Aոճանակը բաղկացած է ձողից կամ պարանից կախված մի ծանրությունից, որը ճոճվում է այս ու այն կողմ: Endոճանակները սովորական են ժամանակաչափ սարքերում, ինչպիսիք են մետրոպոլիտները, ճոճանակի ժամացույցները, սեյսմաչափերը և պտտվող խնկարկիչները, և կարող են օգտագործվել ֆիզիկայի բարդ խնդիրների լուսաբանման համար:
Քայլ
Մեթոդ 1 -ից 3 -ը `Հասկանալով հիմնական ճոճանակը
Քայլ 1. Իմացեք, որ ճոճանակը քաշ է, որը կախված է լարի ծայրից ազատորեն:
Նախքան սկսեք օգտագործել ճոճանակը, դուք պետք է իմանաք, թե ինչ է դա և ինչպես է այն աշխատում: Բարեբախտաբար, ճոճանակը ոչ այլ ինչ է, քան կախովի քաշ, որը կարող է պտտվել այս ու այն կողմ: Պարանն ամրացված է ֆիքսված վայրում այնպես, որ շարժվում է միայն քաշը և պարանը:
- Մատներիդ մեջ պահիր կախազարդ վզնոցի կամ յո-յոյի խաղալիքի ծայրը և «քաշը» տեղափոխիր ներքևում: Դուք պատրաստել եք ձեր առաջին ճոճանակը:
- Aոճանակի սովորական օրինակը ճոճանակի ժամացույցի վրա մեծ ճոճվող քաշ է:
Քայլ 2. aոճանակից օգտվելու համար քաշը քաշեք հետը, ապա բաց թողեք այն:
Համոզվեք, որ պարանն ամուր եք պահում և քաշը հեռացնում եք առանց այն հրելու: Քաշը հետ ու առաջ է պտտվելու ՝ վերադառնալով գրեթե նույն բարձրությանը, ինչ երբ այն գցել եք:
- Theոճանակը հավերժ պտտվելու է, եթե ոչինչ չի դանդաղեցնում կամ փոխում է ուղղությունը:
- Փաստորեն, արտաքին ուժերը, ինչպիսիք են շփումը և օդի դիմադրությունը, կդանդաղեցնեն ճոճանակը:
Քայլ 3. Լարով, մարտկոցով և ժապավենով պարզ ճոճանակ պատրաստեք այն ավելի լավ հասկանալու համար:
Եթե դուք սովորում եք գործնական գործունեության միջոցով կամ ցանկանում եք երեխաներին սովորեցնել, թե ինչպես է աշխատում ճոճանակը, կարող եք արագ կառուցել ճոճանակ ՝ փորձարկելու համար.
- Պարանի մի ծայրը կապեք փայտե ժապավենի չափի կամ ձողի կենտրոնին:
- Մյուս ծայրը կապեք մարտկոցի կամ այլ փոքր բեռի հետ:
- Հավասարակշռեք չափված փայտը երկու հավասար աթոռների հետևի մասում, որպեսզի մարտկոցը ազատորեն կախված լինի դրանց միջև և կարողանա պտտվել ՝ առանց որևէ բանի հարվածելու:
- Բարձրացրեք մարտկոցը ՝ պարանը լարված պահելով և բաց թողեք այնպես, որ այն պտտվի այս ու այն կողմ:
Քայլ 4. Բացահայտեք ճոճանակի գիտական բառապաշարը:
Ինչպես գիտական գործունեության մեծ մասի դեպքում, այնպես էլ ճոճանակը հասկանալը և օգտագործելը հնարավոր է միայն այն դեպքում, եթե դուք գիտեք այն նկարագրող բառերը:
- Ամպլիտուդիա: Ամենաբարձր կետը, որին հասնում է ճոճանակը:
- ԲոբAnotherոճանակի ծայրին բեռի մեկ այլ անուն:
- Հավասարակշռություն `ճոճանակի միջին կետը; որտեղ է բեռը, եթե այն չի շարժվում:
- Հաճախականությունը. Theոճանակը որոշակի ժամանակ այս ու այն կողմ է պտտվում:
- ԺամանակաշրջանTheամանակը, որը տևում է շարժական ճոճանակը նույն տեղը վերադառնալու համար:
Մեթոդ 2 -ից 3 -ը. Հիմնական ֆիզիկա ուսուցանելու համար ճոճանակի օգտագործումը
Քայլ 1. Նկատի ունեցեք, որ ճոճանակի փորձերը գիտական մեթոդը ուսուցանելու հիանալի միջոց են:
Գիտական մեթոդը Հին Հունաստանից եղել է գիտական հետազոտությունների ողնաշարը, իսկ ճոճանակն այն առարկան է, որը հեշտ է արտադրվում և արագ արդյունքներ է տալիս: Հետևյալ փորձերից որևէ մեկն անցկացնելիս ժամանակ գտեք վարկած ձևակերպելու համար, քննարկեք, թե որ փոփոխականն եք ստուգում և համեմատեք արդյունքները:
- Միշտ փորձեք մինչև 5-6 անգամ `ձեր արդյունքների հետևողականությունն ապահովելու համար:
- Հիշեք, որ փորձեք միանգամից միայն մեկ փորձ, այլապես չեք իմանա, թե ինչն է փոխում ճոճանակի ճոճանակը:
Քայլ 2. Փոխեք քաշը պարանի վերջում `ձգողականություն սովորեցնելու համար:
Graանրության ազդեցության մասին սովորելու ամենապարզ եղանակներից մեկը ճոճանակի միջոցով է, և արդյունքները կարող են ձեզ զարմացնել: Graանրության ազդեցությունը տեսնելու համար.
