Как работает подшипник спиннера

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Подшипник качения в спиннере работает благодаря трению качения, а сам подшипник состоит из сепаратора, внутреннего кольца, вала, наружного кольца и тел качения (шариков), а все это упаковано в корпус подшипника. Сепаратор — отделяет шарики друг от друга на равном расстоянии. Само движение шариков происходит по желобам, которые расположены на внешней стороне внутреннего кольца, иногда эти желоба называют дорожки качения. Механика подшипника качения состоит в том, что основным двигателем в подшипнике не являются сами шарики, а является сепаратор. Именно он подталкивает и указывает направление вращения всех тел качения. Сепаратор будет крутиться в ту сторону, в которую вращается внутреннее кольцо (которое мы с вами и задаем). Скорость вращения всего спиннера будет зависеть от диаметра шариков и диаметра всего подшипника — т.е. чем меньше шарики, тем быстрее скорость вращения сепаратора, тем быстрее крутится спиннер. Каждый шарик в подшипнике крутится в том же направлении что и подшипник. На него так же действует гироскопический момент, который будет «подкручивать» шарики в противоположную сторону вращения. От этого могут быть проблемы с изнашиванием внутренних желобов и сепаратора, которое приведет к расшатыванию вращения всего подшипника. Но такое вопросы возникают только на частых и максимальных скоростях.(рис.9) А вот и ответ на вопрос «как работает спиннер«! За все отвечает центральный подшипник. Именно он заставляет вращаться ваш спиннер. Именно от подшипника зависит скорость, продолжительность и плавность вращения. Подшипники для спиннера делятся на 3 вида: керамический, стальной, гибридный.Но смысл у них у всех одинаковый. Все подшипники в спиннере — это подшипники качения.

В спиннерах стоят подшипники из металла, пластика или керамики. Чем твёрже материал и чем глаже его поверхность, тем меньше будет трение. Например, когда и катящееся тело, и поверхность сделаны из закалённой стали, коэффициент трения у них 0,01, а у резиновой шины на бетонной дороге — 15–35.(рис.10).

Но! Представим себе, что подшипник спиннера сделан из некого фантастического металла — абсолютно гладкий, абсолютно твёрдый. Трение качения равно нулю. В этом случае спиннер будет крутиться бесконечно долго? Вряд ли.Ведь существует ещё одна сила — сопротивление среды, жидкой или газообразной. В воде вы спиннер не очень-то раскрутите. На воздухе легче, но газ тоже сопротивляется. Эта сила зависит и от площади движущегося тела, и от его формы, и от других факторов.

Теперь давайте представим совсем уж фантастический спиннер. Представили? Его подшипник сделан из суперметалла и находится в абсолютном вакууме. Никакого трения, никакого сопротивления. Вращение станет бесконечным? Нет! Потому что даже идеальный шарик будет касаться поверхности хотя бы одним атомом, а значит, вступит во взаимодействие с теми атомами, из которых эта поверхность состоит. Здесь речь уже напрямую идёт об электромагнитном взаимодействии, которое вместе с гравитацией лежит в основе всех тех сил, о которых мы говорили.

2.3 Практическая часть:

Изготовление спиннера

Наиболее простая модель спиннера получится, если не использовать подшипник. Именно он составляет большую часть стоимости, так как заставляет игрушку двигаться. Но мы сделали и провели эксперименты с спиннером , который мы сделали при помощи подшипников.(рис.11)

Эксперименты

1. Как высота звука, издаваемого спиннером, зависит от скорости его вращения? Почему?

Высота тона зависит от длины и массы пластинок и не зависит от скорости вращения спиннера.

2. У нас есть спиннер с двумя лопастями и есть с тремя. Сделаны они из одинаковых материалов. К ним прикладывается одна и та же сила F. Какой из спиннеров будет крутиться дольше?

Скорость вращения спиннера зависит от нескольких факторов, которые можно увидеть ниже:

1) Материал. Металлический спиннер будет крутиться быстрее пластикового.

2) Вменяемое количество смазки. Умеренно смазанный спиннер крутится быстрее несмазанного или того, в который вылито целое ведерко смазки и его невозможно взять в руки)

3) Чистый спиннер крутится лучше грязного. Ухаживайте за своим любимцем, чистите его! Тогда он будет хорошо крутиться.

4) Аэродинамика лопастей, их форма очень важна, как и размер.

Также проведено анкетирование и видео опрос учащихся о том знают ли они какой из принципов лежит в той или иной детской игрушке.

3. Заключение:

При выполнении этой исследовательской работы я узнала много нового, заинтересовалась изучением физики и лучше стала в ней разбираться. Эта работа доступна людям всех возрастов, ведь для объяснения работы многих детских игрушек достаточно знаний школьного курса физики. На этом я не собираюсь останавливаться и планирую продолжить свою работу, ведь впереди еще так много интересного.

По-моему мнению, мне удалось найти ответы на поставленные задачи. Я смогла показать устройство самих игрушек, опираясь на знания такого предмета, как физики.

В ходе своей работы я узнала, что в основе устройства спиннера лежит гироскопический эффект.

В практической части своей работы мы исследовали, а знают ли ученики 7-11 классов МАОУ «Балашихинская средняя общеобразовательная школа №31» принципы работы той или иной игрушки. Результаты анкетирования и видео опроса нас порадовали. Большая часть опрошенных знают принципы работы детских игрушек. По результатам анкетирования и опроса оказалось, что большинство детей также интересовались устройством и принципами работы игрушек ещё в раннем детстве.

На примере простых игрушек, которые есть в любом доме, где только живут дети, мы показали, что физика – это не только наука о природе, а ещё и то, что её законы лежат в основе всех действующих тел, придуманных человеком для того, чтобы его жизнь была более удобной и интересной.

Список литературы:

1. Кот Шрёдингера. Живой научно-популярный журнал Фестиваля

Науки. 2018г. 50 стр. с.13-15

2. Ланина И.Я. : Внеклассная работа по физике. Библиотека учителя физики, Изд-во: Москва "Просвещение", 1977г. 224стр. с.9-13

3. Соколова Е. Н. «Юному физику» – движение по инерции, Гос. учебно-педагогическое изд-во М-ва просвещения РСФСР, 1956, 254стр. с.5-9

4. Физика для школьников : научно-практический журнал / гл. ред. Е.Б. Петрова ; учред. Школьная Пресса - Москва : Школьная пресса, 2018. - № 4. - 50 стр. с.9-10

5. https://kopilkaurokov.ru/fizika http://class-fizika.narod.ru/van11.htm с 9-11

6. http://class-fizika.narod.ru/van4.htm с.6

5. Приложения:

Рисунок 1. Детские инерционные автомобили.

Рис. 2. Вид инерционного двигателя на основе маховик Рисунок 3. Опыт со сжатой пружиной Рисунок 4. Пружина внутри игрушки

Рисунок 5. Плавающие игрушки

В этой конструкции груз жестко закреплён на упругой оси. Ось при раскачивании прогибается под весом груза, и центр тяжести игрушки изменяется.

Здесь груз через рычаг шарнирно закреплен на неподвижной оси. Шарик перекатывается по основанию и заставляет "Ваньку" совершать интересные движения.

А у этой неваляшки груз-шарик совершенно свободен в своих передвижениях по основанию! Правда, его свобода ограничивается неподвижным грузом-перегородкой. Рисунок 6. Игрушки-неваляшки.

Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 24; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 23

Мы поможем в написании ваших работ!