ქანქარა შედგება წონისაგან, რომელიც შეჩერებულია ღეროზე ან თოკზე, რომელიც ბრუნავს წინ და უკან. ქანქარები გავრცელებულია დროის აღრიცხვის მოწყობილობებში, როგორიცაა მეტრონომები, ქანქარა საათები, სეისმომეტრები და საკმეველი, და შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფიზიკის რთული პრობლემების საილუსტრაციოდ.
ნაბიჯი
მეთოდი 1 3 – დან: ძირითადი ქანქარის გაგება
ნაბიჯი 1. იცოდეთ, რომ ქანქარა არის სიმების ბოლოში თავისუფლად ჩამოკიდებული წონა
სანამ დაიწყებ ქანქარის გამოყენებას, უნდა იცოდე რა არის ქანქარა და როგორ მუშაობს იგი. საბედნიეროდ, ქანქარა სხვა არაფერია თუ არა ჩამოკიდებული წონა, რომელსაც შეუძლია წინ და უკან შემოტრიალდეს. თოკი მიბმულია ფიქსირებულ წერტილში ისე, რომ მხოლოდ წონა და თოკი მოძრაობს.
- დაიჭირეთ გულსაკიდი ყელსაბამი ან იო-იოს სათამაშო ბოლოში თითებს შორის და გადაიტანეთ "წონა" ბოლოში. თქვენ გააკეთეთ თქვენი პირველი ქანქარა!
- ქანქარის საერთო მაგალითია ქანქარის საათზე დიდი მოძრავი წონა.
ნაბიჯი 2. ქანქარის გამოსაყენებლად, გაიყვანეთ წონა უკან და შემდეგ გაათავისუფლეთ
დარწმუნდით, რომ თოკი მჭიდროდ დაიჭირეთ და წონა ამოიღეთ მასზე დაჭერის გარეშე. წონა გადატრიალდება წინ და უკან, დაუბრუნდება თითქმის იმავე სიმაღლეს, როგორც მაშინ როდესაც ის დაეცა.
- ქანქარა სამუდამოდ იტრიალებს, თუ არაფერი შეანელებს მას ან არ შეცვლის მის მიმართულებას.
- სინამდვილეში, გარე ძალები, როგორიცაა ხახუნი და ჰაერის წინააღმდეგობა, შეანელებს ქანქარას.
ნაბიჯი 3. გააკეთეთ მარტივი ქანქარა სიმებით, ბატარეით და ლენტით, რომ უკეთ გაიგოთ
თუ თქვენ სწავლობთ პრაქტიკულ საქმიანობას ან გინდათ ასწავლოთ ბავშვებს როგორ მუშაობს ქანქარა მაშინ შეგიძლიათ სწრაფად ააწყოთ ქანქარა ექსპერიმენტისთვის:
- მიამაგრეთ თოკის ერთი ბოლო ხის ფირის საზომი ან ბოძის ცენტრში.
- შეაერთეთ მეორე ბოლო ბატარეასთან ან სხვა მცირე დატვირთვასთან.
- დააბალანსეთ გამრიცხველიანებული ხე ორი თანაბარი სკამის ზურგზე ისე, რომ ბატარეა თავისუფლად დაკიდეს მათ შორის და შეძლოს ტრიალი არაფრის დარტყმის გარეშე.
- ასწიეთ ბატარეა, დაიჭირეთ თოკი და გაათავისუფლეთ ისე, რომ ის წინ და უკან შემოტრიალდეს.
ნაბიჯი 4. დაადგინეთ ქანქარის სამეცნიერო ლექსიკა
როგორც უმეტეს სამეცნიერო საქმიანობას, ქანქარის გაგება და გამოყენება შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ იცით მისი აღმწერი სიტყვები.
- Დიაპაზონი: ყველაზე მაღალ წერტილს მიაღწევს ქანქარა.
- ბობ: სხვა სახელი ქანქარის წვერზე დატვირთვისთვის.
- წონასწორობა: ქანქარის შუა წერტილი; სად არის დატვირთვა, თუ ის არ მოძრაობს.
- სიხშირე: რამდენჯერმე ქანქარა ბრუნდება წინ და უკან მოცემულ დროში.
- პერიოდი: რამდენი დრო სჭირდება მოძრავ ქანქარას იმავე ადგილას დასაბრუნებლად.
მეთოდი 2 3 -დან: Pendulum– ის გამოყენება ძირითადი ფიზიკის ასწავლისთვის
ნაბიჯი 1. გაითვალისწინეთ, რომ ქანქარის ექსპერიმენტები არის დიდი გზა მეცნიერული მეთოდის შესასწავლად
მეცნიერული მეთოდი ძველ საბერძნეთში იყო მეცნიერული კვლევის ხერხემალი და ქანქარა არის ობიექტი, რომლის დამზადებაც ადვილია და სწრაფად იძლევა შედეგებს. ქვემოთ ჩამოთვლილი რომელიმე ექსპერიმენტის ჩატარებისას გამონახეთ დრო ჰიპოთეზის შესაქმნელად, იმსჯელეთ რომელ ცვლადზე ატარებთ ტესტირებას და შეადარეთ შედეგები.
