Fysikkens grunnleggende lover, kjent fra skolen, er vanligvis enkle å huske. Men
Gjengiv selvfølgelig Newtons lover selvdet er ikke nødvendig hver dag: du trenger å forklare dem for barnet ditt, du vil teste kunnskapene dine i fysikk, "spille" noe håndgripelig, ikke digitale modeller, eller huske noe som lenge er glemt fra skoledagen. Ingen laboratoriefasiliteter er nødvendig for dette. Og du kan gjøre med bare modeller som består av tre og gummistrikk. UGEARS-konstruktørene gir denne muligheten. Det viktigste er å observere nøyaktigheten av forsamlingen, uansett hvilke grunnleggende fysikklover det er, for at de skal fungere, er det også behov for visse forhold. Vi vil fortelle deg hvilke naturvitenskapelige kanoner som kan kontrolleres på tremodeller og hva som er nødvendig for dette.
Monowheel. Mekanisk balanse
Den elektriske enhjulingen i dag har blitt nesten den sammeen populær form for bytransport, som hoverboard, elektrisk scooter eller sykkel. Hva hastighetselskere kjører - en elektrisk selvbalanserende enhjuling - er bare en moderne modifisering av enhjulingen, som var utbredt på slutten av 1800-tallet. Først da, i stedet for en elektrisk motor, ble muskelstyrken til en person brukt, som i tilfelle en sykkel. Men for balanse, i stedet for sensorer, gyroskop og akselerometre, var det bare talenter, dyktighet og erfaring som var nødvendig.
Unicycle-enheten er basert på prinsippetmekanisk balanse, som er viktig å opprettholde under bevegelse. Enhjulingen er i stand til å opprettholde en oppreist stilling så lenge hjulet holdes under massesenteret (som angitt av den omvendte pendelteorien). Og ønsket posisjon, som allerede nevnt, er satt av rytteren. Faktisk, på en enhjuling, er det personen som ubevisst oppdager hvor kjøretøyet hans faller, kompenserer for fallet ved å bevege hjulet til punktet under ham der massesenteret er. Det er viktig å gjøre dette til enhjulingen faller.
Akselerasjonen av enhjulingen bestemmer avstanden fratyngdepunktet til kontaktpunktet, og hjulets rotasjonsretning - den relative posisjonen til kontaktlappen, og med det arten av akselerasjonsdynamikken. Derfor, for å akselerere, må rytteren skyve tyngdepunktet fremover, og hvis det blir redusert, bakover. Og for å begynne å bevege deg, trenger du faktisk å "falle" - bare en vippe av kroppen, bevegelse av armene eller hoftene, for å gi enhjulingen akselerasjon.
UGEARS for å demonstrere disse mekanikkprinsippenedet er en selvgående enhjuling. Tremodellen består av 300 deler, og den drives av en gummimotor, som takket være balansering (her kreves ingen ryttertalent) gjør at hjulet ikke faller. Når energien til gummimotoren går tom, fjernes bena som er festet til hjulet, og det begynner å rotere som et enkelt hjul og til slutt bare snur seg vakkert. Hvis du fikser bena, vil den også fortsette å bevege seg, men som et balansehjul.
Kronometer. Pendelen og prinsippet om mekaniske klokker
For første gang begynte mennesket å måle tiden ved hjelp avmekaniske klokker i VIII århundre i Kina, hvorfra teknologien til væskeutslippsmekanismen først kom til den arabiske verden, og deretter kom i en litt annen form til Vest-Europa. Der hadde mekaniske klokker bare en times hånd, og ble satt i gang ved å spole en kettlebell-mekanisme. Klokken ble sentrum for menneskelivet - de ble installert på byens viktigste rådhustårn, de feiret ikke bare middag eller midnatt, men også helligdager.
I tillegg til urskiven som er kjent for alle,En mekanisk klokke består av en energikilde (dette kan være enten en vekt eller en fjær), en escapement-mekanisme som gjør kontinuerlig rotasjon til en oscillerende eller frem- og tilbakegående bevegelse, og en regulator – det kan være en pendel eller en balanse. Utløsermekanismen og motoren er vanligvis forbundet med et system av gir.
Selvfølgelig er mekaniske klokker ikke like nøyaktigesom deres elektroniske eller kvarts "etterkommere". Feilen kan variere fra +40 til –20 sekunder per dag. Og i dag er det mekaniske klokker som hovedsakelig brukes til å opprettholde tradisjoner.
En mekanisk klokke er basert på et system somkalt et pendel av fysikere. Dette er et mekanisk system som utfører mekaniske vibrasjoner mens det er suspendert i et tyngdefelt. I oscillasjonsprosessen blir pendelens kinetiske energi til potensiell energi (dette er energien til elastisitet og tyngdekraften) og omvendt. Og friksjonskreftene konverterer gradvis denne kinetiske energien til varme, på grunn av hvilken svingningens amplitude gradvis avtar.
Sjekk hvordan en slik mekanisksystemet, samt lage din egen kronometer, kan du også av tre. Gummimotoren vil igjen fungere som en energikilde for en slik enhet, og for å starte kronometeret i en viss tid (i dette tilfellet fungerer timeren i intervallet opptil 20 minutter), er det nok å bevege dreiehjulet med en viss mengde. Først må du selvfølgelig bli urmaker og sette sammen en åpen girmekanisme. I dette tilfellet er nøyaktighet viktigere enn noensinne.
Trikk. Moment, transformasjon av potensiell spenningsenergi til mekanisk arbeid
Føler deg som Fedor Pirotsky,oppfinneren av den første elektriske trikken i Russland, er det mulig ved hjelp av modellen. Men først er det bedre å forstå hvordan trikken faktisk settes i gang. Forfaren til elektrisk transport var en enkel hestetrikk, der en vogn med passasjerer ble dratt langs skinnene av hester. Med begynnelsen av den elektriske tidsalderen drives motorene av trekkraft.
I moderne trikker, den mest brukteDC-trekkmotorer, siden dette er strømmen som trikkesystemet bruker. Men elektronikk gjør det mulig å konvertere likestrøm til vekselstrøm, noe som betyr at vekselstrømsmotorer også kan brukes til å utstyre trikker. Dessuten, i motsetning til DC-motorer, har de ikke en kollektorbørsteenhet som raskt forverres. Det er han som hele tiden trenger reparasjon og vedlikehold.
For å overføre energi fra motoren til akselen på hjulsettet, er bilene utstyrt med en kardanreduksjonsgir, som består av henholdsvis en mekanisk girkasse og en kardanskaft.
For å bygge din egen girkasse trenger duikke mye innsats hvis beregningene allerede er gjort for deg. Denne mekanismen er basert på funksjonen til reduksjon - reduserer innsatsen som kreves for å drive en enhet som konverterer den overførte kraften til nyttig arbeid. Den enkleste måten å gjøre dette på er et par sammenkoblede sylindriske tannhjul med forskjellige diametre: drivutstyret er det som er mindre.
I en tremodell av en trikkelinjeingen strøm nødvendig. I tillegg til at koblingen ikke engang krever lim, og alle materialer er laget av tre, brukes den samme gummimotoren som energikilde, som må vikles opp - i henhold til prinsippet om å stramme en fjær. Transformasjonen av energi til rotasjonsenergi, akkurat som i en ekte trikk, skjer på grunn av en girdrift. I tillegg kan trikken bevege seg ganske enkelt på grunn av høydeforskjellen, så skjer igjen konverteringen av potensiell energi til kinetisk energi.
