Roly-Vstanki - Научете физика!
"Roly-Vstanka" в България, "Bob of Toy" в Америка са широко известни и вероятно най-старите играчки, при които човек използва принципа на стабилния баланс. Въпреки това много други народи имат подобни играчки. Тайната им е проста. Заготовка със сферична основа, а в нея - парче олово. Това е всичко. И вземете малко човече, което не можете да легнете по никакъв начин. "Встанка-Встанка".
Ако искате да го направите сами, има смисъл да научите малко теория. Погледни снимката. Точката на пресичане на радиуса на основната сфера с вертикалната ос се нарича център на търкаляне (т.е. CC). В този случай центърът на тежестта (t. CG) на играчката винаги трябва да е под центъра на търкаляне (вижте фиг. 1). Освен това центърът на тежестта трябва да е по оста на фигурката.
Добрата „Roly-Vstanka” обикновено се заточваше от дърво на струг, боядисваше се с бои на водна основа, изсушаваше се и се лакираше. Направен с любов! Да, толкова много, че се предава от по-възрастните на по-младите ... Но съвременното дете се забавлява от тази играчка за кратко време, бързо се отегчава от всичко. И това е доста парадокс: в наше време, почти повече от децата, възрастните се интересуват от „ванка“ и „боб“. Тези, които ги виждат като произведения на народното изкуство.
Изглежда, че играчката се е изчерпала. Много изобретатели обаче са се опитали да му вдъхнат нов живот. У нас и в Америка вече са измислени стотици "ванекс" и "боб". Те са несравнимо „по-образовани“ от предците си, знаят как да се въртят, въртят, танцуват и скачат, кимат с глава, протягат вратове, намигат - не можете да преброите всичко.
Ето някои нови "роли" - "боб". Фигура 2 показва играчка с преграда отдолу и топка отдолу. Търкаляйки се, топката променя характера на вибрациите на играчката, като ги прави по-остри. Но амплитудата на трептенията почти не се променя.
Да се промениамплитуда и честота на трептенията, центърът на тежестта на играчката трябва да се движи вертикално. Помислете за метронома. Когато тежестта се намали, честотата на трептене се увеличава. Така и направиха (фиг. 3). В тялото на играчката е монтиран вертикален прът, а върху него има тежест под формата на шайба. Тежестта бавно се спуска и играчката осцилира все по-бързо. Подобна играчка е показана на фигура 4. В кутията има пясъчен часовник, а пясъкът, изливащ се от горната кухина в долната, действа като подвижна тежест. забавен?
Фигури 5 и 6 показват играчки, в които подвижните тежести са свързани с подвижна глава. Те са интересни с това, че по време на трептения движението на подвижна тежест води до промяна в характера на движение не само на фигурата, но и на нейната глава. "Роли", показан на фигура 5, може да изпъне врата си, а колегата му от фигура 6 също върти глава.
Можете да научите играчката не само да трепти с различна степен на интензивност, но и да се върти около вертикалната ос.
На фигура 7 - барабан, вътре в който има колело, стърчащо от тялото през прорез, и специално пружинно задвижване, навито с ключ. Люлеейки се, играчката докосва повърхността на масата с колелото и след това започва сложен танц.
На фигура 8 играчка също се върти около вертикалната си ос, но нейните трептения са по-сложни, въпреки че устройството е може би дори по-просто. Как се постига това? В тялото е вертикално монтирана лента от калай, усукана с винт, а върху нея е тежка шайба с прорез. Спускайки се под действието на собственото си тегло, шайбата, първо, променя позицията на центъра на тежестта и, следователно, честотата на трептене на фигурата, и второ, тя се върти сама и кара тялото да се върти. И сега главата на играчката описва прекъсваща спирала.
Развивайки тази идея, изобретателите предложихадруга версия на "роли-поли" (фиг. 9). В горната и долната част на корпуса има кухини, свързани помежду си посредством спираловидна тръба. Пясъкът се излива от горната кухина в долната през тръбата. Това само по себе си увеличава честотата на трептене и придава ротация. В допълнение, сферична тежест може да бъде поставена вътре в канала, образуван от намотките на тръбата, докато тежестта може да бъде монтирана между намотките на тръбата. Чрез поставяне на сферична тежест "около центъра на спиралата, можете да поставите играчката в хоризонтално положение и, изглежда, да накарате" упорития "роли-поли" да спи. Въпреки това си струва да търкаляте играчката, докато става. И може би на главата и на "краката". Тайната е, че по време на търкаляне сферичният товар се втурва по завоите на спиралата по канала в една или друга посока, в зависимост от посоката на търкаляне.
В малка статия е невъзможно да се покаже цялото разнообразие от съществуващи устройства "roly-poly". Например има "vanki-vstanki", чиито вибрации са придружени от звукови или светлинни ефекти.
Но, колкото и да е странно, тези занаятчии са далеч от популярността на своите предци. Какъв е проблема? На първо място, класическата "ванка" беше евтина и проста. Освен това неусложненото поведение на "боба" или "боб" се е превърнало в народното съзнание в символ на гордост, издръжливост, юл до победа - качества, без които нито българин, нито американец са немислими.
Това вече не е забавно
Принципът на "роли-поли" намира приложение не само в играчките, но и в технологиите.
Например спасителни лодки. Те плуват в такива условия, когато, неравен час, е лесно да се преобърне. Следователно те са подредени по такъв начин, че след като се обърнат, веднага се връщат в първоначалното си положение. На лодката, за това, специални издатини на носа и на кърмата са пълни с корк или пяна.
И ето един сферичен резервоар, предложен още през 20-те години. Тялото му е разположено вътре в две големи колела, които могат да се въртят с различни скорости. Благодарение на това той можеше да се движи и да маневрира във всяка посока. Центърът на тежестта на машината е разположен под центъра на търкаляне. В този случай под центъра на сферичния корпус на танка. Ако взривната вълна го преобърне, тогава, подобно на "роли-поли", той бързо изчезва от предишната позиция. Разбира се, няма да завиждате на екипажа на такъв танк. Следователно, вероятно, проектът не е намерил приложение. Но може би този принцип е приемлив за бойни превозни средства с автоматично управление?
Известен проект на автоматична станция за изследване на планети, изградена на същия принцип. В сферичната основа има тежки източници на енергия и сгъваема, прибираща се "врата" в прозрачна капсула - телевизионна камера. Авторът смята, че такава станция бързо ще възстанови работното си положение след земни вибрации или ураган.
Ето училищния телескоп. Има позната за нас форма, но "твърдостта", "непреклонността" не е основното тук. Като поставите такъв телескоп на маса и го държите само с ръка, можете успешно да наблюдавате звездите. Основното нещо вече не е тромав и обемист статив.
Принципът на "роли-поли" намира приложение в спортно оборудване, комплекти мебели с необичаен стил и форма и други полезни неща.
Може би имате свои собствени мисли за "роли-поли" в света на сериозните технологии? И ние ги чакаме.