В данной серии экспериментов вы увидите, как сделать рычаги трех различных видов. Первый способен смять жестяную банку. Второй — захват для небольших предметов, напоминающий пинцет с двумя губками. Работает устройство этого типа также как «щелкунчик». Между двумя рычагами помещается предмет (в данном случае — виноградина или орешек), и находится он в пространстве между точкой опоры (карандаш) и точками приложения силы (под вашими пальцами). В щипцах для колки орехов усилие прикладывается между точкой опоры и объектом, на который оно направлено.
Смысл третьего эксперимента — в том, чтобы научиться приводить в равновесие весы. Они похожи на те, какими пользовались римляне около 2000 лет назад. Принцип их работы таков: взвешиваемый объект нужно сбалансировать относительно противовеса, груз которого уже известен. В нашем случае массу противовеса определяет кошелек с монетами. Кошелек передвигают вдоль плеча рычага, пока вес монет не будет сбалансирован взвешиваемым предметом. Чем дальше от точки опоры находится взвешиваемый объект, тем больше он давит на плечо рычага со своей стороны. Чем тяжелее взвешиваемый объект, тем дальше должен быть отодвинут на своей стороне эталонный груз, чтобы весы пришли в равновесие. Измеряемый вес можно узнать, взглянув на шкалу, нанесенную вдоль плеча рычага.
Сминаем банку
Вам понадобится:
Две короткие деревянные дощечки размером 40 х 10 см и толщиной примерно 1-2 см; петлевой шарнир; шурупы; отвертка; две крышки от банок из-под кофе; клей; пустая жестяная банка.
Положите две деревянные дощечки бок о бок. Попросите кого-нибудь из взрослых соединить их петлевым шарниром с помощью шурупов и отвертки. Убедитесь, что шарнир безопасен в работе.
Наклейте крышки от кофейных банок с внутренней стороны соединенных дощечек. Каждая крышка должна быть размещена на своей планке лицевой стороной вверх, примерно на равном расстоянии как от петлевого шарнира, так и от внешнего края планки.
Чтобы смять жестяную банку, сначала установите ее между крышками и зафиксируйте в определенном положении. А теперь с силой надавите на верхнюю планку с ее внешней стороны.
Захват
Вам понадобится:
Захват: короткий карандаш; две дощечки каждая по 25 см длиной; плотная резиновая лента; экспериментальный объект для захвата или раздавливания, например, орешек.
Поместите карандаш между двух дощечек, перпендикулярно им и ближе к одной их стороне. Плотно охватите его резиновой лентой, двумя полосками, чтобы зафиксировать точку опоры. В результате у вас получится захват.
Возьмите захват около точки опоры, чтобы действовать им как «щелкунчиком». Посмотрите, можно ли взять им не слишком твердый объект, скажем, виноградину, не сминая его.
Возьмите захват подальше отточки опоры рычагов. Теперь он может действовать как щипцы для колки орехов. Усилие с противоположной стороны должно стать большим.
Сбалансируем весы
Вам понадобится:
Сбалансируем весы: плотный картон 8 х 50 см; тонкий картон; ножницы; бечевка; линейка; дырокол (пробойник); картонный кружок диаметром 12 см; монеты общим весом 100 г; фломастер; предметы для взвешивания.
Соорудите основной рычаг весов, свернув пополам полосу толстого картона. Из тонкого картона сделайте петлю и наденьте так, чтобы она держалась свободно. Петля должна занять свое место на плече вашего рычага на расстоянии примерно 11 см от одного из его концов. Присоедините к петле бечевку — подвеску будущих весов.
Проделайте на конце картонного рычага отверстие диаметром 1 см. Сверните в конус картонный кружок и привяжите к плечу рычага, пропустив нитку через сделанное отверстие. Сложите конверт из тонкого картона и привяжите к петле на плече рычага.
Положите монеты в конверт и запечатайте его. Начиная с середины основного картонного рычага, сделайте отметки-прорези с шагом в 5 см. Эта шкала послужит для определения веса того или иного предмета.
Чтобы провести взвешивание, положите что-нибудь в конус и двигайте вперед и назад конверт с монетами, пока весы не придут в равновесие. Каждая отметка на шкале эквивалентна 50 г. На фотографии взвешиваемый объект тянет на 75 г.