Układ demonstracyjny sprężyny, masy i koła pasowego

1 (polubienia)
2492 (odsłony)
Ten produkt jest dostępny tylko jeśli posiadasz konto w serwisie My Mini Factory
×
Kolor:

Ten projekt może być wykorzystany do nauczania fizyki o działaniu sprężyn, kół pasowych i energii. Plan lekcji może wyglądać mniej więcej tak. Korzystając z zestawów ciężarków, które można znaleźć w standardowych klasach fizyki, uczniowie przymocowaliby ciężarki (o rosnącej masie) do sznurka i zarejestrowali przemieszczenie sprężyny. Na podstawie tych informacji mogą znaleźć nachylenie krzywej zależności siły od przemieszczenia, inaczej znanej jako stała sprężyny (https://en.wikipedia.org/wiki/Hooke%27slaw). Następnie, znając stałą sprężyny, mogą umieścić dowolną ilość ciężaru w koszyku, przymocować go do sprężyny i wydedukować, jaki jest ciężar, korzystając ze stałej sprężyny i przemieszczenia sprężyny. Dodatkowo można nauczyć, w jaki sposób energia potencjalna jest przekształcana w sprężystą energię potencjalną, gdy kosz jest przymocowany do sprężyny, a sprężyna przemieszcza się, gdy kosz osiąga stan ustalony. (http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/pespr.html#:~:text=Elastic%20potential%20energy%20is%20Potential,well%20as%20distance%20stretched.). Następnie można zademonstrować użycie kół pasowych. Gdy sworzeń jest przesunięty do końca w lewo, druga sprężyna może być przymocowana do sznurka pochodzącego z górnej sprężyny. Gdy sworzeń zostanie przesunięty w prawo, można zmierzyć, że obie sprężyny mają takie samo przemieszczenie. Dodatkowe koło pasowe można następnie umieścić w układzie (jak widać na zdjęciach), a gdy sworzeń przesuwny zostanie ponownie przesunięty w prawo, można zauważyć, że górna sprężyna przesunęła się dwukrotnie dalej, ale rozciągnęła się (lub przesunęła) o połowę mniej niż druga sprężyna. Na tej podstawie uczniowie mogą wyprowadzić równanie ograniczenia koła pasowego (https://ocw.mit.edu/courses/physics/8-01sc-classical-mechanics-fall-2016/readings/MIT801F16_example8.9.pdf). Korzystając z równania ograniczenia, kosz można przymocować do układu podwójnego koła pasowego, a wiedząc, że siła działająca na górną sprężynę jest o połowę mniejsza z powodu drugiego koła pasowego, uczniowie mogą zmierzyć przemieszczenie i pomnożyć znalezioną siłę przez 2, aby uzyskać rzeczywistą masę kosza. Jeśli chcesz być naprawdę szczegółowy, możesz wyjaśnić błędy, które występują w systemie, najprawdopodobniej wynikające z tarcia koła pasowego i nieliniowości sprężyn. Oprócz części wydrukowanych w 3D, poniżej znajdują się dodatkowe elementy, których będziesz potrzebować. -spinacze do papieru -jakiegoś rodzaju sznurek (użyłem nici do szycia) -M5x35 z 2 nakrętkami zabezpieczającymi dla górnego koła pasowego -M4x25 z nakrętką motylkową dla suwaka sworznia, użyj podkładek według własnego uznania -2 sprężyny, chcesz czegoś o bardzo niskim współczynniku sprężystości, jeśli to możliwe i około cala długości, użyłem 5/32 x 15/16 -Coś na wagę w koszu, użyłem ćwiartek, ale wszystko, co gęste, będzie odpowiednie Użyj sprzętu, jak widać na zdjęciach, i użyj szczypiec z noskiem igłowym, aby wykonać drugi wieszak koła pasowego i mały haczyk S. Oto porównywalna zabawka (https://www.amazon.com/Educational-Demonstration-Technology-Engineering-Dynamometer/dp/B07Y7P1T6B). Kosztuje około 25 USD. Całkowity koszt tego urządzenia wraz z materiałami i dodatkami (z wyłączeniem ćwierćdolarówek :p) wyniósł 11 USD.

Autor:
benwiegand

Opinie

Ten model nie ma recenzji. Chcesz być pierwszym recenzentem? Najpierw musisz wydrukować model.