Top yarışı
Bu dəfə sizə fizika sinfi üçün sadə, lakin təsirli bir cihaz hazırlamağı təklif edirəm. Top yarışı olacaq. Tres dizaynının digər üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, çox yer tutmadan divardan asılır və yarış təcrübəsini nümayiş etdirməyə həmişə hazırdır. Üç top eyni hündürlükdə yerləşən nöqtələrdən eyni vaxtda başlayır. Bu işdə bizə xüsusi hazırlanmış reaktiv daşıyıcı kömək edəcək. Toplar üç fərqli yol boyunca qaçacaq.
Cihaz divardan asılmış lövhəyə bənzəyir. Lövhəyə üç şəffaf boru yapışdırılır, topların hərəkət edəcəyi yollar. Birinci zolaq ən qısadır və adi bir meylli təyyarənin formasına malikdir. İkincisi dairə seqmentidir. Üçüncü zolaq sikloid parçası şəklindədir. Hər kəs dairənin nə olduğunu bilir, lakin onun necə göründüyünü və sikloidin haradan gəldiyini bilmirlər. Nəzərinizə çatdırım ki, sikloid bir dairə boyunca sabit bir nöqtə tərəfindən çəkilmiş, sürüşmədən düz xətt boyunca yuvarlanan əyridir.
Təsəvvür edək ki, biz velosipedin təkərinə ağ nöqtə qoyuruq və kimsədən velosipedi itələməsini və ya düz bir xətt üzrə çox yavaş sürməsini xahiş edirik, lakin hələlik nöqtənin hərəkətini müşahidə edəcəyik. Avtobusa qoşulan nöqtənin yolu sikloidi əhatə edəcək. Bu təcrübəni etməyə ehtiyac yoxdur, çünki şəkildə biz artıq xəritədə çəkilmiş sikloidi və topların qaçması üçün nəzərdə tutulmuş bütün zolaqları görə bilərik. Başlanğıc nöqtəsində ədalətli olmaq üçün, biz hər üç topu bərabər şəkildə işə salacaq sadə qolu starter quracağıq. Qolu çəkməklə toplar eyni anda yola düşür.
Adətən intuisiyamız bizə deyir ki, ən düz yolu izləyən, yəni maili müstəvini izləyən top ən sürətli olacaq və qalib gələcək. Amma nə fizika, nə də həyat bu qədər sadə deyil. Bu eksperimental cihazı yığaraq özünüz baxın. Kimə işləmək. Materiallar. 600 ilə 400 millimetr ölçülü düzbucaqlı kontrplak parçası və ya eyni ölçülü probka və ya diametri 10 millimetr olan iki metrdən az şəffaf plastik boru, 1 millimetr qalınlığında alüminium təbəqə, diametri 2 millimetr olan məftil. , boruların içərisində sərbəst hərəkət etməli olan üç eyni top. Borunuzun daxili diametrindən asılı olaraq sınıq polad toplardan, qurğuşunlu və ya ov tüfəngindən istifadə edə bilərsiniz. Cihazımızı divara asacağıq və bunun üçün şəkilləri asmaq üçün iki tutacaq lazımdır. Öz əlinizlə tel tutacaqları bizdən ala və ya edə bilərsiniz.
Tools. İşi çox asanlaşdıran mişar, iti bıçaq, isti yapışqan tapançası, qazma, sac kəsici, kəlbətin, karandaş, puncher, qazma, taxta faylı və dremel. Baza. Kağızda, məktubumuzdakı rəsmə görə 1: 1 miqyasında proqnozlaşdırılan üç səyahət marşrutunu çəkəcəyik. Birincisi düzdür. İkinci dairənin seqmenti. Üçüncü yol sikloidlərdir. Şəkildə bunu görə bilərik. Yolların düzgün rəsmini əsas lövhədə yenidən çəkmək lazımdır ki, daha sonra topların izlərinə çevriləcək boruları hara yapışdıracağımızı bilək.
Top zolaqları. Plastik borular şəffaf olmalıdır, onların içində toplarımızın necə hərəkət etdiyini görə bilərsiniz. Plastik borular ucuzdur və mağazada tapmaq asandır. Biz boruların tələb olunan uzunluqlarını, təxminən 600 millimetri kəsəcəyik və sonra onları bir az qısaldacağıq, uyğunlaşdıracağıq və layihənizi sınayacağıq.
Başlanğıc dəstəyini izləyin. 80x140x15 millimetr ölçülü bir taxta blokda, boruların diametri ilə üç delik qazın. İlk yolu yapışdırdığımız çuxur, yəni. bərabərliyi təsvir edən, fotoşəkildə göstərildiyi kimi mişar və formalaşdırılmalıdır. Fakt budur ki, boru düzgün bucaq altında əyilmir və mümkün qədər təyyarənin formasına toxunur. Borunun özü də meydana gətirdiyi açı ilə kəsilir. Blokdakı bütün bu deliklərə uyğun boruları yapışdırın.
