Jak zbudować projekt naukowy modelowej windy

Wynalezione przez Elisha Otisa w 1852 roku windy ilustrują różne interesujące zasady naukowe. Projekt naukowy modelowania windy może pomóc uczniom zrozumieć zjawiska takie jak grawitacja, koła pasowe i przeciwwagi. Również windy mogą ilustrować drugie prawo ruchu Izaaka Newtona. To prawo mówi, że gdy siła działa na obiekt, przyspieszy.

Prosty model windy można wykonać za pomocą długiego sznurka przyczepionego do kartonowego pudła stojącego na blacie stołu. Wytnij mały otwór w środku górnej części pudełka i włóż sznurek. Sznurek należy zawiązać w supeł po wewnętrznej stronie pudełka, aby nie wychodził z otworu. Sznurek powinien być na tyle długi, aby można było opuszczać i podnosić windę z przeciwnej strony stołu. Odetnij dwie klapy, aby pozostały tylko dwie klapy, wyglądające jak drzwi windy. Jeden uczeń powinien przejść na drugą stronę stołu i przytrzymać sznurek, podczas gdy drugi opuszcza pudełko ze stołu. Uczniowie mogą na zmianę opuszczać i podnosić windę. Ten projekt pomaga uczniom zrozumieć ruch windy w górę iw dół. Wyjaśnij uczniom, że podniesienie windy wymaga więcej siły niż jej opuszczenie, ponieważ grawitacja ściąga rzeczy w dół.

Wszystkie projekty Science Fair opisują wykorzystanie wrzecion i przeciwwagi do stworzenia działającej windy. Przymocuj cztery wrzeciona do górnej części kawałka sklejki za pomocą gwoździ. Upewnij się, że wałki są rozmieszczone równomiernie u góry i oznacz je „a”, „b”, „c” i „d” od lewej do prawej. Przymocuj jeszcze dwa wrzeciona do spodu sklejki pod lewymi dwoma górnymi wrzecionami i oznacz te "e" i "f" od lewej do prawej. Pomiędzy górnym i dolnym wrzecionem powinna być co najmniej 3 stopy odstępu. Przywiąż jeden kawałek sznurka do góry, a drugi do dołu małego kartonowego pudełka, które będzie twoim wagonem windy. Dolny ciąg powinien zapętlać się wokół wrzecion „f”, „e”, „a” i „b” w tej kolejności. Przymocuj ten sznurek do górnej części pudełka. Drugi sznurek powinien owinąć się wokół „c” i „d”, a luźny koniec należy przywiązać do przeciwwagi, która będzie wisieć po prawej stronie sklejki. Obracanie wrzeciona „a” sprawi, że kabina windy będzie się podnosiła i opuszczała. Przeciwwagi służą do zrównoważenia ciężaru w wagonie skrzyniowym, dzięki czemu można go łatwo podnosić i nie spadać na ziemię.

Zdobądź duże pudło, które będzie pełnić funkcję budynku i mniejsze pudło, które będzie służyć jako winda w budynku. Zrób dwa małe otwory w górnej części mniejszego pudełka i włóż kawałek sznurka. Zawiąż węzły na sznurku po wewnętrznej stronie pudełka, aby się nie wyślizgnął. Przymocuj dwie śruby w kształcie litery U do wewnętrznej strony górnej części dużego pudełka i zabezpiecz je nakrętkami na zewnętrznej stronie górnej części pudełka. Pamiętaj, aby równomiernie rozmieścić śruby w kształcie litery U, aby mniejszy samochód mógł wisieć bez uderzania o bok większego pudełka. Przełóż linę przez cybanty i przymocuj jeden koniec do sznurka mniejszego pudełka, a drugi koniec do przeciwwagi. Umieść małe przedmioty w wagonie skrzyniowym i użyj różnych przeciwwag, aby znaleźć najlepsze kombinacje, aby Twoja winda działała płynnie. Według Fun Stuff My Dad Makes model ten pokazuje również wagę przeciwwagi, która jest potrzebna, aby wewnętrzne pudełko nie uderzyło o ziemię.

Koła pasowe można wykonać za pomocą małego koła, które jest zamontowane na osi utrzymywanej w ramie. Bloczek złożony składa się z dwóch bloczków, a bloczek i sprzęt składa się z kilku współpracujących bloczków. Przymocuj złożone koło pasowe do drewnianej belki w drzwiach lub garażu. Do liny bloczka można przymocować wiadro wypełnione zabawkami, klockami lub piaskiem. Spróbuj podnieść wiadro z ziemi za pomocą wolnego końca liny. Wypróbuj to samo, używając systemu zblocza i koła pasowego i porównaj wyniki. Koła pasowe służą do zmniejszenia siły potrzebnej do podniesienia czegoś lub kogoś. Oznacza to, że trudniej jest podnieść coś bez bloczka.