ĮVADAS
Fizika yra gamtos mokslas. Ištirkite materijos, energijos, laiko, erdvės savybes ir jų sąveiką. Taigi platus laukų ir gamtos reiškinių spektras - nuo subatominių dalelių iki Visatos formavimo ir evoliucijos, taip pat daugybė kasdienių gamtos reiškinių.
Jūsų tyrimui fiziką galima suskirstyti į dvi pagrindines sritis: klasikinę fiziką ir šiuolaikinę fiziką. Pirmasis yra atsakingas už tų reiškinių, kurių greitis palyginti su šviesos greičiu yra gana mažas, tyrimus ir kurių erdviniai masteliai yra daug didesni nei atomų ir molekulių dydis. Antrasis yra atsakingas už reiškinius, vykstančius šviesos greičiu ar arti jam artimų reikšmių, arba kurių erdvinės skalės yra mažesnės nei atomo dydis ir yra sukurtos nuo XX a.
Klasikinės fizikos studijų srityje yra:
- Mechanika Termodinamika Mechaninių bangų optika Elektromagnetizmas: Elektra - Magnetizmas
Šiuolaikinės fizikos studijų srityje yra:
- Santykio kvantinė mechanika: Atomas - Branduolys - Cheminė fizika - Kietojo kūno fizika Dalelių fizika
Vandens tankio eksperimentas Nr. 1 (atliko I. Tovaras)
Būtina medžiaga
- 3 dideli stikliniai, kiaušinis, vanduo, druska
Procesas
- Užpildykite dvi stiklines vandeniu ir po truputį įpilkite druskos į vieną iš jų. Maišydami šaukštu, pabandykite kiek įmanoma ištirpinti. 200 cm3 stiklinėje galima ištirpinti apie 70 g druskos. Įdėkite kiaušinį į stiklinę, kurioje yra tik vanduo: ji eis į dugną. Dabar įdėkite ją į stiklinę, kurioje ištirpinote druską: pamatysite, kaip ji plūduriuoja. kiaušinį ir vandenį, kol jis uždengs jį ir šiek tiek daugiau, trečioje stiklinėje. Įpilkite sūraus vandens, kurį jau turite, kol kiaušinis atsidurs tarp dviejų vandenų (jis nei plūduriuoja, nei krinta). Jei šiuo metu įpilkite šiek tiek vandens, pamatysite, kad jis krinta. Jei pridėsite šiek tiek druskos vandens, pamatysite, kad jis vėl plūduriuoja. Jei vėl pridėsite vandens, jis vėl nusės ir pan.
Paaiškinimas
Dvi jėgos veikia kiaušinį, jo svorį (jėga, kuria jis traukiamas į Žemę) ir jo trauka (jėga, kurią vanduo sukuria aukštyn).
Jei svoris didesnis nei trauka, kiaušinis nurimsta. Priešingu atveju jis plūduriuoja ir, jei jie yra vienodi, yra tarp dviejų vandenų.
Trauka, kurią kūnas patiria skystyje, priklauso nuo trijų veiksnių:
- Skystumo tankis Povandeninio kūno tūris Gravitacija
Įpilant druskos į vandenį, mes gauname tankesnį skystį nei grynas vanduo, todėl kiaušinio trauka yra didesnė ir viršija kiaušinio svorį: kiaušinis plūduriuoja.
Tai taip pat gali paaiškinti faktą, kad plūduriuoti jūros vandenyje yra lengviau nei upių ir baseinų vandenyje.
