Инерционная машина
Изучите такие физические понятия как зубчатые передачи, измерение расстояний, силы, передача энергии, трение и пневматика.
1. Установление взаимосвяей
( 5-10 мин. )
Дима и Катя немного поссорились, и их выставили на улицу слегка поостыть. Катя захотела, чтобы Пес Барбос покатал ее на тележке, но у него не хватило на это сил.
А Дима играет со своими волчками. Они замечательно крутятся, но Диме очень хочется поскорей помириться с Катей и снова играть с ней. Катя хочет того же – ведь гораздо лучше быть хорошими друзьями, тем более что все игры им надоели.
Они посмотрели друг на друга, и тут Катю осенила идея. А нельзя ли поиграть с тележкой и при этом использовать энергию волчка? Как вы думаете, у них это получится?
Можно ли толкать тележку за счет энергии крутящегося волчка – и насколько далеко и долго она будет катиться? Проверьте!
2. Конструирование
( 20-25 мин. )
Первым делом нужно оборудовать и проверить «автодром» для испытаний.
Отмерьте 50 см дорожки. Это будет зона разбега с линией старта впереди. Затем приклейте к полу вдоль дорожки 2 м липкой лены и разметьте ее через каждые 10 см. Теперь можно заняться моделями!
Соберите модель инерционной машины
(Технологические карты 10A и 10B, с. 10, шаг 20)
3. Рефлексия
( 20-25 мин. )
«Чистый» эксперимент
Чтобы проверить все модели, разгоняйте их в течение 2 секунд в 50-сантиметровой зоне, а на линии старта отпускайте – на одной стартовой скорости. Для этого нужно потренироваться! Поэтому мы рекомендуем испытывать каждую модель по 3 раза.
Знаете ли вы?
Лучшие маховики, предназначенные для накопления энергии, помещают в герметичные кожухи, где они работают в вакууме, не испытывая сопротивления воздуха.
Что делает маховик эффективным?
Самый лучший маховик будет двигать модель дальше и в течение более продолжительного времени после точно такого же разгона, как и у остальных моделей! Проведите испытания моделей, вообще не имеющих маховиков. Установите на модель большие колеса с шинами и без. Придумайте свои варианты испытаний.
Более тяжелые маховики эффективнее легких, но для их разгона потребуется больше энергии, то есть количество накопленной маховиком энергии движения, или кинетической энергии, зависит от его массы и скорости вращения.
Как далеко и сколько времени он будет катиться?
Измерьте, на какое расстояние укатится каждый маховик. Было бы очень хорошо, если бы при этом вы засекли, сколько времени он будет двигаться.
Соберите модель в соответствии с шагом 22, с. 12.
Проведите испытания и измерьте параметры.
Соберите модель в соответствии с шагом 24, с. 14.
Проведите испытания и измерьте параметры.
Инерционные машины движутся чрезвычайно медленно. Чем больше маховик, тем медленнее они едут, но зато – дольше и на большее расстояние.
Знаете ли вы?
Мы используем повышающую передачу «8-зубое колесо – 24-зубое колесо», две ступени повышения передачи, каждая с отношением 1 : 3, то есть каждому обороту колеса по земле соответствует 9
4. Развитие
( 25-30 мин. )
«Шалтай-Болтай»
Соберите модель с маховиком, ось которого НЕ проходит через центр маховика (Технологическая карта 10B, с. 17, шаг 3). Предположите, что произойдет, а затем проверьте свои предположения.
Модель останавливается очень быстро. Маховики при вращении должны быть ДИНАМИЧЕСКИ сбалансированы, иначе возникает множество сил, направленных в разные стороны, что является причиной увеличения ТРЕНИЯ на осях.
Попробуйте скатить свою модель с горки. Что при этом происходит? Сравните свой вариант с моделью, на которой установлен сбалансированный маховик. Модель едет очень медленно и не.
Модель едет очень медленно и не разгоняется. Разнонаправленные силы, вызванные динамической разбалансировкой, сильно возрастают даже при незначительном увеличении скорости. На малых скоростях они практически незаметны, поэтому модель продолжает медленно катиться.
Знаете ли вы?
В реальных условиях несбалансированный маховик может разорваться!
Покоритель холмов
Смастерите пандус, по которому будете запускать модели вверх. Попробуйте предположить, а затем проверьте, как поведут себя модели с маховиком и без при одинаковом разгоне (сделать это будет непросто!). На этом этапе занятия несколько групп учеников могут работать вместе.
Модели с маховиком поднимутся по пандусу выше, поскольку они запасли много энергии.
Изогните полосы тонкого картона и сделайте несколько низких горок для запуска моделей.
Инерционные машины двигаются медленнее – как вверх, так и вниз. Маховик выступает в роли своеобразного регулятора, который помогает машине преодолевать подъемы на одной и той же скорости.
Лучше всего с этим справится модель с широкими шинами.
В помощь преподавателю
Технология
Естественные науки
Технология
Определение требований к модели и раз- витие идей. Индивидуальная и групповая работа. Сборка и разборка моделей. Использование подходящих материалов и деталей, а также модульных конструкций для разработки и создания высококачественных действующих моделей. Испытание модели и определение необходимости внесения изменений. Сборка и разборка подобных моделей и проверка их соответствия поставленной задаче.
Естественные науки
Методы исследования, прогнозирование и измерение влияния переменных параметров на работу простых механизмов. Наблюдения, измерения и запись.
Математика
Применение на практике математических идей. Вычисления с использованием всех числовых операций. Вычисление площади, среднего значения и отношения величин и использование этих понятий. Измерение времени, расстояния и силы с необходимой точностью. Применение формул; решение простых уравнений для вычисления скорости. Выявление закономерностей, сбор данных и представление их в виде таблиц. Представление математических идей в устной, письменной и графической форме.
Учебные материалы
Рабочий лист ученика
Download to view and share the student worksheet.
Гиробус MFO. Что это за машина, и как она работает
Наверняка у многих из нас, друзья, в детстве были машинки, работающие за счет инерционного двигателя. У меня таких было две, одна большая пластмассовая «Нива», другая – совсем крошечная машинка из «киндера», когда там еще интересные попадались сюрпризы, это в начале 90-х еще было.
Самой главной (и тяжелой) деталью этой игрушки был железный маховик, накапливающий крутящий момент, и отдающий его на ведущие колёса, за счет этой кинетической энергии машинка и ехала некоторое время по полу.
Примерно такой же принцип реализован и на гиробусе, о котором я расскажу в этой статье.
Гиробус это очень необычное транспортное средство, наиболее уместно его сравнивать, наверное, с троллейбусом, который не нуждается в постоянном контакте с электросетью.
Запуск этой машины начинается с раскрутки огромного стального маховика весом в полторы тонны и диаметром в полтора метра. Для этого токосъемники гиробуса подключались к специальному столбу с контактной штангой, электромотор плавно раскручивал маховик до 3000 об/мин рабочего режима, после чего гиробус мог самостоятельно проехать 3 – 5 километров за счет кинетической энергии, отдаваемой маховиком.
Напрямую маховик с трансмиссией никак не связан, он вращает генератор, питающий в свою очередь электромотор, установленный в задней части вагона, соединенный через кардан с задним мостом. Вот как это выглядит схематически.
На этом фото машина запечатлена во время подзарядки.
Кабель к столбу идет под землей. Обратите внимание еще и на два небольших токосъемника сбоку, через них подзаряжалась батарея бортовой сети управления и освещения с сигнализацией. Кстати, уже раскрученному маховику для поддержания нужных для работы оборотов требовалось не полчаса, а несколько минут.
Сам маховик и мотор-генератор расположены в герметичном металлическом корпусе, который заполнен инертным газом. Внутри корпуса пониженное давление, предусмотрена система охлаждения подшипников и мотор-генератора.
К этому моменту у многих уже возник резонный вопрос- а зачем, собственно, нужны такие сложности, ведь обычный троллейбус и по конструкции проще, и себестоимостью дешевле, и, чего уж, безопаснее. Ведь вращающийся под полом вагона полуторатонный маховик с линейной скоростью вращения более 800 км/час – так себе идея в плане безопасности, да и управляемость у вагона не самая лучшая, хоть конструкторы, как могли, снизили центр тяжести.
