No skolas laikiem zināmie fizikas pamatlikumi parasti ir viegli iegaumējami. Bet
Protams, pats reproducējiet Ņūtona likumustas nav nepieciešams katru dienu: jums tas jāpaskaidro savam bērnam, vēlaties pārbaudīt savas zināšanas fizikā, "spēlēt" kaut ko taustāmu, nevis digitālus modeļus vai atcerēties kaut ko sen aizmirstu no skolas dienām. Tam nav nepieciešamas laboratorijas telpas. Un jūs varat darīt tikai ar modeļiem, kas sastāv no koka un gumijas lentēm. UGEARS konstruktori nodrošina šo iespēju. Galvenais ir ievērot montāžas precizitāti neatkarīgi no tā, kādi ir fizikas pamatlikumi, lai tie darbotos, ir nepieciešami arī noteikti nosacījumi. Mēs jums pateiksim, kādus dabaszinātņu kanonus var pārbaudīt uz koka modeļiem un kas tam nepieciešams.
Monowheel. Mehāniskais līdzsvars
Elektriskais vienritenis mūsdienās ir kļuvis gandrīz tāds patspopulārs pilsētas transporta veids, piemēram, hoverboard, elektriskais motorollers vai velosipēds. Tas, ar ko brauc ātruma cienītāji - elektriskais pašbalansējošais vienriteņu motocikls - ir tikai moderna vienriteņa modifikācija, kas bija plaši izplatīta 19. gadsimta beigās - 20. gadsimta sākumā. Tikai tad elektromotora vietā tika izmantots cilvēka muskuļu spēks, tāpat kā velosipēda gadījumā. Bet līdzsvaram sensoru, žiroskopu un akselerometru vietā bija nepieciešami tikai talanti, prasme un pieredze.
Vienriteņa ierīce ir balstīta uz principumehāniskais līdzsvars, kas ir svarīgi saglabāt kustības laikā. Vienritenis spēj saglabāt vertikālu stāvokli, kamēr ritenis tiek turēts zem masas centra (kā norāda apgrieztās svārsta teorija). Un vēlamo pozīciju, kā jau minēts, nosaka braucējs. Faktiski ar vienu velosipēdu cilvēks, neapzināti nojaušot, kur krīt viņa transportlīdzeklis, kompensē kritienu, pārvietojot riteni līdz vietai zem viņa, kur atrodas masas centrs. Svarīgi to darīt, līdz nokrīt viensriteņš.
Vienriteņa paātrinājums nosaka attālumu nosmaguma centrs līdz saskares punktam, un riteņa griešanās ātrums un virziens - kontakta plākstera relatīvais stāvoklis un līdz ar to arī paātrinājuma dinamikas raksturs. Tāpēc, lai paātrinātu braucēju, smaguma centrs jāpārvieto uz priekšu, un, ja ātrums tiek palēnināts, tad atpakaļ. Un, lai sāktu kustību, patiesībā jums ir "jākrīt" - tikai ķermeņa noliekšana, roku vai gurnu kustība, lai piešķirtu viena riteņa paātrinājumu.
UGEARS, lai demonstrētu šos mehānikas principusir pašgājējs vienritenis. Koka modelis sastāv no 300 detaļām, un to darbina gumijas motors, kas, pateicoties balansēšanai (šeit nav vajadzīgs braucēja talants), ļauj ritenim nenokrist. Kad gumijas motora enerģija beidzas, ritenim piestiprinātās kājas tiek noņemtas, un tas sāk griezties kā vienkāršs ritenis un galu galā vienkārši skaisti apgriežas. Ja salabosit kājas, tas arī turpinās kustēties, taču kā balansēšanas ritenis.
Hronometrs. Svārsts un mehānisko pulksteņu princips
Pirmo reizi cilvēks sāka mērīt laiku, izmantojotmehāniskie pulksteņi VIII gadsimtā Ķīnā, no kurienes šķidruma aizbēgšanas mehānisma tehnoloģija vispirms nonāca arābu pasaulē, bet pēc tam nedaudz citādā veidā nonāca līdz Rietumeiropai. Tur mehāniskajiem pulksteņiem bija tikai stundas roka, un tie tika iedarbināti, tinot kettlebell mehānismu. Pulkstenis kļuva par cilvēka dzīves centru - tie tika uzstādīti pilsētu galvenajos rātsnama torņos, tie svinēja ne tikai pusdienlaiku vai pusnakti, bet arī baznīcas svētkus.
