To'p poygasi
Bu safar men sizga fizika sinfi uchun oddiy, ammo samarali qurilma yasashni taklif qilaman. Bu to'p poygasi bo'ladi. Trek dizaynining yana bir afzalligi shundaki, u ko'p joy egallamasdan devorga osilib turadi va poyga tajribasini namoyish etishga doimo tayyor. Uchta to'p bir xil balandlikda joylashgan nuqtalardan bir vaqtning o'zida boshlanadi. Bunda bizga maxsus ishlab chiqilgan raketa yordam beradi. To'plar uch xil yo'l bo'ylab harakatlanadi.
Qurilma devorga osilgan taxtaga o'xshaydi. Doskaga uchta shaffof naycha yopishtirilgan, ular bo'ylab to'plar harakatlanadi. Birinchi chiziq eng qisqa va an'anaviy eğimli tekislik shakliga ega. Ikkinchisi aylana segmentidir. Uchinchi tasma sikloidning parchasi shaklida. Doira nima ekanligini hamma biladi, lekin uning qanday ko'rinishini va sikloid qayerdan kelganini bilishmaydi. Eslatib o‘taman, sikloid aylana bo‘ylab qo‘zg‘almas nuqta bilan chizilgan, to‘g‘ri chiziq bo‘ylab sirg‘alib ketmasdan aylanib yuruvchi egri chiziqdir.
Tasavvur qilaylik, biz velosiped shinasiga oq nuqta qo'yamiz va kimdirdan velosipedni surishini yoki uni tekis chiziqda juda sekin haydashini so'raymiz, ammo hozircha biz nuqta harakatini kuzatamiz. Avtobusga biriktirilgan nuqtaning yo'li sikloidni o'rab oladi. Bu tajribani o'tkazishning hojati yo'q, chunki rasmda biz allaqachon xaritada chizilgan sikloidni va to'plarning harakatlanishi uchun mo'ljallangan barcha qatorlarni ko'rishimiz mumkin. Boshlanish nuqtasida adolatli bo'lish uchun biz uchta to'pni teng ravishda ishga tushiradigan oddiy tutqichli starterni quramiz. Tutqichni tortib, to'plar bir vaqtning o'zida yo'lga tushadi.
Odatda bizning sezgimiz bizga eng to'g'ridan-to'g'ri yo'lni, ya'ni moyil tekislikni kuzatib boradigan to'p eng tez bo'lishini va g'alaba qozonishini aytadi. Ammo fizika ham, hayot ham bunchalik oddiy emas. Ushbu eksperimental qurilmani yig'ish orqali o'zingiz ko'ring. Kim ishlash kerak. Materiallar. 600 dan 400 millimetrgacha bo'lgan to'rtburchaklar kontrplak bo'lagi yoki bir xil o'lchamdagi tiqin yoki ikki metrdan kam shaffof plastik quvur diametri 10 millimetr, alyuminiy qatlam qalinligi 1 millimetr, sim 2 millimetr diametrli. , quvurlar ichida erkin harakatlanishi kerak bo'lgan uchta bir xil to'p. Quvuringizning ichki diametriga qarab siz singan rulmanli po'lat sharlar, qo'rg'oshinli o'q yoki miltiq to'plaridan foydalanishingiz mumkin. Biz qurilmamizni devorga osib qo'yamiz va buning uchun bizga rasmlarni osib qo'yadigan ikkita ushlagich kerak. Bizdan o'z qo'llaringiz bilan tel tutqichlarni sotib olishingiz yoki yasashingiz mumkin.
vositalari. Arra, o'tkir pichoq, issiq yopishtiruvchi qurol, burg'ulash, lavha kesgich, pense, qalam, zımba, burg'ulash, yog'och fayl va dremel, bu ishni juda osonlashtiradi. Baza. Qog'ozda biz maktubimizdagi rasmga muvofiq 1: 1 miqyosda bashorat qilingan uchta sayohat marshrutini chizamiz. Birinchisi to'g'ri. Ikkinchi doira segmenti. Uchinchi yo'l - sikloidlar. Biz buni rasmda ko'rishimiz mumkin. Yo'llarning to'g'ri chizilganligini taglik taxtasida qayta chizish kerak, shunda biz keyinchalik to'plarning iziga aylanadigan quvurlarni qaerga yopishtirish kerakligini bilib olamiz.