Так вот, разработали гиробус в Швейцарии, в середине 1940-х годов, в надежде, что он сможет расширить существующую сеть троллейбусного сообщения без прокладки новых контактных линий. Ведь один столб для подзарядки, установленный через 2-3 километра, как ни крути, дешевле полноценной линии.
Идея использовать маховик для накопления энергии принадлежала инженеру Бьярне Сторсанду из Maschinenfabrik Oerlikon (MFO), где впоследствии гиробусы и производились.
Сколько всего было выпущено гиробусов мне точно не известно. Возить пассажиров они начали в 1950 году, и на протяжении десятилетия работали в Швейцарии и Бельгии, и даже в Конго, куда попали опять-таки, из Бельгии.
Конкретно этот MFO 111 работал в Конго с 1955 по 1959 год.
Плюсы гиробуса на городских маршрутах – отсутствие шума, независимость от контактной сети, и отсутствие двигателя внутреннего сгорания. Минусы – большее, в сравнении с троллейбусом, энергопотребление, необходимость в частых подзарядках во время остановок, сложность конструкции и её обслуживания. К примеру, для замены подшипников маховика надо было чуть ли не полностью разбирать вагон.
К началу 1960-х гиробусы были сняты с эксплуатации, до наших дней уцелел лишь один экземпляр.
Кстати, возможно, что в ближайшее время инженеры вновь вернутся к использованию кинетической энергии маховиков на транспорте, ведь эксперименты ведутся даже в Формуле-1.
Урок «Физика в игрушках»
МБОУ»Средняя общеобразовательная школа №2» городского округа Судак
Учитель Зенцова Г.С.
-Подвести учащихся к формированию системы знаний, необходимых для объяснения принципа работы игрушек, действие которых основано на существовании Архимедовой силы; заводных игрушек; инерционных игрушек; звуковых игрушек; игрушек, действие которых основано на различном положении центра тяжести; электрических и магнитных игрушек.
— Побуждать учащихся к выполнению мыслительных операций: анализа, синтеза, сравнения, обобщения.
— Способствовать воспитанию аккуратности, эстетических чувств, навыков коммуникативного общения.
Физические газеты по темам:
-Игрушки, действие которых основано на существовании Архимедовой силы;
-Игрушки, действие которых основано на различном положении центра тяжести;
2. Различные игрушки:
-машина с программным управлением;
-игрушки на батарейках;
4. Презентация по теме: «Физика и детская игрушка».
5. Железная коробка.
6. Определения, записанные на плакате:
7. Подъёмный столик;
10. Наклонная плоскость;
12. Заводные машины, робот, цыплёнок;
13. Столбик монет, линейка железная;
14. Автомобиль с куклой;
15. Птичка Хоттабыча;
16. Штатив с грузами и ниткой;
17. Камертон с молоточком.
18. Штатив, на котором подвешена нить с шариком.
С самого раннего детства нас окружают различные любимые игрушки. У каждого они свои.
И редко кто из нас не задумывался над тем, как устроены игрушки, не пытался заглянуть во внутрь игрушки.
Сегодня мы познакомимся со многими игрушками, узнаем о их устройстве, принципе действия и попытаемся ответить на вопрос: С какой наукой связано устройство многих игрушек?
Игрушки, действие которых основано на существовании Архимедовой силы.
Наша Таня громко плачет
Уронила в речку мячик
Тише, Танечка, не плачь
Не утонет в речке мяч.
2.Кристина прочитала стихотворение Маршака. Почему не утонет мяч и вот эти игрушки? (называет и показывает их).
1. Эти игрушки обладают большой подъёмной силой, потому что их вес намного меньше, действующей на них со стороны воды выталкивающей силы
2. В существовании выталкивающей силы легко убедиться на опыте. Закрепим в лапке штатива динамометр, подвесим к нему тело на нити и заметим показания динамометра. Возьмём стакан с водой и поднесём под груз, будем поднимать стакан до тех пор, пока тело на нити не погрузится целиком в воду. Заметим показания динамометра, видим, что они уменьшились. Это произошло потому, что со стороны воды на тело действует Архимедова сила. От чего зависит выталкивающая сила?
1. Величина выталкивающей силы зависит от плотности жидкости.
