Колыбель ньютона своими руками: Проект на тему Маятник Ньютона
- Проект на тему Маятник Ньютона
- Колыбель Ньютона Работу выполнил Ученик 7 класса Гимназии
- колыбель Ньютона, Армагеддон и катышки на свитере;, but be the serpent under’t — фанфик по фэндому «Роулинг Джоан «Гарри Поттер»», «Гарри Поттер»
- Электромагнитный маятник.
- Помощь по Теле2, тарифы, вопросы
- Как сделать колыбель ньютона своими руками – Маятник Ньютона своими руками – Delvik.ru – Доска объявлений Перми
- Световое воплощение Колыбели Ньютона | Арт-словарь
- Как сделать простую колыбель Ньютона
- Как провести простой научный эксперимент «Колыбель Ньютона»
- Колыбель Ньютона
- Как сделать колыбель Ньютона
- Колыбель Ньютона Проект
- Маятник люльки Ньютона
- Маятник с качающимися шариками
- Легкие научные эксперименты
- Маятник Ньютона
- Забавные физические эксперименты
- Физические эксперименты для детей
- Третий закон Ньютона
- объяснение колыбели Ньютона
- Забавные научные эксперименты для детей
- Летние развлечения для детей
- Веселые летние развлечения для детей
- Колыбель Ньютона своими руками
- Ожидался логический аргумент.
- Как сделать колыбель Ньютона из картона
- Как работают колыбели Ньютона | HowStuffWorks
- Что демонстрирует колыбель Ньютона?
Проект на тему Маятник Ньютона
Муниципальное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 6
имени Л.И. Ошанина
Проектная работа по физике
Маятник Ньютона
Ученик 9 А класса
Шаров Максим
2017
Содержание
Введение
Теоретическая часть
2.1.Маятники. Виды маятников.
2.2. История открытия маятника Ньютона
2.3.Принцип работы маятника Ньютона.
2.4.Применение маятника Ньютона.
Практическая часть
Изготовление маятника
Анализ результатов эксперимента
Заключение
Список литературы
Приложения
Введение.
Физика – наука экспериментальная. Сейчас существует много способов заинтересовать учащегося изучать эту сложную и важную для жизни каждого человека науку: обучающие интернет сайты, научно- популярная литератураи даже интерактивные музеи. Такой Музей занимательных наук Эйнштейна в Ярославлеяпосетил с родителями в прошлом году. В нем представлены интересные экспонаты, демонстрирующие различные физические явления. Я обратил внимание на различные маятники и решил попробовать сделать один из них своими руками.
Цельработы: конструирование прибора –модели маятника Ньютона.
Задачи:
Проанализировать литературу по рассматриваемому вопросу.
Продумать конструкцию маятника с наименьшими затратами и хорошим эстетическим видом.
Изготовить и привести в действиеприбор- маятник Ньютона.
Гипотеза: Сконструированный маятник Ньютона продемонстрирует законы взаимосвязи механической энергии и импульса.
Актуальность выбранной темы обусловлена значением изучения законов сохранения энергии, они доказывают взаимосвязь явлений природы. Такие понятия, как «импульс», «работа», «энергия» в последующем необходимы для изучения многих физических разделов. При изучении данной темы развиваются такие умения, как наблюдать, ставить эксперимент, конструировать, анализировать.
2. Теоретическая часть.
2.1.Маятники. Виды маятников.
Ма́ятник — система, подвешенная в поле тяжести и совершающая механические колебания. Колебания совершаются под действием силы тяжести, силы упругости и силы трения. Во многих случаях трением можно пренебречь, а от сил упругости (либо сил тяжести) абстрагироваться, заменив их связями.
Во время колебаний маятника происходят постоянные превращения энергии из одного вида в другой. Кинетическая энергия маятника превращается в потенциальную энергию (гравитационную, упругую) и обратно. Кроме того, постепенно происходит преобразование кинетической энергии в тепловую, за счёт сил трения.
Одним из простейших маятников является шарик, подвешенный на нити. Идеализацией этого случая является математический маятник — механическая система, состоящая из материальной точки, подвешенной на невесомой нерастяжимой нити или на невесомом стержне в поле тяжести.
Если размерами массивного тела пренебречь нельзя, но всё ещё можно не учитывать упругих колебаний тела, то можно прийти к понятию физического маятника.
Физический маятник — твёрдое тело, совершающее колебания в поле каких-либо сил относительно точки, не являющейся центром масс этого тела, или неподвижной горизонтальной оси, не проходящей через центр масс этого тела.
Система из нескольких шариков, подвешенных на нитях в одной плоскости, колеблющихся в этой плоскости и соударяющихся друг с другом, называется маятником Ньютона. Здесь уже приходится учитывать упругие процессы и законы сохранения импульса.
Маятник Фуко — это груз, подвешенный на нити, способный изменять плоскость своих колебаний.
Ещё одним простейшим маятником является пружинный маятник. Пружинный маятник — это груз, подвешенный на пружине и способный колебаться вдоль вертикальной оси.
Крутильный маятник — механическая система, представляющая собой тело, подвешенное в поле тяжести на тонкой нити и обладающее лишь одной степенью свободы: вращением вокруг оси, задаваемой неподвижной нитью.
Маятник Капицы — пример динамически стабилизированного перевернутого маятника.
Маятники используются в различных приборах, например, в часах и сейсмографах.
Маятники облегчают изучение колебаний, так как наглядно демонстрируют их свойства.
2.2. История открытия маятника Ньютона.
Великий учёный Исаак Ньютон изобрел наглядную демонстрацию преобразования энергии — маятник или как ее еще называют — колыбель. Это устройство представляет собой конструкцию из пяти одинаковых металлических шаров, каждый из которых крепится с помощью двух тросов к каркасу, а тот в свою очередь к прочному основанию П-образной формы.
Исследование и использование маятниковых устройств для демонстрации закона воздействия между несколькими телами, было сначала описано учёным Мариоттом в 17-м столетии. Кроме Ньютона, принцип маятника использовали и другие физики. Среди них Христиан Гюйгенс, который изучал столкновение, а также физик АббеМэрайотт, он изучал закон воздействия тел друг на друга.
Есть много разногласий, как же все-таки появилась современная колыбель Ньютона. К примеру, Мариуса Морина считают учёным, который первым сконструировал и дал название популярной сегодня конструкции. Он сделал для своей компании деревянную версию маятника. Сувениры-шары были успешно проданы и положили начало ринку таких игрушек. Парой лет потому режиссёр и скульптор Ричард Лонкрейн усовершенствовал шары, сделал их хромовыми, благодаря чему дизайн бил признан очень успешным.
Продавать изобретение Исаака Ньютона в 1967 году предложил СаймонПреббл, актер из Англии. Именно он и дал название прибору — «колыбель Ньютона«. С тех пор маятник стал популярным сувениром и прекрасной деталью в интерьере.
Самое большое устройство колыбели в мире было разработано Разрушителями мифов и состояло из пяти одной тонны бетона и стали наполненные перебаром бакены, приостановленные от стальной связки. Бакенам также вставили листовую сталь, промежуточную их две половины, чтобы действовать как «контактный центр» для передачи энергии; это устройство колыбели не функционировало хорошо. Версия меньшего масштаба, построенная ими, состоит из пяти 6-дюймовых хромовых шарикоподшипников стали, каждого взвешивания 33 фунта, и почти так же эффективна как настольная модель.Но это устройство колыбели за счет массивности имело погрешности в действии
Устройство колыбели с самыми большими шарами столкновения диаметра на общественном дисплее, демонстрировалось больше года в Милуоки, Висконсин в американской Науке розничного магазина и Излишке. Каждый шар был надувным шаром осуществления 26 дюймов в диаметре (приложенный в клетке стальных колец) и был поддержан от потолка, используя чрезвычайно сильные магниты. Это было демонтировано в начале августа 2010 из-за проблем обслуживания.
Версия меньшего масштаба состояла из пяти 6-дюймовых хромовых шариков-подшипников стали, каждый из которых весил 33 фунта. Эта модель била практически такая же эффективна как настольная версия.
В Соединённых Штатах Америки в Мичигане установили самую большую модель колыбели Ньютона. Она состоит из 16 шаров для боулинга, которые весят 6.8 кг каждый. Они крепятся на прочных тросах длиной 6.1 метра и возвышены на 1 метр над землей (приложение 1)
2.3.Принцип работы маятника Ньютона
Если к шарикам не прикасаться, то они все время находятся в неподвижном состоянии. Чтобы увидеть движение маятника, нужно привести в действие крайний шар, тогда шар на другом краю будет совершать колебания с такой же скоростью и амплитудой, как и предыдущий. Движения происходят по конкретной траектории и с постоянной частотой. Это демонстрирует закон сохранения импульса, а также превращение потенциальной энергии в кинетическую и наоборот.
Поскольку первое тело производит ударную волну, она передается через промежуточные сферы, которые остаются неподвижными, и воспроизводиться в последнем шаре. Если бы не было затрат энергии и препятствий таких как трение, маятник мог бы стать вечным двигателем. Но в природе это невозможно и колебания шаров со временем утихают, поскольку движению препятствуют диссипативные силы. Энергетические потери – причина по которой шары в конечном счете останавливаются. Более высокий вес стали уменьшает относительный эффект сопротивления воздуха. Размер стальных шаров ограничен, потому что столкновения могут превысить упругий предел стали, исказив его и порождения тепловых потерь.Продолжительность работы маятника напрямую зависит от веса и размера шариков: чем больше их диаметр и чем они тяжелее, тем дольше будет длиться данный процесс, и наоборот.
Маятник Ньютона устроен так, что начальный шар передаёт импульс второму шарику, а затем замирает. Нашему глазу на первый взгляд незаметно, как следующий шарик приминает импульс от предыдущего, мы не можем проследить его скорость. Но, если взглянуть пристальнее, можно заметить, как: шарик немножко “вздрагивает”. Это объясняется тем, что он совершает движения с посланной ему скоростью, но поскольку расстояние очень маленькое и ему некуда разогнаться, то он может на своем коротком пути передать импульс третьему шарику и и в итоге остановиться.
Такое же действие совершает и следующий шарик, и так далее. Второе тело принимает импульс потенциальной энергии от предыдущего, но поскольку нет возможности превращения потенциальной энергии в кинетическую, то импульс передается от второго шара далее — в третий, четвертый, пятый. У последнего шарика некуда передавать свой импульс, поэтому он свободно колеблется, поднимаясь на определенную на высоту, а затем возвращается, и весь процесс передачи импульсов повторяется в обратном порядке.
Представим маятник, состоящий всего из двух сфер. В этом случае шар в движении сталкивается с соседом, который пребывает в состоянии покоя. Соприкасание упругое и центральное (так как оно наблюдается в идеальной колыбели Ньютона). Чтобы сосчитать скорости шаров после упругого столкновения, необходимо воспользоваться уравнением закона сохранения импульса для такой схемы и уравнением закона сохранения энергии, а потом развязать полученную систему уравнений. Итог известен: шар, который двигался останавливается, а тот, что пребывал в состоянии покоя, обретает скорость первого.
Колебания похожи на распространение упругой волны в твёрдом теле, или же на посыл упругих возмущений и энергии упругой деформации без переноса вещества, как это происходит со звуком. Этот закон будет работать, если давать ускорение двум или трем телам одновременно.
2.4.Применение маятника
Шары Ньютона признали еще в конце 20 века, они чаще всего применялись для релаксации, в психотерапии, а также для подсчета времени. Декоративная модель шаров Ньютона пользуется неизменной популярностью уже многие годы. Мерное колебание, монотонное постукивание шаров и их блеск способствуют расслаблению. Это отличное средство для нервной системы, наблюдаетсянесколькотиповвлияния:
— успокаивает нервы;
— снимает стресс;
— помогает привести мысли в порядок;
-отвлекает от проблем;
— расслабляет;
— концентрируетвнимание.
Многие приобретают ее для офиса, устанавливают в кабинете или на рабочем столе. Маятник спасает в ситуациях, когда в разгар трудового дня никак не получается сконцентрироваться на главном из-за больших умственных нагрузок. За движением шаров можно наблюдать бесконечно. Отзывы довольных обладателей доказали, что энергия от движения маятника преобразовывается в интенсивный поток мыслей, интересных идей и в замечательное настроение на целый день.
Удовольствие аксессуар приносит также из-за того, что вы смотрите и знаете, что это инсталляция закона сохранения импульса и сохранения энергии, поэтому наблюдение плавного движения шаров имеет особый смысл. Маятник станет отличной деталью интерьера кабинета в стиле хай-тек, это оригинально и стильно. Маятник Ньютона — прекрасный подарок для человека, который увлекается разними диковинками, головоломками и конструкторами.
.
3.Экспериментальная часть.
3.1. Изготовление маятника
Проанализировав литературу, я выделил требования при конструировании, изготовлении и применении самодельного прибора:
заранее рассчитать его отдельные элементы, сделать необходимые схемы, чертежи;
хорошо представлять принцип действия прибора;
уяснить, на использовании каких законов основана его работа;
от каких факторов зависит эффективность его демонстрации.
Для изготовления маятника Ньютона мне понадобилось: ( приложение 2)
металлические шарики от подшипника (5 штук)
нить хлопчатобумажная (5 штук по 40 см)
клей «Момент»
линейка деревянная
картон
Ход работы:
Выбрать подставку для маятника (приложение 3)
Рассчитать диаметр одного шарика.
Для того, чтобы шарики касались друг друга, необходимо вычислить их диаметр. Для расчета можно воспользоваться способом рядов: ( приложение 4)
На линейке сделать метки, соответствующие размеру одного шарика (приложение 5)
Прикрепить нить к шарикам с помощью клея ( приложение 6)
Закрепить нить в линейке и отрегулировать длину так, чтобы шарики касались друг друга. (приложение 7)
Провести эксперимент.
Анализ результатов эксперимента
В ходе конструированиямодели маятника и демонстрации эксперимента возник ряд трудностей:
Прикрепление нити с помощью клея необходимо производить так, чтобы точка опоры на шарике была одна, иначе при прикреплении нити к линейке трудно выровнять все длины.
Опора для нитей должна быть жесткой, даже маленькие шарики приводят к ее провисанию.
Колебания резко затухают, так как сложно выставить шарики в одну линию.
Несмотря на трудности, маятник Ньютона продемонстрировал передачу импульса и энергии от одного крайнего шарика к другому.
Заключение.
Наблюдать за опытами, которые проводит учитель интересно, но проводить его самому интересно вдвойне, тем более, если сконструировал и сделал прибор своими руками.
В ходе данной работы я познакомился с новыми физическими понятиями и величинами, такими как энергия, импульс и др. Убедился, что способы, изученные на уроках физики, например способ измерения размеров малых тел ( способ рядов), может понадобиться для вычисления не только физических задач.
Маятник Ньютона, сконструированный мной, имеет некоторые технические недостатки и не смог длительное время совершать колебания, но выводы, сделанные в ходе эксперимента, могут позволить их исправить или минимизировать.
Данный маятник можно демонстрировать на уроках физики при изучении таких физических разделов, как «Механические колебания», «Законы сохранения в механике».
Приложение 1
Самая большая модель «колыбели Ньютона».
Маятник Ньютона в Музее занимательных наук Эйнштейна в Ярославле
Приложение
Колыбель Ньютона Работу выполнил Ученик 7 класса Гимназии
Колыбель Ньютона Работу выполнил Ученик 7 класса Гимназии № 9 г. Симферополя Ярошенко Максим Валерьевич Руководитель: Коноваленко Виктор Леонидович Руководитель кружка: «Удивительное рядом» МАН «Искатель» 1
Я, Ярошенко Максим, учусь в г. Симферополе в гимназии № 9 , в 7 классе. Физикой, как наукой, начал заниматься в кружке МАН Крыма «Искатель» «Удивительное рядом» . Занимаюсь в музыкальной школе(гитара) и астрономией (МАН ). Участвовал в конкурсах МАН: «Я – Искатель» , «Шаг в науку» , 2 «Техник – Юниор» .
Цель : -Исследовать законы Ньютона -Построить прибор для демонстрации этих законов своими руками. -Собрать несколько моделей колыбели Ньютона. 3
4
5
Второй закон Ньютона Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе. Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе. 6
7
Изготовление колыбели Ньютона Чтобы собрать каркас мне понадобились: 1) Деревянный брусок 2) Рейка 3) Гвозди 8
Чтобы сделать крепления для шариков мне понадобились: 1) Олово 2) Активный флюс «прима-2» 3) Медная проволока Проволоку я согнул как показано на фото и припаял к шарикам. 9
Сборка колыбели Ньютона Я решил изготовить 2 колыбели Ньютона с разными размерами шариков на одинаковых каркасах. Для того чтобы подвесить крупные шарики я использовал леску толщиной 0. 4 мм. . 10
Для маленьких шариков я использовал тонкую нить, так как леска была слишком жёсткой. 11
Эксперимент № 1 Для проведения эксперимента по демонстрации 2 закона Ньютона за основу была взята «Колыбель» из больших шариков (масса 45 грамм). Шарик был отведён на определённую высоту и отпущен, при этом последний шарик поднялся на высоту 2, 8 см. 12
Эксперимент № 2 Для проведения эксперимента за основу была взята «Колыбель» из больших шариков , но последний был маленьким (масса 9 грамм). Шарик был отведен на туже высоту (как и в первом эксперименте) и отпущен, при этом последний шарик поднялся на высоту 6, 7 см. 13
Так как высота отклонения первого шарика была одинакова в обоих случаях, то и сила удара о второй шарик была одинаковой. Исходя из второго закона Ньютона произведение массы на ускорение должно быть одинаковым. Исходя из того, что массы последних шариков отличаются в 5 раз, то ускорения, а значит и высота поднятия должны заметно отличаться. Что мы и пронаблюдали в эксперименте 1 и 2. 14
Выводы В своей работе я рассмотрел три закона Ньютона, изготовил прибор «Колыбель Ньютона» в нескольких экземплярах с разными характеристиками для демонстрации второго закона. Проверил его справедливость. «Колыбелью Ньютона» можно также демонстрировать закон сохранения энергии и импульса. Сделать такие приборы можно и в домашних условиях. 15
Литература 1. Учебник «Физика 8 класс», Ф. Я. Божинова, И. Ю. Ненашев, Н. М. Кирюхин, изд. «Ранок», 2010 г. 2. Учебник «Физика 10 класс» В. Т. Барьяхтар, Ф. Я. Божинова, изд. «Ранок», 2011 г. 3. “Занимательная физика”, Я. И. Перельман. изд. “Наука”, 1986 4. «Отчего и почему» журнал. № 1 -12 2003 г 5. Сайты http: //www. fizika. ru http: //files. school-collection. edu. ru http: //meteoweb. ru/ http: //www. devicesearch. ru/ http: //www. freeseller. ru http: //www. amariner. net http: //sdelai-sam. pp. ua http: //uznay-kak. ru 16
колыбель Ньютона, Армагеддон и катышки на свитере;, but be the serpent under’t — фанфик по фэндому «Роулинг Джоан «Гарри Поттер»», «Гарри Поттер»
Тога оказалась не просто шторой. То есть шторой, конечно. Огромной штукой из шерсти, которую можно было бы использовать как покрывало, если бы не неровная форма. Она и лежала сейчас на кровати Гарри вместо покрывала, свисая со всех сторон. Прюэтт и Уизли заняли места на представление в первом ряду, то есть скрестив ноги на кроватях. Боунс стоял, нервно пытаясь оторвать пуговицу от своей рубашки, и в четвёртый раз менял решение насчёт «подарить ли ей цветы или это будет неуместно». Гарри смотрел на стекло, по которому хлестал косой дождь – вот даже из окна не выбросишься, там мокро и противно.




