Արեգակնային վահանակի տախոմետր ՝ 5 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

«Արևային վահանակը որպես ստվեր որոնող» ԽՈՐՀՐԴԱՏՎՈԹՅՈՆՈ itՄ, այն ներկայացվեց փորձարարական եղանակով ՝ որոշելու, թե ինչ արագությամբ է օբյեկտը արագանում արևային վահանակի վրա նրա ստվերի նախագծումից: Հնարավո՞ր է այս մեթոդի որոշ տարբերակ կիրառել պտտվող առարկաների ուսումնասիրման համար: Այո, հնարավոր է: Հաջորդը, կներկայացվի մի պարզ փորձնական ապարատ, որը հնարավորություն կտա չափել օբյեկտի պտույտի ժամանակաշրջանը և հաճախականությունը: Այս փորձարարական ապարատը կարող է օգտագործվել «Ֆիզիկա. Դասական մեխանիկա» առարկայի ուսումնասիրության ժամանակ, մասնավորապես «Կոշտ օբյեկտների պտույտ» թեմայի ուսումնասիրության ժամանակ: Այն պոտենցիալ օգտակար է բակալավրիատի և ասպիրանտուրայի ուսանողների համար ՝ փորձնական ցուցադրումների կամ լաբորատոր պարապմունքների ժամանակ:

Քայլ 1: Որոշ տեսական նշումներ

Երբ պինդ առարկան պտտվում է առանցքի շուրջ, նրա մասերը նկարագրում են այդ առանցքի համակենտրոն շրջագիծը: Այս կողմերից մեկի ՝ շրջագիծը լրացնելու համար պահանջվող ժամանակը կոչվում է ռոտացիայի շրջան: Odամանակաշրջանը և հաճախականությունը փոխադարձ մեծություններ են: Միավորների միջազգային համակարգում ժամանակահատվածը տրվում է վայրկյան (ներ) ով, իսկ հաճախականությունը `Հերցով (Հց): Պտույտի հաճախականությունը չափելու որոշ գործիքներ տալիս են հեղափոխությունները մեկ րոպեում (rpm): Hz- ից rpm փոխարկելու համար պարզապես արժեքը բազմապատկեք 60 -ով և կստանաք rpm:

Քայլ 2: Նյութեր և գործիքներ

• Փոքր արևային վահանակ (100 մմ * 28 մմ)

• LED լապտեր

• Ռեֆլեկտիվ սոսինձ ժապավեն

• Սև էլեկտրական ժապավեն

• Էլեկտրական մալուխ

• Մալուխային կապեր

• տաք սիլիկոնե ատրճանակ

• ironոդման երկաթ և անագ

• Փայտի երեք կտոր (45 մմ * 20 մմ * 10 մմ)

• Թվային օսլիլոսկոպ իր զոնդի հետ

• Պտտվող օբյեկտ, որի վրա ցանկանում եք չափել դրա պտտման հաճախականությունը

Քայլ 3. Գործողության սկզբունքը

Երբ լույսը դիպչում է ինչ -որ առարկայի, մի մասը ներծծվում է, իսկ մյուսը ՝ արտացոլվում: Կախված մակերեսի բնութագրերից և առարկայի գույնից, այդ արտացոլված լույսը կարող է լինել քիչ թե շատ ինտենսիվ: Եթե մակերևույթի մի մասի բնութագրերը կամայականորեն փոխվեն, ասենք `այն ներկելով կամ այն կպցնելով արծաթագույն կամ սև սոսինձ ժապավենին, մենք կարող ենք դիտավորյալ փոփոխություն առաջացնել այդ հատվածում արտացոլվող լույսի ինտենսիվության մեջ: Այստեղ մենք ոչ թե «ՍՏԵ TRՈACԹՅՈՆ» ենք անելու, այլ արտացոլված լուսավորության բնութագրերի փոփոխություն ենք առաջացնելու: Եթե պտտվող օբյեկտը լուսավորվում է լույսի աղբյուրով, և արևային վահանակը պատշաճ կերպով տեղադրված է, այնպես որ անդրադարձած լույսի մի մասը ընկնում է դրա վրա, ապա դրա տերմինալներում պետք է լարվածություն հայտնվի: Այս լարումը անմիջական կապ ունի ստացած լույսի ինտենսիվության հետ: Եթե մենք փոխում ենք մակերեսը, ապա անդրադարձվող լույսի ինտենսիվությունը փոխվում է և դրա հետ միասին վահանակի լարումը: Այս վահանակը կարող է կապված լինել տատանումների հետ և որոշել լարման տատանումները ժամանակի հետ կապված: Եթե մենք կարողանանք կորի հետևողական և կրկնվող փոփոխություն հայտնաբերել ՝ չափելով կրկնվելու ժամանակը, մենք կորոշենք պտույտի շրջանը և դրա հետ մեկտեղ ՝ պտտման հաճախականությունը անուղղակիորեն, եթե այն հաշվարկենք: Որոշ օսլիլոսկոպներ ունակ են ինքնաբերաբար հաշվարկել այդ արժեքները, սակայն ուսուցման տեսանկյունից ուսանողների համար արդյունավետ է դա հաշվարկել: Այս փորձարարական գործունեությունը պարզեցնելու համար մենք ի սկզբանե կարող էինք օգտագործել օբյեկտներ, որոնք պտտվում են մշտական պտույտ / րոպե արագությամբ և գերադասելիորեն սիմետրիկ ՝ պտտման առանցքի նկատմամբ:

Ամփոփելով.

1. Անընդհատ պտտվող առարկան արտացոլում է իր վրա ընկած լույսը:

2. Պտտվող առարկայի անդրադարձած լույսի ինտենսիվությունը կախված է գույնից եւ նրա մակերեսի բնութագրերից:

3. Արեգակնային վահանակի վրա հայտնվող լարումը կախված է անդրադարձվող լույսի ինտենսիվությունից:

4. Եթե մակերեսի մի մասի բնութագրերը դիտավորյալ փոխվեն, ապա այդ մասում արտացոլված լույսի լուսավոր ինտենսիվությունը նույնպես կփոխվի, և դրա հետ մեկտեղ արևային վահանակի լարումը:

5. Պտտման ընթացքում օբյեկտի ժամանակահատվածը կարող է որոշվել ՝ լարման և վարքի նույնական արժեքներով երկու կետերի միջև անցած ժամանակը չափելով ՝ տատանումների միջոցով:

Քայլ 4. Փորձի նախագծում, կառուցում և կատարում

1. electricalոդեք երկու էլեկտրական հաղորդիչ արևային վահանակին: 2. Վահանակի էլեկտրական կոնտակտները ծածկեք տաք սիլիկոնով `կարճ միացումներից խուսափելու համար:

3. Կառուցեք փայտե հենարանը `տաք սիլիկոնով կամ մեկ այլ սոսինձով միացնելով փայտի երեք կտորները, ինչպես երևում է նկարում:

4. Կպչեք արևային վահանակը փայտե հենարանին տաք սիլիկոնով, ինչպես ցույց է տրված նկարում:

5. Կպչեք լապտերը փայտե հենարանին, ինչպես ցույց է տրված նկարում և ամրացրեք այն պլաստիկ կապերով:

6. Ապահովեք վահանակի էլեկտրական հաղորդիչները մեկ այլ եզրով փայտե հենարանին:

7. Կպցրեք այն առարկայի վրա, որը ցանկանում եք ուսումնասիրել սև ժապավեն, այնուհետև արծաթե ժապավեն, ինչպես երևում է նկարում:

8. Սկսեք այն առարկայի պտույտը, որը ցանկանում եք ուսումնասիրել:

9. Օսկիլոսկոպի զոնդը ճիշտ միացրեք արևային վահանակի հաղորդիչներին:

10. Setիշտ տեղադրեք ձեր տատանումները: Իմ դեպքում լարման ստորաբաժանումները 500 մվ էին, իսկ ժամանակը ՝ 25 մս (դա կախված կլինի օբյեկտի պտտման արագությունից):

11. Տեղադրեք փորձարարական ապարատը այն վայրում, որտեղ լույսի ճառագայթներն արտացոլվում են պտտվող և հարվածող արևային վահանակի վրա (օգնեք ինքներդ ձեզ այն ամենից, ինչ տեսնում եք տատանումների մեջ, ավելի մեծ փոփոխություններով կորություն ստանալու համար):

12. Փորձնական ապարատը մի քանի վայրկյան պահեք համապատասխան դիրքում `տեսնելու, թե արդյոք կորի արդյունքները մնում են անփոփոխ:

13. Դադարեցրեք օսլիլոսկոպը եւ վերլուծեք կորը `որոշելու, թե որ դիրքերը համապատասխանում են սեւ ժապավենին, իսկ որոնք` արծաթե ժապավենին: Իմ դեպքում, քանի որ իմ ուսումնասիրած էլեկտրական շարժիչը ոսկեգույն էր, ժապավենի պատճառած փոփոխություններն ավելի նկատելի դարձան:

14. Օսկիլոսկոպի կուրսորների օգնությամբ չափեք կետերի միջև անցած ժամանակը փուլային հավասարությամբ ՝ սկզբում ժապավենի, ապա արծաթե ժապավենի համար և համեմատեք դրանք (դրանք պետք է լինեն նույնը):

15. Եթե ձեր օսլիլոսկոպը ինքնաբերաբար չի հաշվարկում ժամանակաշրջանի հակադարձությունը (հաճախականությունը), դա արեք: Դուք կարող եք բազմապատկել նախորդ արժեքը 60 -ով և այդպիսով ստանալ rpm- ը:

16. Եթե ունեք kv կամ պտույտներ մեկ վոլտ արժեքի դեպքում (եթե դա շարժիչ է, որն առաջարկում է այս բնութագրերը) բազմապատկեք kv արժեքը մուտքային լարման վրա, համեմատեք արդյունքը փորձի ընթացքում ձեր ստացածի հետ և հասեք եզրակացություններ:

Քայլ 5: Որոշ վերջին նշումներ և առաջարկություններ

• Հարմար է սկզբում ստուգել ձեր օսլիլոսկոպի ճշգրտման կարգավիճակը `հուսալի արդյունքներ ստանալու համար (օգտագործեք տատանումների ազդանշանը, որն առաջարկում է տատանումները, որն ընդհանուր առմամբ 1 կՀց է):
• Adիշտ կարգավորեք ձեր տատանումների զոնդը: Դուք պետք է տեսնեք, որ ուղղանկյուն իմպուլսները չեն դեֆորմացվում, եթե օգտագործում եք հենց տատանումների միջոցով առաջացած ազդանշանը (տես նկարը):
• Ուսումնասիրեք էլեկտրական արձագանքման ժամանակը ձեր արևային վահանակի արտադրողի (տվյալների թերթիկի) հետ: Իմ դեպքում դա շատ ավելի ցածր էր, քան իմ ուսումնասիրած էլեկտրական շարժիչի պտույտի շրջանը, ուստի ես հաշվի չէի առնում դրա ազդեցությունը իմ կատարած չափումների վրա:
• Այս մեթոդով ստացված արդյունքները համեմատեք առևտրային գործիքի միջոցով ստացված արդյունքների հետ և հաշվի առեք երկուսի առավելություններն ու թերությունները:

Ինչպես միշտ, ես ուշադիր կլինեմ ձեր առաջարկներին, մեկնաբանություններին և հարցերին: Հաջողություն և շարունակեք իմ առաջիկա ծրագրերը:

Երկրորդ տեղը դասարանի գիտության մրցույթում