Taikomoji teisė : Gravitacijos dėsnis, pirmą kartą suformuluotas britų fiziko Isaaco Newtono 1684 m., Teigia, kad gravitacinis patrauklumas tarp dviejų kūnų yra tiesiogiai proporcingas abiejų kūnų masių sandaugai ir atvirkščiai proporcingas tarp jų esančių kvadratų.. Algebriškai dėsnis išreiškiamas kaip F = G m1 m2
Tankis yra apibrėžiamas kaip kūno masės ir jo užimto tūrio santykis. Taigi, kaip ir SI, masė matuojama kilogramais (kg) ir tūris kubiniais metrais (m3), tankis bus matuojamas kilogramais kubiniame metre (kg / m3). Tačiau šis matavimo vienetas yra labai mažai naudojamas, nes yra per mažas. Pvz., Vandens, pavyzdžiui, kadangi kilogramas užima vieno litro tūrį, tai yra 0,001 m3, tankis bus:
Daugelio medžiagų tankis yra panašus į vandens tankį, todėl, jei jūs naudojatės šiuo vienetu, visada naudosite labai daug. Norėdami to išvengti, paprastai naudojamas kitas matavimo vienetas: gramas kubiniame centimetre (gr./cc), tokiu būdu vandens tankis bus:
Tankio matavimai dabar yra daug mažesni ir juos lengviau naudoti. Be to, norėdami pereiti iš vieno vieneto į kitą, tiesiog padauginkite arba padalykite iš tūkstančio.
Kūno tankis yra susijęs su jo plūdrumu, viena medžiaga plūduriuos kitoje, jei jos tankis bus mažesnis. Štai kodėl mediena plūduriuoja ant vandens ir švinas jame krinta, nes švino tankis yra didesnis nei vandens, tuo tarpu medienos tankis yra mažesnis, tačiau abi medžiagos nuskęsta benzino, mažesnio tankio.
Tankis: Tankis yra kiekvienos medžiagos savybė. Turėsime omenyje vienarūšius skysčius ir kietąsias medžiagas. Jo tankis praktiškai nesikeičia esant slėgiui ir temperatūrai; o dujos yra labai jautrios šių dydžių kitimui.
2 eksperimentas. Laidumas (atliko JL Guevara)
Elektrolitas
Skystos terpės (ištirpimas / laidumas)
Laidumas skystoje terpėje yra susijęs su druskų buvimu tirpale, kurių atskyrimas sukuria teigiamus ir neigiamus jonus, galinčius pernešti elektros energiją, jei skystis veikiamas elektrinio lauko. Šie joniniai laidininkai vadinami elektrolitais arba elektrolitiniais laidininkais.
Laidumo nustatymas vadinamas konduktometriniu nustatymu.
Šie nustatymai gali būti naudojami daug, pavyzdžiui: pramoninėje zonoje la, nes elektros energijos suvartojimas elektrolizėje daugiausia priklauso nuo to, atliekant laboratorinius tyrimus, siekiant nustatyti druskos kiekį įvairiuose tirpaluose vandens garinimo metu. (pavyzdžiui, katiliniame vandenyje ar gaminant kondensuotą pieną) arba rūgščių baziškumą taip pat galima nustatyti matuojant laidumą, norint nustatyti blogai tirpių elektrolitų tirpumą ir titruojant rasti elektrolitų koncentracijas tirpaluose..
Tirpumo nustatymo pagrindas yra tas, kad blogai tirpūs sočiųjų elektrolitų tirpalai gali būti laikomi be galo praskiestais. Išmatavus tokio tirpalo savitąjį laidumą ir apskaičiavus ekvivalentinį laidumą pagal jį, randama elektrolito koncentracija, tai yra jo tirpumas.
Ypač svarbus praktinis metodas yra atlikti konduktometrinį titravimą, ty nustatyti elektrolito koncentraciją tirpale, išmatuojant jo laidumą titravimo metu. Šis metodas ypač vertingas drumstiems ar labai spalvotiems tirpalams, kurių titruoti dažnai negalima naudojant indikatorius.
Daugybė kietų medžiagų yra išlaikoma dėl pusiausvyros tarp patrauklių ir atstumiančių elektrostatinių jėgų, esančių tarp jonų, iš kurių jos susidaro. Šie krūviai išlaiko savo padėtį ir kūnas atrodo elektriškai neutralus.
Jei mes sujungsime jį tarp dviejų grandinės taškų, srovė nebus cirkuliuoti.
