Rimon Lusi (fotovivo) wrote,
Rimon Lusi
fotovivo

Categories:

Рыбалка на магнитиках

Игрушка на скорую руку. Векторная модель представления сил на пальцах
fotovivo

Понадобятся: карточка-магнитик,
небольшой магнит от чего угодно, веревочка и палочка.



fotovivo

Это у нас напоминалка о сортировке мусора на магнитной подложке,
с эскизом будущих рыбок


они же в разрезаном виде -

fotovivo


рыбки, подкрашенные акрилом -

fotovivo


Удочка: шнурок и палочка для барбекю. Магнитный кубик из набора -

fotovivo



fotovivo

Игрушка в сборе -

fotovivo


Покупали и готовые "наборы удильщика" в таком же роде - пластиковые игрушки ярче, но самоделка увекательней,
процесс изготовления ведь тоже часть игры: "Что это бабушка такое делает с магнитиком от холодильника?" :)

А еще - "цельномагнитную рыбу" легче ловить. У китайских рыбок магнитик вкраплен точечно,
не вдруг зацепишь и срывается легко.



Устроим "рыбные гонки" (понадобятся две удочки), выставив "препятствия" на поверхности стола.

fotovivo

Прежде чем вытянуть "улов", нужно его провести извилистым путем меж "скал" и "рифов"
(из солонки, сахарницы и прочей кухонной амуниции)



Тянет юный рыболов за ниточки - и при этом играет с моделью векторного представления сил,
проникаясь на уровне ощущений аксиоматикой теор.меха =)
Сформулируем утверждение и попытаемся его подтвердить (или опровергнуть) в эксперименте:

Теорема о вытягивании рыбки из пруда:

[Spoiler (click to open)]

Рыбка переместится в том направлении, куда ее тянут, независимо от места прикрепления нити.


Расстояние, на которое она переместится, зависит от силы тянущего и от продолжительности усилий.



Например - если тянут вверх, то будучи схвачена за хвост, за плавник или за голову,
всё равно переместится вверх. На одинаковую высоту при одинаковом усилии.
Для сравнения ловим "большую рыбу": "подцепим на крючок" чайник, сковороду - что-то из увесистой утвари,
сравниваем усилия.


В начале движения рыбка повернется и сориентируется по направлению движения. За исключением


случая, если удастся зацепить ее в особой точке



Что за точка?
- легко находится, если уравновесить фигурку на пальце - всем известный центр тяжести.

fotovivo



fotovivo

Будучи поймана, рыбка разворачивается так, что точка приложения сил и центр тяжести оказываются на одной прямой.
Не только когда ее вверх тянут, а "более тяжелая часть перевешивает" - при движении по поверхности стола происходит тоже самое.


На основе наблюдений за характером движения твердых тел Пуансо (1830) вывел теорему
о параллельном переносе и сложении сил. В настоящее время эти утверждения приняты за аксиому.
А аксиомы требуют надежного "опыта, данного нам в ощущениях", иначе теориям не начем закрепиться.


Оффтоп из мира "большой физики": [Spoiler (click to open)]
Теорема Пуансо:

Любая система сил F1, F2, ..., Fn действующих на абсолютно твердое тело, при приведении
к произвольному центру О заменяется одной силой R, равной главному вектору системы сил,
приложенной в центре О и парой сил с моментом Mo, равным главному моменту
системы сил относительно центра (точки) О.
Где главный вектор R = F1 + F2 + ... + Fn = SFk, (k = 1, 2, ..., n)
а главный момент системы сил относительно центра (точки) О
Mo = m1 + m2 + ... + mn = mo(F1) + mo(F2) + ... + mo(Fn) = Smo(Fk). (k = 1, 2, ..., n)
Величина главного вектора R не зависит от выбора центра О, а значение главного
момента Mo при изменении положения центра О может в общем случае изменяться.

В школьной трактовке: любую силу считаем приложенной к центру тяжести. Потому, что так удобней для вычислений. Имеем право - Пуансо показал, что результирующий вектор можем переносить в любую "точку приведения", в частности в центр тяжести (момент поворота учитывают вводя дополнительную пару сил). В задачах из начального курса выбирают примеры, где нечему поворачиваться.

fotovivo
Система сил действующих на автомобиль.
Если принебречь поворотом - можно найти результирующую.






В предыдущем выпуске: Треугольник сил на магнитиках


Tags: "Как рассказать внуку о...", игры_и_игрушки, физ-тех, физика_на_кухне
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 73 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →