Текст книги "Юный техник, 2010 № 07"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 5 страниц)

НАУЧНЫЕ ЗАБАВЫ
Опыты со светом

ДВИЖУЩИЕСЯ ТЕНИ

Приготовьте для опыта: картонный круг диаметром 30 см, два карандаша, деревянную палку, картонную коробочку цилиндрической формы, шило, нитки, бумагу, ножницы, клей, пробку, проволоку и свечу.

Картонный круг будет служить экраном. Он должен свободно вращаться на горизонтальном деревянном стержне – например, на карандаше. Эта ось проходит через центр круга и укреплена в вертикальной палке, которая служит рукояткой. Чтобы закрепить карандаш, в палке нужно сделать дырочку.

В центре круга приклейте донышком картонную коробочку цилиндрической формы примерно 5 см шириной и 8 см высотой. Горизонтальная ось должна пройти сквозь центры донышка и крышки коробки. Разделите карандашом коробочку по длине на две половинки и на одной из этих половинок начертите кривую от нижнего угла до верхнего.

На соответствующей половине круга начертите половину концентрической с ним окружности радиусом 10 см. По кривой линии проколите на коробочке шилом 25 дырочек на равном расстоянии друг от друга. Половину окружности на картонном круге также разделите на равные части и проколите в ней 25 дырочек.

Натяните 25 ниточек между коробкой и кругом, как показано на рисунке. Первая нитка должна соединить верхнюю дырочку на коробке с крайней дырочкой половины окружности. Каждая следующая нитка будет располагаться над плоскостью круга под меньшим углом, чем предыдущая.

Теперь вам нужно взяться за самую трудную часть работы. Узкими полосками бумаги вы должны оклеить эти нитки так, чтобы получилась сплошная спиральная поверхность. Наклеивайте полоски одну поверх другой в разных направлениях, подгибая концы и подклеивая их под верхнюю крайнюю нитку.

Вырежьте теперь из плотной бумаги фигурку человечка, укрепите ее в щели, прорезанной в пробке, а пробку насадите на проволоку. Другой конец этой проволоки всадите в вертикальную палочку (например, во второй карандаш).

Игрушка готова.

Держите диск перед свечой и вращайте его. Тень, падающая от фигурки, тотчас же начнет кланяться. Когда тень оказывается на плоской поверхности круга, теневая фигурка неподвижна. Но как только тень упадет на спиральную поверхность, теневая фигурка отвесит быстрый поклон. С каждым поворотом диска – новый поклон. А ведь картонная фигурка все время спокойно стоит на месте…

Можно по такому же принципу вырезать много разных фигурок для этого аппарата: пловца, прыгающего в воду, кузнеца с молотом, фехтовальщика со шпагой в руках…

ВРАЩАЮЩИЕСЯ ТЕНИ

Приготовьте для опыта: лист картона, ножницы, маленький гвоздик, деревянную линейку и 2 свечи.

Вырежьте из картона зубчатое колесо с большими зубьями, проткните центр гвоздиком, а в гвоздик вбейте линейку. Это будет ручка.

Поставьте на стол две зажженные свечи, примерно в 1 метре друг от друга и на одинаковом расстоянии от стены.

Если вы, держа зубчатое колесо за ручку параллельно стене, так чтобы на ней видны были две его тени, начнете вращать колесо, тени завертятся в одном направлении.

А теперь попробуйте заставить эти тени вращаться в противоположные стороны! Вы, наверное, долго будете искать решение этой задачи. Но вот вам подсказка: поверните колесо перпендикулярно стене. Тогда, то больше, то меньше удаляя его от стены, вы вскоре найдете такое положение, когда тени из двух эллипсов превратятся в правильные окружности. Если в этом положении вы станете вращать колесо, тени завертятся в разные стороны: одна слева направо, другая справа налево.

ВЕЗДЕСУЩИЙ ВЗГЛЯД

Приготовьте для опыта: прозрачную бумагу (кальку), линейку, ручку.