- Քաշեք ճոճանակը 10 սմ և արձակեք այն:
- Օգտագործեք վայրկյանաչափ ՝ ճոճանակի շրջանը ժամանակավորեցնելու համար: Կրկնել 5-10 անգամ:
- Addոճանակին ավելացրեք ավելի ծանր բոբ և կրկնեք փորձը:
- Periodամանակահատվածը և հաճախականությունը կլինեն նույնը: Դա պայմանավորված է նրանով, որ ձգողականությունը հավասարապես ազդում է բոլոր բեռների վրա: Օրինակ, մետաղադրամն ու աղյուսը նույն արագությամբ կընկնեն:
Քայլ 3. Փոփոխեք բեռը վայր գցելու տեղը `ամպլիտուդը ուսումնասիրելու համար:
Լարը բարձրացնելով ՝ դուք բարձրացրել եք ճոճանակի ամպլիտուդը կամ բարձրությունը: Այնուամենայնիվ, դա փոխու՞մ է, թե որքան արագ է ճոճանակը վերադառնում ձեր ձեռքը: Կրկնեք վերը նշված փորձը, բայց այս անգամ ճոճանակը քաշեք 20 սանտիմետր հեռավորության վրա և մի փոխեք բեռը:
- Եթե ամեն ինչ ճիշտ եք արել, ապա ճոճանակի շրջանը չի փոխվի:
- Ամպլիտուդայի փոփոխությունը չի փոխում հաճախականությունը, փաստ, որը օգտակար կլինի եռանկյունաչափության, հնչյունագիտության և շատ այլ ոլորտներում:
Քայլ 4. Փոխեք պարանների երկարությունը:
Կրկնեք վերը նշված փորձը, բայց փոխարենը փոխեք, թե որքան քաշ եք ավելացնում կամ որքան բարձր եք թողնում այն, օգտագործեք ավելի կարճ կամ ավելի երկար պարան:
Այս անգամ դուք անպայման կնկատեք փոփոխությունները: Իրականում, տողի երկարությունը փոխելը միակ բանն է, որը կփոխի ճոճանակի շրջանն ու հաճախականությունը:
Քայլ 5. Իմացեք ավելին ճոճանակի ֆիզիկայի մասին `իներցիայի, էներգիայի փոխանցման և արագացման մասին սովորելու համար:
Ավելի ավագ ուսանողների կամ ձգտող ֆիզիկոսների համար ճոճանակները հիանալի միջոց են արագացման, շփման և եռանկյունաչափության միջև կապը սովորելու համար: Որոնեք «ճոճանակի հավասարումներ» կամ նախագծեք ձեր սեփական փորձերը ՝ դրանք գտնելու համար: Որոշ հարցեր, որոնք պետք է հաշվի առնել.
