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:

▪ Электричество на расческах

▪ Сухим из воды

▪ Простейший насос

 Рекомендуем интересные опыты по химии:

▪ Долгая жизнь батарейки

▪ Индикаторы из соков и компотов

▪ Старая батарейка и ее оживление

Смотрите другие статьи раздела Занимательные опыты дома.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Барабанное ОЗУ для квантового компьютера 26.03.2013 Физики смогли реализовать эту идею, обратившись к опыту пионеров вычислительной техники, позаимствовав общие принципы работы "квантовой ОЗУ" у барабанной памяти 60-х годов. Американские физики создали особое запоминающее устройство, способное работать в качестве оперативной памяти для квантового компьютера и похожее по своему принципиальному устройству на барабанную память 60 годов, один из самых первых видов ОЗУ в истории "компьютерного века", говорится в статье, опубликованной в журнале Nature. "Мы полагаем, что вращение барабана может быть использовано в качестве своеобразной локальной памяти для квантовых вычислительных систем. Можно сказать, что наши эксперименты проходили на грани между классическими и квантовыми системами", - заявил Конрад Ленерт (Konrad Lehnert) из Национального института стандартов и технологий США в Боулдере. Ленерт и его коллеги создали один из возможных вариантов ОЗУ для будущих квантовых компьютеров, пытаясь наладить передачу кубитов - единиц информации в квантовых вычислениях - между отдельными вычислительными узлами. В ходе экспериментов ученые заметили, что микроволновое излучение, охлаждавшее соединения между компонентами квантового компьютера, можно использовать и для хранения данных. Физики смогли реализовать эту идею, обратившись к опыту пионеров вычислительной техники, позаимствовав общие принципы работы "квантовой ОЗУ" у барабанной памяти 60 годов. Данная ячейка памяти представляет собой миниатюрный "барабан" - пластинку из алюминия, которая непрерывно охлаждается микроволновым резонатором. В зависимости от поляризации излучения и некоторых других параметров, "барабан" начинает резонировать на определенной частоте. Меняя параметры этих волн, ученые научились записывать и считывать состояния кубитов, подключенных к микроволновому резонатору. Относительно высокая надежность считывания кубита, превышающая 65%, и долгое время его жизни внутри "барабана" - около 90 микросекунд - позволяют надеяться на то, что подобные ячейки "квантовой ОЗУ" помогут ученым разработать полноценный квантовый компьютер.

Другие интересные новости:

▪ Релятивистское сжатие электрического поля

▪ Микросхема Toshiba TC7766WBG

▪ Дом на штопоре

▪ Трехмерная сканирующая система

▪ Найдены гены устойчивого к засухе риса

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники. Подборка статей

▪ статья В греческом зале. Крылатое выражение

▪ статья Кто придумал марки? Подробный ответ

▪ статья Начальник котельной. Должностная инструкция

▪ статья Музыкальный синтезатор на микросхеме UM66T. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Квадрат на календаре. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026