Опыты для детей. Ременная трансмиссия и петля Мёбиуса.

Вы, наверное, подумаете, какая серьезная тема этой статьи. Неужели это будет интересно ребенку?

Я сейчас попробую уверить вас в этом))

Раньше мы особо опытами не занимались, но ведь тогда и не было блога Маши "Креативная физика")) Она так хорошо рассказывает о простых опыта, да ещё в сказках, что непременно хочется изучать физику всё больше и больше. 

Кстати, данные опыты были проведены специально для участия в долгосрочном проекте Марии "Научные забавы". Опыты можно проводить по физике, химии, биологии - по любой научной теме.

Опыты про трансмиссию и петлю Мёбиуса относятся к физическим.

Для того, чтобы подойти к кульминационному моменту - петле Мёбиуса, ребенку, считаю я, нужно рассказать о трансмиссии. И не только рассказать, но и показать наглядно - это ведь всё-таки опыт!

Приготовим доску, 4 катушки ( Нужны деревянные катушки для ниток, но у нас таких нет. Я думала-думала и попробовала применить маленькие катушечки для швейной машинки. Сразу не получилось, я даже  успела опечалиться, но обмотала немного нитками и дело сдвинулось), большие гвозди ( мы заменили на болты - мне так легче переставлять катушки в процессе опыта) и молоток , полоска бумажная цветная двухсторонняя ( не нашлось ничего лучше, чем серпантин), скотч.

Выясним, что же такое трансмиссия. 

- Это совокупность приспособлений, назначенных для приведения в действие рабочих машин и станков, получающих движение от общего двигателя или центрального источника силы.

-  В общем случае трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к колёсам (рабочему органу), изменения тяговых усилий, скоростей и направления движения.

- Трансмиссией называют также всю совокупность передач в тракторах, автомобилях и других самоходных машинах.

В принципе для меня  понятно, что от одного механизма, к которому применена  сила, передаются вращательные движения с помощью приспособлений  к другому механизму.

 В нашем случае на одну катушку мы воздействуем вручную, механически, а другая получит вращательные движения через полоску бумаги.

1.Начнем с самого простого примера: две катушки соединены полоской бумаги.

Посмотрим это в действии:

2. Что изменится, если появится ещё одна катушка. Катушки с полоской образуют треугольник с прямым углом

Как выглядит это в действии:

3. На этом можно было бы и остановиться, но в таком случае будет мучить вопрос: а если катушек будет четыре?

Катушки образуют квадрат. Что же произойдет?

4. Можно подумать, что с четырьмя катушками не получилось, как с тремя или с двумя. На самом ли деле так. давайте всё же удостоверимся и поменяем расположение катушек, получая четырехугольник с острым углом

Смотрим:

5. Продолжим эксперимент с 4 катушками и расположим их так, чтобы совсем не было прямых углов:

Интересно, что изменится!

В ходе экспериментов с 4 катушками определялась ведущая катушка - не все катушки могли сдвинуть с места остальные. Чем это обосновывается, точно сказать. не могу. Потому что это может быть зависит от силы сцепления катушки с полоской, а на катушках по-разному намотаны нитки. Однако не исключаю мнения, что на самом деле существует ведущая катушка. Об этом лучше узнать у специалиста по этой части - у Маши.

Пора перейти к самому интересному - к петле Мёбиуса.

В чем же отличие такой петли от обычной?

 Всё дело в том, что при склеивании концов, один из них выворачивается другой стороной. Когда крутишь катушку и склеенные концы  проходят по катушке, цвет бумажной полоски меняется: был белый. а стал - красным и наоборот.

Для чего нужна  петля Мёбиуса? 

Наш опыт можно сравнить с ременной трансмиссией, которая, например, используется  в транспорте

Благодаря  тому, что ремень, проходя пот колесу, меняет изнаночную сторону на лицевую и наоборот, на обе стороны ремня приходится одинаковая нагрузка, и он дольше служит.

Примером трансмиссии для ребенка, я думаю,также  послужит велосипедная цепь.

Эскалатор, наверняка, движется по такому же принципу.

Если вам понравилась статья, расскажите о ней друзьям: