Legile fundamentale ale fizicii, cunoscute de la școală, sunt de obicei ușor de reținut. Dar
Desigur, reproduceți singur legile lui Newtonnu este necesar în fiecare zi: trebuie să le explici copilului tău, vrei să-ți testezi cunoștințele în fizică, să te „joci” la ceva tangibil, nu la modele digitale sau să-ți amintești ceva uitat de mult din zilele de școală. Pentru aceasta nu sunt necesare instalații de laborator. Și puteți face doar cu modele formate din benzi din lemn și cauciuc. Constructorii UGEARS oferă această oportunitate. Principalul lucru este să observăm acuratețea ansamblului, oricare ar fi legile de bază ale fizicii, pentru ca acestea să funcționeze, sunt necesare și anumite condiții. Vă vom spune ce canoane de științe naturale pot fi verificate pe modelele din lemn și ce este necesar pentru aceasta.
Monowheel. Echilibrul mecanic
Monocicluul electric de astăzi a devenit aproape acelașio formă populară de transport urban, cum ar fi un hoverboard, un scuter electric sau o bicicletă. Ceea ce conduc iubitorii de viteză - un monociclu electric de auto-echilibrare - este doar o modificare modernă a monociclului, care a fost răspândită la sfârșitul secolului al XIX-lea - începutul secolului al XX-lea. Abia atunci, în locul unui motor electric, s-a folosit puterea musculară a unei persoane, ca în cazul unei biciclete. Dar pentru echilibru, în loc de senzori, giroscopuri și accelerometre, erau necesare doar talente, îndemânare și experiență.
Dispozitivul monociclu se bazează pe principiuechilibru mecanic, care este important de menținut în timpul mișcării. Monociclul este capabil să mențină o poziție verticală atâta timp cât roata este ținută sub centrul de masă (așa cum este indicat de teoria unui pendul inversat). Iar poziția dorită, așa cum am menționat deja, este stabilită de călăreț. De fapt, pe un monociclu, persoana care, simțind inconștient unde îi cade vehiculul, compensează căderea prin deplasarea roții în punctul de sub el, unde se află centrul de masă. Este important să faceți acest lucru până când monocicluul cade.
Accelerația uniciclului determină distanța de lacentrul de greutate până la punctul de contact și viteza și direcția de rotație a roții - poziția relativă a punctului de contact și, cu acesta, natura dinamicii de accelerație. Prin urmare, pentru a accelera, călărețul trebuie să deplaseze centrul de greutate înainte și, dacă este încetinit - înapoi. Și pentru a începe să vă mișcați, trebuie să „cădeați” - doar o înclinare a corpului, mișcarea brațelor sau a șoldurilor, pentru a da accelerația monociclu.
UGEARS să demonstreze aceste principii mecaniceexistă un monociclu autopropulsat. Modelul din lemn este format din 300 de piese și este antrenat de un motor din cauciuc, care, datorită echilibrării (aici nu este nevoie de talent de călăreț), permite ca roata să nu cadă. Când energia motorului din cauciuc se epuizează, picioarele atașate la roată sunt îndepărtate și acesta începe să se rotească ca o roată simplă și în cele din urmă se răstoarnă frumos. Dacă reparați picioarele, acesta va continua să se miște, dar ca o roată de echilibrare.
Cronometru. Pendulul și principiul ceasurilor mecanice
Pentru prima dată, omul a început să măsoare timpul folosindceasuri mecanice în secolul al VIII-lea în China, de unde tehnologia mecanismului de evacuare a lichidului a venit mai întâi în lumea arabă, apoi a venit într-o formă ușor diferită de Europa de Vest. Acolo, ceasurile mecanice aveau doar o oră și erau puse în mișcare prin înfășurarea unui mecanism cu kettlebell. Ceasul a devenit centrul vieții umane - au fost instalați pe principalele turnuri ale primăriei orașelor, au sărbătorit nu numai prânzul sau miezul nopții, ci și sărbătorile bisericii.
