- Магазины Китая
- BANGGOOD.COM
- Игрушки и подарки
- Пункт №18
Всем привет! В сегодняшнем обзоре пойдет речь о маятнике (колыбель, шары) Ньютона, кому интересно прошу под кат Начнём с небольшой предыстории. Я очень увлекаюсь такой наукой как «психология», а как известно психология тесно связана с психиатрией — отраслью медицины, назначение которой распознавание и лечение психических расстройств, а маятник Ньютона это самый простой и эффективный способ снять стресс даже на рабочем месте, а ещё это очень красивый сувенир который отлично украшает рабочее место, создавая атмосферу гармонии и порядка. Я давно хотела его приобрести для украшения рабочего стола, но появилась возможность взять его обзор и я не стала её упускать 🙂
История появления шаров Ньютона
Колыбель Ньютона (маятник Ньютона) — механическая система, названная в честь Исаака Ньютона для демонстрации преобразования энергии различных видов друг в друга: кинетической в потенциальную и наоборот. В отсутствие противодействующих сил (трения) система могла бы действовать вечно, но в реальности это недостижимо. При отклонении первого шарика данной системы и последующим его возвратом к изначальному положению, его энергия и импульс передадутся без изменения через три средних шарика последнему, который приобретёт ту же скорость и поднимется на ту же высоту. Он в свою очередь передаст свой импульс и энергию по цепочке снова первому шарику. Крайние маятники будут колебаться, а промежуточные будут неподвижны. Из-за потерь механической энергии вследствие работы сил трения и упругости колебания маятников затухают, так как в реальных механических системах всегда действуют диссипативные силы.
Чтобы найти скорости шаров после упругого столкновения, надо записать уравнение закона сохранения импульса для такой системы и уравнение закона сохранения энергии и решить полученную систему уравнений. Результат известен: движущийся шар останавливается, а покоящийся приобретает скорость первого
Теперь можно перейти и к самому товару. Основа пластмассовая, шарики и стойка металлические, шарики подвешены на леске. Товар пришел вот в такой коробке При транспортировке коробка помялась, но несмотря на это товар целый. После того как открыла коробку началось самое интересное, леска на которых висят шарики очень сильно запуталась и местами она даже была связана и вечер был посвящен ее распутыванию.
Внешний вид
На опорах есть высечки для лески.
Шарики как я уже писала выше металлические.
Вес и диаметр шариков
Низ пластмассовый на резиновых ножках Как действуют шары Ньютона? Для того чтобы увидеть, как этот сувенир работает, достаточно взять один из крайних шариков, отвести его в сторону, а затем отпустить. После того как он ударится об своего соседа, с противоположной стороны произойдет зеркальное отображение данного движения, причем в том же ритме и с той же скоростью. Шарики посередине остаются неподвижными, а крайние будут колебаться до тех пор, пока силы упругости и трения не приведут к медленной остановке движения. Ритмичность движения и звуков как раз и создает эффект расслабления и стимулирует медитацию человека. Как долго будут двигаться шары Ньютона? Продолжительность работы такого оригинального подарка напрямую зависит от веса и размера шариков: чем больше их диаметр и чем они тяжелее, тем дольше будет длиться данный процесс, и наоборот. Видео На этом хотела бы закончить свой обзор и в конце сказать, что товаром довольна — «прикольная игрушка», но к сожалению через пару недель звук бьющихся шариков мне надоел, но как украшение рабочего места нравится. Цена с купоном ToysHo $12.87. Спасибо за внимание и хороших вам покупок! 🙂
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Планирую купить +13 Добавить в избранное Обзор понравился +15 +40
Источник: https://mysku.ru/blog/china-stores/55576.html
Создаем светящийся маятник Ньютона
Довольно простое устройство потребует от Вас некоторых познаний в электротехнике, а также навыки столярной работы вкупе с большим запасом терпения.
Шаг 1: Материалы
- 5 стеклянных шаров с диаметром около 2.5 см
- 30 мм медные сварочные стержни
- Сосновые доски
- Провода
- 5 светодиодов
- Несколько батареек
Шаг 2: Шары
Удаляем закругленные наконечники у светодиодов, чтобы прикрепить их к стеклянным шарикам. Можно воспользоваться любым абразивным инструментом. В нашем случае использовался отрезной круг на Дремеле.