- ყოველთვის ექსპერიმენტი ჩაატარეთ 5-6-ჯერ თქვენი შედეგების თანმიმდევრულობის უზრუნველსაყოფად.
- დაიმახსოვრეთ, სცადეთ მხოლოდ ერთი ექსპერიმენტი ერთდროულად- წინააღმდეგ შემთხვევაში თქვენ არ იცით რა ცვლის ქანქარის რხევას.
ნაბიჯი 2. შეცვალეთ წონა თოკის ბოლოს სიმძიმის ასწავლისთვის
გრავიტაციის ეფექტის გასაგებად ერთ -ერთი უმარტივესი გზაა ქანქარა და თქვენ გაგიკვირდებათ შედეგი. გრავიტაციის ეფექტის სანახავად:
- გაიგეთ ქანქარა 10 სმ და გაათავისუფლეთ.
- გამოიყენეთ წამზომი ქანქარის პერიოდის დასადგენად. გაიმეორეთ 5-10 ჯერ.
- დაამატეთ უფრო მძიმე ბობ ქანქარას და გაიმეორეთ ექსპერიმენტი.
- პერიოდი და სიხშირე ზუსტად იგივე იქნება! ეს იმიტომ ხდება, რომ გრავიტაცია თანაბრად მოქმედებს ყველა დატვირთვაზე. მაგალითად, მონეტა და აგური ერთი და იგივე სიჩქარით დაეცემა.
ნაბიჯი 3. შეცვალეთ სად დაუშვებთ დატვირთვას ამპლიტუდის შესასწავლად
როდესაც სტრიქონს მაღლა იწევთ, თქვენ გადიდეთ ქანქარის ამპლიტუდა ან სიმაღლე. თუმცა, იცვლება ეს რამდენად სწრაფად ბრუნდება ქანქარა თქვენს ხელში? გაიმეორეთ ზემოაღნიშნული ექსპერიმენტი, მაგრამ ამჯერად გაიყვანეთ ქანქარა 20 სანტიმეტრით და ნუ შეცვლით დატვირთვას.
- თუ ყველაფერი სწორად გააკეთეთ, ქანქარის პერიოდი არ შეიცვლება.
- ამპლიტუდის შეცვლა არ ცვლის სიხშირეს, ფაქტი, რომელიც გამოსადეგი იქნება ტრიგონომეტრიაში, ხმის მეცნიერებაში და სხვა მრავალ სფეროში.
ნაბიჯი 4. შეცვალეთ თოკის სიგრძე
გაიმეორეთ ზემოაღნიშნული ექსპერიმენტი, მაგრამ იმის ნაცვლად, რომ შეცვალოთ რამდენ წონას დაამატებთ ან რამდენად მაღალი დაიკლებთ, გამოიყენეთ უფრო მოკლე ან გრძელი თოკი.
ამჯერად თქვენ აუცილებლად შეამჩნევთ ცვლილებებს. სინამდვილეში, სტრიქონის სიგრძის შეცვლა ერთადერთია, რაც ცვლის ქანქარის პერიოდს და სიხშირეს
ნაბიჯი 5. შეიტყვეთ მეტი ქანქარის ფიზიკის შესახებ, რათა გაეცნოთ ინერციას, ენერგიის გადაცემას და აჩქარებას
უფროსი სტუდენტებისთვის ან მისწრაფებული ფიზიკოსებისთვის, ქანქარები შესანიშნავი გზაა აჩქარებას, ხახუნსა და ტრიგონომეტრიას შორის ურთიერთობის შესასწავლად. მოძებნეთ „ქანქარის განტოლებები“, ან შეიმუშავეთ საკუთარი ექსპერიმენტები მათ მოსაძებნად. რამდენიმე კითხვა გასათვალისწინებელია:
- რამდენად სწრაფად მოძრაობს ბობი თავის ყველაზე დაბალ წერტილში? როგორ პოულობთ ბობის სიჩქარეს თითოეულ წერტილში?
- რამდენი კინეტიკური ენერგია აქვს ბობს ქანქარის ნებისმიერ წერტილში? დამხმარედ გამოიყენეთ განტოლება: კინეტიკური ენერგია = 0.5 x ბობის მასა x სიჩქარე2
- როგორ შეგიძლიათ პროგნოზირება მოახდინოთ ქანქარის პერიოდზე სიმების სიგრძის მიხედვით?
მეთოდი 3 -დან 3: ქანქარის გამოყენება გაზომვებისათვის
ნაბიჯი 1. შეცვალეთ თოკის სიგრძე დროის გასაზომად
თოკის შემდგომი უკან დახევისას და დატვირთვის შეცვლისას არ შეუძლია პერიოდის შეცვლა, თოკის გახანგრძლივებამ ან შემცირებამ შეიძლება შეცვალოს პერიოდი. ეს არის ის, თუ როგორ უნდა გააკეთოთ ძველი საათი - თუკი თქვენ მშვენივრად შეცვლით ქანქარის სიგრძეს, მაშინ შეგიძლიათ გააკეთოთ პერიოდი ან სრული მოძრაობა, რომელსაც ორი წამი სჭირდება. დათვალეთ პერიოდების რაოდენობა და თქვენ იცით რამდენი დრო გავიდა.