***
Кэрроу приземлился на спину и охнул. Гарри тоже охнул: он фактически слышал глухой стук, с которым лопатки Стивена проехались по полу добрых фута три, так сильно его отбросило. Благо Гарри стоял совсем близко к помосту, почти на границе линии, за пересечение которой выбрасывали из клуба. Такие печальные случаи уже были, Вилкост свято блюла границу между дуэлями и студенческими драками. Том опустил палочку, сделав несколько шагов вперёд и наклонившись к противнику.







***
Насколько напряжённой по эмоциям была осень, настолько же расслабленным оказался декабрь. Гарри практически слышал, как над его жизнью щёлкают шарики колыбели Ньютона, отлетая в стороны – то правый, то левый, никогда не двигая остальной ряд, никогда не останавливаясь.

















***
Остаток бала смазался, прокатившись упавшим калейдоскопом по хрупкому душевному равновесию Гарри. Он улыбался, как никогда; шутил, стоя в центре больших компаний и наблюдая, как после его слов раздаётся взрыв смеха; нашёл алкогольный пунш, отобрал пятый по счёту кубок у Игнатиуса, отправив его обратно к Блэк; исчертил носками ботинок всю танцевальную зону; покружил Грозную Августу, порадовавшись своему росту – можно не переживать, что ты карлик с великаншей. Ещё немного, и вылетит из комплекции, удобной для ловца. Впрочем, в школьных матчах это не имеет значения. И совсем, совсем не смотрел на лицо Тома. Только на силуэт и руки: вернув на место своё терпение, Том снова любезно расшаркивался с сокурсниками, вёл свою девушку в танце и, кажется, изъял алкогольный пунш у Паркинсона.



***
Повезло, что с Томом они договорились встретиться за считанные минуты до наступления комендантского часа, потому что подъём в башню занял неприлично много времени.












Электромагнитный маятник.

Колыбель Ньютона.
Здравствуйте. На днях решил я смастерить, что ни будь интересное и познавательное для сына, остановилось мое внимание на маятнике Ньютона или как его еще некоторые называют колыбель Ньютона (а иногда даже шары Ньютона).
Он представляет собой механическую систему, которую изобрел английский актёр в 1967 году, звали его Саймон Преббл.
Этот маятник Вы, конечно же, видели в кабинете физики, учитель на его примере объясняет детям, как преобразуется энергия различная по виду, друг в друга, например потенциальная энергию в кинетическую и обратно.
Инструменты, которыми я пользовался:
1) Плоскогубцы.
2) Молоток.
3) Бородок.
4) Напильник.
5) Паяльник.
6) Кусачки.
7) Пинцет.
Из материалов для изготовления маятника мне понадобились лишь:
1) Подшипник.
2) Канифоль.
3) Припой.
4) Медная проволока (тонкая).
5) Толстая медная проволока (четыре квадратных миллиметра).
6) Нитки.
7) Клей.
Для начала хотелось бы немного рассказать о том, как я изымал шарики из подшипника. Просто мне один дружище рассказывал, как они с товарищем их вытаскивал не совсем безопасным, можно сказать даже совсем не безопасным методом и чуть не лишились своих глаз. Он говорил, что ставил подшипник на твердую поверхность, ударил молотком по обойме и шарики разлетелись (два шарика потеряли). Я не стал так рисковать и начал разбирать его.
Сначала я снял сальники.
Затем уперев бородок на сепаратор (там, где заклепки) легким движением молотка расклепал и выгнул на другую сторону сепаратор в нескольких местах и демонтировал его плоскогубцами.
Далее сгруппировав все шарики, плоскогубцами сместил внутреннее кольцо к внешнему кольцу.
Такими нехитрыми манипуляциями у меня легко получилось вытащить шарики, не повредив ничего себе и окружающим. Причем не один шарик не уходил из поля моего зрения.
Дальше я напильником почистил место, куда буду запаивать колечко.

Хорошенько полудил это место канифолью.
Нашел в закромах кусок многожильного провода маленького сечения. Вытянул плоскогубцами одну жилку.
И сделал из него колечки.
Запаял колечки на шарик. Старался держать как можно ровнее.
Как говориться первый шарик комом. Передержал жало паяльника на шарике, и он потемнел (получил термический ожог:wink:).
Колечки, чтобы были хоть чуть-чуть похожи друг на друга, сверял с уже готовым. Потом проделал те же манипуляции с остальными шариками.
В итоге у меня получились семь не совсем красивых (заляпанных канифолью) чебурашек, причем один из них стал негроидной расы.
После обработки войлоком с пастой гой. (Даже афроамериканец стал блестеть). Как я понял на испытаниях, мне не следовало помещать шарики на магните, они намагнитились, и пришлось их размагничивать. Делал я это при помощи бескаркасной магнитной катушки снятого с нерабочего старого телевизора.

Дальше долгое и мучительное продевание нитки сквозь кольца.
Очистив от изоляции провод сечением четыре квадратных миллиметра начал делать каркас будущего маятника.
Сначала я сделал каркас как на нижнем фото, но он был малоэффективным, получился слишком низким (не хватало разгона) и он принимал часть энергии шариков (усики державшие шарики раскачивались).
И было решено сделать более крепкую и чуть повыше конструкцию.
Нитки привязывал, делая несколько оборотов. Это сделано, чтобы при регулировке расположение шариков проворачиванием нитки, она не прокручивалась обратно под весом привязанных к нему шариков. С начала просто привязал нитки на одну сторону получившегося каркаса.

Затем (регулируя при этом) привязывал на другую балку.
И под конец я отрегулировал шарики (закручиванием нитки на балку) так, что они выстроились в один ряд как можно точнее, ведь от этого тоже очень сильно зависит, как долго он будет щелкать. После точечной настройки я поверх ниток привязанных к балке нанес небольшое количество клея, тем самым зафиксировав их от прокручивания и перемещения по балке.
Далеко не у всех из нас есть способность предсказывать будущее, узнавать факты из прошлого и настоящего, получать ответы на вопросы, которые не лежат на поверхности. Однако зачатки таких способностей есть в каждом из нас.
Нужно развивать их, чтобы достичь успеха или можно воспользоваться вспомогательными атрибутами для помощи в магических делах. В это статье пойдет разговор о таком полезном атрибуте, как магический маятник, который можно сделать дома самому.
Изготовление маятника
Маятник можно купить в специализированном магазине магических предметов, но никаких сверхспособностей он сам по себе не содержит.
Длину нити можно делать любую, но для новичков лучше использовать нить длиной 20-30 сантиметров. На другом конце нити лучше всего завязать узелок, за который будет удобно держаться. Чтобы использовать такой маятник, нужно научиться с ним работать, получать информацию.
Получение информации от маятника
Есть большое количество методик по работе с маятником. С помощью маятника можно диагностировать болезни, искать воду, утерянные вещи, определять различные виды энергии в жилище и т.д. Мы рассмотрим простейший случай — получение ответа на заданный вопрос.