Также абразивным колесом проделываем небольшое углубление на шариках для светодиодов.
При помощи супер-клея соединяем шарики и светодиоды. Внимательно отнеситесь к выбору марки клея, чтобы не происходило неприятных инцидентов.
Шаг 3: Основа
В качестве основы мы будем использовать ящик с открытым верхом, сделанный из сосновых дощечек, приклеенных друг к другу (смотрите рисунки). На дне ящика проделаны отверстия для креплений и опоры.
Делаем 3 отверстия для рубильника с диаметром 47 мм, а дырочки для опоры — по 30 мм под наши стержни.Рубильник делается из деревяшки и подсоединяется к основе.
Вертикальные опоры делаются из 30 мм сварочных стержней, согнутых в нужной нам форме (см. рисунок).Вставляем стержни в отверстия и припаиваем к ним провода с помощью сварочного аппарата.
Затем выравниваем стержни при помощи деревянных блоков. Все они должны быть одинаковой высоты. Как только все встанут ровно и одинаково, то супер-клеем фиксируем конструкцию и оставляем сохнуть.
Шаг 4: Маятник
Для правильного соединения выводы катода и анода необходимо согнуть в кружки, как показано на картинке. Сгибаем, получаем круг, обрубаем лишние концы и припаиваем круги.
В нашем случае использовался медный 1-жильный кабель, полученный из многожильного провода. Вы может использовать любой гибкий и легкий кабель. Прокидываем его сквозь мини-кольца катодов и анодов, таким образом, избегая короткого замыкания.
Определяем точный центр конструкции и подвешиваем один шарик. Концы проводов завязываем на твердый узелок. Подложите линейку или другой прямоугольный предмет и протестируйте маятник: легко толкните шарик и понаблюдайте. Если колеблется параллельно линейке, то все в порядке.Теперь уже можно припаять коны подвешенных проводов к медным стержням.
Проделайте все действия из шага 4 с остальными 4 шариками, ориентируясь на правильное расположение первого. Помните, что все шары должны находиться строго по одной линии в ряд! Выравнивание должны быть идеальным.
Шаг 5: Проводка
Все светодиоды соединены параллельно друг другу. По сути, на одной стороне у нас 5 катодов, а на другой — 5 анодов. Рубильник припаивается к цепи.
Резистор подбирается под нужную Вам яркость светодиодов.
Питание обеспечивают 2 батарейки AA типа. Соединяем их в цепь и обматываем изолентой, чтобы сразу получать в сумме от них 3 В.
Источник: https://RukiKryki.ru/raznoe/xozaika/2534-sozdaem-svetyaschiysya-mayatnik-nyutona.html
Создаем светящийся маятник Ньютона
Инструмент: — бормашина с набором насадок;- плоскогубцы;- паяльник.
Материал:
— 5 стеклянных шаров с диаметром около 2.5 см;- 30 мм медные сварочные стержни;- сосновые доски;- провода;- 5 светодиодов;- несколько батареек.
Начнем с того, что возьмем пять стеклянных шариков примерным диаметром 2,5 см, в них нужно будет сделать отверстие, для этого зажимаем их в тиски, берем бормашину с определенной насадкой – делаем небольшие углубления.
Затем нужно подготовить светодиоды, их нужно немножко укоротить, срезав закругленную верхнюю часть, для этого используем отрезной диск от дремеля или стачиваем на наждаке.
Далее берем клей и заполняем им отверстия и устанавливаем светодиоды.
Перейдем к созданию корпуса. Нам понадобится несколько дощечек, размеры можно взять на свое усмотрение. Для этого распиливаем их на определенные части и склеиваем между собой, должен получиться небольшой ящик. На дне ящика делаем три отверстия для включателя — 47 мм, и четыре отверстия для опор по 30 мм.
В качестве включателя будем использовать рубильник, для его изготовления нам нужна небольшая медная пластина, в которой мы проделываем два отверстия, с одной стороны устанавливаем небольшую деревянную ручку, а другая сторона будет закреплена в определенном месте. Далее нужно изготовить три небольшие медные скобы, они будут замыкать электрическую цепь.