Papildus visiem pazīstamajai ciparnīcai,Mehāniskais pulkstenis sastāv no enerģijas avota (tas var būt vai nu atsvars, vai atspere), evakuācijas mehānisma, kas nepārtrauktu rotāciju pārvērš svārstīgā vai turp un atpakaļ kustībā, un regulatora – tas var būt svārsts vai līdzsvars. Sprūda mehānisms un dzinējs parasti ir savienoti ar pārnesumu sistēmu.
Protams, mehāniskie pulksteņi nav tik precīzikā viņu elektroniskie vai kvarca "pēcteči". Kļūda var svārstīties no +40 līdz –20 sekundēm dienā. Un šodien tieši mehāniskie pulksteņi galvenokārt tiek izmantoti tradīciju uzturēšanai.
Mehāniskā pulksteņa pamatā ir sistēma, kasko fiziķi sauca par svārstu. Šī ir mehāniska sistēma, kas, veicot mehāniskas vibrācijas, tiek apturēta smaguma laukā. Svārstību procesā svārsta kinētiskā enerģija pārvēršas par potenciālu enerģiju (tā ir elastības un gravitācijas spēka enerģija) un otrādi. Un berzes spēki šo kinētisko enerģiju pamazām pārvērš siltumā, kā dēļ svārstību amplitūda pakāpeniski samazinās.
Pārbaudiet, kā šāda mehāniskasistēmu, kā arī izveidot savu hronometru, jūs varat un no koka. Gumijas motors atkal darbosies kā enerģijas avots šādai ierīcei, un, lai palaistu hronometru uz noteiktu laiku (šajā gadījumā taimeris darbojas līdz 20 minūšu intervālā), pietiek ar ciparripas pārvietošanu par noteiktu daudzumu. Protams, vispirms jums jākļūst par pulksteņmeistaru un jāsamontē atvērts pārnesumu mehānisms. Šajā gadījumā precizitāte ir svarīgāka nekā jebkad agrāk.
Tramvajs. Griezes moments, potenciālās spriedzes enerģijas pārveidošana mehāniskā darbā
Jūtieties kā Fedors Pirotskis,pirmā elektriskā tramvaja izgudrotājs Krievijā, tas ir iespējams ar modeļa palīdzību. Bet vispirms labāk saprast, kā tramvajs faktiski tiek palaists kustībā. Elektrotransporta priekštecis bija vienkāršs zirgu tramvajs, kur zirgi pa sliedēm vilka pajūgu ar pasažieriem. Sākoties elektrības laikmetam, motorus vada vilces spēks.
Mūsdienu tramvajos visbiežāk izmantoLīdzstrāvas vilces motori, jo tā ir tramvaja sistēmas patērētā strāva. Bet elektronika ļauj pārveidot līdzstrāvu maiņstrāvā, kas nozīmē, ka maiņstrāvas motorus var izmantot arī tramvaju aprīkošanā. Turklāt atšķirībā no līdzstrāvas motoriem tiem nav kolektoru-suku komplekta, kas ātri kļūst nelietojams. Viņam pastāvīgi nepieciešams remonts un apkope.
Lai pārsūtītu enerģiju no motora uz riteņu kopas asi, automašīnas ir aprīkotas ar kardāna reduktoru, kas attiecīgi sastāv no mehāniskās pārnesumkārbas un kardāna.
Lai izveidotu savu pārnesumkārbu, jums ir nepieciešamsnav daudz pūļu, ja aprēķini jau ir veikti jūsu vietā. Šis mehānisms ir balstīts uz samazināšanas funkciju - samazinot pūles, kas nepieciešamas, lai vadītu ierīci, kas pārraida jaudu pārvērš noderīgā darbā. Vieglākais veids, kā to izdarīt, ir dažāda diametra savstarpēji savienotu cilindrisku zobratu pāris: piedziņas pārnesums ir mazāks.
Tramvaja līnijas koka modelīnav nepieciešama elektrība. Papildus tam, ka savienojumam pat nav nepieciešama līme, un visi materiāli ir izgatavoti no koka, kā enerģijas avots tiek izmantots tas pats gumijas motors, kas ir jāuztver - saskaņā ar atsperes nospriegošanas principu. Enerģijas pārvēršana rotācijas enerģijā, tāpat kā īstā tramvajā, notiek zobratu transmisijas dēļ. Turklāt tramvajs var pārvietoties vienkārši augstumu starpības dēļ, tad atkal notiek potenciālās enerģijas pārvēršana kinētiskā enerģijā.