Успехов вам в работе с маятником! И не забывайте, что успех зависит от того, верите вы в то, что делаете или нет.

Электрические качели — хороший подарок для ребенка, а при добротной сборке можно развить идею до, например, офисного сувенира.Основу игрушки составляет простейшая нависная схема (хотя конечно лучше сделать на плате), состоящая из транзистора, диода и особо намотанной катушки, скрытая в дне. «Сиденье” качели — магнит, лучше выбрать неодимовый, их сейчас полно, хотя вполне сойдет и обычный.
Катушка мотается двойным проводом сечением каждый примерно 0.25-0.3 около 1500 витков, т.е. параллельно берутся 2 медных провода и мотаются на катушку. На схеме видно, что конец первого провода соединяется с началом второго. Форму катушки выбрал из логических соображений овальной, т.к. магнит, проходящий над ней, будет лучше взаимодействовать по длине большей диагонали эллипса. Сердечник не использовал, так что можете поэкспериментировать с ним. Мотать лучше аккуратно, виток к витку, но не обязательно.
Транзистор прямой проводимости, можно взять МП39…42, диод любой, батарейка обычная на 1.5 вольт. Для удобства лучше сделать выключатель.Прошу прощения за кустарную сборку, но я делал ее в школьные годы на голом энтузиазме по схеме из старого отцовского блокнота со схемами, так что толком неизвестно, откуда она взялась, и хотел просто как можно скорей увидеть, как она работает.
Запускается просто, включаете устройство и толкаете магнит, через пару секунд вы заметите, как интенсивно начнет колебаться маятник. Система будет лучше работать, если получится создать резонанс, т.е. равенство частот работы схемы и собственной частоты маятника, которая высчитывается по формуле. Здесь это достигается подгонкой всех параметров маятника. Закрепить шатун лучше на 2-х подшипниках, а не на 1-м как у меня.
(рис.1) может быть построен с применением разных физических магнитных эффектов в сочетании с эффектом гравитации. Для компенсации потерь на трение и создания незатухающих колебаний в обычном гравитационном маятнике предлагается дополнительно использовать попеременно силовое взаимодействие двух постоянных магнитов. Изменение характера силового 1, 2 осуществляется преобразователем 6.Он должен обеспечить притягивание постоянных магнитов 1, 2 маятника на спусковом полупериоде качания маятника, в момент их силового отталкивание после прохождения нижней точки траектории маятника. Этот (маятник) может быть построен на различных принципах и физических эффектах:
а) С использованием механического разворота неподвижного магнита 1 на 180 градусов при переходе маятника через нижнюю точку — например: пружинного типа с кулачком ;
б) Путем скачкообразного перемагничивания неподвижного магнита 1 в нижней точке магнита 2 (магнитный эффект Баркгаузена), причем электроэнергию и магнитное поле достаточное для перемагничивания магнита 1 получаем от индуктивной обмотки, размещенной на магните 1 и соединенной с накопителем электроэнергии;
в) С использованием комбинации эффекта Баркгаузена и термомагнитного эффекта Кюри. В этом случае в нижней точке траектории магнита маятника 1размагничиванием импульсным нагревом магнит 1 выше точки Кюри с импульсным перемагничиванием его (эффект магнитного триггера Баркгаузена) -при достижении магнитом 2 верхней точки траектории;
г) Механическое одного из магнитов на определенных участках траектории качания магнита маятника;
Parazit kotoryj mozhet ubity — Srochno
д) Электромагнтное управление магнитным полем магнита 1 -(усиление-ослабление) — магнитоэлектрический механический маятник -дополнение устройства индуктивной обмоткой, обвитой вокруг неподвижного магнита 1 с конденсатором и частотой колебаний контура равной частоте механических колебаний и регулируемой фазой колебаний этим колебательным электрическим контуром посредством индуктивности встречного магнитного поля компенсирующего магнитное поле магнита 1 на тормозных участках траектории с усилением его магнитного поля на разгонный траектории маятника магнита 2.
На свойствах электромагнита основана работа огромного количества приборов и машин. Большинство маятников в современных электрических часах также работает под действием электромагнита. Попробуем разобраться в причинах, крторые заставляют неутомимо раскачиваться электрический маятник, и сделаем сами его небольшую модель.
Для этого нам понадобятся: самодельный электромагнит, такой же, какой мы изготовили при устройстве электрического звонка, жесть, одна-две батарейки или понижающий трансформатор.
Маятник вырезывается из жести по выкройке, изображенной на
рисунке 1. Внутреннее отверстие выбивают стамеской по линиям
чертежа, ударяя молотком по ее ручке. Для этого жесть с
нанесенным на ней чертежом кладется на ровную доску твердой
породы дерева. Затем, зачистив напильником острые заусеницы
отверстия, вырезаете всю фигурку маятника обычными ножницами по
внешнему контуру. После этого снова прошлифуйте мелким
напильником все края, а нижнюю полоску — язычок — сверните в
небольшую трубочку. В свернутом виде она будет служить обычным
утяжеленным концом маятника. В верхней части фигурки просверлите
или пробейте стальным шилом маленькое отверстие, края которого
надо тщательно зашлифовать мелкой наждачной шкуркой. Это
небольшое отверстие служит для того, чтобы надеть маятник на.
стальную толстую иголку или отрезок вязальной спицы, забитый в
верхнюю часть вертикальной стойки С (рис. 2).
Маятник надо повесить на иглу так, чтобы его нижняя часть,
свернутая трубочкой, приходилась как раз над концами выступающих
полюсов магнита, почти касаясь их, но
при раскачивании не задевала бы выступающие концы сердечника.
Чтобы избежать трения маятника о деревянную стоечку, наденьте на ось небольшой отрезок медной трубочки с хорошо отшлифованными краями. По бокам верхнего выступа маятника надо установить два медных гвоздика. Они будут удерживать маятник от слишком больших размахов.
Электрический ток подводится от батарейки или трансформатора (4
— 6 вольт), по схеме, указанной на рисунке 2. маятника.
Первый размах маятника надо сделать легким движением пальца,
доведя его боковую часть до прерывателя. При этом электрическая
цепь замкнется через один из верхних шпеньков, ток побежит по
обмотке электромагнита, и его сердечник мгновенно притянет
нижний утяжеленный конец якоря. Как только нижняя часть маятника
потянется вниз, цепь разомкнется и маятник перейдет на
противоположную сторону. Здесь другую боковую сторону маятника
снова встретит прерыватель, который заставит магнит притянуть
маятник вниз.
Так будет раскачиваться маятник до тех пор, пока вы не отсоедините всю модельку от источника тока — трансформатора или батарейки.
Очень занятную модель электромаятника можно сделать в виде качелей, а на сиденье их укрепить фигурку Буратино, вырезанную из бумаги или пробки. Маленький человечек — любимый герой ребят — будет взлетать и опускаться вниз самым загадочным образом.
Помощь по Теле2, тарифы, вопросы
Другие оригинальные виды часов. Предлагаемые в этой инструкции часы хоть и тоже электронные, но используют для отсчёта времени колебательное движение маятника. Это так называемые часы со свободным маятником.
Точность таких часов зависит от конструкции его маятника, от минимизации влияния температуры, от способа подвода энергии, поддерживающей колебательное движение маятника и получения энергии от маятника. В классических механических часах отвечает за это механизм захвата и набор зубчатых колес.
Чтобы точность часов была как можно лучше, маятник должен колебаться абсолютно свободно, не обременённый механизмами. А энергия передаваться очень маленькими порциями в момент, когда маятник находится в нижнем положении и только в том случае, когда амплитуда колебаний маятника уменьшается ниже допустимой величины. Передача энергии в слишком больших дозах, вызывает увеличение амплитуды колебаний, что приводит к снижению точности. Амплитуда колебаний маятника не должна превышать нескольких градусов.
Принципиальная схема часов
Основой маятниковых часов выступает конструкция с прикрепленным на конце подшипником с неодимовым магнитом. В основании размещена индукционная катушка. В результате движение маятника непосредственно над катушкой, в катушке индуцируется напряжение, которое передается в микропроцессор PIC12F683, что анализирует наведённое напряжение и в нужный момент подает на катушку импульс напряжения, поддерживающий движение маятника.
- Когда магнит на конце маятника приближается к катушке — в катушке наведенное напряжение отрицательное,
- когда он проходит над серединой катушки — напряжение имеет нулевое значение,
- когда отходит — положительное значение.
Амплитуда импульсов индуцированных в катушке зависит от скорости перемещения магнита над катушкой, а, следовательно, и от амплитуды колебаний маятника. Путем измерения напряжения после строго определенного времени прохода через маятник точки равновесия, можно оценить какова амплитуда колебаний, а следовательно, следует ли предоставить импульс стимулятору колебаний, или нет. Чем выше будет добротность системы, тем реже будет нужно создавать этот импульс.
Для отображения времени применён кварцевый механизм часов, приводимый в действие батареей 1,5 В. В нём снимаем пластину с кварцевым резонатором и схемой, используя только сам механизм. Выводы двигателя-катушки подключаем к портам микроконтроллера. МК генерирует импульс каждую секунду по очереди то на одном, то на втором выводе катушки.
Всего было сделано несколько разных часов с различной длиной маятника. Самый большой был маятник с длинной 1000 мм, где полупериод колебаний составлял ровно 1 секунду. Еще были с полупериодом колебаний 1/3 секунды (110 мм) и 1/4 секунды (60 мм). Таким образом, импульс для шагового двигателя был сформирован, соответственно, на первое, третье или четвертое прохождение маятника над точкой равновесия.
Часы питаются литий-ионным аккумулятором типа 18650, их хватит на несколько месяцев работы. Для процессора используется стабилизатор LM385-1.2, дающей напряжение 1,2 вольта. Когда процессор обнаруживает, что напряжение аккумулятора упало ниже 3,28 В, это сигнализируется каждые две секунды. Таймер может работать и с батареей севшей до 2 В, но следует избегать такого глубокого разряда из-за возможности порчи батареи.
Индукционная катушка должна иметь несколько тысяч витков. В данных часах мотали 2000-3000 витков провода 0,12. Катушки не имеют сердечника и намотаны на каркасе диаметром 6 мм. Стержень маятника необходимо выполнить из материала с возможно малым коэффициентом теплового расширения, хорошо подходит удилище из углеродного волокна. Длинну маятника следует подобрать так, чтобы получить требуемый период колебаний. Следует учитывать возможность точной настройки периода колебаний, чему служит дополнительный груз размещенный на маятнике — латунная гайка, поворот которой меняет распределение массы на маятнике.
Внимание: рядом с магнитом на конце маятника не должны находиться ферромагнитные материалы — стальные гвозди и винты. Также будьте осторожны с латунными и медными элементами. Движущийся в их непосредственной близости магнит возбуждает в них вихревые токи, которые тормозят движение магнита.
Поэтому основу часов стоит делать из дерева, пластика, ламината, мрамора и т. д.
Электронная схема содержит только процессор в подставку, стабилитрон через резистор 100 ком и разъемы для батареи, катушки и шагового двигателя. Собрана схема на небольшой печатной плате, вырезанной из универсальной пластины. Файлы hex, содержащие прошивку процессора — .
Колыбель Ньютона.
Здравствуйте. На днях решил я смастерить, что ни будь интересное и познавательное для сына, остановилось мое внимание на маятнике Ньютона или как его еще некоторые называют колыбель Ньютона (а иногда даже шары Ньютона).
Он представляет собой механическую систему, которую изобрел английский актёр в 1967 году, звали его Саймон Преббл.
Этот маятник Вы, конечно же, видели в кабинете физики, учитель на его примере объясняет детям, как преобразуется энергия различная по виду, друг в друга, например потенциальная энергию в кинетическую и обратно.
Инструменты, которыми я пользовался:
1) Плоскогубцы.
2) Молоток.
3) Бородок.
4) Напильник.
5) Паяльник.
6) Кусачки.
7) Пинцет.
Из материалов для изготовления маятника мне понадобились лишь:
1) Подшипник.
2) Канифоль.
3) Припой.
4) Медная проволока (тонкая).
5) Толстая медная проволока (четыре квадратных миллиметра).
6) Нитки.
7) Клей.
Для начала хотелось бы немного рассказать о том, как я изымал шарики из подшипника. Просто мне один дружище рассказывал, как они с товарищем их вытаскивал не совсем безопасным, можно сказать даже совсем не безопасным методом и чуть не лишились своих глаз. Он говорил, что ставил подшипник на твердую поверхность, ударил молотком по обойме и шарики разлетелись (два шарика потеряли). Я не стал так рисковать и начал разбирать его.
Сначала я снял сальники.
Затем уперев бородок на сепаратор (там, где заклепки) легким движением молотка расклепал и выгнул на другую сторону сепаратор в нескольких местах и демонтировал его плоскогубцами.

