Бесплатная техническая библиотека

Опыты с осями-невидимками. Физические эксперименты

Занимательные опыты дома / Опыты по физике для детей

 Комментарии к статье

Оси, на которых вращаются колеса или другие детали машин,- вполне реальные физические тела. Их можно увидеть, потрогать. Обычно это металлические валы, валики, стержни, трубки. У железнодорожных вагонов оси вращаются вместе с колесами, а у велосипедов, например, колеса вращаются на неподвижной оси.

Но слово "ось" употребляется еще и в другом смысле. Этим словом называют условную, невидимую линию, вокруг которой происходит вращение. Фигурист на льду, выполняющий "волчок", гимнаст, совершающий в воздухе сальто, да и наша планета Земля, наконец,- все они вращаются вокруг невидимых линий, которые называются осями вращения. Существует и такое название - ось свободного вращения. Она проходит всегда через центр тяжести вращающегося тела.

Мы с вами проделаем несколько опытов с такими осями свободного вращения. Эти оси хотя и существуют, но они невидимки: их нельзя ни увидеть, ни потрогать. Для опытов нужно изготовить прибор, который и будет вращать различные предметы с большой скоростью вокруг невидимых осей.

Вырежьте из толстого картона круг диаметром 25-30 сантиметров, проделайте в его центре небольшое отверстие и положите его на круглое основание старой, настольной лампы. Можно заменить эту деталь чугунными конфорками от плиты или абразивным диском для точила. Одним словом, это должен быть тяжелый круг. Если вы возьмете конфорки или точильный круг, то нужно будет вырезать из куска фанеры соответствующего размера еще один круг, сделать в его центре небольшое отверстие и на этот круг положить выбранный диск. Круг же, вырезанный из картона, кладется сверху. Через середину получившейся стопки кругов (будем теперь все это называть просто диском) проденьте две прочные веревки и завяжите их внизу узлом. Подвешенный на них диск будет висеть горизонтально, опираясь на узел.

Прибор готов, приступим к опытам.

К узлу, на который опирается диск, привяжите тонкий шнурок длиной 25 сантиметров. Для других опытов, может быть, нужно будет подобрать и другие шнурки. Можно использовать и шпагат (только не бумажный), а для некоторых опытов - тонкую рыболовную леску.

К концу висящего под диском шнурка привяжите карандаш - за самый конец. Вращая диск, хорошо скрутите веревки, на которых он висит. Когда вы его отпустите, он начнет быстро вращаться. Можно добиться очень быстрого вращения, если рукой давить на круглую намыленную палочку, вставленную между веревками.

Итак, диск раскрутился. Что же произойдет с висящим под диском карандашом? Он тоже будет вращаться на своем шнурке и постепенно займет горизонтальное положение. Ось его вращения, свободная невидимая ось, проходит точно через середину карандаша - его центр тяжести.

Во время этого и других опытов с осями свободного вращения необходимо регулировать скорость вращения диска. Скорость должна быть достаточной для приведения подвешенного предмета в горизонтальное положение, но шнурок при этом не должен подниматься до самого диска. Легко добиться нужной скорости вращения, изменяя степень закручивания веревок или силу нажима на палочку, вставленную между веревками.

Для следующего опыта вместо карандаша привяжите к шнурку кружок диаметром около 10 сантиметров, вырезанный из толстого картона. Привязать его надо за самый край, проделав небольшое отверстие шилом. При достаточной скорости вращения диска кружок будет вращаться горизонтально вокруг своей свободной оси, проходящей через его центр.

На смену картонному кружку подвесьте какой-нибудь симметричный предмет или кольцо, что окажется под рукой. Например, можно подвесить за ободок опорный диск от лыжной палки. При быстром вращении он тоже будет вращаться горизонтально.

