Бөмбөгний уралдаан
Энэ удаад би танд физикийн ангид зориулсан энгийн боловч үр дүнтэй төхөөрөмж хийхийг санал болгож байна. Энэ нь бөмбөгний уралдаан болно. Замын дизайны бас нэг давуу тал нь их зай эзэлдэггүй хананд өлгөөтэй, уралдааны туршлагаа харуулахад хэзээд бэлэн байдаг. Гурван бөмбөг ижил өндөрт байрлах цэгүүдээс нэгэн зэрэг эхэлдэг. Үүнд тусгайлан зохион бүтээсэн зөөгч пуужин бидэнд тусална. Бөмбөлгүүд гурван өөр замаар гүйнэ.
Төхөөрөмж нь хананд өлгөөтэй самбар шиг харагдаж байна. Гурван тунгалаг хоолойг самбар дээр наасан, бөмбөлгүүдийг хөдөлгөх замууд. Эхний тууз нь хамгийн богино бөгөөд ердийн налуу хавтгай хэлбэртэй байдаг. Хоёр дахь нь тойрог сегмент юм. Гурав дахь тууз нь циклоидын хэлтэрхий хэлбэртэй байна. Хүн бүр тойрог гэж юу болохыг мэддэг ч энэ нь ямар харагддаг, циклоид хаанаас ирдгийг мэддэггүй. Циклоид гэдэг нь тойрог дагуу тогтсон цэгээр зурсан, шулуун шугамын дагуу гулсахгүйгээр эргэлддэг муруй гэдгийг сануулъя.
Унадаг дугуйн дугуйн дээр цагаан цэг тавиад хэн нэгнээс дугуйгаа түлхэх юм уу шулуун замаар маш удаан явахыг гуйж байна гэж төсөөлөөд үз дээ, гэхдээ одоохондоо бид цэгийн хөдөлгөөнийг ажиглах болно. Автобусанд залгагдсан цэгийн зам нь циклоидыг хүрээлнэ. Та энэ туршилтыг хийх шаардлагагүй, учир нь зураг дээр бид газрын зураг дээр зурсан циклоид болон бөмбөг гүйх бүх эгнээг аль хэдийн харж болно. Эхлэх цэг дээр шударга байхын тулд бид бүх гурван бөмбөг жигд эхлэхийг баталгаажуулах энгийн хөшүүргийн асаагуур бүтээнэ. Хөшүүргийг татснаар бөмбөгнүүд нэгэн зэрэг замд хүрдэг.
Ихэнхдээ бидний зөн совин нь хамгийн шууд замаар, өөрөөр хэлбэл налуу хавтгайг дагаж байгаа бөмбөг хамгийн хурдан байж, ялна гэж хэлдэг. Гэхдээ физик ч, амьдрал ч тийм энгийн зүйл биш. Энэхүү туршилтын төхөөрөмжийг угсарч өөрөө үзээрэй. Хэн ажиллах вэ. Материал. 600-аас 400 миллиметр хэмжээтэй тэгш өнцөгт фанер хэсэг эсвэл ижил хэмжээтэй үйсэн хавтан эсвэл 10 миллиметр диаметртэй хоёр метрээс бага тунгалаг хуванцар хоолой, 1 мм зузаантай хөнгөн цагаан хуудас, 2 мм диаметртэй утас. , хоолой дотор чөлөөтэй хөдөлж байх ёстой гурван ижил бөмбөг. Та хоолойны дотоод диаметрээс хамааран эвдэрсэн холхивчийн ган бөмбөлөг, хар тугалга эсвэл бууны бөмбөг ашиглаж болно. Бид төхөөрөмжөө хананд өлгөх бөгөөд үүнд зураг өлгөх хоёр эзэмшигч хэрэгтэй болно. Та манайхаас өөрийн гараар утсан бариул худалдаж авах эсвэл хийх боломжтой.
хэрэгсэл. Хөрөө, хурц хутга, халуун цавууны буу, өрөм, хуудас металл зүсэгч, бахө, харандаа, цоолбор, өрөм, модон файл, дрепель зэрэг нь ажлыг маш хялбар болгодог. Суурь. Цаасан дээр бид захидалдаа бичсэн зургийн дагуу 1: 1 масштабаар урьдчилан таамагласан гурван аяллын маршрутыг зурах болно. Эхнийх нь шулуун байна. Хоёр дахь тойргийн хэсэг. Гурав дахь зам нь циклоид юм. Бид үүнийг зурган дээрээс харж болно. Замуудын зөв зургийг үндсэн самбар дээр дахин зурах шаардлагатай бөгөөд ингэснээр бид дараа нь бөмбөгний мөр болох хоолойг хаана нааж болохыг олж мэдэх болно.