Далее сгруппировав все шарики, плоскогубцами сместил внутреннее кольцо к внешнему кольцу.
Такими нехитрыми манипуляциями у меня легко получилось вытащить шарики, не повредив ничего себе и окружающим. Причем не один шарик не уходил из поля моего зрения.
Дальше я напильником почистил место, куда буду запаивать колечко.
Хорошенько полудил это место канифолью.
Нашел в закромах кусок многожильного провода маленького сечения. Вытянул плоскогубцами одну жилку.
И сделал из него колечки.
Запаял колечки на шарик. Старался держать как можно ровнее.
Как говориться первый шарик комом. Передержал жало паяльника на шарике, и он потемнел (получил термический ожог:wink:).
Колечки, чтобы были хоть чуть-чуть похожи друг на друга, сверял с уже готовым. Потом проделал те же манипуляции с остальными шариками.
В итоге у меня получились семь не совсем красивых (заляпанных канифолью) чебурашек, причем один из них стал негроидной расы.
После обработки войлоком с пастой гой. (Даже афроамериканец стал блестеть). Как я понял на испытаниях, мне не следовало помещать шарики на магните, они намагнитились, и пришлось их размагничивать. Делал я это при помощи бескаркасной магнитной катушки снятого с нерабочего старого телевизора. Информация для тех, кто захочет, что-то размагнитить эти катушки есть только на телевизорах старого образца с электронно-лучевой трубкой, в прочем подходит почти любая бескаркасная катушка. И еще одна деталь, напряжение, подаваемое на катушку должно быть переменным.
Дальше долгое и мучительное продевание нитки сквозь кольца.
Очистив от изоляции провод сечением четыре квадратных миллиметра начал делать каркас будущего маятника.
Сначала я сделал каркас как на нижнем фото, но он был малоэффективным, получился слишком низким (не хватало разгона) и он принимал часть энергии шариков (усики державшие шарики раскачивались).
И было решено сделать более крепкую и чуть повыше конструкцию.
Нитки привязывал, делая несколько оборотов. Это сделано, чтобы при регулировке расположение шариков проворачиванием нитки, она не прокручивалась обратно под весом привязанных к нему шариков. С начала просто привязал нитки на одну сторону получившегося каркаса.
Затем (регулируя при этом) привязывал на другую балку.
И под конец я отрегулировал шарики (закручиванием нитки на балку) так, что они выстроились в один ряд как можно точнее, ведь от этого тоже очень сильно зависит, как долго он будет щелкать. После точечной настройки я поверх ниток привязанных к балке нанес небольшое количество клея, тем самым зафиксировав их от прокручивания и перемещения по балке.
Для ребенка, а при добротной сборке можно развить идею до, например, офисного сувенира.
Основу игрушки составляет простейшая нависная схема (хотя конечно лучше сделать на плате), состоящая из транзистора, диода и особо намотанной катушки, скрытая в дне. «Сиденье” качели — магнит, лучше выбрать неодимовый, их сейчас полно, хотя вполне сойдет и обычный.
Катушка мотается двойным проводом сечением каждый примерно 0.25-0.3 около 1500 витков, т.е. параллельно берутся 2 медных провода и мотаются на катушку. На схеме видно, что конец первого провода соединяется с началом второго. Форму катушки выбрал из логических соображений овальной, т.к. магнит, проходящий над ней, будет лучше взаимодействовать по длине большей диагонали эллипса. Сердечник не использовал, так что можете поэкспериментировать с ним. Мотать лучше аккуратно, виток к витку, но не обязательно.
Транзистор прямой проводимости, можно взять МП39…42, диод любой, батарейка обычная на 1.5 вольт. Для удобства лучше сделать выключатель.
Прошу прощения за кустарную сборку, но я делал ее в школьные годы на голом энтузиазме по схеме из старого отцовского блокнота со схемами, так что толком неизвестно, откуда она взялась, и хотел просто как можно скорей увидеть, как она работает.
Запускается просто, включаете устройство и толкаете магнит, через пару секунд вы заметите, как интенсивно начнет колебаться маятник. Система будет лучше работать, если получится создать резонанс, т.е. равенство частот работы схемы и собственной частоты маятника, которая высчитывается по формуле. Здесь это достигается подгонкой всех параметров маятника. Закрепить шатун лучше на 2-х подшипниках, а не на 1-м как у меня.
Основный элементом обычных механических часов является маятник или баланс, которые приводятся в движение гирей или пружиной. Такие часы требуют регулярного и частого подзавода, что создает определенные неудобства.
Многие конструкторы долгое время работали над проблемой создания часов без гири и пружины, в результате появились электромеханические часы. В них маятник приводится в движение электромагнитом, который питается от источника электрического тока. Когда маятник приближается к положению равновесия (рис. 1), контакты, связанные с ним, замыкаются, и по обмотке электромагнита протекает ток. На маятнике укреплен якорь из мягкого железа, который притягивается неподвижным электромагнитом.
Рис. 1. Устройство электрических контактных часов.
Электромеханические часы очень экономно расходуют энергию батареи и обладают хорошей точностью хода. Но и у них есть слабое место — контакты, замыкающие цепь электромагнита. Ведь только за один год им приходится замыкаться миллионы раз, поэтому через некоторое время электрические часы начинают работать неточно. А если часы совсем маленькие, например наручные, то миниатюрные контакты в них работают еще более ненадежно.. С появлением транзисторов оказалось возможным создать бесконтактные электрические часы.
Схема электрических бесконтактных часов на транзисторе показана на рис. 2. На маятнике укреплен постоянный магнит, при движении которого в витках неподвижной катушки наводится эдс. Одна из обмоток катушки включена между базой и эмиттером транзистора, вторая — в цепь коллектора.
Рис. 2. Электрическая схема часов на транзисторе.
Центр маятника (магнита) пересекает ось катушки в положении равновесия. При колебаниях маятника в катушке L1 наводится эдс, форма которой иллюстрируется кривой 1 (рис. 3). На этом рисунке кривые, проведенные сплошной чертой, представляют эпюры напряжений и токов, возникающих при движении маятника слева направо, а пунктиром — справа налево. Концы обмотки катушки L1 включены так, что, когда маятник подходит к положению равновесия, на базе транзистора появляется отрицательное относительно эмиттера напряжение. Оно возникает при приближении магнита к катушке, вследствие увеличения магнитного потока, пересекающего ее витки. В положении равновесия магнитный поток через катушку достигает максимума. В этот момент напряжение становится равным нулю. Далее магнитный поток начинает уменьшаться и эдс меняет знак на обратный. Когда магнит отходит далеко от катушки, напряжение на ее концах почти исчезает. Во время второго полупериода картина повторяется: при приближении магнита к катушке в обмотке L1 наводится такая эдс, что на базе напряжение отрицательно. Под действием этого импульса напряжения в цепи базы проходит ток (кривая 2) и транзистор отпирается (рис.
3).
Рис.3. Эпюры напряжения, тока а анергии маятника
для схемы часов, приведенной на рис. 2.
А — амплитуда колебаний маятника,
О — положение равновесия.
Направление витков катушки L2, включенной в цепь коллектора, таково, что, когда по ней проходит ток коллектора (кривая 3) магнит притягивается к катушке. Его движение ускоряется.
Частота колебаний маятника как и в обычных часах почти полностью определяется его физическими параметрами: длиной и распределением массы. Масса маятника в основном определяется магнитом и деталями его крепления. С маятником связывают стрелочный механизм с циферблатом, и часы готовы.
Конструкция часов. Для изготовления часов на транзисторе вполне пригодны любые маятниковые часы или «ходики». В них необходимо лишь переделать спусковое устройство и, конечно, удалить пружину или гирю; их функции будет выполнять батарея.
В обычных часах спусковое устройство, приводящее в движение маятник, имеет вид, показанный на рис. 4,а. Его надо переделать так, как показано на рис. 4,б. На ось 1 напаивают коромысло 2, на котором свободно подвешена серьга 3. При движении маятника влево серьга скользит по скошенной стороне зубца храпового колеса 4 и под действием своей тяжести соскакивает с его вершины в промежуток между зубцами. При движении маятника вправо серьга упирается в крутую сторону зубца и поворачивает храповое колесо влево на один зуб. Чтобы зафиксировать положение колеса и не дать ему поворачиваться вправо, на нем сверху лежит одним краем лепесток-собачка 5. Второй край лепестка свободно поворачивается вокруг оси 6. При вращении храпового колеса влево лепесток скользит по скошенным краям зубцов и, соскакивая с их вершин, упирается в крутые края зубцов.
Рис. 4. Устройство спускового механизма обычных часов (а).
Устройство механизма часов на транзисторе для
преобразования колебательного движения маятника
во вращательное движение стрелок (б).
Собранный механизм часов, изготовленных из обычных «ходиков», показан на рис. 5. Коромысло, серьга и лепесток-собачка в этих часах изготовлены из жести. Магнит может быть использован любой. Его объем не должен быть менее 3-4 см 3 , так как он должен удерживать груз 100-200 г. В описываемой конструкции использован кольцевой магнит от громкоговорителя диаметром 35 мм. Для регулировки хода часов крепление магнита должно предусматривать его перемещение вверх и вниз. Если часы спешат, то маятник (магнит) необходимо опустить.
Рис.5. Собранный механизм часов.
В часовом генераторе (рис.2) могут работать любые сплавные транзисторы, например, типа П13-П15. Работа генератора не зависит от величины коэффициента усиления транзистора по току. Диод Д1 можно применить типа Д7Б-Д7Ж. Вместо диода можно использовать эмиттерный или коллекторный переход германиевого сплавного транзистора, у которого оторвался вывод эмиттера или коллектора. Если в генераторе (рис.2) применен транзистор с проводимостью n-p-n, то полярность включения батареи и диода Д1 следует изменить на обратную.
Катушку электромагнита можно намотать на пластмассовом или бумажном каркасе с внутренним диаметром 20, наружным 48 и шириной 8 мм. Наматывать катушку нужно в два провода внавал до заполнения. Диаметр провода — 0,09-0,15 мм. После намотки необходимо проверить нет ли замыканий между полученными двумя обмотками. Начало одной обмотки соединяют с концом другой и к этой точке подключают вывод эмиттера транзистора.
Смотрите другие статьи раздела .
Как ни странно, но даже в таком громадном хранилище информации, как Рунет, вы не скоро найдете серьезную информацию о том, как сделать своими руками. Несомненно, вам сразу попадутся на глаза простенькие конструкции этого устройства. Но вот серьезную информацию, объяснение принципов его работы придется поискать. Если вы набрали в поисковике фразу «как сделать магнитный двигатель своими руками» и наткнулись на эту статью, вам, возможно, в какой-то степени повезло. Далее — об особенностях работы данного устройства и пример его простейшей модели.
Мощность такого двигателя напрямую зависит от магнитной массы — чем сильнее магнит, тем мощнее будет двигатель. Однако это правило относительно. Можно привести один пример — гигантский магнит объемом в кубический метр. Масса его — от 8 до 12 тонн. Он сам по себе создает громадное силовое поле, поэтому даже подходить к нему опасно и. Кстати, в реальной жизни такое явление практически невозможно. Такой магнит способен связать в узел рельсы поезда, который будет его транспортировать, скомкать вагон и накрепко прилипнуть к нему. Итак, что видно из этого примера? С одной стороны, чем больше магнитная масса, тем лучше. Однако до определенного предела. Слишком большая масса магнита — это снижение КПД двигателя и дополнительные проблемы.
При составлении схемы устройства стоит учитывать несколько моментов. Во-первых, элемент, который используется в качестве движимой части, не может проскользнуть через магнитное поле. Движущая сила возникает из-за неравномерности поля — нет движущих сил в постоянном поле. Устройства, работающие под воздействием вышеуказанного явления, малоэффективны. Это нужно учитывать, если вы желаете двигатель на постоянных магнитах своими руками. Мощность такого устройства зависит от ряда причин. В первую очередь — от замыкания магнитного поля на рабочий зазор, без магнитопровода эффективность конструкции будет весьма низкой. Из-за того, что «вольные изобретатели» двигателя часто не принимают во внимание эти правила, у них, как правило, либо ничего не получается, либо их творение работает неудовлетворительно. Самое главное при изготовлении такого устройства — это правильно определить движущий момент.
А сейчас поговорим непосредственно о том, как сделать магнитный двигатель своими руками. Вниманию читателя будет представлена самая простая его модель. Вам потребуется маленький магнит, изготовленный из редкоземельного сплава, который будет главной деталью конструкции. Чем он меньше, тем лучше. В этом магните должно быть небольшое отверстие.
Кстати, после этого эксперимента магнит полностью потеряет свои свойства, поэтому используйте тот, который вам будет не жалко потерять. Еще вам пригодится проволока — толстая стальная и тонкая медная. Также вам придется подобрать свечу нужных размеров. Из проволоки сделайте основание для качели-маятника в виде перевернутой буквы П (основание для него не должно быть деревянным). На нем подвесьте магнит. Для этого в него нужно продеть тонкую медную проволоку.
Сбоку внутри конструкции подвесьте обычный магнит послабее, чтобы маленький тянулся к нему, но чтобы при этом угол отклонения маятника был небольшим, недостаточным для того, чтоб маленький магнит коснулся большого сбоку, но достаточным для того, чтобы пламя свечи, которую вы поставите под него, его не коснулось, когда он примет вертикальное положение. При обращении с последней соблюдайте осторожность. Итак, свечу вы должны поставить таким образом, чтобы она оказалась под маленьким магнитом в тот момент, когда он станет притягиваться к большому.
Огонь размагничивает его, и он при этом теряет свои свойства, и за счет этого маятник занимает строго вертикальное положение. Когда маленький магнит охлаждается, то снова начинает тянуться к большому. Этот цикл колебаний маятника не остановится, пока не догорит свеча либо пока ее не уберут.
Чтобы сделать более «серьезный» магнитный двигатель своими руками, стоит изучить схемы, подобрать нужные для этого детали. Но и не менее важно знать то, благодаря чему работает такое устройство. Двигатель своими руками произвести не так уж и трудно, практически любой сможет это сделать.
Как сделать колыбель ньютона своими руками – Маятник Ньютона своими руками – Delvik.ru – Доска объявлений Перми
Маятник Ньютона своими руками
Колыбель Ньютона.
Здравствуйте. На днях решил я смастерить, что ни будь интересное и познавательное для сына, остановилось мое внимание на маятнике Ньютона или как его еще некоторые называют колыбель Ньютона (а иногда даже шары Ньютона).
Он представляет собой механическую систему, которую изобрел английский актёр в 1967 году, звали его Саймон Преббл.
Этот маятник Вы, конечно же, видели в кабинете физики, учитель на его примере объясняет детям, как преобразуется энергия различная по виду, друг в друга, например потенциальная энергию в кинетическую и обратно.
Инструменты, которыми я пользовался:
1) Плоскогубцы.
2) Молоток.
3) Бородок.
4) Напильник.
5) Паяльник.
6) Кусачки.
7) Пинцет.
Из материалов для изготовления маятника мне понадобились лишь:
1) Подшипник.
3) Припой.
4) Медная проволока (тонкая).
5) Толстая медная проволока (четыре квадратных миллиметра).
6) Нитки.
7) Клей.
Для начала хотелось бы немного рассказать о том, как я изымал шарики из подшипника. Просто мне один дружище рассказывал, как они с товарищем их вытаскивал не совсем безопасным, можно сказать даже совсем не безопасным методом и чуть не лишились своих глаз. Он говорил, что ставил подшипник на твердую поверхность, ударил молотком по обойме и шарики разлетелись (два шарика потеряли). Я не стал так рисковать и начал разбирать его.
Сначала я снял сальники.
Затем уперев бородок на сепаратор (там, где заклепки) легким движением молотка расклепал и выгнул на другую сторону сепаратор в нескольких местах и демонтировал его плоскогубцами.
Далее сгруппировав все шарики, плоскогубцами сместил внутреннее кольцо к внешнему кольцу.
Такими нехитрыми манипуляциями у меня легко получилось вытащить шарики, не повредив ничего себе и окружающим. Причем не один шарик не уходил из поля моего зрения.
Дальше я напильником почистил место, куда буду запаивать колечко.
Хорошенько полудил это место канифолью.
Нашел в закромах кусок многожильного провода маленького сечения. Вытянул плоскогубцами одну жилку.
И сделал из него колечки.
Запаял колечки на шарик. Старался держать как можно ровнее.
Как говориться первый шарик комом. Передержал жало паяльника на шарике, и он потемнел (получил термический ожог 😉 ).