Все эти чести устанавливаем на корпус ящика.Далее нужно взять две медные спицы определенной длины и согнуть их, они должны получиться в виде скоб. Когда все готово устанавливаем их в проделанные отверстия, и выравниваем их по высоте, для этого используем деревянные блоки, фиксируем стержни при помощи суперклея, даем высохнуть.
Затем берем два провода и припаиваем их к стержням, с одной стороны «+», с другой «–». Более наглядно смотрите на фото.
А сейчас немного доработаем контакты светодиодов. Для этого берем острогубцы и загибаем контакты в виде круга, лишние концы отрезаем.
Далее берем тонкую медную жилу и продеваем ее в отверстия, длину жил оставляем с запасом, контакты спаиваем между собой, чтобы не было замыкания – отрезаем небольшой оставшийся кусочек между кольцами.
Теперь нужно определить центр конструкции, когда выяснили, где она находится – берем один шарик, выбираем нужную нам высоту и подвешиваем его на концах, делаем узел.
Шарики надо подвешивать на двух под углом друг к другу нитях, чтобы плоскость колебаний шариков сохранялась постоянной, и удары были центральными, проверить это можно, положив снизу линейку, и посмотрев, как движутся шарики, если колебания происходят параллельно линейке, значит все выставлено правильно. Затем при помощи паяльника припаиваем концы к П-образным стержням.
Все светодиоды, как вы уже поняли, соединены параллельно, то есть на одной П—образной скобе находятся 5 «+», а другой 5 «–». Провода припаиваем к рубильнику, ставим резистор, при этом подбираем нужный номинал. В качестве питания используем две батарейки типа АА, крепим их к корпусу при помощи кусочка липучки.
Конструкцию можно считать законченной. В результате всех действий вышла очень интересная конструкция именуемая маятником Ньютона, которая украсит рабочий стол и придаст изюминку интерьеру.
Источник
Ксения созерцатель Ксения созерцатель
Источник: https://samodelkinoblog.com/1140404072838073195/sozdaem-svetyaschijsya-mayatnik-nyutona/
Проект на тему Маятник Ньютона
Муниципальное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 6
имени Л.И. Ошанина
- Проектная работа по физике
- Маятник Ньютона
- Ученик 9 А класса
- Шаров Максим
- 2017
-
Введение
-
Теоретическая часть
2.1.Маятники. Виды маятников.
2.2. История открытия маятника Ньютона
2.3.Принцип работы маятника Ньютона.
2.4.Применение маятника Ньютона.
-
Практическая часть
-
Изготовление маятника
-
Анализ результатов эксперимента
-
-
Заключение
-
Список литературы
-
Приложения
Введение.
Физика – наука экспериментальная. Сейчас существует много способов заинтересовать учащегося изучать эту сложную и важную для жизни каждого человека науку: обучающие интернет сайты, научно- популярная литератураи даже интерактивные музеи.
Такой Музей занимательных наук Эйнштейна в Ярославлеяпосетил с родителями в прошлом году. В нем представлены интересные экспонаты, демонстрирующие различные физические явления.
Я обратил внимание на различные маятники и решил попробовать сделать один из них своими руками.
Цельработы: конструирование прибора –модели маятника Ньютона.
Задачи:
-
Проанализировать литературу по рассматриваемому вопросу.
-
Продумать конструкцию маятника с наименьшими затратами и хорошим эстетическим видом.
-
Изготовить и привести в действиеприбор- маятник Ньютона.
Гипотеза: Сконструированный маятник Ньютона продемонстрирует законы взаимосвязи механической энергии и импульса.
Актуальность выбранной темы обусловлена значением изучения законов сохранения энергии, они доказывают взаимосвязь явлений природы. Такие понятия, как «импульс», «работа», «энергия» в последующем необходимы для изучения многих физических разделов. При изучении данной темы развиваются такие умения, как наблюдать, ставить эксперимент, конструировать, анализировать.
2. Теоретическая часть.
2.1.Маятники. Виды маятников.