Kad šie krūviai galėtų judėti, kieta struktūra turi išnykti, todėl ryšiai tarp jonų turi būti nutrūkę. Jei padidinsime jo temperatūrą, bus pasiekta lydymosi temperatūra, taigi kūno apkrovos, kurios dabar yra skystos, galės mėgautis judėjimo laisve. Panašiai, jei ištirpinsime tinkamame skystyje dalį kietos medžiagos, jonai iš jos galės laisvai judėti tirpiklio viduje. Organai, atliekantys šiuos skysčių nemokamų įkrovų gamybos procesus, yra vadinami elektrolitais. Be joninių komponentų, jie gali būti rūgštys, druskos, hidroksidai…
VAIRAVIMAS SKYSČIUOSE
Elektrolitiniame tirpale nustatytas elektrinis laukas veiks laisvuosius krūvius ir sukels bendrą jų poslinkį, kad galėtume nustatyti srovės praėjimą per skystį. Elektrolitiniame elemente naudojami elektrodai yra vadinami anodu (+) ir katodu (-) ir turi būti chemiškai neaktyvūs; dažniausiai naudojami platinos siūlai.
Kai laukas bus nustatytas, neigiamai įkrauti jonai lėtai judės link anodo, todėl jie vadinami anionais. Teigiamai įkrauti jonai (katijonai) bus nukreipti priešinga kryptimi, ty katodo link. Taigi bus pagaminta dviguba srovė.
Dažnai, kai katijonas pasiekia katodą, jis gauna iš jo vieną ar daugiau elektronų, išeinančių iš išorinės grandinės, tuo tarpu anijonai gali atiduoti anodui tuos elektronus, kurie liko, kad liktų elektriškai neutralūs.
Jau 1833 m. Michaelas Faradėjus pastebėjo, kad grynas vanduo izoliuoja, tačiau tam tikrų medžiagų tirpimas vandenyje nėra. Jei du elektrodai, sujungti su nuolatinės srovės generatoriaus gnybtais, bus įstatyti į stiklinę su distiliuotu vandeniu, mes nematysime srovės srauto. Pakaks ištirpinti nedidelius druskos ar sieros rūgšties kiekius, kad turėtume galimybę stebėti tam tikrą elektros srovės intensyvumą.
Elektros srovės laidumo per skystį reiškinys vadinamas elektrolize ir yra susijęs su tam tikru cheminiu poveikiu. Jei ištirpintame elektrolite yra metalų katijonų, ant katodo gali nutekėti metalas, naudojant tinkamus elektrodus.
Elektrostatinis eksperimentas Nr. 3. (atlieka M. Barrera)
Elektrostatinis principas
Fizinių reiškinių kategorija atsirado dėl elektros krūvių ir jų sąveikos. Kai elektros krūvis yra nejudamas arba nejudantis, jis sukuria elektrines jėgas kitiems krūviams, esantiems tame pačiame erdvės regione; judesio metu jis taip pat sukuria magnetinius efektus. Elektrinis ir magnetinis poveikis priklauso nuo įkrautų dalelių santykinės padėties ir judesio. Kalbant apie elektrinį poveikį, šios dalelės gali būti neutralios, teigiamos arba neigiamos. Elektra susiduria su teigiamai įkrautomis dalelėmis, tokiomis kaip protonai, kurios atstumia viena kitą, ir neigiamai įkrautomis dalelėmis, tokiomis kaip elektronai, kurios taip pat atstumia viena kitą. Vietoj to, neigiamos ir teigiamos dalelės traukia viena kitą.Tokį elgesį galima apibendrinti teigiant, kad tas pats ženklas atstumia ir skirtingo ženklo mokesčiai traukia.
Eksperimentas
Van Der Graaff generatorius (VDG)
Patentuota JAV 1929 m., Jos numeris US1991236
Kaip tai veikia?