To'p yo'laklari. Plastik quvurlar shaffof bo'lishi kerak, ularda bizning to'plarimiz qanday harakat qilishini ko'rishingiz mumkin. Plastik quvurlar arzon va do'konda topish oson. Biz kerakli uzunlikdagi quvurlarni, taxminan 600 millimetrni kesib tashlaymiz, so'ngra ularni biroz qisqartiramiz, loyihangizni moslashtiramiz va sinab ko'ramiz.
Kuzatishni boshlashni qo'llab-quvvatlash. 80x140x15 millimetr o'lchamdagi yog'och blokda quvurlar diametri bo'lgan uchta teshikni burang. Biz birinchi trekni yopishtiradigan teshik, ya'ni. tekislikni tasvirlaydigan, fotosuratda ko'rsatilganidek, kesilgan va shakllantirilgan bo'lishi kerak. Gap shundaki, trubka to'g'ri burchak ostida egilmaydi va iloji boricha tekislikning shakliga tegadi. Naychaning o'zi ham hosil bo'lgan burchak ostida kesiladi. Blokdagi barcha bu teshiklarga tegishli quvurlarni yopishtiring.
yuklash mashinasi. 1 mm qalinlikdagi alyuminiy varaqdan biz rasmda ko'rsatilganidek, o'lchamlari bo'lgan ikkita to'rtburchakni kesib tashladik. Birinchi va ikkinchisida biz koaksiyal ravishda diametri 7 millimetr bo'lgan uchta teshikni yo'llarning boshlanishini tashkil etuvchi yog'och barda burg'ulash teshiklari bilan bir xil tartibga solamiz. Bu teshiklar to'plar uchun boshlang'ich uyalar bo'ladi. Diametri 12 millimetr bo'lgan ikkinchi plastinkada burg'ulash teshiklari. Kichkina to'rtburchaklar metall plitalarni pastki plastinkaning o'ta chekkalariga va kichikroq teshiklari bo'lgan yuqori plastinkaning ularga yopishtiring. Keling, ushbu elementlarning hizalanishiga g'amxo'rlik qilaylik. 45 x 60 mm o'lchamdagi markaziy plastinka yuqori va pastki plitalar orasiga to'g'ri kelishi va teshiklarni yopish va ochish uchun siljishi mumkin bo'lishi kerak. Pastki va yuqori plitalarga yopishtirilgan kichik plitalar markaziy plastinkaning lateral harakatini cheklaydi, shunda u tutqichning harakati bilan chapga va o'ngga harakatlanishi mumkin. Biz ushbu plastinkada chizmada ko'rinadigan teshik ochamiz, unga tutqich joylashtiriladi.
qo'li bilaguzuk. Biz uni diametri 2 millimetr bo'lgan simdan egamiz. Tel ilgichdan 150 mm uzunlikni kesish orqali osongina simni olish mumkin. Odatda biz bunday ilgichni yuvishdan toza kiyimlar bilan birga olamiz va u bizning maqsadlarimiz uchun to'g'ri va qalin simning ajoyib manbai bo'ladi. Telning bir uchini 15 millimetr masofada to'g'ri burchak ostida buking. Boshqa uchi esa yog'och dastani qo'yish orqali mahkamlanishi mumkin.
