Kalapács vonalzó trükk

trick

Látott már valamit, ami lehetetlennek tűnt? Ebben a tudományos vásár projektben a nyomaték, az egyensúly és a súlypont fizikáját fogjuk megvizsgálni egy „ellentmondó esemény” segítségével - valami, ami úgy tűnik, hogy szembeszáll a fizika ugyanazokkal a törvényeivel, amelyek eleve működnek. Fogj egy vonalzót, egy kalapácsot, egy kis szalagot és egy darab húrt, és készülj fel valami nagyon jó dolog elkészítésére.

Probléma:

Hogyan lehet egyensúlyozni a vonalzót az asztal legszélén úgy, hogy a vonalzónak csak egy negyed centimétere érinti az asztalt?

Anyagok

  • Kalapács
  • Vonalzó
  • Húr
  • Szalag

Eljárás:

  1. Először vegye fel az uralkodót. Ki tudja egyensúlyozni a mutatóujján? Próbálja kiegyensúlyozási pontként használni a vonalzó hat hüvelyk jelét. Most azonosította az uralkodóét gravitáció középpontja, az a hely, ahol az uralkodó tömege egyenlően oszlik el az a két oldalán támaszpont- egy rögzített pont, amely körül egy másik objektum foroghat. Ebben az esetben a támaszpont az ujja. Észre fogja venni, hogy vonalzónkon a súlypontnak középen kell lennie.
  2. Most vedd el a vonalzódat, és fektesd le egy asztalra vagy asztalra. Az uralkodó mekkora részét tudod megbökni az asztal szélén, mielőtt az uralkodó leesik? Meg kell tapasztalnia, hogy az uralkodó átesik az asztal szélén, ha az uralkodó súlypontját az asztal éle fölé tolja. Ennek oka, hogy a tömeg egyenlőtlenül oszlott el az új támaszpontunkon (az asztal szélén).
  3. Most megpróbáljuk azonosítani, hogy hol van a kalapácsunk súlypontja. A kalapácsot hosszában tartva kiegyensúlyozhatja az ujját a kalapács közepe alá helyezve? Valószínűleg nem! Valójában meg kell találnia, hogy a kalapács feje nehezebb, mint a kalapács markolata. Megállapíthatjuk, hogy a súlypont valahol közelebb van a kalapács fejéhez.
  4. Hogyan használhatjuk a kalapácsot az asztal szélén lévő vonalzó kiegyensúlyozására úgy, hogy a vonalzónak csak egy negyed centimétere érje az asztalt? Ehhez a kihíváshoz nem szabad a kalapácsot az uralkodó tetejére tenni! Íme egy tipp: ha két tárgyat összerakunk, a kapott tárgy új súlypontot kap. Illusztrálja, hogy szerinted hogyan nézhet ki az a dolog, amelyet építeni fogunk. Ez lesz a tiéd hipotézis.
  5. Itt az ideje, hogy elkészítsük az eszközünket. Fogja a húrját, és készítsen egy kb. 3 hüvelyk átmérőjű hurkot.
  6. Hurkolja a húrját a kalapácsára, és ragassza fel úgy, hogy a húr valahol a kalapács közepe közelében legyen rögzítve.
  7. Hurkolja a húrját az uralkodójára. A hurkának ennek a végének a vonalzó két hüvelykes pontján kell lennie.
  8. A kalapács markolatának végének kereszteznie kell, és hegyes szöget kell képeznie az uralkodóval a vonalzó nyolc hüvelykes jelölésénél.
  9. Most tegye a vonalzó nullával kezdődő végét az asztal szélére. Ha jól csináltad, akkor az egésznek egyensúlyban kell lennie, és képesnek kell lennie arra is, hogy egyre közelebb állítsa az uralkodót az asztal széléhez anélkül, hogy a földre esne.!
  10. Ha a kalapács és a vonalzó nem egyensúlyoz az asztal szélén, próbálja meg beállítani a kalapács helyzetét a vonalzóhoz képest. Mit vesz észre arról, hogy a kalapács feje hol van a támaszponthoz (az asztal széléhez) képest? Mennyire közel lehet a kalapácsfej a támaszponthoz, anélkül, hogy minden eldőlne?

Eredmények

Mindent meg kellett volna kapnia, hogy szépen egyensúlyozzon, mindaddig, amíg a kalapács feje valahol az asztal alatt lóg.

Gondoljon a hintán álló gyerekekre. A libikóka deszkája nagyon hasonlít az uralkodónkra! Ha nincs rajta senki, akkor a súlypont középen smack-dab lesz, közvetlenül ott, ahol a támaszpont található. Ha most két egyforma nehéz gyerek ülne a hintó egyik végén, vajon változik-e valami? Nem igazán. A tömegközéppont ugyanaz marad, mert a libikóka tömege továbbra is egyenlően oszlik el a támaszpont mindkét oldalán.

Mi történik, ha egy nehezebb gyerek ül a hintahegy egyik végén? A súlypont már nincs közvetlenül a támaszpont felett, így több nyomaték, vagy erő, a hinta egyik oldalára alkalmazzák, mint a másikra. A nehezebb gyermek súlya miatt a hinta vége a földre süllyed, míg a könnyebb gyermek felemelkedik a levegőbe.

Ez nagyon hasonlít ahhoz, amit láttunk a kalapácsunkkal és az uralkodónkkal történni - de a kalapács súlypontja ahelyett, hogy a súlyt a libikóka tetejére tenné, mint egy gyermek, az asztal alól húzza az uralkodót. Valójában mindaddig, amíg a súlypont (a kalapács feje) valahol az asztal alatt (és a támaszpont asztal oldalán) marad, az uralkodó tökéletesen kiegyensúlyozott marad. Ha műanyag vonalzót használt erre a kísérletre, akkor láthatja, hogy a vonalzó a levegőbe hajlik a kalapács fogantyúján keresztül kifejtett nyomaték miatt.!

Most, hogy megtanulta, hogyan segíti a súlypont a tárgyak egyensúlyát, milyen egyéb dolgokat tud felépíteni, amelyek egyensúlyba kerülhetnek az asztal szélén? A felfedezés során tartsa szem előtt a nyomatékról, az egyensúlyról és a súlypontról tanultakat.

Jogi nyilatkozat és biztonsági óvintézkedések

Az Education.com a Science Fair projektötleteket csak tájékoztatási célokra biztosítja. Az Education.com nem vállal semmiféle garanciát vagy képviseletet a Science Fair projektötletekkel kapcsolatban, és nem vállal felelősséget semmilyen, közvetlenül vagy közvetetten okozott veszteségért vagy kárért, amelyet az ilyen információk használata okoz. A Science Fair projektötletekhez való hozzáféréssel lemond az Education.com-szal szembeni minden olyan követelésről és lemond arról, amely annak kapcsán merül fel. Ezenkívül az Education.com webhelyéhez és a Science Fair projektötletekhez való hozzáférését az Education.com adatvédelmi irányelvei és a webhely használati feltételei szabályozzák, amelyek tartalmazzák az Education.com felelősségének korlátozásait.

Figyelmeztetés adódik, hogy nem minden Projektötlet alkalmas minden egyén számára vagy bármilyen körülmények között. Bármely tudományos projektötlet megvalósítását csak megfelelő körülmények között, megfelelő szülői vagy egyéb felügyelet mellett szabad elvégezni. A projektben felhasznált összes anyag biztonsági előírásainak elolvasása és betartása az egyének kizárólagos felelőssége. További információkért olvassa el állama tudományos biztonságáról szóló kézikönyvét.