Variklis suka gumą. Jis eina aplink stiklą ir iš jo vagia elektronus. Guminė juosta yra didesnė už stiklinį vamzdį. Iš stiklo pavogti elektronai pasiskirsto visoje gumos juostoje. Teigiamas krūvis ant stiklo traukia elektronus iš vielos į viršutinį šepetį. Šie elektronai įkrauna orą, palikdami šepetėlio galiukus, oras atstumia laidą ir pritraukiamas prie stiklo. Tačiau įkrautas oras negali patekti į stiklą, nes gumos juosta pateko į kelią. Įkrautas oras pasiekia gumą ir perkelia į ją elektronus. Guminė juosta pasiekia žemiau esantį šepetį. Gumoje esantys elektronai stumia elektronus į laidą. Kabelyje esantys elektronai atitraukiami ir eina į žemę arba pas asmenį, laikantį laidą.Apatinio šepetėlio galiukai dabar yra teigiami ir jie traukia elektronus iš bet kokių oro molekulių, kurie liečia juos. Šias teigiamai įkrautas molekules atstumia viela tuo pačiu krūviu ir traukia į guma esančius elektronus. Kai jie jį pasiekia, jis vėl renka elektronus, o guma ir oras praranda krūvį.
Guminė juosta yra pasirengusi pavogti daugiau elektronų iš stiklinio vamzdžio. Aukščiau esantis šepetys yra prijungtas prie sodos skardinės. Jis turi teigiamą krūvį ir traukia elektronus iš skardinės, teigiami krūviai iš skardinės gali tolti vienas nuo kito.
Iš sodos skardinės elektronai perduodami į žemę, tam naudojant guminę juostą. Per trumpą laiką sodos skardinė praranda tiek daug elektronų, kad tampa 12 000 voltų labiau teigiama nei žemės jungtis. Jei skardinė būtų didesnė, būtų pasiekta aukštesnė įtampa. Oras jonizuotas elektriniame lauke, kurio tūris yra apie 50 000 voltų. Jonizuotas oras veda elektrą kaip kabelis. Galite pamatyti jonizuotą orą praleidžiančią elektrą, kai ji įkaista taip, kad skleidžia šviesą, šiuo atveju mes ją vadiname elektrine kibirkštimi.
Autorius-Robertas Van Der Graaffas
Biografija
Van de Graaffas gimė Tuscaloosa, Alabamos valstijoje.Tuscaloosa yra miestas vakarų centrinėje Alabamos dalyje, prie Juodojo kario upės Tuscaloosa grafystėje. Tuscaloosa apygardos buveinė6 yra penktas pagal dydį valstijos miestas, kuriame gyvena 79 294 gyventojai (JAV 2003 m. Surašymo biuro sąmata). Miestas užima vieną vietą Juodosios upės kritimo linijoje. karys pasienyje tarp Apalačių kalno ir įlankos lygumos maždaug 311 km. Jis buvo furgono generatoriaus Van de Graaff dizaineris.Generatorius yra mašina, naudojanti judantį diržą, kad sukauptų labai dideles apkrovas tuščiaviduriame metaliniame balione. „Graaff Generators Modern Van“ galimi skirtumai gali būti iki 5 megavoltų.Aukštos įtampos generatoriai gali būti naudojami naudojant aukštos įtampos rentgeno vamzdelius, sterilizuojant maistą ir atliekant branduolinės fizikos eksperimentus. Įtaisas, sukuriantis aukštą įtampą, kuri sudaro aukštą įtampą, priklauso nuo situacijos ir mokslo srities ar susijusi pramonė. Paprastai namiškiai namo vamzdžius laiko aukštos įtampos didele dalimi dėl to, kad jie yra pavojingi ir pati aukščiausia įtampa.Paprastai namiškiai namo vamzdžius laiko aukštos įtampos didele dalimi dėl to, kad jie yra pavojingi ir pati aukščiausia įtampa.Paprastai namiškiai namo vamzdžius laiko aukštos įtampos didele dalimi dėl to, kad jie yra pavojingi ir pati aukščiausia įtampa.