Бөмбөгний эгнээ. Хуванцар хоолой нь тунгалаг байх ёстой бөгөөд бидний бөмбөлгүүд дотор нь хэрхэн хөдөлж байгааг харж болно. Хуванцар хоолой нь хямд бөгөөд дэлгүүрт олоход хялбар байдаг. Бид шаардлагатай урттай хоолойг ойролцоогоор 600 миллиметрээр хайчилж, дараа нь тэдгээрийг бага зэрэг богиносгож, таны төслийг тохируулж, туршиж үзэх болно.
Эхлэх дэмжлэгийг хянах. 80x140x15 миллиметр хэмжээтэй модон блоконд хоолойн диаметртэй гурван цооног өрөмдөнө. Бидний эхний замыг наах нүх, өөрөөр хэлбэл. тэгш байдлыг дүрсэлсэн байх ёстой, зураг дээр үзүүлсэн шиг хөрөөдөж, хэлбэржүүлсэн байх ёстой. Үнэн хэрэгтээ хоолой нь зөв өнцгөөр гулзайлгахгүй бөгөөд онгоцны хэлбэрт аль болох их хүрдэг. Хоолой нь өөрөө үүссэн өнцгөөр таслагдана. Блокны эдгээр бүх нүхэнд тохирох хоолойнуудыг наа.
ачих машин. 1 мм зузаантай хөнгөн цагаан хуудаснаас бид зурагт үзүүлсэн шиг хэмжээтэй хоёр тэгш өнцөгтийг хайчилж ав. Эхний болон хоёрдугаарт бид 7 миллиметрийн диаметртэй гурван цооног өрөмдөж, замын эхлэлийг бүрдүүлдэг модон бааранд нүхийг өрөмдсөнтэй ижил зохион байгуулалттай байна. Эдгээр нүхнүүд нь бөмбөгний эхлэлийн үүр байх болно. Хоёр дахь хавтан дээр 12 миллиметр диаметртэй нүхийг өрөмдөнө. Жижиг тэгш өнцөгт металл хэсгүүдийг доод хавтангийн туйлын ирмэг ба дээд хавтангийн жижиг нүхтэй наа. Эдгээр элементүүдийн уялдаа холбоог анхаарч үзье. 45 х 60 мм хэмжээтэй төв хавтан нь дээд ба доод хавтангийн хооронд багтах ёстой бөгөөд нүхийг таглах, нээхийн тулд гулсуулж байх ёстой. Доод болон дээд хавтан дээр наасан жижиг товруунууд нь төвийн хавтангийн хажуугийн хөдөлгөөнийг хязгаарлаж, хөшүүргийн хөдөлгөөнөөр зүүн, баруун тийш хөдөлж болно. Бид энэ хавтан дээр хөшүүргийг байрлуулах нүхийг өрөмдөж, зураг дээр харагдаж байна.
хөшүүргийн гар. Бид үүнийг 2 миллиметр диаметртэй утаснаас нугалах болно. Утсан гогцооноос 150 мм-ийн уртыг таслах замаар утсыг хялбархан олж авч болно. Ихэвчлэн бид ийм өлгүүрийг цэвэрхэн хувцастай хамт угаахаас авдаг бөгөөд энэ нь бидний зорилгод зориулсан шулуун, зузаан утасны маш сайн эх үүсвэр болдог. Утасны нэг үзүүрийг 15 миллиметрийн зайд зөв өнцгөөр нугалав. Нөгөө үзүүрийг нь модон бариул тавиад бэхэлж болно.
