Εφευρέθηκε από την Elisha Otis το 1852, οι ανελκυστήρες απεικονίζουν διάφορες ενδιαφέρουσες επιστημονικές αρχές. Ένα μοντέλο επιστημονικού έργου ανελκυστήρα μπορεί να βοηθήσει τους μαθητές να κατανοήσουν φαινόμενα όπως η βαρύτητα, οι τροχαλίες και τα αντίβαρα. Επίσης, οι ανελκυστήρες μπορούν να απεικονίσουν τον δεύτερο νόμο κίνησης του Isaac Newton. Αυτός ο νόμος λέει ότι όταν μια δύναμη δρα σε ένα αντικείμενο, θα επιταχυνθεί.
Απλό κουτί ανελκυστήρα
Ένας απλός ανελκυστήρας μοντέλου μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας ένα μακρύ κομμάτι κορδόνι προσαρτημένο σε ένα κουτί από χαρτόνι που κάθεται πάνω από ένα τραπέζι. Κόψτε μια μικρή τρύπα στη μέση της κορυφής του κουτιού και εισάγετε τη χορδή. Το νήμα πρέπει να είναι δεμένο σε κόμπο στο εσωτερικό του κουτιού έτσι ώστε να μην βγαίνει από την τρύπα. Η χορδή πρέπει να είναι αρκετά μεγάλη ώστε να μπορείτε να κατεβάσετε και να σηκώσετε το ασανσέρ από την αντίθετη πλευρά του τραπεζιού. Κόψτε δύο πτερύγια έτσι ώστε να παραμένουν μόνο δύο πτερύγια, μοιάζοντας με πόρτες ανελκυστήρα. Ένας μαθητής πρέπει να πάει στην άλλη πλευρά του τραπεζιού και να κρατήσει τη χορδή ενώ ο άλλος χαμηλώνει το κουτί από το τραπέζι. Οι μαθητές μπορούν να κατεβάζουν και να σηκώσουν το ασανσέρ. Αυτό το έργο βοηθά τους μαθητές να κατανοήσουν την κίνηση προς τα κάτω ενός ανελκυστήρα. Εξηγήστε στους μαθητές ότι χρειάζεται περισσότερη δύναμη για να ανυψώσετε έναν ανελκυστήρα παρά για να το χαμηλώσετε, επειδή η βαρύτητα τραβάει τα πράγματα κάτω.
Ανελκυστήρας με άξονες
Όλα τα Science Fair Projects περιγράφουν τη χρήση ατράκτων και αντίβαρου για τη δημιουργία ανελκυστήρα. Συνδέστε τέσσερις άξονες στην κορυφή ενός κομματιού κόντρα πλακέ χρησιμοποιώντας καρφιά. Φροντίστε να χωρίσετε τους άξονες ομοιόμορφα στην κορυφή και να τους επισημάνετε "a", "b", "c" και "d" από αριστερά προς τα δεξιά. Συνδέστε δύο ακόμη άξονες στο κάτω μέρος του κόντρα πλακέ σας κάτω από τα δύο αριστερά επάνω άξονες και επισημάνετε αυτά τα "e" και "f" από αριστερά προς τα δεξιά. Θα πρέπει να υπάρχει τουλάχιστον 3 πόδια χώρου μεταξύ του άνω και του κάτω άξονα. Δέστε ένα κομμάτι κορδόνι στην κορυφή και ένα στο κάτω μέρος ενός μικρού κουτιού από χαρτόνι που θα είναι το αυτοκίνητο του ανελκυστήρα σας. Η κάτω συμβολοσειρά πρέπει να περιστρέφεται γύρω από τους άξονες "f", "e", "a" και "b" με αυτή τη σειρά. Συνδέστε αυτήν τη συμβολοσειρά στην κορυφή του κουτιού. Η άλλη συμβολοσειρά πρέπει να περιστρέφεται γύρω από τα "c" και "d" και το χαλαρό άκρο πρέπει να είναι δεμένο με ένα αντίβαρο που θα κρέμεται στη δεξιά πλευρά του κόντρα πλακέ σας. Η περιστροφή του άξονα "a" θα κάνει το αυτοκίνητο του ανελκυστήρα σας να ανέβει και να κατεβαίνει. Τα αντίβαρα χρησιμοποιούνται για την εξισορρόπηση του βάρους στο κουτί του αυτοκινήτου, ώστε να μπορεί να ανεβαίνει εύκολα και να μην πέφτει στο έδαφος.
Ένα κουτί μέσα σε ένα κουτί
Πάρτε ένα μεγάλο κουτί για να λειτουργήσει ως κτίριο και ένα μικρότερο κουτί για να λειτουργήσει ως ανελκυστήρας στο κτίριο. Κάντε δύο μικρές τρύπες στην κορυφή του μικρότερου κουτιού και εισάγετε ένα κομμάτι κορδόνι. Δέστε τους κόμπους στο κορδόνι στο εσωτερικό του κουτιού, ώστε να μην γλιστρήσει. Συνδέστε δύο μπουλόνια u στην εσωτερική πλευρά της κορυφής του μεγάλου κιβωτίου και ασφαλίστε τα με παξιμάδια στην εξωτερική κορυφή του κουτιού. Βεβαιωθείτε ότι έχετε τοποθετήσει τα μπουλόνια ομοιόμορφα, ώστε το μικρότερο κουτί αυτοκινήτου να μπορεί να κρεμαστεί χωρίς να χτυπήσει το πλάι του μεγαλύτερου κουτιού. Τροφοδοτήστε ένα σχοινί μέσω των μπουλονιών u και συνδέστε το ένα άκρο στο κορδόνι του μικρότερου κουτιού και το άλλο άκρο σε αντίβαρο. Βάλτε μικρά αντικείμενα στο κουτί αυτοκινήτου και χρησιμοποιήστε διαφορετικά αντίβαρα για να βρείτε τους καλύτερους συνδυασμούς για να κάνετε τον ανελκυστήρα σας να λειτουργεί ομαλά. Σύμφωνα με το Fun Stuff My Dad Makes, αυτό το μοντέλο δείχνει επίσης τη σημασία του αντίβαρου, το οποίο απαιτείται ώστε το εσωτερικό κουτί να μην πέσει στο έδαφος.
Σύστημα τροχαλίας
Οι τροχαλίες μπορούν να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας έναν μικρό τροχό που είναι τοποθετημένος σε έναν άξονα που συγκρατείται σε ένα πλαίσιο. Μια σύνθετη τροχαλία αποτελείται από δύο τροχαλίες, και ένα μπλοκ και ένα εξάρτημα αποτελείται από πολλές τροχαλίες που συνεργάζονται. Συνδέστε μια σύνθετη τροχαλία σε μια ξύλινη δοκό σε μια πόρτα ή γκαράζ. Ένας κουβάς γεμάτος με παιχνίδια, μπλοκ ή άμμο μπορεί να στερεωθεί στο σχοινί της τροχαλίας. Προσπαθήστε να σηκώσετε έναν κάδο από το έδαφος χρησιμοποιώντας το ελεύθερο άκρο του σχοινιού. Δοκιμάστε το ίδιο πράγμα χρησιμοποιώντας ένα σύστημα μπλοκ και αντιμετώπιση τροχαλίας και συγκρίνετε τα αποτελέσματα. Οι τροχαλίες χρησιμοποιούνται για τη μείωση της δύναμης που απαιτείται για την ανύψωση κάτι ή κάποιου ατόμου. Αυτό σημαίνει ότι είναι πιο δύσκολο να σηκωθεί κάτι χωρίς τροχαλία.