Tarptautinė elektrotechnikos komisija aukštą įtampą apibūdina kaip daugiau kaip 1000 V, žemą įtampą, didesnę kaip 50 V, bet mažesnę nei 1000 V, ir papildomą žemą įtampą (ELV), mažesnę kaip 50 V. 1929 m. Van de Graaffas sukūrė savo pirmąjį generatorių (kuris gamina 80 000 voltų) Prinstono universitete iš Prinstono universiteto, esančio Prinstono valstijoje, Naujajame Džersyje, yra ketvirta seniausia aukštojo mokslo įstaiga JAV. Dažnai laikomas vienu iš geriausių šalies universitetų, Prinstonas, be studentų universiteto ir abiturientų, turi ir architektūros, inžinerijos bei viešuosius ir tarptautinius reikalus. Jis buvo nacionalinis tyrimų kompanionas,ir 1931–1934 m. bendradarbis Masačusetso technologijos institute Masačiusetso technologijos institutas (MIT) yra tyrimų ir švietimo įstaiga, įsikūrusi Kembridžo mieste, Masačusetso valstijoje, JAV MIT yra lyderis. pasaulio mokslo ir technologijų, taip pat daugelio inžinerijos, vadybos, ekonomikos, kalbotyros, politologijos ir filosofijos sistemų srityje.
Tarp žymiausių jo departamentų ir mokyklų yra Linkolno laboratorija, Kompiuterių mokslo ir dirbtinio intelekto laboratorija, MIT žiniasklaidos laboratorija, Whitehead institutas ir MIT Sloan vadybos mokykla. profesorius 1934 m. (liko ten iki 1960 m.). Antrojo pasaulinio karo metu Van de Graaffas buvo aukštos įtampos rentgenografijos projekto direktorius. Po Antrojo pasaulinio karo jis įkūrė Aukštosios įtampos inžinerijos korporaciją (HVEC). Šeštajame dešimtmetyje jis išrado šerdį izoliuojantį transformatorių (gaminantį aukštos įtampos nuolatinę srovę). Jis taip pat sukūrė tandemo generatoriaus technologiją. Amerikos fizikų draugija jam skyrė T. Bonnerio premiją (1966 m.) Už elektrostatinių greitintuvų kūrimą. Bostone mirė Van de Graaffas,Masačusetsas Bostonas yra sostinė ir didžiausias Masačusetso valstijos miestas JAV. Miestas taip pat yra Safolko apygardos apskrities būstinė. Tai neoficiali regiono sostinė, vadinama Naująja Anglija, taip pat vienas seniausių ir turtingiausių JAV miestų, kurio ekonomika atitinka švietimą, sveikatos apsaugą, finansus ir aukštąsias technologijas.
Formulės
Triboelektrinė serija
Labiausiai teigiami
(šiame gale jie praranda elektronus)
- AsbestasTriušio plaukaiTiklasHairNylonWoolSilkPaper MedvilnėKietas kaučiukasSintetinė gumaPoliesterisPlastoformasOrlonSaranPoliuretanasPolietilenasPolipropilenasPolvinilchloridas (PVC vamzdelis) TeflonSilikono guma
Labiausiai neigiami
(šiame gale jie vagia elektronus)
medžiagos
- Tuščia soda skardinė Mažas vinis Didelė gumos juosta nuo 1 iki 2 cm ir nuo 6 iki 10 cm ilgio Saugiklis apie 5 × 20 milimetrų Mažas nuolatinės srovės variklis (iš žaislo) Stiklas plastiko (arba vaškuotas popierius) Momentiniai klijai Du maždaug 15 cm ilgio kabeliai Du plastikinio vamzdžio gabalėliai iš 3/4 colio PVC 5 arba 7 cm ilgio 3/4 PVC jungties Viena 3/4 T jungtis PVC lipni juosta Vienas blokas iš medžio
Blokinė schema
4 eksperimentas. Pralaidumas (atliko Gabrielė Morante)
Aukštos įtampos variklis
Elektrinis krūvis sukuria aplink jį elektrinį lauką. Jei krūvis juda, jis sukuria ir magnetinį lauką. Taip pat žinoma, kad kiekvienas elektrinis krūvis, judantis magnetinio lauko viduje, patiria jėgą. Kitaip tariant, jei turite du mobiliuosius elektrinius krūvius, jie ne tik veikiami elektrostatinių jėgų, kurias viena kitai veikia dėl jų krūvio, bet ir tai, kad tarp jų veikia kitos elektromagnetinės jėgos, kurios priklauso nuo krūvių verčių ir greičio. šie. Kosmoso srityje bus sakoma, kad magnetinis laukas egzistuoja, kai judantis krūvis prasiskverbia per jėgą, kuri priklauso nuo įkrovos greičio.