Pneumatisk motor. Konvertering av komprimeringsenergi til mekanisk arbeid
Luftmotoren ble oppfunnet for lenge siden,praktisk oppfyller den gamle drømmen om menneskeheten: å motta energi fra luften. En annen ting er at først denne luften må komprimeres, noe som selvfølgelig også krever betydelig energi. Selvfølgelig utvider bruken av pneumatiske motorer og drivere omfanget av forskjellige enheter sterkt når økt sikkerhet er nødvendig og bruk av elektrisitet eller brennbare stoffer ikke er mulig.
Og et slikt fysisk prinsipp kan ha applikasjonervære en stor mengde. Nesten alle ble beseiret av elektrisitet. Historien husker imidlertid både pneumatisk post og til og med den pneumatiske jernbanen. I 1861 ble historiens første lokomotiv med pneumatisk drift bygget i St. Petersburg. Den ble oppkalt etter skaperen - Baranovskys ånd.
Merkelig nok kan luftmotoren monteres oglaget av tre. Videre nesten en komplett analog av nåtiden, inkludert et turteller. For å starte motoren er det selvfølgelig behov for luft. For ikke å avvike fra paradigmet - bare tre og gummi, foreslår designernes skapere å bruke en vanlig ballong, som kan blåses opp og kobles til motoren ved hjelp av spesielle dyser og en bjelle. I dette tilfellet vil luften kjøre stemplene til den pneumatiske enheten og skape kinetisk energi.
Arcballista. Konvertere spenningsenergi til flyenergi
Kastevåpen ble brukt av menneskerfor ganske lenge siden - i den gamle verden og middelalderen. Imidlertid kan du i dag også finne lignende våpen, spesielt innen sport, hvor buer og armbrøst brukes. Driften av slike våpen er basert på transformasjonen av menneskelig muskelinnsats til flyenergien. For å gjøre denne energien høyere er det mulig å samle potensiell energi ved hjelp av elastiske elementer eller motvekt. I en bue eller armbrøst er dette en streng.
Hypertrofert versjon av armbrøstet - arcballista- ble brukt som beleiringsvåpen ved erobring av byer og festninger. Buen, hvis lengde nådde 3,5 m, var festet til en massiv trekasse på en ramme av tre, plassert på to hjul med stor diameter. Buestrengen ble trukket av artilleristen ved hjelp av en port montert på rammen. I dag finnes selvfølgelig slike enheter bare i dataspill. Det var sant at grunnlaget for artilleri ble lagt akkurat da.
Klassisk militært kjøretøy i form av en tremodeller usannsynlig å kunne fange et ekte slott, men det vil være mulig å spille et "analogt" dataspill. Modellen består av to deler: en avfyringsenhet og en sokkel med justerbare støtter, som stabiliserer strukturen under avfyringen. Og en slik arcballista skyter med trebolter. Hvis ønskelig, kan du selvfølgelig lansere noe annet. Det er viktig å huske, som enhver artillerist, at for en kompetent streik må du stille vinkelen riktig vertikalt og horisontalt, og ikke bare aktivere utløseren.
Det at leker i tre er utdaterte kan være lettmotbevise ved å vise en av disse modellene. Og hvis du også snakker om fysikkens lover som setter dem i bevegelse, utleder et par formler og tegner retningen til kraftvektorene som er involvert i skapelsen av forskjellige typer energier, så vil ikke ordet "konstruktør" lenger referere til modeller, men til deres eiere.
Hvis du bestemmer deg for å kjøpe en avbyggere, bruk kampanjekoden HIGHTECH, den gir 20% rabatt. Nå i UGEARS-katalogen er det 73 modeller, inkludert en virkelig låsbar safe, en sportsbil og en sykkel, en pistol, en boks med en hemmelighet, et stort lokomotiv med anbud.
Les også
Den fjerneste og eldgamle galaksen i universet er funnet
20 nye arter av dyr og planter funnet i Andesfjellene
Forskere har funnet ut hvor de røde gigantene forsvant fra sentrum av Melkeveien