- Որքա՞ն արագ է բոբը շարժվում իր ամենացածր կետում: Ինչպե՞ս եք գտնում բոբի արագությունը յուրաքանչյուր կետում:
- Որքա՞ն կինետիկ էներգիա ունի բոբը ճոճանակի ցանկացած կետում: Որպես օգնություն, օգտագործեք հավասարումը ՝ կինետիկ էներգիա = 0.5 x Bob's Mass x Արագություն: Արագություն2
- Ինչպե՞ս կարող եք ճոճանակի շրջանը կանխատեսել ՝ հիմնվելով լարի երկարության վրա:
Մեթոդ 3 -ից 3 -ը. Չափումներ կատարելու համար ճոճանակի օգտագործումը
Քայլ 1. Կարգավորեք պարանների երկարությունը `ժամանակը չափելու համար:
Մինչ պարանն ավելի հետ քաշելը և բեռը փոխելը չի կարող փոխել շրջանը, պարանն երկարացնելը կամ կարճացնելը կարող է փոխել շրջանը: Ահա թե ինչպես կարելի է պատրաստել հին ժամացույց. Եթե դուք կատարյալ կերպով փոխում եք ճոճանակի երկարությունը, ապա կարող եք կատարել դաշտան կամ ամբողջ թափ, որը տևում է երկու վայրկյան: Հաշվեք պարբերությունների քանակը և գիտեք, թե որքան ժամանակ է անցել:
- Theոճանակի ժամացույցը ամրացված է հանդերձին այնպես, որ ամեն անգամ, երբ ճոճանակը ճոճվում է, ժամացույցի երկրորդ սլաքը կշարժվի:
- Aոճանակի ժամացույցի մեջ մեկ ուղղությամբ պտտվող քաշը արտադրում է «տիզ» և հետ է պտտվում ՝ «թակոց» առաջացնելու համար:
Քայլ 2. Օգտագործեք ձեր ճոճանակը `մոտակա թրթռումները, ներառյալ երկրաշարժերը չափելու համար:
Սեյսմոգրաֆը `երկրաշարժերի ուժգնությունն ու ուղղությունը չափող մեքենա, բարդ ճոճանակ է, որը շարժվում է միայն Երկրի ընդերքի շարժման ժամանակ: Թեև ճոճանակի ճշգրտումը միայն ափսեների տեկտոնիկան չափելու համար չափազանց բարդ է, բայց գրեթե ցանկացած ճոճանակ կարող եք վերածել հիմնական սեյսմոգրաֆի միայն գրիչով և թուղթով:
- Ueոճանակի վերջում քաշի վրա գրիչ կամ մատիտ կպցրեք:
- Placeոճանակի տակ մի կտոր թուղթ դրեք այնպես, որ գրիչը դիպչի թղթի վրա և գծանշումներ կատարի:
- Նրբորեն օրորեք ճոճանակը, բայց մի թափահարեք թելը: Որքան ավելի շատ եք թափահարում ճոճանակը, այնքան մեծ են ձեր թղթի վրա նշված հետքերը: Սա կապված է ավելի մեծ «երկրաշարժի» հետ:
- Սկզբնական սեյսմոգրաֆը պտտվող թուղթ ուներ, որպեսզի ժամանակի ընթացքում տեսնեք երկրաշարժի ուժգնությունը:
- Theոճանակը երկրաշարժերի չափման համար օգտագործվել է մ.թ. 132 թվականից Չինաստանում:
Քայլ 3. Ֆուկոյի ճոճանակ կոչվող հատուկ ճոճանակով ապացուցեք, որ երկիրը պտտվում է:
Չնայած այսօր մարդիկ գիտեն, որ երկիրը պտտվում է իր առանցքի շուրջ, Ֆուկոյի ճոճանակն այս հասկացության ամենավաղ վկայությունն է: Այն կրկնօրինակելու համար ձեզ հարկավոր կլինի մեծ ճոճանակ ՝ նվազագույն 4.9 մետր երկարությամբ և 11.3 կգ քաշով, արտաքին փոփոխականները նվազագույնի հասցնելու համար, ինչպիսիք են քամին կամ շփումը:
- Տեղափոխեք ճոճանակը այնպես, որ այն կարող է երկար պտտվել:
- Timeամանակն անցնում է, կնկատեք, որ ճոճանակը ճոճվում է այլ ուղղությամբ, քան ճոճանակը սկսելուց առաջ:
- Դա տեղի է ունենում այն պատճառով, որ ճոճանակը շարժվում է ուղիղ գծով, մինչ ներքևի երկիրը պտտվում է:
- Հյուսիսային կիսագնդում ճոճանակը կշարժվի ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ, իսկ հարավային կիսագնդում ճոճանակը ՝ ժամացույցի սլաքի հակառակ ուղղությամբ:
- Թեև դա բարդ է, բայց դուք կարող եք օգտագործել Ֆուկոյի ճոճանակը ՝ լայնությունը հաշվարկելու համար ՝ օգտագործելով եռանկյունաչափական հավասարումներ:
Խորհուրդներ
- Ձեզ կարող է անհրաժեշտ լինել երկու հոգի ՝ այս փորձը ճշգրիտ կատարելու համար ՝ մեկը ճոճանակ օգտագործող, իսկ մյուսը ՝ ժամանակին հետևող:
- Եթե ցանկանում եք ավելի ճշգրիտ ճոճանակ պատրաստել, օգտագործեք մեկ այլ պարան ՝ քաշը ցանկալի բարձրության վրա պահելու համար: Այրեք պարանի ծայրը ՝ քաշը «գցելու» համար: Սա թույլ չի տա քաշը բաց թողնելիս պատահաբար առաջ կամ կողքից մղել:
- Ոմանք կարծում են, որ ճոճանակն ունի նաև հատուկ գուշակության ուժեր:
