проект

Виждали ли сте някога нещо, което изглеждаше невъзможно? В този проект на научния панаир ще изследваме физиката на въртящия момент, баланса и центъра на тежестта, използвайки „несъответстващо събитие“ - нещо, което изглежда се противопоставя на същите закони на физиката, които го карат да работи на първо място. Вземете владетел, чук, малко лента и шнур и се пригответе да направите нещо много готино.

Проблем:

Как можете да балансирате линийка на самия ръб на маса, така че само четвърт инч от линийката да докосва масата?

Материали

  • Чук
  • Владетел
  • Струна
  • Лента

Процедура:

  1. Първо вземете своя владетел. Можете ли да го балансирате на показалеца си? Опитайте да използвате шест инчовия знак върху линийката като ваша точка за балансиране. Вече идентифицирахте владетеля център на тежестта, мястото, където масата на владетеля се разпределя равномерно от двете страни на a опорна точка—Фиксирана точка, около която друг обект може да се върти. В този случай опорна точка е вашият пръст. Ще забележите, че на нашия владетел центърът на тежестта трябва да е точно в средата.
  2. Сега вземете линийката си и я сложете на маса или бюро. Колко от линийката можете да избутате над ръба на масата, преди линията да падне? Трябва да откриете, че владетелят пада над ръба на масата, след като преместите центъра на тежестта на владетеля над ръба на масата. Това е така, защото сте накарали масата да бъде неравномерно разпределена по новата ни опорна точка (ръба на масата).
  3. Сега ще се опитаме да определим къде е центърът на тежестта на нашия чук. Задържайки чука надлъжно, можете ли да го балансирате, като поставите пръста си под средата на чука? Вероятно не! Всъщност трябва да откриете, че главата на чука е по-тежка от дръжката на чука. Можем да заключим, че центърът на тежестта е някъде по-близо до главата на чука.
  4. Как можем да използваме чука, за да балансираме линийката на ръба на масата, така че само четвърт инч от линийката да докосва масата? За това предизвикателство не ви е позволено да поставяте чука върху линийката! Ето подсказка: когато сглобите два обекта заедно, полученият обект има нов център на тежестта. Илюстрирайте как мислите, че може да изглежда нещото, което ще изградим. Това ще бъде твоето хипотеза.
  5. Сега е време да изградим нашето устройство. Вземете връвта си и направете примка с диаметър около 3 инча.
  6. Завийте връвта си върху чука си и го залепете така, че струната да е закрепена някъде близо до средата на чука.
  7. Сега завъртете низа си върху линийката си. Този край на цикъла ви трябва да е на около два инча от линията.
  8. Краят на дръжката на чука трябва да се пресича и да образува остър ъгъл с владетеля при маркировката на осем инча на владетеля.
  9. Сега поставете края на линийката, която започва с нула, в края на масата. Ако сте го направили правилно, цялото нещо трябва да се балансира и дори трябва да можете да бутате линийката все по-близо и по-близо до ръба на масата, без да падне на земята!
  10. Ако вашият чук и владетел не балансират на ръба на масата, опитайте да регулирате позицията на чука спрямо линийката. Какво забелязвате там, където главата на чука е спрямо опората (ръба на масата)? Колко близо можете да докарате главата на чука до опората, без да накарате всичко да падне?

Резултати

Трябваше да получите всичко, за да балансирате добре, стига главата на чука да виси някъде под масата.

Помислете за децата на клатушка. Дъската на клатушка много прилича на нашия владетел! Когато върху него няма никой, центърът на тежестта е ударен в средата, точно там, където се намира опорната точка. Сега, ако две еднакво тежки деца седяха в двата края на клатушка, ще се промени ли нещо? Не точно. Центърът на тежестта остава същият, тъй като масата на носачката все още е равномерно разпределена от двете страни на опорната точка.

Какво се случва, когато по-тежко хлапе седне от единия край на клатушката? Центърът на тежестта вече не е точно над опорната точка, така че повече въртящ момент, или сила, се прилага към едната страна на ножовката, отколкото към другата. Теглото на по-тежкото дете кара края на носачката да потъне на земята, докато по-лекото дете се повдига във въздуха.

Това е много подобно на това, което видяхме да се случи с нашия чук и с нашата владетел - но вместо да приложи тежест върху върха на клатушка, както би направило детето, центърът на тежестта на чука дърпа владетеля отдолу под масата. Всъщност, докато центърът на тежестта (главата на чука) стои някъде под масата (и от страната на масата на опората), владетелят остава напълно балансиран. Ако сте използвали пластмасова линийка за този експеримент, може да видите, че владетелят се огъва във въздуха поради въртящ момент, приложен през дръжката на чука!

След като научихте как центърът на тежестта помага на обектите да балансират, какви други неща можете да изградите, за да балансирате на ръба на маса? Имайте предвид наученото за въртящия момент, баланса и центъра на тежестта, докато изследвате.

Отказ от отговорност и предпазни мерки

Education.com предоставя идеи за проекти на панаира на науката само за информационни цели. Education.com не дава никакви гаранции или изявления по отношение на идеите за проекти на Fair Fair и не носи отговорност за загуби или щети, пряко или косвено, причинени от използването на такава информация. Достъпвайки се до идеите за проект на научния панаир, вие се отказвате и се отказвате от всякакви искове срещу Education.com, които възникват от тях. В допълнение, достъпът ви до уебсайта на Education.com и идеите за проекти на Fair Fair се покрива от Политиката за поверителност на Education.com и Условията за използване на сайта, които включват ограничения на отговорността на Education.com.

С това се дава предупреждение, че не всички идеи за проекти са подходящи за всички лица или при всякакви обстоятелства. Прилагането на всяка идея за научен проект трябва да се извършва само в подходящи условия и с подходящ родителски или друг надзор. Четенето и спазването на предпазните мерки за безопасност на всички материали, използвани в даден проект, е единствената отговорност на всеки човек. За допълнителна информация се консултирайте с наръчника на държавата за научна безопасност.