Опустим в банку с водой яйцо – оно тонет. Будем подсыпать в воду соль. По мере увеличения солёности воды яйцо всплывает.
Законы плавания тел использованы в устройстве детской игрушки «водолаз». Вес «водолаза» подобран таким образом, что при заполнении полости игрушки водой её вес становится больше выталкивающей силы, и, «водолаз» погружается на дно, а при заполнении полости воздухом выталкивающая сила становится больше веса игрушки, и «водолаз» всплывает.
Можно самим сделать интересную игрушку – «плавающий подсвечник». Воткнём снизу посредине свечи кнопку или небольшой гвоздик, для того чтобы свеча, плавая у поверхности воды, сохраняла вертикальное положение и не опрокидывалась. Если плавающую свечу зажечь, её вес будет постепенно уменьшаться, но и объём погружённой в воду части свечи также будет становиться всё меньше и меньше. Равенство между весом свечи и выталкивающей силой не будет нарушаться.
Обратите внимание на наш бассейн. Вы видите здесь кораблик. Представьте себе, что вот этот катер – большой корабль. Его только что построили и должны узнать предельный вес груза, который может принять этот корабль. Но не могут же нагружать корабль до тех пор, пока он не утонет, и таким образом узнать предельный вес груза.
Наибольший допустимый вес груза узнают заранее.
( Опускают в воду железную коробку, она плавает).
Опустим в воду железную коробку, она плавает, это показывает, что коробка вытесняет своей подводной частью количество воды, равное её весу. В этом отношении все суда похожи на нашу коробку.
-Глубину, на которую судно погружается в воду, называют осадкой.
-Наибольшую допускаемую осадку судна отмечают на корпусе красной линией, называемой ватерлинией. ( показывает на игрушках).
-Вес вытесняемой судном воды при погружении до ватерлинии, равный силе тяжести судна с грузом, называется водоизмещением судна.
Итак, законы плавания тел всегда учитываются при изготовлении
игрушек, поэтому они и сами плавают на воде, и нам помогают плавать.
1.Очень давно, ещё маленькими мы полюбили эти игрушки: жёлтого
цыплёнка, зайку, робота.
А как лихо мчится машина уазик или этот паровозик. ( демонстрирует).
2. Почему движутся игрушки? Разберёмся в этом, ознакомившись с
устройством игрушки «курочка-ряба».
Механизм, при помощи которого происходит движение курочки
состоит из основного вала и двух ведомых, пружины и зубчатого колеса
(показывает). Сжатая пружина обладает потенциальной энергией. За
Счёт потенциальной энергии тело может совершать работу.
1. Поместим пружину на металлический стержень от подъёмного столика.
Сожмём пружину и свяжем её ниткой. Подожжём нитку, пружина
взлетает высоко вверх. Пружина приобрела скорость, так как её
потенциальная энергия перешла в кинетическую.
2.С наклонной плоскости пустили цилиндр, на пути которого находится
шарик. Шарик тоже приходит в движение, так как цилиндр ударяется о
шарик и передаёт часть энергии, шарик движется, так как обладает
1.Вернёмся к нашей игрушке. Потенциальная энергия пружины
превращается в кинетическую энергию механизма, и ножки курочки
приходят в движение.
2.У нас на выставке есть и другие игрушки, которые после завода могут
двигаться. Устроены они примерно так же как и курочка-ряба.
Это цыплёнок, уточка, петушок, зайчик, заводные автомобили, робот, паровозик.
1 . Вы, ребята, смотрели сейчас заводные игрушки. А мои игрушки не требуют завода, но тоже движутся. (показывает движущийся автомобиль).
2. Принцип действия инерционной машины заключается в следующем: на
задней или передней оси находится ряд шестерёнок, которые в свою
очередь соединяются с маховиком. Мы толкаем автомобиль, шестерёнки
придают движение маховику. Маховик же обладает большой массой, а
следовательно, будет долго сохранять состояние движения, которое ему
1.Явление инерции можно наблюдать на опытах:
— установим наклонно на столе доску. Внизу у доски положили брусок.