Pneimatiskais motors. Kompresijas enerģijas pārveidošana mehāniskā darbā
Gaisa motors tika izgudrots jau sen,praktiski piepildot seno cilvēces sapni: saņemt enerģiju no gaisa. Cita lieta, ka vispirms šis gaiss ir jāsaspiež, kas, protams, prasa arī ievērojamu enerģiju. Protams, gaisa motoru un piedziņu izmantošana ievērojami paplašina dažādu ierīču darbības jomu, kad nepieciešama paaugstināta drošība un nav iespējama elektrības vai viegli uzliesmojošu vielu izmantošana.
Un šādam fiziskam principam var būt pielietojumsesi liels pulks. Gandrīz visus no viņiem sakāva elektrība. Tomēr vēsture atceras gan pneimatisko pastu, gan pat pneimatisko dzelzceļu. 1861. gadā Sanktpēterburgā tika uzbūvēta vēsturē pirmā lokomotīve ar pneimatisko piedziņu. Tas tika nosaukts tā radītāja - Baranovska gara vārdā.
Dīvainā kārtā gaisa motoru var salikt unizgatavots no koka. Turklāt gandrīz pilnīgs tagadnes analogs, ieskaitot tahometru. Lai iedarbinātu motoru, protams, ir nepieciešams gaiss. Lai nenovirzītos no paradigmas - tikai koks un gumija, konstruktora veidotāji iesaka izmantot parastu balonu, kuru var piepumpēt un savienot ar motoru, izmantojot īpašas sprauslas un zvanu. Šajā gadījumā gaiss iedarbinās pneimatiskās ierīces virzuļus un radīs kinētisko enerģiju.
Arčbolista. Sprieguma enerģijas pārveidošana lidojuma enerģijā
Cilvēki izmantoja mešanas ieročusdiezgan sen - senajā pasaulē un viduslaikos. Tomēr arī šodien jūs varat atrast līdzīgus ieročus, it īpaši sportā, kur tiek izmantoti loki un arbaleti. Šādu ieroču darbība ir balstīta uz cilvēka muskuļu spēku pārveidošanu lidojuma enerģijā. Lai padarītu šo enerģiju augstāku, ir iespējams uzkrāt potenciālu enerģiju, izmantojot elastīgos elementus vai pretsvaru. Lokā vai arbaletā šī ir virkne.
Hipetrofēta arbaleta versija - arkballista- tika izmantots kā aplenkuma ierocis pilsētu un cietokšņu sagrābšanā. Loks, kura garums sasniedza 3,5 m, tika piestiprināts pie masīvas koka kastes uz koka ratiņu rāmja, kas atradās uz diviem liela diametra riteņiem. Strēlnieku stīgu artilērists pavilka, izmantojot uz rāmja piestiprinātus vārtus. Mūsdienās, protams, šādas ierīces ir atrodamas tikai datorspēlēs. Tiesa, tieši tad tika ielikti artilērijas pamati.
Klasisks militārais transportlīdzeklis koka modeļa formādiez vai izdosies noķert īstu pili, bet būs iespējams spēlēt "analogo" datorspēli. Modelis sastāv no divām daļām: šaušanas vienības un pamatnes ar regulējamiem balstiem, kas stabilizē struktūru šaušanas laikā. Un tāda arkballista šauj ar koka skrūvēm. Ja vēlaties, protams, varat palaist kaut ko citu. Ir svarīgi atcerēties, tāpat kā jebkuru artilēriju, ka kompetenta streika gadījumā jums pareizi jāiestata leņķis vertikāli un horizontāli, nevis tikai jāaktivizē sprūda.
To, ka koka rotaļlietas ir novecojušas, var viegli izdarītatspēkojiet, parādot vienu no šiem modeļiem. Un, ja jūs runājat arī par fizikas likumiem, kas tos iedarbina, atvasiniet pāris formulas un uzzīmējiet dažādu enerģijas veidu radīšanā iesaistīto spēka vektoru virzienu, tad pats vārds “konstruktors” vairs neattiecas uz modeļiem, bet gan uz to īpašniekiem.
Ja jūs nolemjat iegādāties kādu nokonstruktori, izmantojiet reklāmas kodu HIGHTECH, tas dod 20% atlaidi. Tagad UGEARS katalogā ir 73 modeļi, tostarp reāls aizslēdzams seifs, sporta automašīna un velosipēds, pistole, kaste ar noslēpumu, liela lokomotīve ar konkursu.
Lasīt arī
Ir atrasta vistālākā un vecākā Visuma galaktika
Andos sastopamas 20 jaunas dzīvnieku un augu sugas
Zinātnieki ir noskaidrojuši, kur sarkanie milži pazuda no Piena ceļa centra