Kaip ir elektriniai laukai, magnetiniai laukai gali būti realizuojami jėgos linijomis, kurios gali būti įvairių formų, priklausomai nuo veiksnio, kuris sukūrė lauką.
Kaip matome ankstesnėje nuotraukoje, tai yra magneto sukuriamas magnetinis laukas, jėgos linijos palieka tą patį garsą, vadinamą šiauriniu poliu, ir grįžta į kitą sritį, kuri vadinama pietų poliu. Netoli šių polių yra griežčiausios jėgos linijos ir dėl to magnetiniai reiškiniai pasireiškia kaip didžiausi.
Kaip ir elektriniame lauke, ir dėl panašių priežasčių magnetinio lauko jėgos linijos yra ištisinės linijos, nesikertančios viena su kita.
Jėga, veikianti teigiamą krūvį q, judanti magnetiniame lauke, statmena jėgos linijoms ir greičiu (v), priklauso nuo krūvio vertės, jo greičio ir specifinių lauko savybių., vadinama magnetine indukcija.
Lauko magnetinė indukcija tam tikrame jo taške yra jėga, veikianti teigiamojo krūvio vienetą, kuris juda statmenai jėgos linijoms greičio vienetu. Kuriai atstovauja B.
Jei esant teigiamam krūviui q, kuris juda statmenai linijoms d, magnetinio lauko jėga greičiu v, veikia jėga F, magnetinė lauko indukcija, tai yra jėga, veikianti kiekvieną įkrovos vienetą ir veikiant greičio vienetas, nustatomas pagal formulę:
Kadangi magnetinė indukcija yra koeficientas, atsirandantis padalinant jėgą tarp krūvio sandaugos greičiu, jo matmenų formulė gaunama veikiant kiekvieno iš šių dydžių matmenų formules:
Magnetinis indukcijos blokas tarptautinėje sistemoje vadinamas tesla. "Tesla" yra magnetinio lauko, kuriame 1 m / s greičiu statmenai jėgos linijoms judantis kulono krūvis veikiamas vieno Niutono jėga, indukcija. " Jį atstovauja T.
Šiek tiek žinodami apie teoriją, pradėkime aukštos įtampos variklio eksperimentą, kuriame galime pamatyti keletą magnetinės indukcijos taikymo būdų.
Medžiaga:
- 2 aliuminio skardinės (gaiviesiems gėrimams ar alui) 1 vienkartinė lėkštė 1 vienkartinis puodelis 1 rašiklis 1 metras aliuminio folijos 2 spaustukai silikono pistoleto lipni juosta 2 jungtys arba laidai su driežo galiuku Puma pjaustytuvas (30cm)
1 žingsnis
Pradėdami tepdami klijus ant stiklo, galime priklijuoti aliuminio folijos gabalėlį prie stiklo.
Kai aliuminis bus priklijuotas prie stiklo, mes supjaustysime dvi klijuoto aliuminio juostas, kiekviena juostelė turėtų būti maždaug pusė colio. Atsižvelgiant į tai, kad jie neturėtų liesti vienas kito.
2 žingsnis
Mes supjaustysime vieną kaušo galą, įdėdami jį į pagrindo centrą, kad būtų didesnė trintis ar pagrindo judėjimas.
3 žingsnis
Turėsime pastatyti rašiklį savo plokštelės centre, priklijuodami jį silikonu
4 žingsnis
Mes suklijuosime dvi skardines toje pačioje plokštėje, sukurdami stiklą, kad jis galėtų pasisukti. Kaip parodyta ankstesnėje nuotraukoje.
5 žingsnis
Prie kiekvienos skardinės su lipnia juosta įstatysime spaustukus, kad jie galėtų nusitrinti nuo stiklo.
