Kako zgraditi model znanstvenega projekta dvigala

Dvigala, ki jih je leta 1852 izumil Elisha Otis, ponazarjajo različna zanimiva znanstvena načela. Vzorčni znanstveni projekt dvigala lahko študentom pomaga razumeti pojave, kot so gravitacija, jermenice in protiuteži. Dvigala lahko ponazorijo tudi drugi zakon gibanja Isaaca Newtona. Ta zakon pravi, da ko sila deluje na predmet, se bo pospešila.

Preprost model dvigala lahko naredite z dolgim ​​vrvico, pritrjeno na kartonsko škatlo, ki sedi na mizi. Na sredini škatle izrežite majhno luknjo in vstavite vrvico. Vrvico je treba na notranji strani škatle zavezati v vozel, da ne pride ven iz luknje. Vrvica naj bo dovolj dolga, da lahko dvigalo spustite in dvignete z nasprotne strani mize. Odrežite dve loputi, tako da ostaneta le dve loputi, ki izgledata kot vrata dvigala. En učenec naj gre na drugo stran mize in zadrži vrvico, drugi pa spusti polje od mize. Študentje lahko izmenično spuščajo in dvigajo dvigalo. Ta projekt študentom pomaga razumeti navzgor navzdol dvigalo. Učencem razložite, da je za dvig dvigala potrebno več sile kot za spuščanje, ker gravitacija stvari potegne navzdol.

Vsi projekti znanstvenega sejma opisujejo uporabo vreten in protiuteži za ustvarjanje delujočega dvigala. Na vrh kosa vezanega lesa s pomočjo žebljev pritrdite štiri vretena. Vretena enakomerno razporedite po vrhu in jih od leve proti desni označite z "a", "b", "c" in "d". Na dno vezanega lesa pod levima dvema zgornjima vretenoma pritrdite še dve vreteni in ju označite z "e" in "f" od leve proti desni. Med zgornjim in spodnjim vretenom mora biti vsaj 3 metre prostora. En kos vrvice privežite na vrh in enega na dno majhne kartonske škatle, ki bo vaše dvigalo. Spodnji niz naj se vrti okoli vreten "f", "e", "a" in "b" v tem vrstnem redu. Ta niz pritrdite na vrh škatle. Drugi niz naj se vrti okoli "c" in "d", ohlapni konec pa mora biti vezan na protiutež, ki bo visela na desni strani vezanega lesa. Z obračanjem vretena "a" bo vaše dvigalo šlo gor in dol. Protiuteži se uporabljajo za uravnoteženje teže v škatli, da se lahko enostavno premika navzgor in ne pade na tla.

Pridobite veliko škatlo, ki deluje kot zgradba, in manjšo škatlo, ki deluje kot dvigalo v zgradbi. Na vrhu manjše škatle naredite dve majhni luknji in vstavite kos vrvice. Na vrvici na notranji strani škatle zavežite vozle, da ne zdrsne. Na notranjo stran vrha velike škatle pritrdite dva u-vijaka in jih pritrdite z maticami na zunanjem vrhu škatle. Pazite, da u-vijake enakomerno razporedite, tako da lahko manjši avtomobil visi, ne da bi zadel bok večje škatle. Skozi u-vijake napeljite vrv in pritrdite en konec na vrvico manjše škatle, drugi konec pa na protiutež. Majhne predmete položite v škatlo in z različnimi protiutežmi poiščite najboljše kombinacije za nemoteno delovanje dvigala. Po navedbah Fun Stuff My Dad Makes ta model kaže tudi na pomembnost protiuteži, ki je potrebna, da notranja škatla ne pade na tla.

Jermenice lahko izdelate z majhnim kolesom, ki je nameščeno na osi, ki je v okvirju. Sestavljeni jermenica je sestavljena iz dveh jermenic, blok in pribor pa je sestavljen iz več jermenic, ki delujejo skupaj. Sestavljeni jermenico pritrdite na lesen nosilec v vratih ali garaži. Na vrv jermenice je mogoče pritrditi vedro, napolnjeno z igračami, bloki ali peskom. Poskusite dvigniti vedro s tal s prostim koncem vrvi. Preizkusite isto s sistemom škripcev in primerjajte rezultate. Škripci se uporabljajo za zmanjšanje količine sile, ki je potrebna za dviganje nečesa ali nekoga. To pomeni, da je težje nekaj dvigniti brez škripca.