Pe lângă cadranul familiar tuturor,Un ceas mecanic constă dintr-o sursă de energie (aceasta poate fi fie o greutate, fie un arc), un mecanism de evacuare care transformă rotația continuă într-o mișcare oscilativă sau alternativă și un regulator - poate fi un pendul sau o balanță. Mecanismul de declanșare și motorul sunt de obicei conectate printr-un sistem de viteze.
Desigur, ceasurile mecanice nu sunt la fel de exacteca „descendenți” ai lor electronici sau de cuarț. Eroarea poate varia de la +40 la –20 secunde pe zi. Și astăzi ceasurile mecanice sunt utilizate în principal pentru a menține tradițiile.
Un ceas mecanic se bazează pe un sistem carenumit pendul de către fizicieni. Acesta este un sistem mecanic care efectuează vibrații mecanice în timp ce este suspendat într-un câmp gravitațional. În procesul de oscilație, energia cinetică a pendulului se transformă în energie potențială (aceasta este energia forței de elasticitate și gravitație) și invers. Și forțele de frecare transformă treptat această energie cinetică în căldură, datorită căreia amplitudinea oscilației scade treptat.
Verificați modul în care o astfel de mecanicăsistem, precum și să creați propriul cronometru, puteți și din lemn. Motorul din cauciuc va acționa din nou ca o sursă de energie pentru un astfel de dispozitiv și, pentru a porni cronometrul pentru o anumită perioadă de timp (în acest caz, cronometrul funcționează în interval de până la 20 de minute), este suficient să deplasați maneta cadranului cu o anumită cantitate. Desigur, mai întâi trebuie să deveniți ceasornicar și să asamblați un mecanism cu angrenaj deschis. În acest caz, precizia este mai importantă ca niciodată.
Tramvai. Cuplul, transformarea energiei potențiale de tensiune în lucru mecanic
Simțiți-vă ca Fedor Pirotsky,inventatorul primului tramvai electric din Rusia, este posibil cu ajutorul modelului. Dar, mai întâi, este mai bine să înțelegem cum este pus în mișcare tramvaiul. Strămoșul transportului electric era o simplă trăsură trasă de cai, unde o trăsură cu pasageri era târâtă de-a lungul șinelor de către cai. Odată cu debutul erei electrice, motoarele sunt acționate de tracțiune.
În tramvaiele moderne, cele mai frecvent utilizateMotoare de tracțiune continuă, deoarece acesta este curentul consumat de sistemul de tramvai. Dar electronica permite conversia curentului continuu în curent alternativ, ceea ce înseamnă că motoarele de curent alternativ pot fi utilizate și în echiparea tramvaielor. Mai mult, spre deosebire de motoarele de curent continuu, acestea nu au un ansamblu colector-perie care devine rapid inutilizabil. El este cel care are nevoie constant de reparații și întreținere.
Pentru a transfera energia de la motor la axa setului de roți, mașinile sunt echipate cu o transmisie de reducere cardanică, care constă dintr-o cutie de viteze mecanică și, respectiv, un arbore cardanic.
Pentru a vă construi propria cutie de viteze, aveți nevoienu prea mult efort dacă calculele sunt deja făcute pentru dvs. Acest mecanism se bazează pe funcția de reducere - reducerea efortului necesar pentru a conduce un dispozitiv care convertește puterea transmisă în muncă utilă. Cel mai simplu mod de a face acest lucru este o pereche de angrenaje cilindrice interconectate de diferite diametre: angrenajul de acționare este cel mai mic.
Într-o machetă din lemn a unei linii de tramvainu este nevoie de electricitate. Pe lângă faptul că legătura nici măcar nu necesită lipici și toate materialele sunt din lemn, același motor din cauciuc este folosit ca sursă de energie, care trebuie înfășurat - conform principiului tensionării unui arc. Transformarea energiei în energie de rotație, la fel ca într-un tramvai adevărat, are loc datorită unei transmisii cu angrenaje. În plus, tramvaiul se poate deplasa pur și simplu datorită diferenței de înălțime, apoi are loc din nou conversia energiei potențiale în energie cinetică.