Хөшүүргийн дэмжлэг. Энэ нь 30х30х35 миллиметр өндөртэй блокоор хийгдсэн. Блокны төвд бид 2 миллиметр диаметртэй сохор нүх өрөмдөж, хөшүүргийн үзүүр ажиллах болно. Төгсгөл. Эцэст нь бид бөмбөгийг ямар нэгэн байдлаар барьж авах ёстой. Катерпиллар бүр нь атгах замаар төгсдөг. Тоглоомын үе шат бүрийн дараа бид бүх өрөөнд бөмбөг хайхгүйн тулд тэдгээр нь хэрэгтэй. Бид 50 мм-ийн хоолойноос барьж авах болно. Нэг талдаа хоолойг өнцгөөр огтолж, замыг дуусгахын тулд бөмбөг цохих урт ханыг бий болгоно. Хоолойн нөгөө төгсгөлд хавхлагын дискийг байрлуулах нүхийг хайчилж ав. Хавтан нь бөмбөгийг хаа нэгтээ хяналтаас гаргахыг зөвшөөрөхгүй. Нөгөөтэйгүүр, бид таваг сугалж авмагц бөмбөг өөрөө бидний гарт унах болно.
Төхөөрөмжийг суурилуулах. Самбарын баруун дээд буланд, бүх замуудын тэмдэглэгдсэн эхэнд хоолойг суурь дээр наасан модон блокоо наа. Хавтан дээр зурсан шугамын дагуу хоолойг халуун цавуугаар наа. Хавтангийн гадаргуугаас хамгийн алслагдсан циклоидын замыг дундаж уртын дагуу 35 мм өндөртэй модон блокоор бэхэлсэн.
Нүхний ялтсуудыг дээд замын тулгуур блок дээр нааж, модон блокны нүхэнд алдаагүйгээр суулгана. Бид хөшүүргийг төв хавтангийн нүхэнд, нэгийг нь эхлүүлэх машины хайрцагт оруулна. Бид хөшүүргийн төгсгөлийг тэргэнцэрт оруулаад, одоо бид тэргийг самбар дээр нааж байх ёстой газрыг тэмдэглэж болно. Механизм нь хөшүүргийг зүүн тийш эргүүлэхэд бүх нүх нээгдэх байдлаар ажиллах ёстой. Олдсон газрыг харандаагаар тэмдэглээд эцэст нь дэмжлэгийг халуун цавуугаар наа.
Хөгжилтэй. Бид уралдааны зам, нэгэн зэрэг шинжлэх ухааны төхөөрөмжийг хананд өлгөдөг. Ижил жинтэй, диаметртэй бөмбөлгүүдийг эхний байранд нь байрлуулна. Гохыг зүүн тийш эргүүлж, бөмбөгнүүд нэгэн зэрэг хөдөлж эхэлнэ. Бид 500 мм-ийн хамгийн богино зам дээрх хамгийн хурдан бөмбөгийг барианд орох болно гэж бодсон уу? Бидний зөн совин бидэнд бүтэлгүйтсэн. Энд тийм биш байна. Тэрээр барианд гуравт бичигдэж байна. Гайхалтай нь үнэн.
Хамгийн хурдан бөмбөг бол циклоидын зам дагуу хөдөлдөг бөмбөг бөгөөд түүний зам нь 550 миллиметр, нөгөө нь тойргийн сегментийн дагуу хөдөлдөг бөмбөг юм. Яаж эхлэх үед бүх бөмбөг ижил хурдтай байсан бэ? Бүх бөмбөгний хувьд ижил боломжит энергийн зөрүүг кинетик энерги болгон хувиргасан. Төгсгөлийн цагийн ялгаа хаанаас ирдгийг шинжлэх ухаан бидэнд хэлэх болно.
Тэрээр бөмбөгний энэ зан үйлийг динамик шалтгаанаар тайлбарлав. Бөмбөлгүүд нь замын хажуугийн бөмбөгөнд үйлчилдэг урвалын хүч гэж нэрлэгддэг тодорхой хүчинд өртдөг. Урвалын хүчний хэвтээ бүрэлдэхүүн нь дунджаар циклоидын хувьд хамгийн том нь юм. Энэ нь мөн тэр бөмбөгний хамгийн том дундаж хэвтээ хурдатгал үүсгэдэг. Таталцлын хөлсний аль ч хоёр цэгийг холбосон бүх муруйгаас циклоидын уналтын хугацаа хамгийн богино байдаг нь шинжлэх ухааны баримт юм. Та энэ сонирхолтой асуултын талаар физикийн хичээлүүдийн нэг дээр ярилцаж болно. Магадгүй энэ нь аймшигт хуудсуудын нэгийг нь хойш тавьж магадгүй юм.
