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:

▪ Цирковой номер

▪ Упрямая звездочка

▪ Реактивный двигатель из куриного яйца

 Рекомендуем интересные опыты по химии:

▪ Пигменты

▪ Каучук из растений

▪ Вечный барометр

Смотрите другие статьи раздела Занимательные опыты дома.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива 8-ядерный мобильный процессор от Samsung 13.01.2013 Компания Samsung на выставке CES 2013, которая открылась в Лас-Вегасе 8 января, анонсировала мобильный процессор Exynos 5 Octa, который имеет восемь вычислительных ядер. Exynos 5 Octa может использоваться в планшетах и смартфонах. Разрабатывая процессор, Samsung сделала упор на многозадачности и приросте производительности 3D-графики, однако постаралась снизить энергопотребление чипа, заявили представители компании. Экономия энергии достигается за счет использования в процессоре двух групп ядер. В одной группе содержатся четыре ядра на архитектуре Cortex-A15, а во второй - четыре ядра на архитектуре Cortex-A7. Первая группа ядер используется для выполнения ресурсоемких задач, а вторая - для задач, не требующих большой вычислительной мощности. Exynos 5 Octa производится по 28-нм технологическому процессу, как и 77-ядерный процессор Tegra 4 компании Nvidia, также представленный на CES 2013. В чипе Tegra 4 содержатся четыре ядра Cortex-A15 и пятое "ядро-компаньон", функции которого аналогичны функциям ядер из второй группы в Exynos 5 Octa. К тому же, в Tegra 4 есть еще 72 графических ядра. Процессоры из семейства Exynos основаны на архитектуре ARM. Они используются в смартфонах и планшетах Samsung и Meizu. Корейская компания разрабатывает чипы самостоятельно.

Другие интересные новости:

▪ Лифт на солнечных батареях с накопителем энергии

▪ Вспененная бумага

▪ Размер подписи и самолюбование

▪ Магнитный тумблер для клетки

▪ Малошумящий 38V LDO-регулятор ST Microelectronics LDO40L

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Справочник электрика. Подборка статей

▪ статья Постой, паровоз, не стучите, колеса! Крылатое выражение

▪ статья Какая советская песня переведена на десятки языков мира? Подробный ответ

▪ статья Морская горчица. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Уточнение конфигурации окна сердечника трансформатора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Тонкомпенсированный регулятор громкости совмещенный с регуляторами тембра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025