Balap bal
Waktos ieu kuring nyarankeun anjeun ngadamel alat anu sederhana tapi efektif pikeun kelas fisika. Ieu bakal lomba bal. Kauntungan sejen tina rarancang lagu téh nya éta ngagantung dina témbok tanpa nyokot up loba spasi tur salawasna siap pamer pangalaman balap. Tilu bal dimimitian sakaligus ti titik lokasina di jangkungna sarua. Kendaraan peluncuran anu dirarancang khusus bakal ngabantosan urang dina ieu. Bal bakal ngajalankeun sapanjang tilu jalur béda.
Alatna siga papan ngagantung dina témbok. Tilu tabung transparan glued kana dewan, jalur sapanjang nu bal bakal mindahkeun. Jalur kahiji mangrupikeun anu paling pondok sareng gaduh bentuk pesawat condong konvensional. Anu kadua nyaéta ruas bunderan. Pita katilu aya dina bentuk fragmen cycloid. Sadayana terang naon bunderan, tapi aranjeunna henteu terang kumaha rupana sareng ti mana asalna cycloid. Hayu urang ngingetan yén cycloid mangrupakeun kurva digambar ku titik tetep sapanjang bunderan, rolling sapanjang garis lempeng tanpa slipping.
Hayu urang ngabayangkeun yén urang nempatkeun hiji titik bodas dina ban sapédah sarta ménta batur pikeun nyorong sapédah atawa naek eta lambat pisan dina garis lempeng, tapi pikeun ayeuna urang bakal niténan gerakan titik. Jalur tina titik napel beus bakal ngurilingan cycloid nu. Anjeun teu kedah ngalakukeun percobaan ieu, sabab dina gambar urang geus bisa ningali cycloid plotted dina peta tur sagala jalur dimaksudkeun pikeun ngajalankeun bal. Janten adil dina titik awal, urang bakal ngawangun hiji starter uas basajan anu bakal ngamimitian sakabeh tilu bal merata. Ku narik uas, bal pencét jalan dina waktos anu sareng.
Biasana intuisi urang ngabejaan urang yen bal nu nuturkeun jalur paling langsung, nyaeta, pesawat condong, bakal panggancangna jeung meunang. Tapi boh fisika atanapi kahirupan saderhana pisan. Tempo sorangan ku assembling alat eksperimen ieu. Saha anu damel. Bahan. Sapotong triplek segi opat ukuranana 600 x 400 milimeter atawa corkboard sarua ukuran atawa kirang ti dua méter pipa plastik transparan kalayan diaméter 10 milimeter, lambaran aluminium kandel 1 milimeter, kawat kalayan diaméter 2 milimeter. , tilu bal idéntik nu kudu mindahkeun kalawan bébas di jero tabung. Anjeun tiasa make bal baja bearing rusak, lead shot, atawa bal shotgun, gumantung kana diaméter jero pipa Anjeun. Kami bakal ngagantung alat kami dina témbok sareng pikeun ieu kami peryogi dua panyekel pikeun ngagantung gambar. Anjeun tiasa mésér atanapi ngadamel gagang kawat ku panangan anjeun nyalira ti kami.
alat-alat. Saw, péso seukeut, gun lem panas, bor, cutter lambar logam, tang, pensil, puncher, bor, file kai sarta dremel nu ngajadikeun pakasaban pisan gampang. Dasar. Dina kertas, kami bakal ngagambar tilu rute perjalanan anu diprediksi dina skala 1: 1 dumasar kana gambar dina surat kami. Anu kahiji lempeng. Bagéan bunderan kadua. Jalur katilu nyaéta cycloids. Urang tiasa ningali dina gambar. Gambar lagu anu leres kedah digambar deui dina papan dasar, ku kituna urang engké terang dimana lem pipa anu bakal janten jalur bal.
Jalur bal. Tabung palastik kedah transparan, anjeun tiasa ningali kumaha bal kami ngalir di jerona. Tabung plastik murah sareng gampang dipendakan di toko. Kami bakal motong panjang pipa anu diperyogikeun, sakitar 600 milimeter, teras pondokkeun sakedik, pas sareng nyobian proyék anjeun.
Pangrojong ngamimitian lagu. Dina blok kai ukuran 80x140x15 milimeter, bor tilu liang kalayan diaméter tabung. liang nu urang lengket lagu kahiji, i.e. ngagambarkeun evenness, kudu sawn sarta ngawangun sakumaha ditémbongkeun dina poto. Kanyataan yén tabung teu ngabengkokkeun dina sudut katuhu jeung némpél bentuk pesawat saloba mungkin. Tabung sorangan ogé dipotong dina sudut anu dibentuk. Lem tabung luyu kana sakabéh liang ieu dina blok.