Начертите на прозрачной бумаге несколько параллельных линий на расстоянии 1 мм друг от друга. Затем вторую серию линий, пересекающих первые перпендикулярно, и еще две серии линий, наклоненных на 45° к первым линиям. В результате вы получите такую частую решетку, что, положив ее на печатный шрифт или рукопись, совершенно невозможно будет прочесть написанное.

Объявите зрителям, что вы обладаете особым зрением и способны прочитать сквозь эту бумажку любой текст. Наложите кальку на страницу книги и начните быстро двигать решетку по буквам. И произойдет маленькое чудо – вы без запинки прочтете текст.

Вам поможет «эффект забора». Вспомните, когда мы проезжаем по железной дороге или в автомобиле мимо забора, доски которого имеют промежутки между ними, можно увидеть за забором все, как будто бы досок вовсе и не существует.

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Радиолюбительские измерения

Окончание. Начало в предыдущем номере.

Рассчитаем добавочные сопротивления. Пусть у нас имеется головка с параметрами: I _o=50 мкА, R _o=1,6 кОм (это реальные значения). Давайте условно выберем нижний предел измерения V ₁=1 В. Тогда R ₀+ R ₁должно равняться 1°В/50 мкА = 20 кОм. Следовательно, R ₁=20 – 1,6 = 18,4 кОм. Аналогично для предела V ₂= 5 В общее добавочное сопротивление должно быть 100 кОм, но из него надо вычесть уже имеющиеся 20. Тогда R ₂= 100 – 20 = 80 кОм. И так далее.

Добавочные сопротивления надо подбирать с точностью такого же порядка, как и точность головки, указанная на ее шкале (для данной головки она равна 1,5 %). Можно составлять из двух резисторов (их сопротивления складываются), подбирая только один. Наконец, надфилем можно осторожно подпиливать проводящий слой на резисторе, при этом его сопротивление увеличивается. При подборе резисторов неоценимую помощь как раз и может оказать цифровой прибор, включенный омметром.

Амперметры.В вашей практике это будут чаще миллиамперметры, потому что с сильными токами приходится иметь дело редко. Посмотрим, как правильно включить амперметр (рис. 3). Там же, для сравнения, показан и вольтметр.

Как видим, для подключения амперметра цепь надо разорвать, а для этого все устройство необходимо сначала выключить! Процесс измерения токов оказывается сложнее. Мы уже установили, что внутреннее сопротивление вольтметра R _вдолжно быть как можно больше, чтобы он не «ответвлял» на себя тока и не нарушал работу измеряемой цепи R, т. е. R _B >> R. Требования к амперметру прямо противоположные. Его сопротивление должно быть как можно меньше, чтобы уменьшить падение напряжения на нем, т. е. R _a<< R. В старой аппаратуре часто можно найти головки с током полного отклонения 1…20 мА.

В них рамка намотана довольно толстым проводом, и ее сопротивление невелико. А что делать, если имеется, например, головка от бытового магнитофона (индикатор уровня записи) с параметрами: I ₀ = 200 мкА, R _o = 0,5 кОм (6,2 мА и 500 Ом). Вольтметр из нее можно сделать, и мы уже знаем как.

Для расширения пределов измерения амперметра служат шунты. Это низкоомные резисторы, включенные параллельно выводам головки (рис. 4).

Общее правило: ток через шунт во столько раз больше тока через головку, во сколько сопротивление шунта меньше сопротивления головки.

Пусть из упомянутой магнитофонной головки (0,2 мА и 500 Ом) вы хотите сделать амперметр на 0,2 А. Тогда сопротивление шунта должно быть в 1000 раз меньше сопротивления головки, т. е. 0,5 Ом. Точная формула для предела измерения тока Iвыглядит так:

R _ш= R ₀∙I ₀/(I – I ₀).

