बॉल रेसिंग

इस बार मेरा सुझाव है कि आप भौतिकी कक्षा के लिए एक सरल लेकिन प्रभावी उपकरण बनाएं। यह एक बॉल रेस होगी. ट्रैक डिज़ाइन का एक और फायदा यह है कि यह ज्यादा जगह घेरे बिना दीवार पर लटका रहता है और रेसिंग अनुभव दिखाने के लिए हमेशा तैयार रहता है। तीन गेंदें एक ही ऊंचाई पर स्थित बिंदुओं से एक साथ शुरू होती हैं। एक विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया लॉन्च वाहन इसमें हमारी मदद करेगा। गेंदें तीन अलग-अलग रास्तों पर चलेंगी।

डिवाइस दीवार पर लटके बोर्ड की तरह दिखता है। तीन पारदर्शी नलिकाएं बोर्ड से चिपकी हुई हैं, जिस रास्ते से गेंदें चलेंगी। पहली पट्टी सबसे छोटी है और इसमें एक पारंपरिक झुकाव वाले विमान का आकार है। दूसरा वृत्त खंड है। तीसरा बैंड साइक्लोइड के टुकड़े के रूप में है। हर कोई जानता है कि एक वृत्त क्या है, लेकिन वे नहीं जानते कि यह कैसा दिखता है और चक्रवात कहाँ से आता है। आपको याद दिला दूं कि एक चक्रज एक वृत्त के साथ एक निश्चित बिंदु द्वारा खींचा गया एक वक्र है, जो बिना फिसले एक सीधी रेखा के साथ लुढ़कता है।

आइए कल्पना करें कि हम साइकिल के टायर पर एक सफेद बिंदु लगाते हैं और किसी से बाइक को धक्का लगाने या सीधी रेखा में बहुत धीमी गति से चलाने के लिए कहते हैं, लेकिन अभी हम बिंदु की गति का निरीक्षण करेंगे। बस से जुड़े बिंदु का पथ चक्रज को घेरेगा। आपको यह प्रयोग करने की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि चित्र में हम पहले से ही मानचित्र पर अंकित साइक्लोइड और गेंदों को चलाने के लिए बनाई गई सभी लेन देख सकते हैं। शुरुआती बिंदु पर निष्पक्षता बरतने के लिए, हम एक साधारण लीवर स्टार्टर बनाएंगे जो सभी तीन गेंदों को समान रूप से शुरू करेगा। लीवर खींचने से गेंदें एक ही समय में सड़क पर गिरती हैं।

आमतौर पर हमारा अंतर्ज्ञान हमें बताता है कि जो गेंद सबसे सीधे रास्ते, यानी झुके हुए तल का अनुसरण करेगी, वह सबसे तेज़ होगी और जीतेगी। लेकिन न तो भौतिकी और न ही जीवन इतना सरल है। इस प्रायोगिक उपकरण को असेंबल करके स्वयं देखें। किससे काम लेना है. सामग्री. 600 गुणा 400 मिलीमीटर मापने वाला प्लाईवुड का एक आयताकार टुकड़ा या समान आकार का कॉर्कबोर्ड या 10 मिलीमीटर व्यास वाला दो मीटर से कम पारदर्शी प्लास्टिक पाइप, 1 मिलीमीटर मोटी एल्यूमीनियम शीट, 2 मिलीमीटर व्यास वाला तार। , तीन समान गेंदें जिन्हें ट्यूबों के अंदर स्वतंत्र रूप से घूमना चाहिए। आप अपने पाइप के अंदरूनी व्यास के आधार पर टूटी बियरिंग स्टील बॉल, लेड शॉट या शॉटगन बॉल का उपयोग कर सकते हैं। हम अपने उपकरण को दीवार पर लटकाएंगे और इसके लिए हमें दो धारकों की आवश्यकता होगी जिन पर तस्वीरें लटकाई जा सकें। आप हमसे अपने हाथों से तार के हैंडल खरीद या बना सकते हैं।

उपकरण. देखा, तेज चाकू, गर्म गोंद बंदूक, ड्रिल, शीट मेटल कटर, सरौता, पेंसिल, पंचर, ड्रिल, लकड़ी की फाइल और डरमेल जो काम को बहुत आसान बनाता है। आधार। कागज पर, हम अपने पत्र में ड्राइंग के अनुसार अनुमानित तीन यात्रा मार्गों को 1: 1 के पैमाने पर तैयार करेंगे। पहला सीधा है। दूसरे वृत्त का खंड। तीसरा मार्ग साइक्लोइड है। हम इसे चित्र में देख सकते हैं। बेस बोर्ड पर पटरियों की सही ड्राइंग को फिर से तैयार करने की जरूरत है, ताकि बाद में हमें पता चले कि गेंदों के ट्रैक बनने वाले पाइपों को कहां चिपकाना है।

बॉल लेन. प्लास्टिक ट्यूब पारदर्शी होनी चाहिए, आप देख सकते हैं कि हमारी गेंदें उनमें कैसे घूमती हैं। प्लास्टिक ट्यूब सस्ते हैं और स्टोर में आसानी से मिल जाते हैं। हम पाइपों की आवश्यक लंबाई, लगभग 600 मिलीमीटर काटेंगे, और फिर उन्हें थोड़ा छोटा करेंगे, फिट करेंगे और आपके प्रोजेक्ट पर प्रयास करेंगे।

ट्रैक प्रारंभ समर्थन. 80x140x15 मिलीमीटर मापने वाले लकड़ी के ब्लॉक में, ट्यूब के व्यास के साथ तीन छेद ड्रिल करें। वह छेद जिसमें हम पहला ट्रैक चिपकाते हैं, यानी। समरूपता दर्शाते हुए, फोटो में दिखाए अनुसार काटा और आकार दिया जाना चाहिए। तथ्य यह है कि ट्यूब समकोण पर नहीं मुड़ती है और जितना संभव हो सके विमान के आकार को छूती है। ट्यूब को भी उसके बनने वाले कोण पर काटा जाता है। ब्लॉक के इन सभी छेदों में उपयुक्त ट्यूबों को चिपका दें।

लोडिंग मशीन. 1 मिमी मोटी एल्यूमीनियम शीट से, हमने दो आयतों को आयामों के साथ काटा, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। पहले और दूसरे में, हम 7 मिलीमीटर के व्यास के साथ तीन छेदों को समाक्षीय रूप से उसी व्यवस्था के साथ ड्रिल करते हैं जैसे छेद लकड़ी की पट्टी में ड्रिल किए गए थे जो पटरियों की शुरुआत का गठन करता है। ये छेद गेंदों के लिए शुरुआती घोंसले होंगे। दूसरी प्लेट में 12 मिलीमीटर व्यास वाले छेद करें। शीट धातु के छोटे आयताकार टुकड़ों को नीचे की प्लेट के चरम किनारों पर और ऊपर की प्लेट के उन पर छोटे छेद के साथ चिपका दें। आइए इन तत्वों के संरेखण का ध्यान रखें। 45 x 60 मिमी केंद्र प्लेट को ऊपर और नीचे की प्लेटों के बीच फिट होना चाहिए और छेदों को ढकने और खोलने के लिए स्लाइड करने में सक्षम होना चाहिए। नीचे और ऊपर की प्लेटों से चिपकी छोटी-छोटी पट्टियाँ केंद्र प्लेट की पार्श्व गति को प्रतिबंधित कर देंगी ताकि यह लीवर की गति के साथ बाएँ और दाएँ घूम सके। हम ड्राइंग में दिखाई देने वाली इस प्लेट में एक छेद ड्रिल करते हैं, जिसमें लीवर रखा जाएगा।

उत्तोलक. हम इसे 2 मिलीमीटर व्यास वाले तार से मोड़ेंगे। वायर हैंगर से 150 मिमी की लंबाई काटकर आसानी से तार प्राप्त किया जा सकता है। आमतौर पर हमें धोने के बाद साफ कपड़ों के साथ ऐसा हैंगर मिलता है और यह हमारे उद्देश्यों के लिए सीधे और मोटे तार का एक उत्कृष्ट स्रोत बन जाता है। तार के एक सिरे को 15 मिलीमीटर की दूरी पर समकोण पर मोड़ें। दूसरे सिरे पर लकड़ी का हैंडल लगाकर सुरक्षित किया जा सकता है।