Колечки, чтобы были хоть чуть-чуть похожи друг на друга, сверял с уже готовым. Потом проделал те же манипуляции с остальными шариками.
В итоге у меня получились семь не совсем красивых (заляпанных канифолью) чебурашек, причем один из них стал негроидной расы.
После обработки войлоком с пастой гой. (Даже афроамериканец стал блестеть). Как я понял на испытаниях, мне не следовало помещать шарики на магните, они намагнитились, и пришлось их размагничивать. Делал я это при помощи бескаркасной магнитной катушки снятого с нерабочего старого телевизора. Информация для тех, кто захочет, что-то размагнитить эти катушки есть только на телевизорах старого образца с электронно-лучевой трубкой, в прочем подходит почти любая бескаркасная катушка. И еще одна деталь, напряжение, подаваемое на катушку должно быть переменным.
Дальше долгое и мучительное продевание нитки сквозь кольца.
Очистив от изоляции провод сечением четыре квадратных миллиметра начал делать каркас будущего маятника.

Сначала я сделал каркас как на нижнем фото, но он был малоэффективным, получился слишком низким (не хватало разгона) и он принимал часть энергии шариков (усики державшие шарики раскачивались).
И было решено сделать более крепкую и чуть повыше конструкцию.
Нитки привязывал, делая несколько оборотов. Это сделано, чтобы при регулировке расположение шариков проворачиванием нитки , она не прокручивалась обратно под весом привязанных к нему шариков. С начала просто привязал нитки на одну сторону получившегося каркаса.
Затем (регулируя при этом) привязывал на другую балку.
И под конец я отрегулировал шарики (закручиванием нитки на балку) так, что они выстроились в один ряд как можно точнее, ведь от этого тоже очень сильно зависит, как долго он будет щелкать. После точечной настройки я поверх ниток привязанных к балке нанес небольшое количество клея, тем самым зафиксировав их от прокручивания и перемещения по балке.
А вот и готовая так сказать колыбель Ньютона.

Пусть он и не такой красивый, как те, которые в магазине, но зато сделанный своими собственными руками и из доступных материалов.
Так как не нашлось шариков большого диаметра, маятник, конечно, тикает не долго, но все равно доставляет сыну массу положительных впечатлений и мне от того, что сумел доставить ему удовольствие, собрав своими руками такую удивительно интересную и успокаивающую игрушку. Доставка новых самоделок на почту
Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.usamodelkina.ru
Колыбель Ньютона – отличный сувенир для снятия стресса
Всем привет!В сегодняшнем обзоре пойдет речь о маятнике (колыбель, шары) Ньютона, кому интересно прошу под кат
Начнём с небольшой предыстории.

Я очень увлекаюсь такой наукой как «психология», а как известно психология тесно связана с психиатрией — отраслью медицины, назначение которой распознавание и лечение психических расстройств, а маятник Ньютона это самый простой и эффективный способ снять стресс даже на рабочем месте, а ещё это очень красивый сувенир который отлично украшает рабочее место, создавая атмосферу гармонии и порядка.
Я давно хотела его приобрести для украшения рабочего стола, но появилась возможность взять его обзор и я не стала её упускать 🙂
История появления шаров Ньютона
Колыбель Ньютона (маятник Ньютона) — механическая система, названная в честь Исаака Ньютона для демонстрации преобразования энергии различных видов друг в друга: кинетической в потенциальную и наоборот. В отсутствие противодействующих сил (трения) система могла бы действовать вечно, но в реальности это недостижимо.При отклонении первого шарика данной системы и последующим его возвратом к изначальному положению, его энергия и импульс передадутся без изменения через три средних шарика последнему, который приобретёт ту же скорость и поднимется на ту же высоту.