Ма́ятник — система, подвешенная в поле тяжести и совершающая механические колебания. Колебания совершаются под действием силы тяжести, силы упругости и силы трения. Во многих случаях трением можно пренебречь, а от сил упругости (либо сил тяжести) абстрагироваться, заменив их связями.
Во время колебаний маятника происходят постоянные превращения энергии из одного вида в другой. Кинетическая энергия маятника превращается в потенциальную энергию (гравитационную, упругую) и обратно. Кроме того, постепенно происходит преобразование кинетической энергии в тепловую, за счёт сил трения.
Одним из простейших маятников является шарик, подвешенный на нити. Идеализацией этого случая является математический маятник — механическая система, состоящая из материальной точки, подвешенной на невесомой нерастяжимой нити или на невесомом стержне в поле тяжести.
Если размерами массивного тела пренебречь нельзя, но всё ещё можно не учитывать упругих колебаний тела, то можно прийти к понятию физического маятника.
Физический маятник — твёрдое тело, совершающее колебания в поле каких-либо сил относительно точки, не являющейся центром масс этого тела, или неподвижной горизонтальной оси, не проходящей через центр масс этого тела.
Система из нескольких шариков, подвешенных на нитях в одной плоскости, колеблющихся в этой плоскости и соударяющихся друг с другом, называется маятником Ньютона. Здесь уже приходится учитывать упругие процессы и законы сохранения импульса.
Маятник Фуко — это груз, подвешенный на нити, способный изменять плоскость своих колебаний.
Ещё одним простейшим маятником является пружинный маятник. Пружинный маятник — это груз, подвешенный на пружине и способный колебаться вдоль вертикальной оси.
- Крутильный маятник — механическая система, представляющая собой тело, подвешенное в поле тяжести на тонкой нити и обладающее лишь одной степенью свободы: вращением вокруг оси, задаваемой неподвижной нитью.
- Маятник Капицы — пример динамически стабилизированного перевернутого маятника.
- Маятники используются в различных приборах, например, в часах и сейсмографах.
- Маятники облегчают изучение колебаний, так как наглядно демонстрируют их свойства.
2.2. История открытия маятника Ньютона.
Великий учёный Исаак Ньютон изобрел наглядную демонстрацию преобразования энергии — маятник или как ее еще называют — колыбель. Это устройство представляет собой конструкцию из пяти одинаковых металлических шаров, каждый из которых крепится с помощью двух тросов к каркасу, а тот в свою очередь к прочному основанию П-образной формы.
Исследование и использование маятниковых устройств для демонстрации закона воздействия между несколькими телами, было сначала описано учёным Мариоттом в 17-м столетии. Кроме Ньютона, принцип маятника использовали и другие физики. Среди них Христиан Гюйгенс, который изучал столкновение, а также физик АббеМэрайотт, он изучал закон воздействия тел друг на друга.
Есть много разногласий, как же все-таки появилась современная колыбель Ньютона. К примеру, Мариуса Морина считают учёным, который первым сконструировал и дал название популярной сегодня конструкции.
Он сделал для своей компании деревянную версию маятника. Сувениры-шарыбылиуспешно проданы и положили начало ринку таких игрушек.
Парой лет потому режиссёр и скульптор Ричард Лонкрейн усовершенствовал шары, сделал их хромовыми, благодаря чему дизайн бил признан очень успешным.
Продавать изобретение Исаака Ньютона в 1967 году предложил СаймонПреббл, актер из Англии. Именно он и дал название прибору — «колыбель Ньютона«. С тех пор маятник стал популярным сувениром и прекрасной деталью в интерьере.
Самое большое устройство колыбели в мире было разработано Разрушителями мифов и состояло из пяти одной тонны бетона и стали наполненные перебаром бакены, приостановленные от стальной связки.
Бакенам также вставили листовую сталь, промежуточную их две половины, чтобы действовать как «контактный центр» для передачи энергии; это устройство колыбели не функционировало хорошо.
Версия меньшего масштаба, построенная ими, состоит из пяти 6-дюймовых хромовых шарикоподшипников стали, каждого взвешивания 33 фунта, и почти так же эффективна как настольная модель.Но это устройство колыбели за счет массивности имело погрешности в действии
Устройство колыбели с самыми большими шарами столкновения диаметра на общественном дисплее, демонстрировалось больше года в Милуоки, Висконсин в американской Науке розничного магазина и Излишке.