Поместим на наклонную доску грузовик с находящейся в нём куклой
и предоставим ему возможность скатываться вниз. В конце доски
грузовик остановится, а кукла, продолжая двигаться, упадёт.
Следовательно, движение тел сохраняется до тех пор, пока не встретят на
своём пути препятствие.
Нагрузку, намного большую силы тяжести груза. Такую же нитку
прикрепим снизу груза. Если за нижнюю нитку дёрнуть рывком, то
она оборвётся; если же медленно тянуть за неё, постепенно увеличивая
усилие, оборвётся верхняя нитка.
1.Это объясняется тем, что когда нижнюю нить резко дёргают, то
время взаимодействия руки и нити настолько мало, что груз не
успевает изменить свою скорость и верхняя нитка не обрывается:
у груза велика инертность. В то же время у нижней нити, много
менее инертной, скорость изменяется на большее значение, и она
2.Составим столбик монет. Линейкой будем выбивать монеты из
столбика. Столбик не разваливается, так как монеты по инерции
сохраняют состояние покоя.
1.Все эти опыты помогают объяснить действие инерционных игрушек.
2. А теперь мы расскажем вам об очень интересной игрушке. Она
Называется «Птичка Хоттабыча».
1.«Птичка Хоттабыча» представляет собой стеклянную наглухо
запаянную фигурную ампулу (показать рисунок). Ампула наполнена
легко испаряющейся жидкостью. После смачивания водой ватного
чехла на голове «птички» начинается испарение, которое охлаждает
верхний шарик ампулы (голову «птички»).
2.Итак, вследствие охлаждения верхнего шарика (головы «птички»)
жидкость вытесняет из нижнего шарика превосходящим давлением
паров в нижней части игрушки. Голова «птички» становится тяжёлой,
«птичка» начинает наклоняться и занимает горизонтальное положение.
1.В этом положении происходит два независимых друг от друга
— «птичка» макает свой клюв в воду.
— происходит смещение паров нижнего и верхнего шариков, давление
уравнивается, и жидкость под действием собственного веса течёт в
нижний шарик. «Птичка» поднимается и снова располагается
1.Мы живём в мире звуков. Где бы мы не находились, нас сопровождают
разные звуки. Вот, например, ещё совсем маленький ребёнок, а уже
гремит погремушкой. Это его первая игрушка, и она звуковая.
2.Посмотрите эту птичку (показывает игрушку). Если закрыть канал с
Одной стороны пальцем, а с другой стороны в него подуть. То звука не будет слышно. Если открыть отверстие и подуть в игрушку, то раздаются весёлые трели. Вы хотите узнать, почему поёт птичка?
1.Если по камертону ударить молоточком, то камертон зазвучит.
Поднесём к звучащему камертону маленький шарик, подвешенный
на нити. Ветви камертона будут периодически отталкивать шарик. Это
показывает, что ветви звучащего камертона колеблются. Как только
прекращаются колебания камертона – исчезает и звук. Следовательно,
источниками звука являются колеблющиеся тела.
2.В канале птички колебался воздух, а в этой игрушке, которая называется «водяной» соловей, будет колебаться вода. Её колебания
Тоже станут источниками звука.
1.Звуки бывают разной высоты (показывает свирель, свистит в неё).
Высота тона зависит от частоты колебаний.
2. Теперь посмотрим другие игрушки. (показывает игрушки, которые
при нажатии на неё, издают мелодию). Когда мы нажимаем на эти
игрушки, воздух выходит из игрушки, находящейся внутри игрушки,
а когда мы её отпускаем – устремляется внутрь игрушки, она постепенно
распрямляется, воздух внутри неё колеблется, издавая звук.
1.«Говорящие» куклы умеют произносить: «Мама» (показывает), медведи
могут рычать. Причина этого – колебания воздуха внутри кожаной
коробочки с отверстиями, которую помещают внутрь игрушки.
При наклоне куклы груз, находящийся в коробочке, падает, заставляя
воздух в ней сжиматься и выходить в отверстие. Колебания воздуха
2.Причиной музыкальных звуков, издаваемых шарманкой (показывает),
тоже являются колебания воздуха внутри неё. Чтобы звук был громче,
ящик шарманки делают большим и полым.