- ქანქარის საათი მიმაგრებულია გადაცემათა კოლოფზე ისე, რომ ყოველ ჯერზე, როდესაც ქანქარა ირხევა, საათის მეორე ხელი გადაადგილდება.
- ქანქარის საათში, წონა, რომელიც ერთი მიმართულებით ბრუნავს, აწარმოებს "ტკიპას" და უკან ბრუნდება, რათა "კაკუნი" წარმოქმნას.
ნაბიჯი 2. გამოიყენეთ თქვენი ქანქარა გაზომეთ ახლომდებარე ვიბრაციები, მათ შორის მიწისძვრები
სეისმოგრაფი, მანქანა, რომელიც ზომავს მიწისძვრის ინტენსივობას და მიმართულებას, არის რთული ქანქარა, რომელიც მოძრაობს მხოლოდ დედამიწის ქერქის მოძრაობისას. მიუხედავად იმისა, რომ ქანქარის დაკალიბრება მხოლოდ ფირფიტის ტექტონიკის გასაზომად ძალიან რთულია, თქვენ შეგიძლიათ თითქმის ნებისმიერი ქანქარა გადააქციოთ ძირითად სეისმოგრაფად მხოლოდ კალმით და ქაღალდით.
- წებოს კალამი ან ფანქარი ქანქარის ბოლოს წონაზე.
- განათავსეთ ფურცელი ქანქარის ქვეშ ისე, რომ კალამი შეეხოთ ქაღალდს და გააკეთოს ნიშნები.
- ნაზად შეანჯღრიეთ ქანქარა, მაგრამ არ შეანჯღრიოთ სიმები. რაც უფრო ძლიერად ირყევით ქანქარას, მით უფრო დიდია ნიშნები თქვენს ფურცელზე. ეს ასოცირდება უფრო დიდ "მიწისძვრასთან".
- თავდაპირველ სეისმოგრაფს ჰქონდა მბრუნავი ფურცელი, რათა დროთა განმავლობაში დაენახათ მიწისძვრის სიძლიერე.
- ქანქარა გამოიყენება მიწისძვრების გასაზომად 132 წლიდან ჩინეთში.
ნაბიჯი 3. გამოიყენეთ სპეციალური ქანქარა, სახელწოდებით ფუკოს ქანქარა, რათა დაამტკიცოთ, რომ დედამიწა ბრუნავს
მიუხედავად იმისა, რომ დღეს ხალხმა იცის, რომ დედამიწა ბრუნავს თავის ღერძზე, ფუკოს ქანქარა ამ კონცეფციის ყველაზე ადრეული მტკიცებულებაა. მისი გამეორებისთვის დაგჭირდებათ დიდი ქანქარა, მინიმალური სიგრძით 4,9 მეტრი და წონა 11,3 კგ -ზე მეტი, რათა შეამციროთ გარე ცვლადები, როგორიცაა ქარი ან ხახუნი.
- გადაადგილეთ ქანქარა ისე, რომ მას შეუძლია დიდი ხნის განმავლობაში შეტრიალდეს.
- რაც დრო გადის, შეამჩნევთ, რომ ქანქარა ბრუნავს სხვა მიმართულებით, ვიდრე მოძრაობის დაწყებისას.
- ეს ხდება იმიტომ, რომ ქანქარა მოძრაობს სწორი ხაზით, ხოლო ქვემოთ დედამიწა ბრუნავს.
- ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში ქანქარა მოძრაობს საათის ისრის მიმართულებით, ხოლო სამხრეთ ნახევარსფეროში ქანქარა საათის ისრის საწინააღმდეგოდ.
- მიუხედავად იმისა, რომ ეს გართულებულია, თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ფუკოს ქანქარა გრძედის გამოსათვლელად ტრიგონომეტრიული განტოლების გამოყენებით.
Რჩევები
- შეიძლება დაგჭირდეთ ორი ადამიანი, რომ ზუსტად შეასრულონ ეს ექსპერიმენტი - ერთი ადამიანი იყენებს ქანქარას, მეორე კი თვალყურს ადევნებს დროს.
- თუ გსურთ გააკეთოთ უფრო ზუსტი ქანქარა, გამოიყენეთ სხვა თოკი, რომ შეინარჩუნოთ წონა სასურველ სიმაღლეზე. დაწვით თოკის ბოლოს წონა "ჩამოაგდეს". ეს ხელს შეუშლის თქვენ შემთხვევით აწიოთ წონა წინ ან გვერდულად, როდესაც მას გაათავისუფლებთ.
- ზოგს მიაჩნია, რომ ქანქარას ასევე აქვს განსაკუთრებული განმსაზღვრელი ძალა.