Каждый шар был надувным шаром осуществления 26 дюймов в диаметре (приложенный в клетке стальных колец) и был поддержан от потолка, используя чрезвычайно сильные магниты.
Это было демонтировано в начале августа 2010 из-за проблем обслуживания.
Версия меньшего масштаба состояла из пяти 6-дюймовых хромовых шариков-подшипников стали, каждый из которых весил 33 фунта. Эта модель била практически такая же эффективна как настольная версия.
В Соединённых Штатах Америки в Мичигане установили самую большую модель колыбели Ньютона. Она состоит из 16 шаров для боулинга, которые весят 6.8 кг каждый. Они крепятся на прочных тросах длиной 6.1 метра и возвышены на 1 метр над землей (приложение 1)
2.3.Принцип работы маятника Ньютона
Если к шарикам не прикасаться, то они все время находятся в неподвижном состоянии.
Чтобы увидеть движение маятника, нужно привести в действие крайний шар, тогда шар на другом краю будет совершать колебания с такой же скоростью и амплитудой, как и предыдущий.
Движения происходят по конкретной траектории и с постоянной частотой. Это демонстрирует закон сохранения импульса, а также превращение потенциальной энергии в кинетическую и наоборот.
Поскольку первое тело производит ударную волну, она передается через промежуточные сферы, которые остаются неподвижными, и воспроизводиться в последнем шаре. Если бы не было затрат энергии и препятствий таких как трение, маятник мог бы стать вечным двигателем.
Но в природе это невозможно и колебания шаров со временем утихают, поскольку движению препятствуют диссипативные силы. Энергетические потери – причина по которой шары в конечном счете останавливаются. Более высокий вес стали уменьшает относительный эффект сопротивления воздуха.
Размер стальных шаров ограничен, потому что столкновения могут превысить упругий предел стали, исказив его и порождения тепловых потерь.
Продолжительность работы маятника напрямую зависит от веса и размера шариков: чем больше их диаметр и чем они тяжелее, тем дольше будет длиться данный процесс, и наоборот.
Маятник Ньютона устроен так, что начальный шар передаёт импульс второму шарику, а затем замирает. Нашему глазу на первый взгляд незаметно, как следующий шарик приминает импульс от предыдущего, мы не можем проследить его скорость.
Но, если взглянуть пристальнее, можно заметить, как: шарик немножко “вздрагивает”.
Это объясняется тем, что он совершает движения с посланной ему скоростью, но поскольку расстояние очень маленькое и ему некуда разогнаться, то он может на своем коротком пути передать импульс третьему шарику и и в итоге остановиться.
Такое же действие совершает и следующий шарик, и так далее.
Второе тело принимает импульс потенциальной энергии от предыдущего, но поскольку нет возможности превращения потенциальной энергии в кинетическую, то импульс передается от второго шара далее — в третий, четвертый, пятый.
У последнего шарика некуда передавать свой импульс, поэтому он свободно колеблется, поднимаясь на определенную на высоту, а затем возвращается, и весь процесс передачи импульсов повторяется в обратном порядке.
Представим маятник, состоящий всего из двух сфер. В этом случае шар в движении сталкивается с соседом, который пребывает в состоянии покоя. Соприкасание упругое и центральное (так как оно наблюдается в идеальной колыбели Ньютона).
Чтобы сосчитать скорости шаров после упругого столкновения, необходимо воспользоваться уравнением закона сохранения импульса для такой схемы и уравнением закона сохранения энергии, а потом развязать полученную систему уравнений.
Итог известен: шар, который двигался останавливается, а тот, что пребывал в состоянии покоя, обретает скорость первого.
Колебания похожи на распространение упругой волны в твёрдом теле, или же на посыл упругих возмущений и энергии упругой деформации без переноса вещества, как это происходит со звуком. Этот закон будет работать, если давать ускорение двум или трем телам одновременно.