1. Вот посмотрите, как тихо звучит камертон, снятый с резонаторного
ящика. Если же поставить камертон на ящик, то его колебания через
стенки ящика передаются воздуху в нём. Вследствие этого воздух тоже
начинает колебаться и издавать звук. Если частоты колебаний камертона
и воздушного столба одинаковы, то происходит усиление звука –
2.Надеюсь теперь вам понятно, для чего у шарманки, гитары, пианино
делают резонаторные ящики. (показывают их).
1.На нашей выставке представлены и другие звуковые игрушки. Это
гармошка, поющие зверушки. (показывает и перечисляет их).
Мы познакомились только с некоторыми звуковыми игрушками.
Думаем, что теперь вы сумеете объяснить принцип действия любых
Игрушки, действие которых основано на различном положении центра тяжести.
1.Представим себе, что мы с вами в цирке. Идёт обычное цирковое
представление. Выступают акробаты, дрессировщики животных, ловко
подбрасывают мячи жонглёры. (показывает рисунки).
2.Очень интересное искусство – жонглирование. Правда, оно связано с
очень большим трудом. Но есть и особые секреты, не овладев
которыми трудно жонглировать. Эти секреты заключаются в законах
физики, без которых жонглёр не может быть находчивым и ловким.
Например, он должен знать, при каких условиях тело может
опрокинуться или изменить направление полёта.
1. Всё это знали и на фабрике детской игрушки. Посмотрите, какие
красивые неваляшки там сделали.
У Ваньки, у Встаньки – несчастные няньки:
Начнут они Ваньку укладывать спать,
А Ванька не хочет, приляжет и вскочит,
Уляжется снова и вскочит опять…
Лечил его доктор из детской больницы Больному сказал он такие слова:
Тебе, дорогой, потому не лежится,
Что слишком легка у тебя голова.
Неваляшку на подушку
Я никак не уложу.
Непослушная игрушка –
Это точно я скажу.
2.А чтобы понять, почему она никогда не падает, обратимся к физике.
Возьмём линейку и подвесим её на нитке так, чтобы нитка свободно
передвигалась. Будем менять положение петли, чтобы линейка пришла
в равновесие. В этом случае говорят, что линейка подвешена в центре
1. Центр тяжести есть у любого тела: у круга, треугольника,
Пятиугольника и т д (показывает фигуры на нитях).
2.А теперь рассмотрим, при каких условиях тела находятся в равновесии.
Для этого возьмём «этажерку» и проделаем опыт.
1. Будем положение этажерки менять и заметим, что если вертикаль,
проведённая из центра тяжести, пересекает площадь опоры, то
этажерка остаётся в равновесии. Устойчивое равновесие наблюдается
при самом низком положении центра тяжести.
2.Большой устойчивостью обладает тело, имеющее форму шарового
сегмента, лежащего на своей выпуклой поверхности. Такое тело
используется в устройстве распространённой игрушки – неваляшки.
При всяком наклоне игрушки её центр тяжести поднимается. (рисунок).
Это вызывает самостоятельное движение игрушки к исходному
положению устойчивого равновесия, при котором центр тяжести
1. Пожалуй, самыми «ловкими» являются балансирующие игрушки.
Эта курица стоит на любой опоре. За стержень с шарами она
закрепилась точно посередине, чтобы моменты сил, действующих
на стержень справа и слева были равны. Наклон курицы происходит
в том случае, когда мы опускаем балансир (показывает), понижающий
положение центра тяжести.
2.А вот какой умный ослик! Его движение связано с изменением центра
1. Вот эта кукла закрывает глаза, когда находится в горизонтальном
Центр тяжести – это только точка тела, но какое исключительно
Большое значение имеет она даже при изготовлении игрушек.
Электрические и магнитные игрушки.
1. Знакома ли вам кукла Наташа? (показывает куклу). Вот Наташа пошла
в школу, а вот она играет. Мы любим Наташу за то, что её можно так
быстро переодевать. А как устроена эта игрушка?
2.(На модели показывает). На груди у куклы закреплён магнит, а на все
её платья прикреплены металлические пластинки. Мы знаем свойства
магнита притягивать металлические тела. Вот у меня в руках
полосовой магнит. Когда я подношу его к металлическим предметам
гвоздику, например, то они притягиваются магнитом.
