galima žaisti „analogišką“ kompiuterinį žaidimą. Modelis susideda iš dviejų dalių: šaudymo įrenginio ir pagrindo su reguliuojamomis atramomis, kurie stabilizuoja konstrukciją šaudymo metu. Ir tokia arkballista šaudo mediniais varžtais. Jei norite, žinoma, galite paleisti ką nors kita. Svarbu prisiminti, kaip ir bet kurį artileristą, kad norint atlikti kompetentingą smūgį, reikia teisingai nustatyti kampą vertikaliai ir horizontaliai, o ne tik įjungti gaiduką.
Tai, kad mediniai žaislai yra pasenę, gali būti lengvaipaneigti parodant vieną iš šių modelių. Ir jei jūs taip pat kalbėsite apie fizikos dėsnius, kurie juos paleidžia, išveskite porą formulių ir nubrėžkite jėgos vektorių, dalyvaujančių kuriant skirtingų tipų energijas, kryptį, tada pats žodis „dizaineris“ reiškia nebe modelius, o jų savininkus.
Jei nuspręsite įsigyti kurį nors iškonstruktoriai, naudokite reklamos kredito kodą HIGHTECH, tai suteikia 20% nuolaidą. Dabar UGEARS kataloge yra 73 modeliai, įskaitant tikrą rakinamą seifą, sportinį automobilį ir dviratį, pistoletą, dėžę su paslaptimi, didelį lokomotyvą su konkursu.
Taip pat skaitykite
Rasta tolimiausia ir seniausia Visatos galaktika
Anduose rasta 20 naujų gyvūnų ir augalų rūšių
Mokslininkai išsiaiškino, kur Raudonieji milžinai dingo iš Paukščių Tako centro