Часто шунтом с малым сопротивлением (десятые и сотые доли ома) становится просто отрезок провода. В промышленных конструкциях шунт нередко выполняют прямо на печатной плате. Собственно, никто не мешает это делать и любителю.

Переключение шунтов выливается в проблему. Если применить обычный переключатель, то в момент переключения все шунты оказываются отключенными, весь большой ток идет через головку, и она моментально сгорает. Поэтому в измеряемую цепь сначала непременно включают шунт, а уж потом к шунту подключают головку. Отключают все в обратном порядке. На фото промышленного шунта как раз видно подключенные провода измеряемой цепи и пустые клеммы для подсоединения головки.

Амперметр никогда нельзя подключать параллельно выводам источника тока! В этом случае он должен будет показать ток короткого замыкания, в большинстве случаев смертельный для прибора.

Омметры и пробники.Простейший пробник для прозвонки цепей содержит последовательно включенные батарейку и лампочку. Если выводы пробника замкнуть, лампочка загорается. Такой пробник годится для проверки проводов, выводов обмоток трансформаторов. Он не годится для проверки диодов и транзисторов, поскольку ток через эти элементы может оказаться больше допустимого. Такой же пробник можно сделать на светодиоде, ток через него значительно меньше (5… 15 мА), но тоже надо смотреть, допустим ли он для проверяемого элемента. Лучше же всего пробником использовать омметр.

Простой омметр представляет собой последовательно соединенные элемент питания (обычно пальчиковый, 1,5 В), головку и добавочный резистор, который часто составляют из постоянного и подстроечного. Замкнув выводы, подстроечным резистором устанавливают стрелку на последнее деление шкалы, оно будет соответствовать нулю омметра. Если теперь между выводами включить некоторое сопротивление, то отклонение стрелки будет меньше. Шкалу омметра градуируют, используя набор резисторов с известными сопротивлениями.

Шкала получается нелинейной.

Расширить предел измерений омметром в сторону меньших сопротивлений удается, если параллельно головке включить шунт, соответственно уменьшив и добавочное сопротивление.

Рассказать в одной статье про все измерительные приборы и про технику измерений невозможно. Но, пользуясь здравым смыслом, законом Ома и арифметикой, вы и самостоятельно постигнете все тонкости измерений.

В.ПОЛЯКОВ, профессор

ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ

Вопрос – ответ

Мне катастрофически не хватает времени ни на что. Хоть караул кричи, да вряд ли это поможет. Посоветуйте, как научиться распределять время.

А. Сидоренко,

г. Николаев

Когда-то 14-летний Отто Шмидт составил программу всей своей жизни. По его собственным подсчетам на ее выполнение было необходимо… 150 лет. Тогда он дополнительно составил программу на ближайшие три года. И наконец, стал составлять себе список конкретных дел на каждый день.

Академику Отто Юльевичу Шмидту было суждено прожить 64 года. Когда он умер, выяснилось, что его жизненная программа была почти полностью выполнена. Попробуйте использовать опыт ученого.

Говорят, что очень плохо заводить романы с одноклассниками, сокурсниками или на работе. Но откуда взялось подобное суждение? Чем это плохо?

Катя Климова,

г. Таганрог

По данным американских социологов, служебные романы, напротив, должны всячески поощряться. Дело в том, считают исследователи, что романтические отношения пробуждают в коллегах лучшие качества: на глазах любимого человека они начинают буквально творить чудеса. Кроме того, как показывает практика, во время работы или учебы можно узнать о человеке, его привычках и характере значительно больше, чем встречаясь с ним лишь время от времени.

Читала, что японские ученые обнаружили, что поваренная соль способствует образованию камней в почках, катаракте и даже сахарному диабету. Как же так? Ведь человечество потребляет соль многие тысячи лет и до сих пор как-то все было нормально?..

Наташа Семенова,

г. Воркута

Сравнительно недавно было обнаружено, что возникновению гастрита и язвы желудка способствует бактерия «хеликобактерпилори», обитающая в желудках многих людей. За эту работу авторы исследования были удостоены Нобелевской премии. А теперь еще стало известно, что эта самая зловредная бактерия в соляном растворе становится активнее и лучше размножается.