6 žingsnis
Dabar mes paimame laidą, įdėdami jį į dešinę skardinę ir kitą galą į aliuminio lakštą, padėdami jį ant monitoriaus arba televizoriaus ekrano.
Kitas laidas ar laidas, kurį mes pritvirtinsime, bet kurioje vietoje, kur generuojame žemę, gali būti kompiuterio dalis.
Kaip tai veiks?
Kai aliuminio folija uždedama ant monitoriaus, mes turime įjungti televizorių, kad jis patrauktų ir paleistų elektronus ir tokiu būdu galėtų pasukti stiklą.
Eksperimentas Nr. 5 Vidinis energijos kaupimas (atliko Dario Magallanes)
ĮSKAIČIUOTAS PLANAS
Objektai, slenkantys ar riedintys žemyn nuožulniąja plokštuma, naudojami trinčiai ir inercijos momentui iliustruoti.
MEDŽIAGOS
- Lygi ir tiesi bent 1 metro ilgio lentos Įvairių medžiagų blokai Įvairūs cilindrai ir rutuliai
PROCESAS
Įvairių medžiagų blokai dedami į plokštumą (po vieną arba kartu), o plokštuma pakeliama į kampą, kuriuo blokas tik pradeda slysti. Pavaizduota, kad kampas skirtingas skirtingoms medžiagoms, tokioms kaip mediena ar plastikas. Parodykite, kad tam tikros medžiagos kritinis kampas nepriklauso nuo objekto masės ir sąlyčio ploto. Parodykite, kad kampas, kuriuo objektas pradeda slysti, yra šiek tiek didesnis nei kampas, kurio reikia norint tęsti slydimą, kai objektas juda.
Kai plokštuma pakreipta fiksuotu kampu, sukite cilindrus, rutulius ir žiedus nuo jo. Prieš tai darydami paklauskite auditorijos, kuri greičiau pateks į dugną. Pakartokite veiksmą su skirtingo dydžio ir tos pačios masės, vienodos ir skirtingos masės daiktais. Parodykite, kad pakreipus plokštumą per smarkiai, objektai slys, o ne riedės.
Palyginkite objekto riedėjimo be slydimo ir vieno slydimo be trinties greitį (imituojamas didelės masės objektas su mažais ratais). Abu atvejai taupo mechaninę energiją, tačiau slenkamasis objektas liečia dugną prieš kitą riedėdamas, nes visa pradinė potenciali energija virsta transliacijos energija, neprarandant sukimosi.
ANALIZĖ
Trintis sukelia jėgą priešinga krypčiai, kuria kažkas juda ar bando judėti. Trinties jėga yra proporcinga normaliai jėgai, kuri šiuo atveju yra gravitacinės jėgos, esančios ant objekto, statmena plokštumai kryptimi, komponentas. Jei pasvirusi plokštuma yra pasvirusi kampu (Theta) horizontalės atžvilgiu taip, kad objektas slystų ar ruošiasi slysti, trinties jėga plokštumoje nukreipta aukštyn, o jos trinties dydis yra nukreiptas į viršų plokštumoje ir jos dydis yra
Čia W yra daikto svoris, o µ - trinties koeficientas. Paprastai µ kiekis yra nuo 0,01 iki 1,0 ir priklauso nuo medžiagos ir paviršiaus būklės (šiurkštumo), bet ne nuo sąlyčio ploto. Trinties koeficientas šiek tiek priklauso nuo objekto greičio ir ypač yra didesnis, kai objektas yra ramybėje (statinė trintis), nei tada, kai jis juda (kinetinė trintis).
Blokas pradės slysti, kai tik gravitacijos komponentas plokštumos kryptimi (W sin (theta)) bus lygus trinties jėgai, tada
Nepriklausomai nuo svorio W. Kritinio kampo (θ), ties kuriuo blokas pradeda slysti, matas rodo trinties koeficientą. Trintis paverčia bloko potencialią energiją į pasvirusią plokštumą šiluma, kai blokas slenka žemyn, kad jis galėtų pasiekti dugną be potencialios energijos arba labai mažai kinetinės energijos.