Tutqichni qo'llab-quvvatlash. U 30x30x35 millimetr balandlikdagi blokdan qilingan. Blokning markazida biz 2 millimetr diametrli ko'r teshik ochamiz, unda tutqichning uchi ishlaydi. Oxiri. Nihoyat, biz qandaydir tarzda to'plarni ushlashimiz kerak. Har bir tırtıl ushlagich bilan tugaydi. Ular o'yinning har bir bosqichidan keyin butun xonada to'plarni qidirmasligimiz uchun kerak. Biz 50 mm quvur bo'lagidan tortib olamiz. Bir tomondan, uzunroq devor hosil qilish uchun trubkani burchak bilan kesib oling, to'p marshrutni yakunlash uchun uriladi. Quvurning boshqa uchida biz vana plitasini joylashtiradigan teshikni kesib oling. Plastinka to'pning biror joyda nazoratdan chiqib ketishiga yo'l qo'ymaydi. Boshqa tomondan, plastinkani tortib olishimiz bilan, to'pning o'zi bizning qo'limizga tushadi.
Qurilmani o'rnatish. Kengashning yuqori o'ng burchagida, barcha yo'llarning belgilangan boshida, biz quvurlarni poydevorga yopishtirgan yog'och blokimizni yopishtiring. Chizilgan chiziqlar bo'yicha quvurlarni issiq elim bilan taxtaga yopishtiring. Plitaning yuzasidan eng uzoqda joylashgan sikloid yo'l o'rtacha uzunligi bo'ylab 35 mm balandlikdagi yog'och panjara bilan quvvatlanadi.
Teshik plitalarini ustki yo'lni qo'llab-quvvatlash blokiga yopishtiring, shunda ular yog'och blokdagi teshiklarga xatosiz joylashadi. Biz tutqichni markaziy plastinkaning teshigiga, birini esa ishga tushirish mashinasining korpusiga joylashtiramiz. Biz dastagining uchini vagonga joylashtiramiz va endi biz vagonni taxtaga yopishtirish kerak bo'lgan joyni belgilashimiz mumkin. Mexanizm shunday ishlashi kerakki, tutqich chapga burilganda barcha teshiklar ochiladi. Topilgan joyni qalam bilan belgilang va nihoyat tayanchni issiq elim bilan yopishtiring.
Qiziqarli. Biz devorga poyga yo'lini va bir vaqtning o'zida ilmiy qurilmani osib qo'yamiz. Bir xil og'irlik va diametrdagi to'plar boshlang'ich joylariga joylashtiriladi. Tetikni chapga burang va to'plar bir vaqtning o'zida harakatlana boshlaydi. Biz marra chizig'idagi eng tez to'p eng qisqa 500 mm yo'lda to'p bo'ladi deb o'ylagandikmi? Bizning sezgi bizni muvaffaqiyatsizlikka uchratdi. Bu erda bunday emas. U marra chizig'ida uchinchi. Ajablanarlisi, bu haqiqat.
Eng tez to'p - bu sikloid yo'l bo'ylab harakatlanadigan to'p, garchi uning yo'li 550 millimetr bo'lsa, ikkinchisi esa aylananing segmenti bo'ylab harakatlanadi. Qanday qilib boshlang'ich nuqtada barcha to'plar bir xil tezlikda bo'lgan? Barcha sharlar uchun bir xil potentsial energiya farqi kinetik energiyaga aylantirildi. Ilm bizga tugatish vaqtlaridagi farq qayerdan kelib chiqqanligini aytadi.
U to'plarning bunday xatti-harakatlarini dinamik sabablar bilan izohlaydi. To'plar yo'llarning yonidan to'plarga ta'sir qiluvchi reaktsiya kuchlari deb ataladigan ma'lum kuchlarga bo'ysunadi. Reaksiya kuchining gorizontal komponenti sikloid uchun o'rtacha eng katta hisoblanadi. Bundan tashqari, bu to'pning eng katta o'rtacha gorizontal tezlashishiga olib keladi. Gravitatsion terning istalgan ikkita nuqtasini bog'laydigan barcha egri chiziqlar ichida sikloidning tushish vaqti eng qisqasi ekanligi ilmiy haqiqatdir. Siz ushbu qiziqarli savolni fizika darslaridan birida muhokama qilishingiz mumkin. Ehtimol, bu dahshatli sahifalardan birini chetga surib qo'yadi.