लीवर सपोर्ट. यह 30x30x35 मिलीमीटर ऊंचे ब्लॉक से बना है। ब्लॉक के केंद्र में, हम 2 मिलीमीटर व्यास वाला एक अंधा छेद ड्रिल करते हैं, जिसमें लीवर की नोक काम करेगी। अंत। अंततः, हमें किसी तरह गेंदों को पकड़ना ही होगा। प्रत्येक कैटरपिलर एक पकड़ के साथ समाप्त होता है। उनकी आवश्यकता इसलिए है ताकि हम खेल के प्रत्येक चरण के बाद पूरे कमरे में गेंदों की तलाश न करें। हम पाइप के 50 मिमी के टुकड़े से कैप्चर करेंगे। एक तरफ, एक लंबी दीवार बनाने के लिए ट्यूब को एक कोण पर काटें जिससे गेंद टकराकर मार्ग पूरा करेगी। ट्यूब के दूसरे छोर पर, एक स्लॉट काटें जिसमें हम वाल्व डिस्क रखेंगे। प्लेट गेंद को कहीं नियंत्रण से बाहर नहीं गिरने देगी. वहीं, जैसे ही हम प्लेट बाहर खींचेंगे तो बॉल खुद ही हमारे हाथ में आ जाएगी.

डिवाइस को माउंट करना. बोर्ड के ऊपरी दाएं कोने में, सभी ट्रैकों की चिह्नित शुरुआत में, हमारे लकड़ी के ब्लॉक को गोंद करें जिसमें हमने ट्यूबों को आधार से चिपकाया था। खींची गई रेखाओं के अनुसार ट्यूबों को गर्म गोंद से बोर्ड पर चिपका दें। स्लैब की सतह से सबसे दूर स्थित साइक्लोइडल पथ को उसकी औसत लंबाई के साथ 35 मिमी ऊंचे लकड़ी के ब्लॉक द्वारा समर्थित किया गया है।

छेद वाली प्लेटों को ऊपरी ट्रैक सपोर्ट ब्लॉक से चिपका दें ताकि वे बिना किसी त्रुटि के लकड़ी के ब्लॉक के छेद में फिट हो जाएं। हम लीवर को केंद्रीय प्लेट के छेद में और एक को स्टार्टिंग मशीन के आवरण में डालते हैं। हम लीवर के सिरे को गाड़ी में डालते हैं और अब हम उस जगह को चिह्नित कर सकते हैं जहां गाड़ी को बोर्ड से चिपकाया जाना चाहिए। तंत्र को इस तरह से काम करना चाहिए कि जब लीवर को बाईं ओर घुमाया जाए तो सभी छेद खुल जाएं। पाई गई जगह को एक पेंसिल से चिह्नित करें और अंत में गर्म गोंद के साथ समर्थन को गोंद दें।

मज़ा. हम रेस ट्रैक और साथ ही दीवार पर एक वैज्ञानिक उपकरण लटकाते हैं। समान वजन और व्यास की गेंदों को उनके शुरुआती स्थानों पर रखा जाता है। ट्रिगर को बाईं ओर घुमाएं और गेंदें उसी समय हिलना शुरू कर देंगी। क्या हमने सोचा था कि फिनिश लाइन पर सबसे तेज़ गेंद सबसे छोटे 500 मिमी ट्रैक पर होगी? हमारे अंतर्ज्ञान ने हमें विफल कर दिया। यहाँ ऐसा नहीं है. वह फिनिश लाइन पर तीसरे स्थान पर है। हैरानी की बात तो ये है कि ये सच है.

सबसे तेज़ गेंद वह है जो चक्रीय पथ पर चलती है, हालाँकि इसका पथ 550 मिलीमीटर है, और दूसरी वह है जो वृत्त के एक खंड के साथ चलती है। ऐसा कैसे हुआ कि आरंभिक बिंदु पर सभी गेंदों की गति समान थी? सभी गेंदों के लिए, समान स्थितिज ऊर्जा अंतर को गतिज ऊर्जा में परिवर्तित किया गया। विज्ञान हमें बताएगा कि समाप्ति समय में अंतर कहां से आता है।

वह गेंदों के इस व्यवहार को गतिशील कारणों से समझाते हैं। गेंदें कुछ बलों के अधीन होती हैं, जिन्हें प्रतिक्रिया बल कहा जाता है, जो पटरियों के किनारे से गेंदों पर कार्य करते हैं। प्रतिक्रिया बल का क्षैतिज घटक, औसतन, एक चक्रवात के लिए सबसे बड़ा होता है। यह उस गेंद के सबसे बड़े औसत क्षैतिज त्वरण का भी कारण बनता है। यह एक वैज्ञानिक तथ्य है कि गुरुत्वाकर्षण पसीने के किन्हीं दो बिंदुओं को जोड़ने वाले सभी वक्रों में, चक्रवात के गिरने का समय सबसे कम होता है। आप भौतिकी के किसी पाठ में इस दिलचस्प प्रश्न पर चर्चा कर सकते हैं। शायद यह एक भयानक पेज को किनारे कर देगा।