RIZIKA
Šioje demonstracijoje nėra jokios rizikos, išskyrus įsitikinimą, kad objektams pasiekus pasvirusios plokštumos dugną, jie bus sugauti arba sustabdyti, kad būtų išvengta bet kokių susidūrimų pažeidimų.
Iliustracijos:
Eksperimentas Nr. 6 Trintis ir inercijos akimirka (atlieka Esmeralda Perales)
Grįžtanti skarda.
Skardinė, susukta ant stalo, pasiekia tašką, kur ji yra ramybėje, ir tada grįžta, iliustruodama vidinio energijos kaupimo koncepciją.
MEDŽIAGOS
- Cilindrinė skarda su nuimamu dangčiu (nepermatoma) Elastinė juosta Sveria su skylute centre
PROCESAS
Skardinė yra pastatyta su elastine juosta, pririšta per jos centrą ir einančia iš vienos cilindro pusės į kitą, o svoris kabo nuo juostos centre, kad, skardinei ritiniaujant, juosta galėtų apsisukti. Skardinė pasiekia poilsio vietą ir grįžta ten, kur ji prasidėjo. Gali pasirodyti, kad stalas nėra lygus, tačiau skardinę galima sukti bet kuria kryptimi, o rezultatas tas pats. Tai padeda vieną ar du kartus pasukti žiurkę prieš ją paleidžiant, kad būtų galima kompensuoti trinties nuostolius riedant. Skardinės dangtis turėtų būti lengvai nuimamas, kad būtų atskleistas jo turinys ir paaiškinta operacija.
ANALIZĖ
Ši demonstracija iliustruoja kinetinės energijos virsmą potencialia energija ir atvirkščiai. Potenciali energija kaupiama viduje suvyniotoje elastingoje juostoje. Panašius palyginimus galima atlikti apvijus laikrodį, užpildžius automobilį benzinu, atomuose ir molekulėse kaupiamą energiją bei pačios masės energiją.
Reliatyvumo teorijos požiūriu skardinės ir jos vidinio mechanizmo masė šiek tiek padidėja, kai elastinė juosta sukasi, ir būtent šis masės padidėjimas yra paverčiamas kinetine energija, kai skardinė prasideda. riedėti nuo poilsio. Galima įvertinti masės pokytį
Parodyti, kaip tai paprastai galima aptikti lėtai važiuojančiuose objektuose, palyginti su šviesos greičiu. Pvz., Jei skardinės pradinis greitis būtų 1 m / s, trupmeninis jos masės padidėjimas būtų mažesnis nei
RIZIKA
Šioje demonstracijoje nėra reikšmingos rizikos.
Iliustracijos.
Ar viduje:
Galite pamatyti cilindro formos skardinės formą ir skaidriame jos vaizde galite pamatyti elastinę juostą (raudoną) su svoriu (juodą) jos centre.
Gali judėti riedėdamas.
- Jis pradeda suktis, juosta susisuka ir kaupia potencialią energiją. Skardinė sustoja, pasiekia ramybės būseną. Potenciali energija paverčiama kinetine energija, kai elastinė juosta atsitraukia, skardinė grįžta į vietą, kur ji pradėjo riedėti.
BIBLIOGRAFIJA
Tinklo ištekliai:
- www.scitoys.comwww google.comwww.monografias.comwww.wikipedia.comhttp: //encyclopedia.thefreedictionary.com/ (Robertas Van Der Graaffas)
Enciklopedijos:
- „Encarta 2004“ vandenyno enciklopedija „Visual Atlas“ enciklopedija
Knygos:
- TL Liem, kvietimai į mokslinius tyrimus, „Ginn Press“: Leksingtonas, Masačusetsas (1981).JP „VanCleave“, mokantis fizikos linksmybių, „Prentice Hall“ spauda: Niujorkas (1985).JS Miller, „Fizikos linksmybės ir demonstravimas“, Centrinė mokslo įmonė: Čikaga (1974).