Кроме того, в начале 2010 года австралийские исследователи доказали, что соль повреждает кровеносные сосуды, делает их плотными, что способствует развитию гипертонии и склероза. Избыток соли приводит также к потере кальция в костях у людей пожилого возраста, вызывая остеопороз и многочисленные переломы.

Так что будьте, пожалуйста, аккуратны, не пересаливайте в самом буквальном смысле этого слова. Эксперты Всемирной организации здравоохранения ныне полагают, что человеку достаточно и 5 г соли в сутки. А медики США подсчитали, что, сократив суточное потребление соли всего на 3 грамма, за год можно предотвратить в стране 100 тысяч инфарктов, причем на вкусе пищи это практически не скажется.

Интересно, сколько ныряльщик может пробыть под водой не дыша?

Антон Коромыслов,

г. Севастополь

В начале 2010 года швейцарец Петер Колат установил новый мировой рекорд по пребыванию под водой без воздуха. Ему удалось задержать дыхание на 19 минут и 21 секунду. Предыдущий рекорд итальянца Николо Путиньяно составлял 19 минут и 2 секунды.

Но мы бы не советовали вам повторять эти достижения или хотя бы пытаться приблизиться к ним. Дело не только в том, что профессиональные ныряльщики тратят годы на тренировки по особой методике.

Продолжительность жизни ныряльщиков обычно невелика. Нередки случаи, когда они умирают в возрасте сорока с небольшим лет.

Буквально каждый день слышу об очередной аварии самолета, поезда или автомобилей на оживленной трассе. Где у пассажира больше шансов уцелеть – при столкновении или аварии? Есть ли по этому поводу какие-то рекомендации специалистов?

Игорь Сарафанов,

г. Калуга

Рекомендация первая и основная: обязательно пользуйтесь привязными ремнями всюду, где они есть. Как показывает практика, они примерно наполовину уменьшают тяжесть травм при резком торможении или столкновении.

В легковом автомобиле безопаснее всего сидеть сзади, по диагонали от водителя. В автобусе лучше сидеть у прохода, неподалеку от основного или запасного выходов.

В поезде или в электричке по возможности выбирайте место в середине состава, а не в начале или в хвосте. В самом вагоне опять-таки лучше всего сидеть у прохода, спиной по направлению движения – так легче переносятся перегрузки.

В самолете тоже безопаснее сидеть в середине фюзеляжа, поближе к аварийному выходу. Средняя часть фюзеляжа чаще остается целой при аварийном приземлении, а близость аварийного выхода позволит покинуть самолет раньше, чем он сгорит.

Вы несколько раз рассказывали про летающие автомобили. Когда же они начнут летать?

Николай Переверзев,

г. Краснодар

В начале 2010 года летающий автомобиль успешно прошел первые испытания на аэродроме округа Оранж, штат Нью-Йорк. Автомобиль получил название «Террафугиа транзишн». По словам одного из создателей аппарата, Карла Дитриха, это первая модель автомобиля со складывающимися крыльями. Машина в состоянии преодолеть по воздуху расстояние в 640 км без дозаправки со скоростью 184 км/ч. При этом на каждые 50 км пути она расходует 1 галлон (3,8 литра) топлива. После приземления у оснащенной четырьмя колесами машины за 15 секунд складываются крылья, и она может влиться в городской поток.

ДАВНЫМ-ДАВНО

Первые краски в нашем мире созданы природой. Это было еще в доисторические времена. Потом то же самое попытались сделать химики. Одним из них был англичанин Уильям Генри Перкин. В 12 лет он впервые задумался, откуда берутся краски. И решил стать химиком.

В 1855 г. 17-летний Уильям Перкин был уже студентом 3-го курса Королевского химического колледжа в Лондоне и одновременно ассистентом известного химика-органика Августа Вильгельма фон Гофмана.