Motor pneumatic. Conversia energiei de compresie în lucru mecanic
Motorul aerian a fost inventat cu mult timp în urmă,îndeplinind practic visul de lungă durată al umanității: să primească energie din aer. Un alt lucru este că mai întâi acest aer trebuie comprimat, ceea ce, desigur, necesită și energie semnificativă. Desigur, utilizarea motoarelor și a acționărilor pneumatice extinde mult domeniul de aplicare al diferitelor dispozitive atunci când este necesară o siguranță sporită și nu este posibilă utilizarea energiei electrice sau a substanțelor inflamabile.
Și un astfel de principiu fizic poate avea aplicațiifii o mare multime. Aproape toți au fost învinși de electricitate. Cu toate acestea, istoria își amintește atât poșta pneumatică, cât și chiar calea ferată pneumatică. În 1861, la Sankt Petersburg a fost construită prima locomotivă din istorie cu acționare pneumatică. A fost numit după creatorul său - spiritul lui Baranovsky.
În mod ciudat, motorul pneumatic poate fi asamblat șifacut din lemn. Mai mult, aproape un analog complet al prezentului, inclusiv un tahometru. Pentru a porni motorul, desigur, este nevoie de aer. Pentru a nu se abate de la paradigmă - doar lemn și cauciuc, creatorii constructorului sugerează utilizarea unui balon obișnuit care poate fi umflat și conectat la motor folosind duze speciale și un clopot. În acest caz, aerul va acționa pistoanele dispozitivului pneumatic și va crea energie cinetică.
Arcballista. Transformarea energiei de tensiune în energie de zbor
Arme de aruncare erau folosite de oamenicu mult timp în urmă - în Lumea Antică și Evul Mediu. Cu toate acestea, chiar și astăzi puteți găsi arme similare, în special în sport, unde se folosesc arcuri și arbalete. Funcționarea unor astfel de instrumente se bazează pe transformarea eforturilor musculare umane în energia zborului. Pentru a crește această energie, este posibil să acumulăm energie potențială folosind elemente elastice sau o contrapondere. Într-un arc sau arbaletă, acesta este un șir.
Versiune hipertrofiată a arbaletei - arcballista- a fost folosit ca armă de asediu la capturarea orașelor și a cetăților. Arcul, a cărui lungime atingea 3,5 m, a fost atașat la o cutie masivă din lemn pe un cadru de cărucior din lemn, situat pe două roți cu diametru mare. Coarda de arc a fost trasă de artilerian folosind o poartă montată pe cadru. Astăzi, desigur, astfel de dispozitive se găsesc doar în jocurile pe computer. Este adevărat, bazele artileriei au fost puse chiar atunci.
Vehicul militar clasic sub forma unui model din lemneste puțin probabil să poată captura un castel adevărat, dar va fi posibil să joci un joc de computer „analog”. Modelul este format din două părți: o unitate de tragere și o bază cu suporturi reglabile, care stabilizează structura în timpul tragerii. Și un astfel de arcballista trage cu șuruburi de lemn. Dacă doriți, desigur, puteți lansa altceva. Este important să ne amintim, ca orice artilerist, că pentru o lovitură competentă trebuie să setați corect unghiul pe verticală și orizontală și nu doar să activați declanșatorul.
Faptul că jucăriile din lemn sunt depășite poate fi ușorrespingeți arătând unul dintre aceste modele. Și dacă vorbiți și despre legile fizicii care le pun în mișcare, obțineți câteva formule și trageți direcția vectorilor de forță implicați în crearea diferitelor tipuri de energii, atunci cuvântul „proiectant” în sine nu se va mai referi la modele, ci la proprietarii lor.
Dacă decideți să cumpărați oricare dintreconstructori, utilizați codul promoțional HIGHTECH, oferă o reducere de 20%. Acum, în catalogul UGEARS există 73 de modele, inclusiv un seif cu blocare reală, o mașină sport și o bicicletă, un pistol, o cutie cu un secret, o locomotivă mare cu ofertă.
Citește și
A fost găsită cea mai îndepărtată și mai veche galaxie din Univers
20 de specii noi de animale și plante găsite în Anzi
Oamenii de știință au aflat unde au dispărut uriașii roșii din centrul Căii Lactee