yükləmə maşını. 1 mm qalınlığında bir alüminium təbəqədən rəsmdə göstərildiyi kimi ölçüləri olan iki düzbucaqlı kəsdik. Birinci və ikincidə, cığırların başlanğıcını təşkil edən taxta çubuqda deliklər qazıldığı kimi, eyni tənzimləmə ilə 7 millimetr diametrli üç delik qazırıq. Bu deşiklər toplar üçün başlanğıc yuva olacaq. İkinci boşqabda 12 millimetr diametrli deliklər qazın. Kiçik düzbucaqlı metal təbəqələri alt boşqabın həddindən artıq kənarlarına və üst boşqabın onlara daha kiçik deşiklərlə yapışdırın. Gəlin bu elementlərin hizalanmasına diqqət yetirək. 45 x 60 mm ölçülü mərkəz lövhəsi üst və alt lövhələr arasında yerləşməlidir və deşikləri örtmək və açmaq üçün sürüşə bilməlidir. Alt və üst plitələrə yapışdırılmış kiçik lövhələr mərkəzi lövhənin yanal hərəkətini məhdudlaşdıracaq ki, qolun hərəkəti ilə sola və sağa hərəkət edə bilsin. Bu boşqabda qolu yerləşdiriləcəyi rəsmdə görünən bir çuxur qazırıq.
qol qolu. Biz onu 2 millimetr diametrli bir teldən bükəcəyik. Tel asılqandan 150 mm uzunluqda kəsilməklə asanlıqla əldə edilə bilər. Adətən belə bir asılqan təmiz paltarla birlikdə yuyulmadan alırıq və bu, bizim məqsədlərimiz üçün düz və qalın telin əla mənbəyinə çevrilir. Telin bir ucunu 15 millimetr məsafədə düzgün bir açı ilə bükün. Digər ucu taxta bir sap qoyaraq sabitlənə bilər.
Qolu Dəstəyi. 30x30x35 millimetr hündürlüyündə blokdan hazırlanır. Blokun mərkəzində, qolun ucu işləyəcəyi 2 millimetr diametrli bir kor çuxur qazırıq. Son. Nəhayət, birtəhər topları tutmalıyıq. Hər bir tırtıl bir tutuşla bitir. Onlar oyunun hər mərhələsindən sonra bütün otaqda top axtarmamağımız üçün lazımdır. Tutmağı 50 mm boru parçasından edəcəyik. Bir tərəfdən, topun marşrutu tamamlamaq üçün vuracağı daha uzun bir divar yaratmaq üçün borunu bir açı ilə kəsin. Borunun digər ucunda, klapan plitəsini yerləşdirəcəyimiz bir yuva kəsin. Plaka topun heç bir yerdə nəzarətdən çıxmasına imkan verməyəcək. Digər tərəfdən, boşqabı çıxaran kimi topun özü əlimizə düşəcək.
Cihazın quraşdırılması. Lövhənin yuxarı sağ küncündə, bütün yolların qeyd olunan başlanğıcında, boruları bazaya yapışdırdığımız taxta blokumuzu yapışdırın. Boruları çəkilmiş xətlərə uyğun olaraq isti yapışqan ilə lövhəyə yapışdırın. Plitənin səthindən ən uzaq olan sikloid yol orta uzunluğu boyunca 35 mm hündürlüyündə taxta çubuqla dəstəklənir.
Delik plitələrini yuxarı yol dəstəyi blokuna yapışdırın ki, onlar səhvsiz taxta blokdakı deliklərə uyğun olsunlar. Qolu mərkəzi boşqabın çuxuruna, birini isə başlanğıc maşınının korpusuna daxil edirik. Qolun ucunu vaqona daxil edirik və indi vaqonun lövhəyə yapışdırılmalı olduğu yeri qeyd edə bilərik. Mexanizm elə işləməlidir ki, qolu sola çevirdikdə bütün deşiklər açılsın. Tapılan yeri qələmlə qeyd edin və nəhayət dəstəyi isti yapışqanla yapışdırın.
Əyləncə. Biz divara yarış yolunu və eyni zamanda elmi cihazı asırıq. Eyni çəki və diametrli toplar başlanğıc yerlərinə qoyulur. Tətiyi sola çevirin və toplar eyni vaxtda hərəkət etməyə başlayacaq. Finişə çatan ən sürətli topun ən qısa 500 mm-lik yolda top olacağını düşünürdük? İntuisiyamız bizi iflasa uğratdı. Burada belə deyil. O, finiş xəttində üçüncüdür. Təəccüblüdür ki, doğrudur.
Ən sürətli top, yolu 550 millimetr olsa da, sikloid yol boyunca hərəkət edən, digəri isə dairənin bir seqmenti boyunca hərəkət edən topdur. Necə oldu ki, başlanğıc nöqtəsində bütün topların sürəti eyni idi? Bütün toplar üçün eyni potensial enerji fərqi kinetik enerjiyə çevrildi. Elm bizə bitmə vaxtındakı fərqin haradan gəldiyini söyləyəcək.
Topların bu davranışını dinamik səbəblərlə izah edir. Toplar relslərin kənarından toplara təsir edən reaksiya qüvvələri adlanan müəyyən qüvvələrə tabedir. Reaksiya qüvvəsinin üfüqi komponenti orta hesabla sikloid üçün ən böyükdür. O, həmçinin həmin topun ən böyük orta üfüqi sürətlənməsinə səbəb olur. Elmi bir həqiqətdir ki, qravitasiya tərinin hər hansı iki nöqtəsini birləşdirən bütün əyrilər içərisində sikloidin düşmə vaxtı ən qısadır. Bu maraqlı sualı fizika dərslərindən birində müzakirə edə bilərsiniz. Bəlkə də bu, qorxunc səhifələrdən birini kənara qoyacaq.
