As leis fundamentais da física, conhecidas na escola, geralmente são fáceis de lembrar. Mas
Claro, reproduza as leis de Newton você mesmonão é obrigatório todos os dias: você precisa explicá-los para seu filho, quer testar seus conhecimentos em física, "brincar" com algo tangível, não com modelos digitais, ou lembrar de algo há muito esquecido dos tempos de escola. Não são necessárias instalações de laboratório para isso. E você pode fazer apenas com modelos compostos de madeira e elásticos. Os construtores UGEARS oferecem essa oportunidade. O principal é observar a precisão da montagem, quaisquer que sejam as leis básicas da física, para que funcionem, certas condições também são necessárias. Diremos a você quais cânones das ciências naturais podem ser verificados em modelos de madeira e o que é necessário para isso.
Monowheel. Equilíbrio mecânico
O monociclo elétrico hoje se tornou quase o mesmouma forma popular de transporte urbano, como uma prancha, scooter elétrica ou bicicleta. O que os amantes da velocidade dirigem - um monociclo elétrico com autobalanceamento - é apenas uma modificação moderna do monociclo, que era comum no final do século 19 - início do século 20. Só então, em vez de um motor elétrico, eles usaram a força muscular humana, como no caso de uma bicicleta. Mas, para equilíbrio, em vez de sensores, giroscópios e acelerômetros, apenas talentos, habilidade e experiência eram necessários.
O dispositivo monociclo é baseado no princípioequilíbrio mecânico, que é importante manter durante o movimento. O monociclo é capaz de manter a posição vertical enquanto a roda for mantida sob o centro de massa (conforme indicado pela teoria do pêndulo invertido). E a posição desejada, como já mencionado, é definida pelo cavaleiro. Na verdade, em um monociclo, é a pessoa, sentindo inconscientemente onde seu veículo está caindo, compensa a queda movendo a roda até o ponto abaixo dela onde está o centro de massa. É importante fazer isso até que o monociclo caia.
A aceleração do monociclo determina a distância deo centro de gravidade até o ponto de contato, e a velocidade e direção de rotação da roda - a posição relativa da área de contato e, com ela, a natureza da dinâmica de aceleração. Portanto, para acelerar, o motociclista deve deslocar o centro de gravidade para a frente e, se desacelerar, para trás. E para começar a se mover, você realmente precisa "cair" - apenas uma inclinação do corpo, movimento dos braços ou quadris para dar aceleração ao monociclo.
UGEARS para demonstrar esses princípios da mecânicaexiste um monociclo automotor. O modelo de madeira é composto por 300 peças e é acionado por um motor de borracha que, graças ao balanceamento (aqui não é necessário talento do piloto), permite que a roda não caia. Quando a energia do motor de borracha acaba, as pernas presas à roda são removidas e ela começa a girar como uma roda simples e, eventualmente, gira lindamente. Se você consertar as pernas, ela também continuará se movendo, mas como uma roda de equilíbrio.
Cronômetro. O pêndulo e o princípio dos relógios mecânicos
Pela primeira vez, o homem começou a medir o tempo usandorelógios mecânicos no século 8 na China, de onde a tecnologia do mecanismo de escape de líquido veio pela primeira vez para o mundo árabe e depois veio de uma forma ligeiramente diferente para a Europa Ocidental. Lá, os relógios mecânicos tinham apenas um ponteiro das horas e eram acionados ao dar corda a um mecanismo kettlebell. O relógio tornou-se o centro da vida humana - eram instalados nas principais torres das prefeituras das cidades, comemoravam não só o meio-dia ou meia-noite, mas também os feriados religiosos.
Além do mostrador familiar a todos,Um relógio mecânico consiste em uma fonte de energia (pode ser um peso ou uma mola), um mecanismo de escape que transforma a rotação contínua em um movimento oscilatório ou alternativo e um regulador - pode ser um pêndulo ou uma balança. O mecanismo de gatilho e o motor são geralmente conectados por um sistema de engrenagens.
Claro, relógios mecânicos não são tão precisoscomo seus "descendentes" eletrônicos ou de quartzo. O erro pode variar de +40 a –20 segundos por dia. E hoje são os relógios mecânicos que são usados principalmente para manter as tradições.
Um relógio mecânico é baseado em um sistema quechamado de pêndulo pelos físicos. Este é um sistema mecânico que executa vibrações mecânicas enquanto está suspenso em um campo gravitacional. No processo de oscilação, a energia cinética do pêndulo se transforma em potencial (esta é a energia da força de elasticidade e gravidade) e vice-versa. E as forças de fricção convertem gradualmente essa energia cinética em calor, devido ao qual a amplitude da oscilação diminui gradualmente.
Verifique como tal mecânicasistema, além de criar seu próprio cronômetro, você também pode de madeira. O motor de borracha voltará a atuar como fonte de energia para tal dispositivo, e para acionar o cronômetro por um determinado tempo (neste caso, o cronômetro funciona no intervalo de até 20 minutos), basta mover o ponteiro do mostrador em uma determinada quantidade. Claro, primeiro você precisa se tornar um relojoeiro e montar um mecanismo de engrenagem aberta. Nesse caso, a precisão é mais importante do que nunca.
