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Modellbau von Propellern. Physikalische Experimente

Unterhaltsame Erlebnisse zu Hause / Physikexperimente für Kinder

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Jeder kennt den Propeller. Wer von Ihnen hat nicht schon einmal unterhaltsame Windräder gebaut, die hochfliegen und von Ihren Handflächen gedreht werden? Und für diejenigen, die mit einem solchen Plattenspieler nicht vertraut sind, ist es einfach, ihn herzustellen.

Sie müssen ein kleines, schmales Brett mit einer Länge von 10 Zentimetern und einer Dicke von 2,5 Zentimetern nehmen, dessen Mitte markieren und von der Mitte aus mit einem scharfen Messer zwei dünne Ebenen in einem leichten Winkel zueinander aushobeln (siehe Abbildung). Runden Sie die Enden der Flugzeuge ab und Sie erhalten ein Modell eines echten Flugzeugpropellers. Übrigens wurden früher auch Propeller für Flugzeuge aus Holz hergestellt.

Jetzt müssen Sie nur noch ein Loch in die Mitte bohren und die Achse hineinstecken, nachdem Sie deren Spitze zuvor mit Klebstoff geschmiert haben – einem dünnen runden Stab von etwa 15 Zentimetern Länge.

Wenn alles fertig ist, gehen Sie auf eine offene Fläche, halten Sie die Propellerachse zwischen Ihren Handflächen und drehen Sie sie schnell, je nachdem, in welche Richtung die Blätter abgeschrägt sind. Der Propeller mit der Achse wird abheben. Es ist, als würde man einen Helikopter abheben.

Sie haben wahrscheinlich Windräder aus Papier hergestellt. Jede Ecke eines quadratischen Stücks dickes Papier wird in zwei Hälften geschnitten, sodass die Mitte des Quadrats nicht erreicht wird. Dann werden die Ecken durch einen zur Mitte gebogen und mit einer Nadel durchstochen. Der Stift steckt im Stock, und selbst wenn man auf ein solches Windrad bläst, beginnt es sich schnell zu drehen.

Auch heute noch gibt es Windmühlen zum Mahlen von Getreide. Sie haben große Flügel: normalerweise vier auf einer Achse montierte Flügel mit einer gewissen Drehung in Richtung der Rotationsebene. Der Wind drückt auf die Flügel und lässt sie sich drehen. Von der Achse wird die Rotation auf die Mühlsteine ​​übertragen – auf ihnen wird das Getreide zu Mehl.

Doch der Raumventilator hat eine andere Aufgabe: Er selbst soll den Wind erzeugen. Seine drei oder vier rotierenden Flügel treiben die Luft voran, sorgen für eine gute Belüftung des Raumes und sorgen bei heißem Wetter für Kühle.

Der von Ihnen hergestellte Holzpropeller funktioniert dank seiner abgeschrägten Blätter. Sie schrauben sich entweder in die Luft und bewegen sich vorwärts, oder sie drehen unter dem Einfluss eines Luftstroms oder Windes die Achse, auf der sie sitzen. Und es wird für Sie wahrscheinlich seltsam sein zu wissen, dass es einen Spinner geben kann, der keine abgeschrägten Blätter hat (es ist eine völlig gleichmäßige Hälfte in Längsrichtung, entlang der Achse, eines geschnittenen Zylinders) und der sich in einem starken Luftstrom perfekt dreht. Ein solcher Drehteller kann aber keinen Propeller ersetzen und macht auch keinen Ventilator. Sie kann sich nur umdrehen.

Ein solcher Plattenspieler kann aus dickem Papier geklebt werden. Machen Sie zuerst einen Rohling und kleben Sie ihn dann. Sie sollten am Ende einen halben Zylinder erhalten, als ob der Zylinder der Länge nach entlang der Achse geschnitten wäre: eine Seite ist rund, die andere flach. Um einen solchen Halbzylinder zu kleben, verwendet man am besten eine Schablone, eine Art Rundstab. Die Länge des Halbzylinders beträgt 10-12 Zentimeter, der Durchmesser des runden Teils beträgt 3 Zentimeter. Machen Sie ein Loch in die Mitte.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, aus einem runden Stab gleicher Größe einen Halbzylinder herzustellen. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, ein Stück eines solchen Stocks genau entlang der Achse sehr genau in zwei Hälften zu schneiden. Eine Hälfte mit einem feinen Schmirgelleinen gut bearbeiten. Bohren Sie ganz in der Mitte ein Durchgangsloch mit einem Durchmesser von 2-3 Millimetern. Machen Sie einen Holzgriff und schlagen Sie einen kleinen Nagel mit abgeschnittenem Kopf in eines seiner Enden ein. Machen Sie aus einem Kunststoffrohr eine 1 Zentimeter hohe Unterlegscheibe. Legen Sie eine Unterlegscheibe auf den in den Griff eingeschlagenen Nagel und dann einen Halbzylinder mit der flachen Seite nach außen. Nachdem Sie mit der Hand überprüft haben, ob sich der Halbzylinder frei dreht, richten Sie einen laufenden Ventilator darauf. Halten Sie unser Gerät mit einer Hand so, dass die flache Seite des Drehtellers zum Lüfter zeigt, und drehen Sie es mit der anderen Hand auf dem Nagel. Der Spinner dreht sich nun selbst, angetrieben von der Ventilatorluft. Stoppen Sie es und drehen Sie es in die andere Richtung. Sie wird sich gehorsam in die andere Richtung drehen.

Es ist sehr wichtig, dass das Loch genau in der Mitte gebohrt wird und dass das Windrad symmetrisch zu seiner Längsachse, der Achse des ehemaligen Zylinders, ist.

Was ist das Geheimnis seiner Rotation? Schließlich hat es keine abgeschrägten Blätter wie ein Propeller. Das Geheimnis besteht darin, dass der Hauptluftstrom des Ventilators und der zusätzliche Seitenstrom, der beim Drehen entsteht (ganz am Anfang, als wir den Drehteller von Hand drehten), zusammen die Luft so verwirbeln, dass dieser Wirbel entsteht lässt unseren Plattenteller rotieren. Die Reibungskraft und die Kraft der Luftströme gleichen sich aus und der Drehteller dreht sich ab einer bestimmten Geschwindigkeit gleichmäßig.

Seien Sie nicht überrascht, wenn Sie feststellen, dass der Drehteller durch den Luftstrom des Ventilators selbst zu rotieren beginnt, auch wenn Sie ihn nicht gedreht haben. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass es trotz aller Bemühungen bei der Herstellung zu einigen Symmetrieverletzungen kam. Es bilden sich schneller Luftturbulenzen, die den Drehteller in Rotation versetzen.

Autor: Rabiza F.V.

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