Проделайте еще один эффектный опыт. Возьмите шестнадцать небольших канцелярских скрепок, сцепите их друг с другом, чтобы получилась замкнутая цепочка. Подвесьте ее под диском на тонкой рыболовной леске. Когда диск хорошо раскрутится, цепочка образует кольцо, вращающееся горизонтально. Невидимая свободная ось этого кольца точно проходит через его середину - его центр тяжести.

Вертикальную свободную ось наши вращающиеся предметы выбирают себе сами. Для каждого из них эта ось оказывалась самой устойчивой из всех возможных осей, вокруг которых данный предмет мог бы вращаться.

Производя описанные здесь опыты, пробуйте сами изменять длину шнура для подвешивания предметов, место крепления шнура. Диск должен висеть строго горизонтально, не раскачиваться. Конечно, всегда надо проявлять, как и во всех других опытах, терпение и настойчивость.

Интересный опыт со свободным вращением описан в "Механике" С. П. Стрелкова.

У спичечной коробки есть три взаимно перпендикулярные оси свободного вращения, проходящие через ее центр тяжести. Но самыми устойчивыми осями вращения у нее оказываются только две: одна проходит вертикально через середину спичечной коробки, а другая - горизонтально вдоль коробки. А та ось, которая проходит поперек коробки, не обеспечивает устойчивого вращения. Возьмите пустую спичечную коробку двумя пальцами и щелчком другой руки подбросьте ее вверх. Проделайте это несколько раз, каждый раз заставляя коробочку вращаться поочередно вокруг одной из трех осей, о которых говорилось выше. Смотрите внимательно, и вы сами увидите, вокруг какой из трех осей коробочка вращается лучше, более четко.

Автор: Рабиза Ф.В.

 Рекомендуем интересные опыты по физике:

▪ Гидравлический удар

▪ Виноградная подводная лодка

▪ Карманные солнечные часы

 Рекомендуем интересные опыты по химии:

▪ Рисование йодом

▪ Крахмал окрашивается под действием йода

▪ Как зажечь костер без спичек

Смотрите другие статьи раздела Занимательные опыты дома.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Стимулируемый мозг работает эффективней 13.04.2012 Ученые из Сиднейского университета экспериментально доказали, что неинвазивная стимуляция мозга позволяет решить задачи, с которыми человек до этого не мог справиться. В ходе эксперимента использовалась знаменитая головоломка: девять точек, которые нужно соединить между собой, используя только четыре прямые линии и не отрывая пера от страницы. Удивительно, но исследования в течение последнего столетия показали, что почти никто не может решить эту головоломку. Однако ученые из Сиднейского университета продемонстрировали, что более 40% людей смогли решить головоломку девяти точек после 10 минут безопасной, неинвазивной стимуляции мозга. Стимуляция заключается в торможении левой передней височной доли головного мозга и одновременном возбуждении правой передней височной доли с помощью транскраниальной стимуляции постоянным током. Ранее данная технология успешно применялась для кратковременного усиления понимания и улучшения памяти. По мнению ученых, их уникальная методика стимуляции мозга даст людям возможность выполнять сложнейшую умственную работу, которая недоступна в обычном состоянии. Конечно, транскраниальная стимуляция носит временный характер и не улучшает работу мозга "навсегда", однако даже непродолжительные "вспышки гениальности" могут привести к выдающимся результатам.

Другие интересные новости:

▪ Bluetooth 5.0 радиомодули STMicroelectronics BlueNRG-M2SA и BlueNRG-M2SP

▪ Весы с интеллектом

▪ Контроль ионного потока через нанопоры

▪ Датчик изображения Sony IMX224MQV с рекордно высокой светочувствительностью

▪ Чемпионат по футболу среди роботов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Молниезащита. Подборка статей

▪ статья Сыновья лейтенанта Шмидта. Крылатое выражение

▪ статья Почему собаки зарывают кости? Подробный ответ

▪ статья Отек Квинке. Медицинская помощь

▪ статья Радиопередатчик с ЧМ в УКВ-диапазоне частот 61-73 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Схема, распиновка (распайка) кабеля Alcatel 311-315 BF3/4. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025