mesin loading. Ti hiji lambar aluminium kandel 1 mm, urang motong kaluar dua rectangles kalawan diménsi, ditémbongkeun saperti dina gambar. Dina kahiji jeung kadua, urang bor tilu liang kalayan diaméter 7 milimeter coaxially jeung susunan sarua salaku liang dibor dina bar kai nu constitutes awal lagu. Liang ieu bakal jadi sarang awal pikeun bal. Bor liang dina piring kadua kalayan diaméter 12 milimeter. Lem potongan rectangular leutik lambar logam ka edges ekstrim tina pelat handap sarta aranjeunna tina pelat luhur kalawan liang leutik. Hayu urang ngurus alignment elemen ieu. Plat tengah 45 x 60 mm kedah pas antara pelat luhur sareng handap sareng tiasa ngageser pikeun nutupan sareng muka liang. Plak leutik glued ka handap jeung pelat luhur bakal ngawatesan gerakan gurat tina plat tengah meh bisa pindah ka kénca jeung ka katuhu jeung gerakan uas. Kami bor liang dina piring ieu, katingali dina gambar, dimana uas bakal disimpen.
panangan tuas. Urang ngabengkokkeun tina kawat kalayan diaméter 2 milimeter. Kawat bisa gampang diala ku motong panjang 150 mm tina gantungan kawat. Biasana urang nampi gantungan sapertos kitu sareng baju bersih tina cucian, sareng janten sumber kawat anu lempeng sareng kandel pikeun tujuan urang. Ngabengkokkeun hiji tungtung kawat dina sudut katuhu dina jarak 15 milimeter. Tungtung anu sanés tiasa diamankeun ku cara nempatkeun gagang kai.
Rojongan Lever. Éta dijieun tina blok ukuran 30x30x35 milimeter luhur. Di tengah blok, urang bor liang buta kalayan diaméter 2 milimeter, dimana ujung uas bakal jalan. Tungtung. Tungtungna, urang kudu kumaha bae nyekel bal. Unggal hileud ditungtungan ku keupeul. Éta diperlukeun ku kituna urang teu néangan bal sakuliah kamar sanggeus unggal tahapan kaulinan. Urang bakal nyieun newak ti sapotong 50 mm pipa. Dina hiji sisi, motong tabung dina hiji sudut pikeun nyieun témbok panjang nu bal bakal pencét pikeun ngalengkepan jalur. Di tungtung séjén tina tabung, motong slot kana nu urang nempatkeun plat klep. piring moal ngidinan balna kaluar kontrol mana. Di sisi anu sanésna, pas urang tarik kaluar piring, bal sorangan bakal tumiba kana leungeun urang.
Pamasangan alat. Di pojok katuhu luhur papan, di awal ditandaan sadaya lagu, lem blok kai urang nu urang glued tabung ka dasarna. Lem tabung sareng lem panas kana papan dumasar kana garis anu digambar. Jalur cycloidal furthest ti beungeut slab nu dirojong sapanjang panjang rata na ku bar kai 35 mm tinggi.
Lem pelat liang kana blok rojongan lagu luhur ambéh maranéhanana cocog kana liang dina blok kai tanpa kasalahan. Urang selapkeun uas kana liang tina plat sentral jeung hiji kana casing tina mesin dimimitian. Kami ngalebetkeun tungtung uas kana gerbong sareng ayeuna urang tiasa nyirian tempat dimana gerbong kedah dipasang dina papan. Mékanismena kedah dianggo dina cara anu nalika uas dihurungkeun ka kénca, sadaya liang dibuka. Cirian tempat kapanggih ku pensil sarta tungtungna lem rojongan ku lem panas.
Senang. Urang ngagantung lagu balap jeung dina waktos anu sareng alat ilmiah dina témbok. Bola anu beurat sareng diaméterna sami disimpen di tempat awalna. Hurungkeun pemicu ka kénca jeung bal bakal mimiti gerak dina waktos anu sareng. Naha urang ngira yén bal panggancangna di garis finish bakal hiji dina lagu 500mm shortest? Intuisi urang gagal. Di dieu teu kitu. Manehna katilu di garis finish. Ahéng, éta leres.
Bal panggancangna nyaéta bal anu ngalir sapanjang jalur cycloidal, najan jalur na 550 milimeter, sarta séjén nyaéta hiji anu ngalir sapanjang hiji ruas bunderan. Kumaha éta lumangsung yén dina titik awal sagala bal boga speed sarua? Pikeun sakabéh bal, béda énergi poténsial sarua dirobah jadi énergi kinétik. Élmu bakal nyarioskeun ka urang ti mana bédana waktos bérés.
Anjeunna ngécéskeun kabiasaan ieu bal ku alesan dinamis. Bal tunduk kana gaya nu tangtu, disebut gaya réaksi, nimpah bal ti sisi lagu. Komponén horizontal gaya réaksi rata-rata, nu panggedéna pikeun cycloid a. Éta ogé nyababkeun akselerasi horisontal rata-rata panggedéna tina bal éta. Ieu mangrupikeun kanyataan ilmiah yén tina sadaya kurva anu nyambungkeun mana-mana dua titik tina kesang gravitasi, waktos ragrag cycloid mangrupikeun anu paling pondok. Anjeun tiasa ngabahas patarosan metot ieu di salah sahiji palajaran fisika. Panginten ieu bakal nyingkirkeun salah sahiji halaman anu dahsyat.