1. Это свойство используется в различных играх. (перечисляет их).
2. Теперь познакомимся с другим интересным явлением. Пропустим через проводник, помещённый в магнитном поле, электрический ток.
Проводник отклонится (опыт). Это свойство проводников с током двигаться в магнитном поле используется в электродвигателях. (показывает его).
1. в технических электродвигателях обмотка состоит из большого числа витков проволоки. Эти витки укладывают в пазы (прорези), сделанные вдоль боковой поверхности железного цилиндра. Этот цилиндр нужен для усиления магнитного поля. На рисунке изображена схема такого устройства, оно называется якорем двигателя. На схеме витки проволоки показаны кружочками.
2. Магнитное поле, в котором вращается якорь такого двигателя, создаётся сильным электромагнитом. Электромагнит питается током от того же источника тока, что и обмотка якоря. Вал двигателя, проходящий по центральной оси железного цилиндра, соединяют с прибором, который проводится двигателем во вращение.
1. Электрический двигатель является главной частью электрических игрушек. На выставке представлены такие игрушки – стиральная машина, микроволновая печь, пылесос. В них электродвигатели питаются от батареи.
2. В игрушке «микроволновая печь» начинает вращаться утка на тарелке после нажатия кнопки включения источника тока. В качестве источника используют батарейки. В результате поворота ручки цепь замыкают и тарелка начинает вращение.
1. Посмотрите на эту куклу. Она движется и поёт. ( демонстрирует игрушку). Это всё возможно осуществить с помощью маленького электрического двигателя.
2. На нашей выставке представлены и другие игрушки, действие которых объясняется существованием электрического тока. (показывает и называет их).
Игрушки, действие которых основано на использовании радиоволн.
1. В 1905 году было впервые продемонстрировано явление радиосвязи в городе Петербурге на курсах обучения курсантов нашим соотечественником Александром Степановичем Поповым. И вряд ли кто-нибудь из присутствующих там специалистов мог подумать, что не пройдёт и столетия, как любой ребёнок сможет управлять игрушкой, которая работает на принципе радиосвязи.
2. Я покажу вам сейчас несколько игрушек, которыми управляют радиоволнами. (демонстрирует и показывает их).
1. Практически каждый человек в нашей стране является пользователем сотового телефона или дома имеет радиотелефон. В устройстве и принципе работы этих аппаратов применяют радиоволны.
Слайд №8 «Гироскопические игрушки»
Хоть названье и мудрёное,
Все игрушку эту знают.
И не только дети, взрослые,
С удовольствием играют.
Может петь, как сверчок,
Как зовут её? Волчок.
Разноцветна, мила,
Можно звать её Юла.
Под действием толчка волчок лишь отскакивает в сторону и продолжает вращаться вокруг вертикальной оси. В чем причина такой устойчивости вращения? Она тоже связана с одним из физических законов – законом сохранения момента количества движения. Попробуем установить волчок вертикально. Это нам не удаётся. Заставим волчок быстро вращаться, и он сразу становится устойчивым. Заметим, что волчок при этом описывает своей осью коническую поверхность. В этом и состоит секрет устойчивости волчка, а само это свойство сохранения устойчивости при вращении называют гироскопическим свойством.
Такие свойства широко используют в цирке. Бросая в воздух ножи или шары, жонглёр придаёт им вращение вокруг продольной оси. Благодаря этому предметы приобретают устойчивость, и это «помогает» артисту показывать эффектные номера.
Это же свойство широко используют и спортсмены. Чтобы волейбольный мяч двигался строго в желаемом направлении, ему сообщают вращение. Дискоболы, метая диск, тоже придают ему вращение вокруг его оси симметрии. Поэтому диск в течение всего полёта сохраняет плоскость своего вращения неизменно под одним и тем же углом к горизонту, уменьшая вредное воздействие сил сопротивления и увеличивая дальность полёта.
(Следует показ летающей тарелки, жонглирование, вращение различных волчков).
Вы посмотрели выставку «Физика и детская игрушка». Мы очень надеемся, что она поможет соединить вам замечательный мир детства с миром науки, в который вы вступаете.