Как-то профессор поручил Уильяму наладить синтез хинина из продукта перегонки коксового газа – аллилтолуидина. Дело в том, что в первой половине XIX в. возникла проблема борьбы с малярией, свирепствующей в азиатских и африканских колониях Великобритании. Единственное средство против этой болезни – хинин – получали из коры деревьев, произрастающих в Южной Америке. И он стоил очень дорого.

Молодой ассистент с жаром взялся за дело. В небольшой каморке, превращенной в домашнюю лабораторию, он проводил все свободное время, но дело не шло. Тогда исследователь взял за основу другое вещество – анилин, получаемый из каменноугольной смолы. И опять масса опытов. Но белые кристаллики искусственного хинина получить никак не удавалось.

Уильям хотел было уж бросить опыты, но в январе 1856 г., смешивая сернокислую соль анилина с бихроматом калия, обратил внимание на темный осадок, получившийся в результате реакции. Белый лоскуток, которым был вытерт стол, на который пролились капли раствора из пробирки, тут же стал фиолетовым.

Исследование показало, что новый краситель не линяет при стирке и не выгорает на солнце. Уильям быстро осознал ценность своего открытия. Ведь до тех пор для окраски тканей использовались очень дорогие красители, получаемые из «красильных растений». И в августе 1856 г. Уильям Перкин запатентовал синтетический краситель «анилиновый пурпурный» (« anilini purpura»).

ПРИЗ НОМЕРА!

Наши традиционные три вопроса:

1. Ясно, что зонд можно посадить на астероид. А может ли он сесть на ледяную комету?

2. Почему трикотаж эластичнее, чем обычное полотно?

3. Почему на быстром ходу велосипед устойчивее, чем на малой скорости?

ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

«ЮТ» № 1 – 2010 г.

1. В открытом космосе опаснее перегрев, так как избавиться от лишнего тепла сложнее, чем от холода.

2. Волчок с заостренной осью крутится дольше: у него площадь соприкосновения с поверхностью меньше и сила сопротивления тоже.

3. Да, может. Например, для «Бурана» было сделано кресло К-36 РБ, которое позволяло катапультироваться с любой высоты.

* * *

Поздравляем с победой Виктора КОТЕЛЬНИКОВАиз п. Новопавловка Забайкальского края.

Близки были к победе С. Араповиз г. Тобольска, М. Бахтиниз с. Елховка, А. Никитинскаяиз г. Прохладный и А. Самойловиз Москвы.

* * *

_{А почему?Почему в морях и реках образуются водовороты? Могли ли проложить метро в Москве XIX века? Какая из черепах самая большая? Почему в Греции некоторые монастыри стоят на неприступных скалах? На эти и многие другие вопросы ответит очередной выпуск «А почему?».}

_{Школьник Тим и всезнайка из компьютера Бит продолжают свое путешествие в мир памятных дат. А читателей журнала приглашаем заглянуть в один из музеев Санкт-Петербурга – Летний дворец Петра I.}

_{Разумеется, будут в номере вести «Со всего света», «100 тысяч «почему?», встреча с Настенькой и Данилой, «Игротека» и другие наши рубрики.}

_{ЛЕВШАКогда фашистской Германии стало ясно, что война заканчивается не в ее пользу, гитлеровцы судорожно стали применять свои новые разработки. Сегодня вы познакомитесь со сверхскоростным истребителем-бомбардировщиком, который участвовал в боях в Нормандии против американских войск, и с самолетом вертикального взлета и посадки для охраны стратегических объектов.}

_{Читатели, умеющие мастерить, узнают о новой оригинальной конструкции водного велосипеда.}

_{Любители электроники смогут собрать электронный регулятор мощности и оборотов для ручного электроинструмента.}

_{Владимир Красноухов подготовил новые оригинальные головоломки, и, конечно, «Левша» даст несколько нужных советов.}

* * *