Eléctrico. Torque, transformação da energia potencial de tensão em trabalho mecânico
Sinta-se como Fedor Pirotsky,o inventor do primeiro bonde elétrico na Rússia, isso é possível com a ajuda do modelo. Mas, primeiro, é melhor entender como o bonde é realmente colocado em movimento. O ancestral do transporte elétrico foi uma simples carruagem puxada por cavalos, onde uma carruagem com passageiros era arrastada pelos trilhos por cavalos. Com o início da era elétrica, os motores são movidos por tração.
Nos bondes modernos, os mais comumente usadosMotores de tração CC, já que esta é a corrente consumida pelo sistema de bonde. Mas a eletrônica permite converter corrente contínua em corrente alternada, o que significa que motores CA também podem ser usados para equipar bondes. Além disso, ao contrário dos motores DC, eles não têm um conjunto de escova coletor que rapidamente se torna inutilizável. É ele quem constantemente precisa de reparos e manutenção.
Para transferir energia do motor para o eixo do rodado, os carros são equipados com uma engrenagem redutora de cardan, que consiste em uma caixa de câmbio mecânica e um cardan, respectivamente.
Para construir sua própria caixa de engrenagens, você precisanão faz muito esforço se os cálculos já foram feitos para você. Este mecanismo é baseado na função de redução - reduzindo o esforço necessário para acionar um dispositivo que converte a potência transmitida em trabalho útil. A maneira mais fácil de fazer isso é com um par de engrenagens cilíndricas interconectadas de diâmetros diferentes: a engrenagem de acionamento é a menor.
Em um modelo de madeira de uma linha de bondenão há necessidade de eletricidade. Além de a conexão nem precisar de cola e todos os materiais serem de madeira, o mesmo motor de borracha é utilizado como fonte de energia, que deve ser enrolada - segundo o princípio de tensionar uma mola. A transformação de energia em energia rotacional, assim como em um bonde real, ocorre por meio de uma engrenagem. Além disso, o bonde pode se mover simplesmente devido à diferença de altura, então ocorre novamente a conversão da energia potencial em energia cinética.
Motor pneumático. Conversão de energia de compressão em trabalho mecânico
O motor a ar foi inventado há muito tempo,praticamente cumprindo o sonho de longa data da humanidade: receber energia do ar. Outra coisa é que primeiro esse ar deve ser comprimido, o que, claro, também requer uma energia significativa. Obviamente, o uso de motores e acionamentos pneumáticos expande muito o escopo de vários dispositivos quando é necessária maior segurança e o uso de eletricidade ou substâncias inflamáveis não é possível.
E tal princípio físico pode ter aplicaçõesseja uma grande multidão. Quase todos eles foram derrotados pela eletricidade. No entanto, a história lembra tanto o correio pneumático quanto até a ferrovia pneumática. Em 1861, a primeira locomotiva da história com acionamento pneumático foi construída em São Petersburgo. Recebeu o nome de seu criador - o espírito de Baranovsky.
Curiosamente, o motor de ar pode ser montado efeito de madeira. Além disso, quase um análogo completo do presente, incluindo um tacômetro. Para dar partida no motor, é claro, o ar é necessário. Para não se desviar do paradigma - apenas madeira e borracha, os criadores do designer sugerem o uso de um balão comum, que pode ser inflado e conectado ao motor por bicos especiais e um sino. Neste caso, o ar acionará os pistões do dispositivo pneumático e criará energia cinética.
Arcballista. Convertendo energia de tensão em energia de vôo
Armas de arremesso eram usadas por humanoshá muito tempo - no mundo antigo e na Idade Média. No entanto, ainda hoje você pode encontrar essas armas, em particular nos esportes, onde arcos e bestas são usados. A operação de tais armas é baseada na transformação dos esforços musculares humanos em energia de vôo. Para aumentar essa energia, é possível acumular energia potencial usando elementos elásticos ou um contrapeso. Em um arco ou besta, isso é uma corda.
Versão hipertrofiada da besta - arcballista- foi usada como arma de cerco na captura de cidades e fortalezas. A proa, cujo comprimento chegava a 3,5 m, estava presa a uma caixa de madeira maciça sobre uma estrutura de carruagem de madeira, localizada sobre duas rodas de grande diâmetro. A corda do arco foi puxada pelo artilheiro usando um portão montado na estrutura. Hoje, é claro, esses dispositivos são encontrados apenas em jogos de computador. É verdade que as bases da artilharia foram lançadas naquele momento.
Veículo militar clássico na forma de um modelo de madeiraé improvável que consiga capturar um castelo real, mas será possível jogar um jogo de computador "analógico". O modelo é composto por duas partes: uma unidade de queima e uma base com suportes reguláveis, que estabiliza a estrutura durante a queima. E um tal arcballista atira com parafusos de madeira. Se desejar, é claro, você pode lançar outra coisa. É importante lembrar, como qualquer artilheiro, que para um ataque competente é necessário definir corretamente o ângulo vertical e horizontalmente, e não apenas ativar o gatilho.
O fato de os brinquedos de madeira estarem desatualizados pode ser facilmenterefute mostrando um desses modelos. E se você também falar sobre as leis da física que os colocam em movimento, derivar algumas fórmulas e desenhar a direção dos vetores de força envolvidos na criação de diferentes tipos de energias, então a própria palavra "construtor" não se referirá mais a modelos, mas a seus proprietários.
Se você decidir comprar algumconstrutores, use o código promocional HIGHTECH, dá um desconto de 20%. Já no catálogo UGEARS estão 73 modelos, incluindo um cofre com fechadura, um carro esporte e uma bicicleta, uma pistola, uma caixa com um segredo, uma grande locomotiva com um tender.
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