Чтобы найти скорости шаров после упругого столкновения, надо записать уравнение закона сохранения импульса для такой системы и уравнение закона сохранения энергии и решить полученную систему уравнений. Результат известен: движущийся шар останавливается, а покоящийся приобретает скорость первого
Теперь можно перейти и к самому товару.
Основа пластмассовая, шарики и стойка металлические, шарики подвешены на леске.
Товар пришел вот в такой коробке
При транспортировке коробка помялась, но несмотря на это товар целый.
После того как открыла коробку началось самое интересное, леска на которых висят шарики очень сильно запуталась и местами она даже была связана и вечер был посвящен ее распутыванию.
Внешний вид
На опорах есть высечки для лески.
Шарики как я уже писала выше металлические.
Вес и диаметр шариков
Низ пластмассовый на резиновых ножках
Как действуют шары Ньютона?
Для того чтобы увидеть, как этот сувенир работает, достаточно взять один из крайних шариков, отвести его в сторону, а затем отпустить. После того как он ударится об своего соседа, с противоположной стороны произойдет зеркальное отображение данного движения, причем в том же ритме и с той же скоростью. Шарики посередине остаются неподвижными, а крайние будут колебаться до тех пор, пока силы упругости и трения не приведут к медленной остановке движения. Ритмичность движения и звуков как раз и создает эффект расслабления и стимулирует медитацию человека. Как долго будут двигаться шары Ньютона? Продолжительность работы такого оригинального подарка напрямую зависит от веса и размера шариков: чем больше их диаметр и чем они тяжелее, тем дольше будет длиться данный процесс, и наоборот.
Видео
На этом хотела бы закончить свой обзор и в конце сказать, что товаром довольна — «прикольная игрушка», но к сожалению через пару недель звук бьющихся шариков мне надоел, но как украшение рабочего места нравится.
Цена с купоном ToysHo $12.87.
Спасибо за внимание и хороших вам покупок! 🙂
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
mysku.ru
Изготовление «Колыбели Ньютона своими руками»
История изобретения
Колыбель Ньютона (маятник Ньютона) — механическая система, придуманная Исааком Ньютоном . О колыбели Ньютона слышали все и наверняка на уроках физики видели ее модель. Эта модель состоит из пяти металлических шариков, которые своими колебаниями заставляют человека успокоиться.
Принцип действия «Колыбели Ньютона»
При отклонении первого шарика данной системы и последующим его возвратом к изначальному положению, его энергия и импульс передадутся без изменения через три средних шарика последнему, который приобретёт ту же скорость и поднимется на ту же высоту. Он в свою очередь передаст свой импульс и энергию по цепочке снова первому шарику. Крайние маятники будут колебаться, а промежуточные будут неподвижны. Из-за потерь механической энергии вследствие работы сил трения и упругости, колебания маятников затухают, так как в реальных механических системах всегда действуют диссипативные силы.
Чтобы найти скорости шаров после упругого столкновения, надо записать уравнение закона сохранения импульса для такой системы и уравнение закона сохранения энергии и решить полученную систему уравнений. Результат известен: движущийся шар останавливается, а покоящийся приобретает скорость первого.
В колыбели Ньютона первый шарик передаёт импульс второму шарику и останавливается. Второй шарик получает импульс потенциальной энергии от первого, но из-за невозможности преобразования потенциальной энергии в кинетическую, импульс переходит от второго маятника далее – в третий, четвертый, пятый. Последний шарик не имеет перед собой, кому передать свой импульс, поэтому свободно движется, поднимаясь на высоту h, затем возвращается, и всё повторяется в обратном направлении.
Изготовление «Колыбели Ньютона» своими руками
«Колыбель Ньютона» мы изготовили самостоятельно.
Инструменты, которыми мы пользовались:
1) Плоскогубцы.
2) Молоток.
3) Бородок.
4) Напильник.
5) Паяльник.
6) Кусачки.
7) Пинцет.
8) штангенциркуль
Из материалов для изготовления маятника мне понадобились лишь:
1) Подшипник.
2) Канифоль.
3) Припой.
4) Деревянные рейки 8мм и 20мм
5) Нитки.
6) Клей.
Сначала мы сделали каркас из деревянных реек размерами 60см, 37см, 22см. Измерили штангенциркулем диаметр металлических шариков. Он оказался равен 18 мм. На верхней рейке на расстоянии 18 мм друг от друга укрепили маленькие гвоздики.
Нитки привязывали к гвоздикам на одну сторону каркаса. Затем привязали на другую сторону. И вот готовая так сказать колыбель Ньютона.Шарики надо подвешивать на двух под углом друг к другу нитях, чтобы плоскость колебаний шариков сохранялась постоянной, и удары были центральными.
Пусть он и не такой красивый, но зато сделанный своими собственными руками и из доступных материалов.
И под конец мы отрегулировал шарики так, что они выстроились в один ряд как можно точнее, ведь от этого тоже очень сильно зависит, как долго они будут соударяться.
golynka.schools.by
Изготовление «Колыбели Ньютона своими руками»
История изобретения
Колыбель Ньютона (маятник Ньютона) — механическая система, придуманная Исааком Ньютоном . О колыбели Ньютона слышали все и наверняка на уроках физики видели ее модель. Эта модель состоит из пяти металлических шариков, которые своими колебаниями заставляют человека успокоиться. Разумеется, истинным их назначением является демонстрация преобразований одной энергии в другую (кинетической в потенциальную, и наоборот), но вот многие люди ее использовали как раз для расслабления и отдыха.
Принцип действия «Колыбели Ньютона»
При отклонении первого шарика данной системы и последующим его возвратом к изначальному положению, его энергия и импульс передадутся без изменения через три средних шарика последнему, который приобретёт ту же скорость и поднимется на ту же высоту. Он в свою очередь передаст свой импульс и энергию по цепочке снова первому шарику. Крайние маятники будут колебаться, а промежуточные будут неподвижны. Из-за потерь механической энергии вследствие работы сил трения и упругости, колебания маятников затухают, так как в реальных механических системах всегда действуют диссипативные силы.
Чтобы найти скорости шаров после упругого столкновения, надо записать уравнение закона сохранения импульса для такой системы и уравнение закона сохранения энергии и решить полученную систему уравнений. Результат известен: движущийся шар останавливается, а покоящийся приобретает скорость первого.
В колыбели Ньютона первый шарик передаёт импульс второму шарику и останавливается. Второй шарик получает импульс потенциальной энергии от первого, но из-за невозможности преобразования потенциальной энергии в кинетическую, импульс переходит от второго маятника далее – в третий, четвертый, пятый. Последний шарик не имеет перед собой, кому передать свой импульс, поэтому свободно движется, поднимаясь на высоту h, затем возвращается, и всё повторяется в обратном направлении.
Изготовление «Колыбели Ньютона» своими руками
«Колыбель Ньютона» мы изготовили самостоятельно.
Инструменты, которыми мы пользовались:
1) Плоскогубцы.
2) Молоток.
3) Бородок.
4) Напильник.
5) Паяльник.
6) Кусачки.
7) Пинцет.
8) штангенциркуль
Из материалов для изготовления маятника мне понадобились лишь:
1) Подшипник.
2) Канифоль.
3) Припой.
4) Деревянные рейки 8мм и 20мм
5) Нитки.
6) Клей.
Сначала мы сделали каркас из деревянных реек размерами 60см, 37см, 22см. Измерили штангенциркулем диаметр металлических шариков. Он оказался равен 18 мм. На верхней рейке на расстоянии 18 мм друг от друга укрепили маленькие гвоздики.
Нитки привязывали к гвоздикам на одну сторону каркаса. Затем привязали на другую сторону. И вот готовая так сказать колыбель Ньютона.Шарики надо подвешивать на двух под углом друг к другу нитях, чтобы плоскость колебаний шариков сохранялась постоянной, и удары были центральными.
Пусть он и не такой красивый, но зато сделанный своими собственными руками и из доступных материалов.
И под конец мы отрегулировал шарики так, что они выстроились в один ряд как можно точнее, ведь от этого тоже очень сильно зависит, как долго они будут соударяться.
golynka.schools.by
колыбель Ньютона – Лучшее видео смотреть онлайн
Опубликовано: меньше минуты назад
886 479 просмотров
Опубликовано: меньше минуты назад
33 793 просмотра
Опубликовано: меньше минуты назад
116 091 просмотр
Опубликовано: меньше минуты назад
32 188 просмотров
Опубликовано: меньше минуты назад
20 969 просмотров
Опубликовано: меньше минуты назад
23 343 просмотра
Опубликовано: меньше минуты назад
13 379 просмотров
Опубликовано: меньше минуты назад
217 307 просмотров
Опубликовано: меньше минуты назад
54 765 просмотров
Опубликовано: меньше минуты назад
337 просмотров
Опубликовано: меньше минуты назад
1 210 просмотров
Опубликовано: меньше минуты назад
41 555 просмотров
Опубликовано: меньше минуты назад
2 617 просмотров
Опубликовано: меньше минуты назад
11 821 просмотр
Опубликовано: меньше минуты назад
1 909 просмотров
Опубликовано: 50 лет назад
10 067 просмотров
Опубликовано: 50 лет назад
141 просмотр
Опубликовано: меньше минуты назад
5 134 просмотра
Опубликовано: меньше минуты назад
22 912 просмотров
luchshee-video. ru
Световое воплощение Колыбели Ньютона | Арт-словарь
«Колыбель Ньютона», легендарная кинетическая модель, которая наглядно демонстрирует преобразование энергий из кинетической в потенциальную и обратно, вдохновила студента из Японии Ясутоки Кария (Yasutoki Kariya) на создание современного чуда электроники – лампу-игрушку «Асоби» («Asobi»).Первоначально игрушка, в виде подвешенных на нитях ударяющихся друг об друга шаров, была создана актером Саймоном Пребблом (Simon Prebble) в 1967 году. «Колыбель Ньютона» наглядно демонстрирует (причем очень эффектно и завораживающе) закон сохранения энергии.
«Асоби» («Asobi») — так называется произведение молодого дизайнера, что переводится с японского примерно как «игра». Установка состоит из 11-ти ламп, подвешенных на струнах. Молодой дизайнер разработал интересную конструкцию, в которой визуально воспроизводится передача энергии от одного объекта к другому, как и в игрушке «Колыбель Ньютона».
Но если в «Колыбели Ньютона» действительно происходит передача и преобразование энергий, то в инсталляции Ясутоки Кария это — только иллюзия. На самом деле включение и выключение ламп происходит благодаря использованию запрограммированных датчиков света и двух скрытых поршней, которые и создают нужный эффект.
При этом заворожённые зрители следят за «Асоби» не только потому, что действительно кажется, что свет перетекает молниеносно по цепочке из лампочек, но и потому, что каждый раз, услышав стеклянное цокание одной лампы об другую, ждут, когда же они разобьются.
Эта инсталляция и ее создатель были номинированы в премии «Designer Junior» на выставке «Mitsubishi Design 2012».
Кстати анимационное изображение, на котором показана модель Ясутоки Карии в действии, за одни выходные собрала более чем 200 000 репостов в Tumblr. Что ж, нам остаётся пока только смотреть на это чудо электронной техники в видео формате, поскольку в онлайн магазине такую лампу точно не купишь. Но будем ждать. Как и «Колыбель Ньютона», эта лампа не только интересна своими эффектами, но и явно успокаивает нервы.
Безопасность: Мрамор опасен для удушья. Пожалуйста, контролируйте это занятие с любым ребенком, который кладет что-то в рот.
ПРИМЕЧАНИЕ. Для работы этого проекта необходимо использовать шарики. Деревянные бусины недостаточно плотны, чтобы передавать через них энергию.
Материалы
- Большие палочки для творчества
- (6) Мрамор
- Строка
- Ножницы
- Клей
- Лента
- Карандаш
- Пистолет для горячего клея/клей
Инструкции
- Шаг 1 Склейте (4) изделия, склеив их по углам, чтобы получился квадрат.Повторите с (4) другими палочками для рукоделия. Дайте высохнуть. Это будут стороны рамки.
- Шаг 2 Разрезать струну на (6) равных частей длиной примерно 8 дюймов
- Шаг 3 Приклейте горячим клеем шарик к центру одного из кусков веревки. Повторите, чтобы получить (6) отдельных шариков, каждый из которых приклеен к центру нити.
- Шаг 4 Сделайте (6) меток вдоль двух палочек через каждые ½ дюйма. Убедитесь, что метки расположены по центру палочек.
- Шаг 5 Приклейте один конец нити клейкой лентой с шариками вдоль одной из палочек для рукоделия на каждой отметке.Отложите.
- Шаг 6 Используя горячий клей, соберите раму. Возьмите две стороны и приклейте горячим клеем ремесленную палочку перпендикулярно каждому углу. Завершающим кадром будет куб.
- Шаг 7 Приклейте палочку с лентой/шариками к одной стороне рамы.
- Шаг 8 Приклейте вторую отмеченную палочку к противоположной стороне рамы.
- Шаг 9 Прикрепите клейкой лентой свободный конец каждой нити шариком, прикрепленным к отмеченной палочке для творчества.Аккуратно потяните за струны, чтобы убедиться, что они выровнены. Шарики должны быть выровнены как по горизонтали, так и при взгляде сверху.
Потяните один из крайних шариков вверх и отпустите! Смотрите, что происходит!
Let’s Talk STEAM
Наука
Колыбель Ньютона — игрушка, названная в честь очень известного ученого сэра Исаака Ньютона. Он демонстрирует научную идею, называемую импульсом. Импульс — это сила объекта при его движении. Когда вы качаете один из шариков на конце, он сталкивается с шариком рядом с ним, и сила этого столкновения распространяется на каждый из других шариков, пока не достигнет последнего, который качается вверх. Когда этот шарик откидывается обратно, сила снова проходит через шарики. Подробнее об импульсе и столкновениях читайте здесь.
Это демонстрация научного принципа, называемого сохранением импульса . Этот принцип гласит, что когда два объекта сталкиваются, их импульс до столкновения равен их импульсу после столкновения.В колыбели Ньютона сила удара распространяется на каждый из шаров, пока не достигнет последнего шара, который качается вверх.
Импульс также напрямую связан с массой объекта: Импульс = масса * скорость
