Вращающийся цилиндр - эксперимент с моментом инерции свои..
Этот проект позволяет вам получить образовательное представление о моменте инерции. Представленный прокатный цилиндр имеет две камеры одинакового объема. Наличие двух цилиндров: один заполняет внутреннюю, другой — внешнюю камеру, дает вам два оптически равных объекта с совершенно разными моментами инерции.
Если масса твердого тела близка к оси вращения, момент инерции довольно мал. Масса, распределенная вдали от оси вращения, приведет к довольно большому моменту инерции.
Пусть цилиндры катятся по наклонной поверхности, чтобы иметь неравные физические характеристики. Поскольку момент инерции определяет необходимый крутящий момент для желаемого углового ускорения, цилиндр с заполненной внутренней камерой будет ускоряться быстрее и первым достигнет конца наклонной поверхности.
Посмотрите мое видео, показывающее краткое описание проекта:
https://youtu.be/ZB\_kgVMti\_E
Рассмотрим анимацию Rolling Racers, где все тела имеют одинаковую массу:
Настройки печати
Принтер:
Пруса i3
Плоты:
Да
Поддерживает:
Да
Примечания:
Для печати цилиндра нет необходимости в опорных плотах.
Для печати крышки цилиндра могут потребоваться плоты. Я напечатал кепку, лежащую ровно, с плотиками в замыкающей круглой прорези и ручке наверху кепки. Чтобы крышка плотно прилегала к цилиндру, обязательно полностью снимите выступы закрывающей прорези в крышке. Рашивание и шлифование также способствуют лучшей подгонке.
Обязательно распечатайте цилиндр и крышку два раза. Таким образом, вы можете сравнить два разных момента Интерии и, следовательно, провести соревнование между цилиндрами. Это сделает ваш эксперимент еще более увлекательным — дополнительную информацию см. в деталях проекта ниже.
Как я это разработал
Поскольку я преподаю физику в старшей школе, я знаю, что значит для детей испытать физику в эксперименте. Преподавание материала по книгам является фундаментальным и важным. Но проведение экспериментов приводит к лучшему пониманию и памяти!
Из-за высокой стоимости учебных материалов многие школы не имеют возможности проводить научные эксперименты. Поэтому я решил разработать вещи, которые легко распечатать и, следовательно, провести недорог��е эксперименты.
Еще в школьные годы меня увлек эксперимент с моментом инерции. Поскольку у тел, катящихся по наклонной поверхности, не было ни визуальной разницы, ни разницы в весе, это выглядело для меня волшебством.
Благодаря этой прекрасной памяти я начал проектировать эту штуку, чтобы провести понятный эксперимент, который позволит каждому понять физическую концепцию момента инерции.
Я разработал это, сделав два объема двух камер равными. Поэтому заполнение камер приведет к равному весу!
Проект: Вращающийся цилиндр — эксперимент по моменту инерции своими руками
Обзор и предыстория:
Выполнив этот проект, вы сможете получить практический опыт и легко понять момент инерции. Этот проект предоставляет несколько вариантов использования:
Цилиндр может действовать как:
практический проект DIY для студентов
феноменологическое введение в момент инерции
качественный урок о моменте инерции, включая математику. Цели:
Учащиеся ощутят на себе воздействие момента инерции. По завершении проекта у них будет практический пр��ект, позволяющий изучить кинематику твердых тел.
Кроме того, этот проект предоставляет возможность выполнить некоторые математические расчеты момента инерции.
Аудитория:
Учащиеся в возрасте 10-16 лет, изучающие физику или естественные науки.
Предметы:
Этот проект представляет собой проект по физике и естественным наукам для классов средней школы.
Приобретенные навыки (стандарты):
Учащиеся, создающие этот проект и взаимодействующие с ним, узнают:
основы механики
физика вращающихся твердых тел
физика распределения масс Урок/Мероприятие:
Как построить вращающийся цилиндр
Вам понадобятся следующие вещи:
3D-печатные детали: цилиндр + крышка (2 раза)
несколько свечей
а (комплект
