보이지 않는 축으로 실험합니다. 집에서 재미있는 물리 실험

보이지 않는 축으로 실험합니다. 물리적 실험

재미있는 물리학 실험

바퀴 또는 기타 기계 부품이 회전하는 축은 실제 물리적 몸체입니다. 볼 수 있고 만질 수 있습니다. 일반적으로 이들은 금속 샤프트, 롤러, 막대, 튜브입니다. 철도 차량에서는 차축이 바퀴와 함께 회전하지만, 예를 들어 자전거에서는 바퀴가 고정된 축에서 회전합니다.

그러나 "축"이라는 단어는 다른 의미로도 사용됩니다. 이 단어는 회전이 발생하는 조건부 보이지 않는 선이라고 합니다. 빙판 위의 피겨 스케이팅 선수, 공중에서 재주 넘기를 하는 체조 선수, 마지막으로 우리 행성 지구 - 그들은 모두 회전축이라고 하는 보이지 않는 선을 중심으로 회전합니다. 자유 회전축이라는 이름도 있습니다. 그것은 항상 회전체의 무게 중심을 통과합니다.

우리는 이러한 자유 회전 축으로 몇 가지 실험을 할 것입니다. 이러한 축은 존재하지만 보이지 않습니다. 보거나 만질 수 없습니다. 실험을 위해서는 보이지 않는 축을 중심으로 다양한 물체를 고속으로 회전시키는 장치를 만들어야 합니다.

두꺼운 판지에서 직경 25-30cm의 원을 잘라 중앙에 작은 구멍을 뚫고 오래된 테이블 램프의 둥근 바닥에 놓습니다. 이 부품을 스토브의 주철 버너 또는 샤프너용 연마 디스크로 교체할 수 있습니다. 한마디로 딱딱한 원이어야 합니다. 버너 또는 그라인딩 휠을 사용하는 경우 적절한 크기의 합판 조각에서 다른 원을 자르고 중앙에 작은 구멍을 만들고 선택한 디스크를 이 원에 올려야 합니다. 골판지에서 잘라낸 원이 위에 놓입니다. 결과 원 스택의 중간을 통해 (이제 모두 디스크라고 함) 두 개의 강한 로프를 연결하고 바닥에 매듭을 묶습니다. 그들로부터 매달린 디스크는 노드에 기대어 수평으로 매달릴 것입니다.

장치가 준비되었습니다. 실험을 시작하겠습니다.

디스크가 놓인 매듭에 25cm 길이의 얇은 코드를 묶습니다. 다른 실험의 경우 다른 끈을 선택해야 할 수도 있습니다. 꼬기 (종이 제외)와 일부 실험의 경우 얇은 낚싯줄을 사용할 수도 있습니다.

맨 끝에 디스크 아래에 매달려있는 끈 끝에 연필을 묶습니다. 디스크를 회전시키면서 잘 매달린 로프를 비틀십시오. 손을 떼면 빠르게 회전하기 시작합니다. 로프 사이에 삽입된 둥근 비누 막대에 압력을 가하면 매우 빠른 회전이 가능합니다.

그래서 디스크가 회전하고 있습니다. 디스크 아래에 매달려 있는 연필은 어떻게 될까요? 그도 코드에서 회전하고 점차 수평 자세를 취합니다. 보이지 않는 자유로운 축인 회전축은 연필의 중심인 무게 중심을 정확히 통과합니다.

이 실험과 자유 회전축에 대한 다른 실험 중에 디스크의 회전 속도를 조정해야 합니다. 속도는 매달린 물체를 수평 위치로 가져오기에 충분해야 하지만 코드가 디스크 자체까지 올라가서는 안 됩니다. 로프의 꼬임 정도나 로프 사이에 삽입된 스틱에 가해지는 압력을 변경하여 원하는 회전 속도를 쉽게 얻을 수 있습니다.

다음 실험을 위해 연필 대신 두꺼운 판지에서 잘라낸 직경 약 10cm의 원을 코드에 묶습니다. 송곳으로 작은 구멍을 만들어 가장자리에 묶어야합니다. 디스크 회전 속도가 충분하면 원이 중심을 통과하는 자유 축을 중심으로 수평으로 회전합니다.

보이지 않는 축에 대한 실험

골판지 머그 대신 손에 있는 대칭 물체나 반지를 걸 수 있습니다. 예를 들어 스키 폴의 가장자리에 플래터를 걸 수 있습니다. 빠르게 회전하면 수평으로 회전합니다.

또 다른 멋진 경험을 해보세요. XNUMX개의 작은 종이 클립을 함께 연결하여 닫힌 사슬을 만듭니다. 얇은 낚싯줄의 디스크 아래에 걸으십시오. 디스크가 잘 회전하면 체인이 수평으로 회전하는 링을 형성합니다. 이 고리의 보이지 않는 자유축은 그 중심인 무게 중심을 정확히 통과합니다.

회전하는 객체는 수직 자유 축 자체를 선택합니다. 그들 각각에 대해 이 축은 이 객체가 회전할 수 있는 모든 가능한 축 중에서 가장 안정적인 것으로 판명되었습니다.

보이지 않는 축에 대한 실험

여기에 설명된 실험을 수행하면서 코드가 부착된 장소인 매달린 물체의 코드 길이를 변경해 보십시오. 디스크는 흔들리지 않고 정확히 수평으로 매달려 있어야 합니다. 물론 다른 모든 실험과 마찬가지로 항상 인내와 끈기를 발휘해야 합니다.

자유 회전에 대한 흥미로운 실험은 S. P. Strelkov의 "Mechanics"에 설명되어 있습니다.

보이지 않는 축에 대한 실험

성냥갑에는 무게 중심을 통과하는 세 개의 서로 수직인 자유 회전축이 있습니다. 그러나 가장 안정적인 회전축은 두 개뿐입니다. 하나는 성냥갑 중앙을 수직으로 통과하고 다른 하나는 상자를 따라 수평으로 실행됩니다. 그리고 상자를 가로지르는 축은 안정적인 회전을 제공하지 않습니다. 빈 성냥갑을 두 손가락으로 잡고 다른 한 손으로 튕겨서 뒤집습니다. 위에서 언급한 세 축 중 하나를 중심으로 상자가 번갈아 회전하도록 할 때마다 이 작업을 여러 번 수행합니다. 주의 깊게 살펴보면 상자가 더 잘 회전하는 세 축 중 어느 것이 더 명확하게 회전하는지 직접 확인할 수 있습니다.

저자: Rabiza F.V.

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