При разработке этого проекта я экспериментировал с различными продуктами для сфер. Я надеялся, что пластиковые бусины сработают, так как ими будет намного проще пользоваться. Проблема в том, что у них очень маленькая масса, и поэтому их импульс был не очень сильным, когда они раскачивались.Вам нужно использовать материал для сфер, который является плотным и может фактически передавать энергию через него
Плотность — это мера количества массы на единицу объема объекта. Более плотные объекты имеют большую массу. Чем больше масса объекта, тем сильнее будет сила импульса при его раскачивании. Вы можете проверить это сами в рамках проекта научной ярмарки! См. наш раздел «Как превратить это в проект научной ярмарки » ниже.
Инженерное дело
Эта игрушка «сделай сам» поддерживается жесткой рамой. Каркас — это конструкция, которая прочно удерживает что-либо на месте. В этой игрушке шарики часто двигаются, и она не будет работать, если рамка вокруг шариков также движется.
Колыбель Ньютона также демонстрирует концепцию под названием допусков . В машиностроении продукты должны создаваться очень точно. В противном случае изделие развалится при использовании. В «Колыбели Ньютона» шарики нужно подвешивать очень аккуратно рядом и в линию, иначе игрушка не сработает.
Другие идеи
Получайте удовольствие, играя с этим! Попробуйте поднять и отпустить два шарика одновременно.Что просходит?
Сначала раскрасьте палочки для творчества и узнайте о капиллярном действии! Если вы замочите палочки для рукоделия в воде, окрашенной пищевым красителем, цвет будет распространяться по дереву по мере впитывания воды. Вы можете узнать, как это сделать здесь. Дайте высохнуть, а затем сконструируйте окрашенную в технике «колыбель Ньютона».
Как превратить Колыбель Ньютона в проект научной ярмарки
Давайте превратим эту тему в реальный эксперимент! Вот как вы можете принести это на научную ярмарку:
- Задайте себе вопросы В этом проекте происходит много интересных вещей, которые вы можете исследовать.
Несколько идей для вопросов: какие сферические материалы лучше всего демонстрируют импульс (шарики, шарикоподшипники, деревянные бусины, жевательные резинки)? Можете ли вы придать деревянным бусинам большую массу, чтобы заставить их работать в этой демонстрации? Как? Насколько жесткой должна быть рама, чтобы проект работал? Влияет ли количество сфер на то, как это работает? Что произойдет, если у вас есть больше сфер в линии? Что произойдет, если у вас будет меньше?
- Исследования Проведите поиск в Интернете и в библиотеке, чтобы попытаться предсказать ответ на свой вопрос.Например, почитайте об импульсе, массе и плотности. Попробуйте предсказать, из каких материалов можно сделать идеальную модель колыбели Ньютона.
- Сформулируйте гипотезу Гипотеза – это ваш прогноз ответа на вопрос на основе вашего исследования. Это может быть или не быть правдой.
- Эксперимент! Проверьте свою гипотезу, проверив переменные и задокументировав их.
Обязательно записывайте каждый эксперимент и то, что происходит; это называется ваши данные.
Примеры:
Поэкспериментируйте со сферическими материалами Попробуйте использовать большие деревянные бусины и, если возможно, шарикоподшипники.Как разные материалы влияют на работу модели?
Эксперимент с массой Попробуйте использовать один материал для сфер и добавить массу, чтобы посмотреть, повлияет ли это на действие. Можете ли вы добавить что-то плотное к нижней стороне сфер и изменить импульс?
Поэкспериментируйте с количеством сфер Будет ли работать модель, если будет 10 сфер? Как насчет 2? Какое идеальное количество сфер использовать для получения наиболее последовательной реакции?
Поэкспериментируйте с тем, как высоко вы поднимаете шарики Что произойдет, если вы едва поднимете шарики и бросите их? Как это меняет импульс?
- Сделай вывод На основании своих экспериментов сделай вывод.
Верна ли была ваша гипотеза?
- Поделитесь своими находками Создайте презентацию с вашими находками. Включите ваше исследование, гипотезу, данные, которые вы собрали, и ваши выводы. Не забудьте включить изображения и образцы!
Колыбель Ньютона станет интересным проектом научной выставки! Чтобы узнать больше идей для научной ярмарки, ознакомьтесь с этим списком
Хотите больше STEAM?
Если вы хотите увидеть больше проектов из моей книги, перейдите сюда.
Вы также можете следить за новостями в Instagram, используя тег #steamplayandlearn. Если вы попробуете какие-либо посты из книги, обязательно пометьте их #steamplayandlearn!
Вы любите воспитывать творческих детей?
Присоединяйтесь к более чем 22 179 родителям и педагогам, которые хотят общаться с детьми и развивать их творческий процесс с помощью волшебных, простых проектов, которые вы можете делать ВМЕСТЕ.
Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать идеи для проектов, а также предложения для некоторых наших творческих продуктов.
Если вы хотите ознакомиться с нашей политикой конфиденциальности перед подпиской, перейдите сюда.
Как провести простой научный эксперимент «Колыбель Ньютона»
Узнайте, как энергия передается от одного объекта к другому в этом колыбели Ньютона . Для этого эксперимента по физике для детей вы создадите маятник Ньютона , чтобы узнать, что происходит при столкновении двух объектов. Эта колыбель Ньютона, проект – это развлечение для всех возрастов, от дошкольников, первоклассников, первоклассников, 2-х, 3-х и 4-х классов.С помощью нескольких простых материалов я покажу вам , как сделать колыбель Ньютона ; это СУПЕР крутой и простой научный эксперимент .
Колыбель Ньютона
Колыбель Ньютона — классическая демонстрация физики, которую часто можно увидеть в музеях науки или в качестве украшения для письменного стола. Эта колыбель Ньютона проекта демонстрирует сохранение энергии и импульса при столкновении шаров. Хотя идея сделать с детьми проект по физике , вероятно, звучит очень сложно, не волнуйтесь — это не так! Этот простой маятник Ньютона использует обычные объекты для воспроизведения этой колыбели энергии и наблюдения за тем, как энергия передается от одного объекта к другому.Попробуйте это , как сделать Колыбель Ньютона с дошкольниками, учащимися 1-го, 2-го, 3-го и 4-го классов.
Как сделать колыбель Ньютона
Все, что вам нужно, чтобы попробовать этот физический эксперимент , — это несколько простых материалов, включая:
- 5 попрыгунчиков
- 5 кнопок
- резьба
- 4 одинаковые бутылки высотой не менее 8 дюймов
- 4 бамбуковые шпажки
- линейка
- лента
Колыбель Ньютона Проект
Аккуратно воткните канцелярскую кнопку в каждый из прыгучих шариков. Теперь отрежьте ПЯТЬ отрезков нити длиной 17 дюймов. Обвяжите центр одной нити вокруг канцелярской кнопки в надувном мяче. Повторите со всеми 5 надувными мячами.
Маятник люльки Ньютона
Убедитесь, что все бутылки заполнены жидкостью и что их крышки надежно закрыты. Поместите бутылки в четыре угла прямоугольника шириной 6 дюймов и длиной 10 дюймов. Наденьте бамбуковые шпажки на бутылки, чтобы получился прямоугольник. На более короткой стороне часть палки будет свисать с обоих концов.Теперь прикрепите шпажки к крышкам бутылок, чтобы закрепить их на месте.
Маятник с качающимися шариками
Завяжите концы нити надувного мяча на противоположных длинных боковых шпажках, убедившись, что все шарики висят на одинаковой высоте все подряд.
Легкие научные эксперименты
Все они должны висеть почти соприкасаясь и как можно ниже. Наклейте ленту на палочку, чтобы ни одна струна не скользила.
Маятник Ньютона
Теперь пришло время испытать вашу колыбель Ньютона! Осторожно оттяните один шарик с одного конца и отпустите.
Забавные физические эксперименты
Смотрите, как вылетает мяч на другом конце!
Физические эксперименты для детей
Теперь попробуйте оттянуть два мяча и посмотреть, сколько мячей вылетит с другой стороны.
Третий закон Ньютона
Его третий закон гласит, что на каждое действие (силу) в природе существует равное и противоположное противодействие. Если объект А воздействует на объект В, объект В также оказывает равную и противоположную силу на объект А.
объяснение колыбели Ньютона
Всякий раз, когда два объекта сталкиваются, общее количество кинетической энергии остается неизменным. Количество энергии зависит от массы объектов и скорости их столкновения. Таким образом, если быстро движущийся объект сталкивается с другим неподвижным объектом той же массы, импульс (движение) передается от быстрого объекта к неподвижному объекту. Если столкновение статическое, энергия не теряется на трение, неподвижный объект будет двигаться с той же скоростью, что и быстрый объект, и не остановится. В колыбели Ньютона все шары имеют одинаковую массу, а жесткая резина обеспечивает в основном упругое столкновение.
Хотите сделать еще один шаг вперед? Что, если вы попытаетесь использовать мячи для пинг-понга, которые легче, чем надувные мячи? Будет ли он работать так же?
Забавные научные эксперименты для детей
Ищете больше мероприятий на свежем воздухе для детей и чем заняться летом ? Вашим малышам, дошкольникам, дошкольникам, детсадовцам и младшим школьникам понравятся эти забавные идеи, чтобы занять их все лето:
Летние развлечения для детей
Веселые летние развлечения для детей
Колыбель Ньютона своими руками
- Фейсбук130
- Pinterest5893
Я признаю, что в школе физика была моим самым плохим научным предметом, я просто не понимал основ, так как на критических этапах учебного плана у меня были учителя-прикрытия, и я боролся, пока не начал преподавать этот предмет во время подготовки учителей, и я преподавал себе основы таким образом, чтобы я мог получить и понять, а затем мог передать своим ученикам. Законы Ньютона, безусловно, являются одним из фундаментальных аспектов физики, и «Колыбель Ньютона» прекрасно демонстрирует некоторые из этих законов.
Колыбель Ньютона устроена таким образом, чтобы показать законы сохранения энергии, сохранения импульса и трения. В традиционной колыбели Ньютона используются стальные или титановые шары, а для крупномасштабных моделей используются шары для бильярда и шары для боулинга, поскольку, хотя мы считаем их жесткими, они довольно эластичны в том смысле, что они двигаются для нашей мини-колыбели Ньютона, которую мы Я собираюсь использовать несколько деревянных бусин — хотя и не так эффективно, они будут работать, чтобы продемонстрировать, что происходит.
Мы использовали бусины из нашего набора Spielgaben, который является идеальным ресурсом для педагогов, в том числе домашних педагогов, на протяжении многих лет мы использовали его в первые годы для таких занятий, как создание моделей и распознавание имен, но в этом STEAM-упражнении он используется на более высоком уровне. уровень для объяснения более сложных областей науки.
Мы включили ссылки на партнерские продукты и ресурсы, которые мы рекомендуем.
Что вы найдете на этой странице
Материалы, необходимые для изготовления колыбели Ньютона своими руками
Коробка для обуви
5 деревянных бусин, если у вас нет набора Spielgaben, то что-то вроде детского набора для нанизывания бусин тоже подойдет
Нить
Линейка
Как сделать колыбель Ньютона своими руками
Начнем с того, что вырежем коробку из-под обуви, чтобы сформировать рамку, на которой будет висеть бусина. Для модели я использовал коробку для детской обуви и вырезал рамку со всех четырех сторон.
Установив раму, я измерил длину каждого шарика от края рамы, в нашем случае около 10 см
Затем я отмерил отрезки веревки в 3 раза длиннее, чтобы убедиться, что есть достаточно места для завязывания узлов и убедиться, что бусины можно регулировать
Беря по 2 отрезка нити на каждую бисерину, проденьте ее и надежно завяжите.
Начиная с центральной планки, расположите ее на равном расстоянии от каждой рамы и прикрепите к раме малярным скотчем.
Следующей бусиной слева отмерьте длину нити с одной стороны и положите ее на место. Как только он будет на месте, заклейте его скотчем.
Затем поместите следующие 3 бусины на место.
Проверьте выравнивание — это требует некоторых настроек, чтобы сделать их правильными, и пока они не будут точно выровнены по прямой линии, модель не будет работать так же хорошо, как купленная в магазине Колыбель Ньютона.
Вы можете видеть на картинке выше, что всего несколько шаров находятся вне линии, и наше видео показывает, что они следуют импульсу только один раз, а затем разделяются.
С помощью настройки вы можете заставить его работать — нам удалось несколько раз выполнить точную настройку.
Практические занятия для детей
Я твердо верю в необходимость обучать детей с помощью практических занятий и практического применения, оставляя рабочие листы и учебники в качестве ресурса для чтения по предмету. Подобные занятия помогают детям понять концепции, которые могут быть трудными для понимания, с помощью диаграмм и рабочих листов, собрав их воедино, они могут увидеть, где теряется энергия и импульс, когда они регулируют бусины.
Наша совместная электронная книга Fizz, Pop, Bang! содержит идеи для практических занятий по естественным наукам и математике, которые идеально подходят для детей от 3 до 8 лет. Узнайте больше об этой электронной книге и о том, как ее приобрести, здесь!
Немного науки
Колыбель Ньютона демонстрирует законы движения, в частности законы сохранения энергии и импульса. Это также помогает понять трение. Когда первый шар поднимают и отпускают, энергия и импульс передаются от этого шара к другим шарам и к конечному шару, который выйдет из набора шаров с той же скоростью, что и возвращающийся первый шар. что энергия и импульс через шары.
Шары со временем замедляются из-за потери энергии из-за трения, а также из-за упругой энергии.
Этот пост является частью серии научных статей от А до Я, организованной Frogs Snails и Puppy Dog Tails.
- Фейсбук130
- Pinterest5893
Керис Паркер
Керис — морской биолог, педагог-эколог, учитель, мама и воспитатель из Великобритании.Она любит проявлять творческий подход, будь то простые и легкие поделки и идеи, занятия, которые сделают обучение интересным, или вкусные рецепты, которые вы и ваши дети можете приготовить вместе, вы найдете их все здесь, на Rainy Day Mum.
Ожидался логический аргумент.

Что касается того, что на этой неделе у Разрушителей мифов случился небольшой казус (кстати, сильное преуменьшение, и слава богу, что никто не пострадал), люди, вероятно, забыли об их самом сложном и амбициозном проекте текущего сезона: сверхбольшой Колыбель Ньютона. .Тварь была огромной, состоящей из гигантских сфер, свисавших со стальных балок над пустым сухим доком. Это была потрясающая концепция.
Но это был и неприятный провал.
Почему? Что ж, существует неотъемлемая сложность точного выравнивания такой массивной конструкции, чтобы шарики находились на идеально прямой линии и при боковом движении терялась минимальная энергия. Именно на это обращалась большая часть тонкой настройки Адама и Джейми, но, как они ни старались, они не смогли получить тот гигантский щелк-щелк, на который они надеялись.
Углубленный анализ Wired посвящен физике колыбели Ньютона и тому, что могло пойти не так, но в конечном итоге приводит к окончательному выводу, утверждая, что «угол камеры был не лучшим для анализа». Я не профессиональный физик, но думаю, намек на настоящую проблему можно сформулировать в одном комментарии к статье Wired : «Похоже, что эти шарики не эластичны».
Правильно. Видите ли, шары, которые они использовали, не были твердыми стальными шарами обычной колыбели Ньютона, увеличенными в масштабе, приобретение которых, по-видимому, было бы чрезмерно дорогим.Вместо этого они были самодельными: сферические стальные корпуса, каждый с толстым стальным диском на экваторе и оба полушария, заполненные бетоном.
Как я уже сказал, я не физик, поэтому то, что следует ниже, может быть не совсем точным. Но мое впечатление от удара в обычной колыбели Ньютона выглядит так:
.- Когда один мяч ударяется о другой, импульс первого мяча передается как сила, действующая на одну точку (то есть в идеале) на поверхности второго мяча.
- Эта сила удара распространяется во всех направлениях через второй шар.Энергия не может выйти из шара (за исключением частиц, которые становятся теплом, и этого щелкающего звука), поэтому, когда она проходит через внутреннюю часть шара, энергия, которая достигает поверхности, отражается (или преломляется?) обратно в интерьер.
- В конечном итоге вся эта энергия собирается в одной точке на поверхности шара, точно противоположной точке удара.
- Эта конвергенция энергии заставляет шар реагировать и двигаться, и если есть другой шар, касающийся этой точки конвергенции, энергия передается этому следующему шару, и Колыбель Ньютона делает свое дело.
Пока все хорошо. Вот в чем проблема: как я уже сказал, внутренняя часть шаров Разрушителей мифов была в основном бетонной, а не стальной. Поэтому большая часть энергии, поступающей в каждый столкнувшийся с ней шар, была смешанной, рассеянной, замедленной по мере движения через эту среду. Только энергия, прошедшая через стальной экваториальный диск — малая часть всей энергии, — эффективно передавалась следующему шару. Результат был как по телевизору: мощное действие, вялая реакция.
Я полагаю, что если бы Разрушители мифов использовали огромные, твердые, закаленные стальные шары для своей гигантской колыбели Ньютона, они могли бы придумать удивительную картину, которую они — и мы — все надеялись увидеть.
Как сделать колыбель Ньютона из картона
Как сделать колыбель Ньютона из картона:
Как сделать колыбель Ньютона из картона. Есть много устройств, которые помогли науке объяснить себя. Все мы знаем известного ученого сэра Исаака Ньютона, который изобрел эту машину. Сегодня мы делаем это невероятное устройство Колыбель Ньютона из картона. Этот научный проект может стать отличной идеей для научной ярмарки для учащихся средней школы.
Что такое Колыбель Ньютона?
Говоря простым языком, Колыбель Ньютона — это устройство, которое помогает доказать теорию «сохранения импульса и энергии».
Рабочая модель колыбели Ньютона может стать отличной идеей для научной ярмарки. Если вы учитесь с 6 по 10 класс. Эту рабочую модель колыбели Ньютона можно легко создать из простых материалов, доступных в нашем доме, таких как мрамор.
Этот научный проект рабочей модели Колыбель Ньютона может помочь нам ответить на некоторые из вопросов, таких как:
- Что такое Колыбель Ньютона?
- Как работает Колыбель Ньютона?
- Как сделать Колыбель Ньютона в домашних условиях?
- Научная ярмарка идей.
Материалы, необходимые для изготовления колыбели Ньютона:
Эксперимент с колыбелью НьютонаРабочую модель колыбели Ньютона можно сделать из предметов домашнего обихода. Мы использовали часть отходов и переработали их. Некоторые из материалов, необходимых для изготовления колыбели Ньютона:
- Основа картонная, имеющая длину и ширину 26*16 см.
- 4 картона длиной и шириной 20*14 см с каждой стороны.
- 6 картон, имеющий длину и ширину 8*2 см.
- 6 шариков одинакового размера или любые одинаковые сферы могут выполнить эту работу.
- Термоплавкий клей и универсальный клей.
- Строка или любая нить подойдет.
- И, наконец, ножи X-ACTO.
Процесс изготовления колыбели Ньютона из картона:
- Сначала подготавливается основа из картона длиной 26 см и шириной 16 см.
- Для каждой стороны подготовлено четыре картона. Для этого берём этот картон и разрезаем, оставляя по 2 см с каждой стороны, ножом x-acto.
В результате получится фоторамка. Для правильной устойчивости у нас есть две картонки.
- Приклеиванием картона 8*2 см на соседнюю сторону получается кубообразная конструкция.
- Теперь проделайте отверстия на каждой стороне картона. Где продеваем струну и висим с обеих сторон.
- По середине струны вклеен мрамор.
- Тот же процесс повторяется для каждого шарика, подвешенного на одном уровне.
- Наконец-то наша рабочая модель колыбели Ньютона готова к демонстрации.
Если вы хотите наглядную демонстрацию выполнения этого школьного научного проекта.Вы можете следить за демонстрацией ниже.
Здесь мы представили полный процесс изготовления и демонстрации научных опытов для 6-10 классов. Это наш канал на YouTube DIY Projects. Мы также создали много других школьных научных проектов на нашем канале. Мы также предлагаем много идей для научных выставок для школьников.
Завершение научного проекта Колыбель Ньютона:
Колыбель Ньютона — один из хороших примеров доказательства сохранения импульса и энергии.Из этого устройства мы можем понять о кинетической энергии и потенциальной энергии. Мы также получаем знания о сохранении импульса. Студенты могут начать изучать термины как импульс. Это может быть хорошим введением в обширную область науки.
Применение колыбели Ньютона:
Колыбель Ньютонаимеет множество применений. Некоторые из них упомянуты ниже.
- Колыбель Ньютона помогает нам узнать о сохранении импульса и энергии.
- Колыбель Ньютона, изготовленная в домашних условиях, поощряет использование для создания новых научных устройств и повышает нашу привычку проводить больше научных экспериментов.
Советы по безопасности при изготовлении колыбели Ньютона:
как сделать колыбель ньютона Нашим главным приоритетом перед выполнением любого научного проекта всегда является безопасность. Мы всегда предлагаем вам выполнить любой научный проект, защищая себя. Некоторые из шагов при создании рабочей модели Колыбель Ньютона:
- Всегда носите защитное стекло, которое защитит ваши глаза во время работы с донгом.
- Аккуратно используйте термоплавкий клей. В противном случае это может сжечь части вашего тела.
- Правильно обращайтесь с ножом, иначе я порежусь.
- Выполните этот научный проект вместе с родителями, учителями или старшими братьями и сестрами.
Альтернативный процесс изготовления рабочей модели колыбели Ньютона:
Есть много способов сделать рабочую модель колыбели Ньютона. Мы можем легко сделать это устройство, используя палочки от эскимо.
Колыбель Ньютона для школы проектНекоторые из наших новых идей научных проектов для средней школы:
Чтобы узнать больше, Научные проекты 8 класса войдите в SCHOOLSCIENCEEXPERIMENTS.COM
Как работают колыбели Ньютона | HowStuffWorks
Здесь задействованы еще две вещи, и первая — упругое столкновение. Упругое столкновение происходит, когда два объекта сталкиваются друг с другом, а суммарная кинетическая энергия объектов одинакова до и после столкновения. Представьте себе на мгновение колыбель Ньютона с двумя шариками. Если бы у Шара Один было 10 джоулей энергии, и он ударился бы о Шар 2 в упругом столкновении, то Шар 2 отскочил бы с 10 джоулями.Шарики в колыбели Ньютона ударяются друг о друга в серии упругих столкновений, передавая энергию шара номер один через линию на шар номер пять, не теряя энергии по пути.
По крайней мере, так это должно было бы работать в «идеальной» колыбели Ньютона, то есть в среде, где на шары действуют только энергия, импульс и гравитация, все столкновения абсолютно упругие, а конструкция люльки в идеале. В этой ситуации шары будут продолжать качаться вечно.
Но невозможно иметь идеальную колыбель Ньютона, потому что одна сила всегда будет способствовать остановке всего: трение. Трение отнимает у системы энергию, медленно останавливая шарики.
Хотя небольшое трение возникает из-за сопротивления воздуха, основной источник находится внутри самих мячей. Итак, то, что вы видите в колыбели Ньютона, — это не совсем упругие столкновения, а скорее неупругих столкновений , в которых кинетическая энергия после столкновения меньше, чем кинетическая энергия до него.Это происходит из-за того, что сами шарики не идеально эластичны — они не могут избежать эффекта трения. Но из-за сохранения энергии общее количество энергии остается прежним. Когда шарики сжимаются и возвращаются к своей первоначальной форме, трение между молекулами внутри шарика преобразует кинетическую энергию в тепло. Шарики также вибрируют, рассеивая энергию в воздухе и создавая щелкающий звук, характерный для колыбели Ньютона.
Несовершенства конструкции люльки тоже замедляют шары.Если шары не идеально выровнены или имеют разную плотность, это изменит количество энергии, необходимой для перемещения данного шара. Эти отклонения от идеальной колыбели Ньютона замедляют раскачивание шаров на обоих концах и в конечном итоге приводят к тому, что все шары раскачиваются вместе, в унисон.
Для получения более подробной информации о колыбели Ньютона, физике, металлах и других связанных предметах перейдите по следующим ссылкам.
Первоначально опубликовано: 17 января 2012 г.
Что демонстрирует колыбель Ньютона?
Колыбель Ньютона — настольная игрушка и образовательный инструмент, демонстрирующий законы сохранения энергии и импульса.Когда один из шаров поднимают и отпускают, он ударяет по последующим неподвижным шарам, и благодаря серии быстрых передач энергии последний шар выталкивается наружу.
Колыбель Ньютона — это корпоративная игрушка, которую большинство из нас хотели бы иметь на своем рабочем столе. Эта установка с качающимся мячом снимает стресс у одних и вдохновляет на творчество других, но для большинства людей это не более чем увлекательное отвлечение.
Устройство названо в честь сэра Исаака Ньютона и также известно как маятник Ньютона, коромысло Ньютона и, проще говоря, шары Ньютона. Колыбель Ньютона, помимо элегантного декоративного элемента, также демонстрирует два очень важных и фундаментальных закона физики, а именно закон сохранения импульса и закон сохранения энергии.
Рекомендуемое видео для вас:
История колыбели Ньютона
Вопреки распространенному мнению и его названию, установка качающегося шара на самом деле не была изобретена Ньютоном, и он не был первым, кто написал законы, которые демонстрирует игрушка.
Принципы, демонстрируемые такой колыбелью, были впервые упомянуты в документе, представленном Джоном Уоллисом, Кристофером Реном и Христианом Гюйгенсом Королевскому обществу в 1662 году. Христиан Гюйгенс, в частности, внес наибольший вклад в изобретение колыбели. В работе Гюйгенса De Motu Corporum ex Percussione обсуждается столкновение подвешенных тел и передача движения от движущегося тела к покоящемуся. Он также был первым, кто сообщил, что объяснение механики системы, похожей на колыбель, требует использования закона сохранения импульса и величины, пропорциональной квадрату массы, умноженной на скорость. Величина массы, умноженная на квадрат скорости, — это, конечно, кинетическая энергия движущегося тела; Тем не менее, этот термин был придуман почти через столетие после открытия Гюйгенса.
С другой стороны, закон сохранения количества движения был впервые предложен Рене Декартом. Хотя математическое представление, которое он выдвинул, включало скорость вместо скорости. Формула Рене, импульс = масса х скорость, работала в определенных сценариях, но не могла объяснить столкновение объектов и возникающие в результате импульсы.Гюйгенс заменил скорость скоростью, векторной величиной, и поэтому более успешно объяснил столкновение объектов.
Тем не менее, аббат Мариотт, французский физик и священник, был первым, кто правильно провел и записал эксперименты с шарами маятника. Ньютон упомянул работу Мариотта в своей книге Principia , и это весь вклад в установку, которая теперь носит его имя.
Но почему «Колыбель Ньютона»? спросите вы.
Потому что Мужество, так сказал компьютер трусливой собаки!
Ну, это был не компьютер как таковой, а актер (Саймон Преббл), озвучивший компьютер в классическом мультсериале, назвал установку с качающимся шаром Колыбелью Ньютона.
Считается, что колыбель названа в честь Ньютона по двум причинам. Во-первых, можно вывести закон сохранения импульса из второго закона Ньютона (сила = масса x ускорение), а во-вторых, как дань уважения гораздо большему вкладу Ньютона в физику, чем Гюйгенс или Мариотт.
Строительство и работа
За прошедшие годы колыбель Ньютона претерпела немало косметических изменений. Тем не менее, основная схема остается прежней и довольно простой. Нечетное количество шаров, обычно пять или семь, которые едва касаются друг друга, подвешены на деревянном или металлическом каркасе. Шарики обычно изготавливаются из нержавеющей стали и, в редких случаях, из титана. Нержавеющая сталь является идеальным выбором для изготовления мячей из-за ее превосходных эластичных свойств и низкой цены.
Каждый шар имеет одинаковые свойства (размер, вес, массу и плотность) и подвешен на двух тросах одинаковой длины. Провода наклоняются с обеих сторон рамы, образуя перевернутый безосновный треугольник с шариками. Они также помогают ограничить движение маятниковых шариков одной плоскостью, параллельной поперечинам рамы.
Колыбель Ньютона в действии. (Фото: DemonDeLuxe/Wikimedia Commons)
Колыбель Ньютона работает так же просто, как и ее конструкция.Когда шар с одного конца поднимают и отпускают, он ударяется о следующий неподвижный шар и передает ему всю свою энергию. Через серию невероятно быстрых передач энергия передается мячу на другом терминале, заставляя его качаться вверх. Конечный шар поднимается на высоту, равную первому шару, а затем падает обратно, чтобы ударить по неподвижным шарам. Энергия и, следовательно, движение теперь передаются в обратном направлении, в конечном итоге снова выталкивая первый шар.
Следующий процесс продолжается до тех пор, пока вся энергия, сообщенная в начале, не будет потеряна на трение от сопротивления воздуха, звуковой энергии и любого тепла, выделяемого между качающимися сферами.
Физика за Колыбелью Ньютона
Как упоминалось ранее, Колыбель Ньютона демонстрирует законы сохранения энергии и импульса.
Закон сохранения энергии гласит: «Энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, хотя она может быть преобразована из одной формы в другую».С другой стороны, закон сохранения импульса утверждает, что импульс изолированной системы сохраняется/постоянен, т. е. при столкновении двух объектов импульс до и после столкновения остается одним и тем же.
Возвращаясь к колыбели Ньютона, в состоянии покоя шары имеют нулевую потенциальную энергию, так как они не могут двигаться вниз дальше (потенциальная энергия = mgh, в состоянии покоя h = 0) и нулевую кинетическую энергию, так как они не движутся (Кинетическая энергия = 1/2 mv2, в состоянии покоя v = 0). Точно так же шары не несут импульса (импульс = mv, в состоянии покоя v = 0).
Однако, когда первый шар поднимается вверх и прочь, он получает гравитационную потенциальную энергию с увеличением высоты, в то время как кинетическая энергия остается прежней, равной нулю. При освобождении по мере уменьшения высоты сферы потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию. Вся потенциальная энергия превращается в кинетическую в нижнем положении качелей. Кроме того, мяч набирает скорость по мере того, как он качается вниз, и достигает максимальной скорости в нижнем положении.
При столкновении со следующим мячом первый теряет всю свою кинетическую энергию (и, как следствие, весь свой импульс) и останавливается.Однако энергия и импульс не могут быть потеряны, поэтому они должны передаваться мячу, по которому он ударяет.
Сила, действующая на первый шар при ударе, заставляет второй слегка сжиматься. Сжатие символизирует передачу энергии в виде потенциальной энергии. Когда второй шар пытается сохранить свою первоначальную форму, потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию и одновременно передается следующему шару. Следующая цепочка сжатия-разжатия, а значит и передачи энергии продолжается до конечной сферы.
Последняя сфера, разжимаясь, не находит последующий шар для сжатия и передачи энергии. Поскольку передача энергии не является жизнеспособным вариантом, последний мяч толкает предпоследний мяч и в ответ отталкивается наружу. Каждое действие имеет равное и противоположное противодействие, верно?
Поскольку в процессе переноса энергия не теряется, последний шар взлетает со скоростью, равной скорости падения первого шара, что свидетельствует о сохранении импульса!
Кроме того, последний мяч поднимается на уровень, равный высоте падения первого, что означает, что вся энергия также сохраняется!
Заключительные слова
Хотя рабочий процесс и физика колыбели довольно просты, люди часто спрашивают: что, если мы уроним два мяча вместо одного? Почему люлька не взрывает два шара с половинной скоростью? Или еще лучше, все остальные на четверть скорости? Однажды начатая, остановится ли когда-нибудь колыбель?
Во-первых, каждый шар передает достаточно энергии, чтобы сдвинуть с места другой шар (при условии, что они одного размера), поэтому количество шаров, выброшенных наружу, будет равно количеству брошенных шаров.Во-вторых, как видно из формулы импульса (mv), если масса одинакова (а она действительно одинакова для всех шаров), то и скорость должна оставаться неизменной, если нужно сохранить импульс.