2.4.Применение маятника
Шары Ньютона признали еще в конце 20 века, они чаще всего применялись для релаксации, в психотерапии, а также для подсчета времени. Декоративная модель шаров Ньютона пользуется неизменной популярностью уже многие годы. Мерное колебание, монотонное постукивание шаров и их блеск способствуют расслаблению. Это отличное средство для нервной системы, наблюдаетсянесколькотиповвлияния:
- — успокаивает нервы;
- — снимает стресс;
- — помогает привести мысли в порядок;
- -отвлекает от проблем;
- — расслабляет;
- — концентрируетвнимание.
Многие приобретают ее для офиса, устанавливают в кабинете или на рабочем столе. Маятник спасает в ситуациях, когда в разгар трудового дня никак не получается сконцентрироваться на главном из-за больших умственных нагрузок.
За движением шаров можно наблюдать бесконечно. Отзывы довольных обладателей доказали, что энергия от движения маятника преобразовывается в интенсивный поток мыслей, интересных идей и в замечательное настроение на целый день.
Удовольствие аксессуар приносит также из-за того, что вы смотрите и знаете, что это инсталляция закона сохранения импульса и сохранения энергии, поэтому наблюдение плавного движения шаров имеет особый смысл.
Маятник станет отличной деталью интерьера кабинета в стиле хай-тек, это оригинально и стильно.
Маятник Ньютона— прекрасный подарок для человека, который увлекается разними диковинками, головоломками и конструкторами.
.
3.Экспериментальная часть.
3.1. Изготовление маятника
Проанализировав литературу, я выделил требования при конструировании, изготовлении и применении самодельного прибора:
- четко представлять его назначение и применение;
- заранее рассчитать его отдельные элементы, сделать необходимые схемы, чертежи;
- хорошо представлять принцип действия прибора;
- уяснить, на использовании каких законов основана его работа;
- от каких факторов зависит эффективность его демонстрации.
Для изготовления маятника Ньютона мне понадобилось: ( приложение 2)
-
металлические шарики от подшипника (5 штук)
-
нить хлопчатобумажная (5 штук по 40 см)
-
клей «Момент»
-
линейка деревянная
-
картон
Ход работы:
-
Выбрать подставку для маятника (приложение 3)
-
Рассчитать диаметр одного шарика.
Для того, чтобы шарики касались друг друга, необходимо вычислить их диаметр. Для расчета можно воспользоваться способом рядов: ( приложение 4)
-
На линейке сделать метки, соответствующие размеру одного шарика (приложение 5)
-
Прикрепить нить к шарикам с помощью клея ( приложение 6)
-
Закрепить нить в линейке и отрегулировать длину так, чтобы шарики касались друг друга. (приложение 7)
-
Провести эксперимент.
-
-
Анализ результатов эксперимента
-
В ходе конструированиямодели маятника и демонстрации эксперимента возник ряд трудностей:
-
Прикрепление нити с помощью клея необходимо производить так, чтобы точка опоры на шарике была одна, иначе при прикреплении нити к линейке трудно выровнять все длины.
-
Опора для нитей должна быть жесткой, даже маленькие шарики приводят к ее провисанию.
-
Колебания резко затухают, так как сложно выставить шарики в одну линию.
- Несмотря на трудности, маятник Ньютона продемонстрировал передачу импульса и энергии от одного крайнего шарика к другому.
- Заключение.
- Наблюдать за опытами, которые проводит учитель интересно, но проводить его самому интересно вдвойне, тем более, если сконструировал и сделал прибор своими руками.
В ходе данной работы я познакомился с новыми физическими понятиями и величинами, такими как энергия, импульс и др. Убедился, что способы, изученные на уроках физики, например способ измерения размеров малых тел ( способ рядов), может понадобиться для вычисления не только физических задач.
- Маятник Ньютона, сконструированный мной, имеет некоторые технические недостатки и не смог длительное время совершать колебания, но выводы, сделанные в ходе эксперимента, могут позволить их исправить или минимизировать.
- Данный маятник можно демонстрировать на уроках физики при изучении таких физических разделов, как «Механические колебания», «Законы сохранения в механике».
- Приложение 1
- Самая большая модель «колыбели Ньютона».
- Маятник Ньютона в Музее занимательных наук Эйнштейна в Ярославле
- Приложение
Источник: https://infourok.ru/proekt-na-temu-mayatnik-nyutona-2169093.html