www.tranzistor.sk www.tranzistor.cz

Hľadať

Newsletter zadarmo



Všeličo zaujímavé
Všeličo zaujímavé

Zdravím Vás, priatelia. Po dvojročnej odmlke mám príjemné prekvapenie. Pre naše experimenty sme získali 3D modelovaciu dielňu. Jej súčasťou sú profesionálne zariadenia na tvorbu dizajnových aj funkčných prototypov. Postupne vám v nasledujúcich newslettroch predstavím každé z nich. Dnes prikladám len zopár fotiek, aby ste mali predstavu.

3D Tlačiareň Pro Jet 860 (jediná na Slovensku)

 

3D Skener

 

Veľkoformátová tlačiareň

 

Rezací ploter

CNC fréza

 

Gravírovačka

http://www.ticony.sk/index.php/3d-tlac

http://www.ticony.sk/index.php/3d-skenovanie

http://www.ticony.sk/index.php/velkoformatova-tlac

http://www.ticony.sk/index.php/rezaci-ploter

http://www.ticony.sk/index.php/cnc-frezovanie

http://www.ticony.sk/index.php/gravirovanie

Už dlhšiu dobu sa snažím roztopiť železo a stále sa mi nedarí. Postavil som si pre tento účel aj "vysokú pec". Rozpálil som ju koksom, ale ani klinček sa v nej nezohol. Síce sa rozžeravil do biela, ale tiecť nezačal. Rozhodol som sa teda, že ho zatiaľ vyskúšam roztopiť inak.

Použiil som na to exotermickú chemickú reakciu práškového hliníka s oxidom železa.

2 Al + Fe2O3 → 2 Fe + Al2O3

Rozmiešal som teda práškový hliník a práškovú hrdzu a  túto zmes som zapálil. Na podpálenie je potrebná vysoká teplota preto som to podpaloval horiacim horčíkom.

 

Moment zapálenia.
Po 0.1s
Po 0.2s
Po 0.3s
Po 0.4s
Po 0.5s
Po 0.6s
Po 0,7s
Po 0,8s
Tie malé iskričky to je roztavené železo, ktoré padá na zem vo forme tekutých železných guličiek. Guličky sa pri páde ochladia a ponechajú si svoj tvar.
 Po 1s
Po 1,1s
 
Termit je potrebné zapáliť vysokou teplotou. Po podpálení zhorel zhruba za sekundu pri vysokej teplote, pri ktorej sa redukované železo roztavilo. Železo vytvorilo guličky, ktoré udržiavalo povrchové napätie, tak ako udržuje povrchové napätie kvapky vody. Po ochladení sa železo vrátilo do svojho pevného skupenstva.

Záver:

Termit má vysokú zápalnú teplotu, zápalkou sa to podpáliť nepodarilo, takže je to asi pravda :-). A horí tiež pri obrovskej teplote vraj až 2000 až 3000 °C, toto bude asi tiež pravda keďže roztopil železo.

Termit sa používal a aj dnes sa  používa pri zváraní, napríklad koľajníc.

Takže konečne sa mi podarilo roztaviť železo, aj keď nie tak ako som chcel vo vysokej peci. Ale budem v tom úsilí pokračovať. 

Chem 1000 Chem 1000 69.00 € (vrátane DPH 20 %) do košíka

Boli sme s chlapcami na jednej "vysokohorskej" túre a samozrejme, že sa to nemohlo obísť bez vedeckého experimentu. Výstup bol pomerne náročný na vrchol sme šlapali niekoľko hodín. Cestou sme vypili nejakú minerálku a práve prázdna flaška nám poslúžila ako nástroj na experiment.
Na vrchole hory vo výške 2076 sme prázdnu flašu od minerálky pevne uzatvorili vrchnákom. Po príchode domov v nadmorskej výške 120m sme mohli pozorovať výsledok experimentu. V nadmorskej výške 120m je tlak vzduchu zhruba 1000 hPa a v nadmorskej výške 2076m je tlak vzduchu zhruba 790hPa.
Na vrchole hory bol zhruba 21% nižší tlak vzduchu, čiže flaša by mala stratiť takmer štvrtinu svojho objemu. Výsledok si pozrite sami.
 
Na tento kopec v pozadí sme liezli. Túra bola pomerne náročná ale stálo to za to.
 
Takúto prázdnu flašu sme na vrchole uzavreli a zniesli dole.
 
Flaša sa takto stlačila. Lepšie povedané hmotnosť vzduchu (tlak vzduchu) ju stlačil ako by vo veľkej hĺbke stlačila hmotnosť vody ponorku.
Záver:
Experiment sa vydaril podľa očakávania, ale aj tak ma to potešilo vidieť to na vlastné oči. Pre zaujímavosť si uvedomte, že hmotnosť vzduchu ktorý sa nachádza v objeme 1x1x1m je zhruba 1kg

Konečne je leto a na cestách je viac motoriek a športových áut. Určite ste si všimli, že niektoré z nich majú poriadne široké kolesá. Trochu som sa nad tým zamyslel spravil pár experimentov a výpočtov a moje závery sú uvedené v tomto článku. Je to znovu jeden z článkov, ktorý sa snaží vyvrátiť zažité a nepravdivé závery javiace sa ako úplne zrejmé.

Väčšina ľudí by očakávala, že širšie pneumatiky budú lepšie držať na ceste a budú zabraňovať šmyku. Je tomu ale naozaj tak?

Neviem síce presne definovať čo znamená lepšie držať na ceste, šmyk sa ale definuje pomerne jednoducho. Šmyk vzniká vtedy, keď sa dve plochy, ktoré sa dotýkajú voči sebe hýbu nenulovou rýchlosťou. Znamená to, že časť kolesa, ktorá sa dotýka vozovky sa po tejto vozovke posunie z miesta A do miesta B pričom sa počas tohoto pohybu stále vozovky dotýka. Samozrejme, že to isté platí aj keď sa dotýka snehu, ľadu alebo vody, ktorá je súčasťou vozovky.

Tak na čo si vsadíte vy? Zabraňujú širšie pneumatiky šmyku alebo nie?

Môj experiment pozostáva z naklonenej roviny, na ktorej je umiestnený predmet. Tento predmet sa pri určitom sklone začne šmýkať. Testoval som závislosť trecej plochy, a hmotnosti predmetu. Výsledky sú zrejmé z videa.

Ako prvú som na naklonenej rovine uviedol do šmyku prázdnu krabičku. Do šmyku sa dostala pri výške 20cm, čo zodpovedalo zhruba 25 uhlovým stupňom.

Následne som chcel overiť, či je šmyk závislý od hmotnosti. Do krabičky som dal pomerňe ťažkú izolačnú pásku. Žiadna zmena sa neprejavila.

Potom som testoval, či je šmyk závislý od toho či je  krabička otočená na šírku alebo na dĺžku. Asi už tušíte, že žiadna zmena.

Možno, že záleží od plochy. Rozstrihol som teda krabičku na dve časťi. Jasné žiadna zmena.

Polovičná krabička po šírke. Žiadna zmena.

 

Polovičná krabička so záťažou. Zase žiadna zmena.

 

Už to je tak. Prechod do šmyku nezávisí od veľkosti styčnej plochy ani od hmotnosti telesa. Závisí len od charakteru trecej plochy (drsnosť, hladkosť, mokrosť, prašnosť, lepivosť ...)

Záver:

Takže ako to je. Sú široké kolesá len frajerina, alebo majú aj nejaké zmysluplné funkčné vlastnosti? Nechám to zase na vás, skúste si potrápiť svoje mozgové závity a napíšte.

Objavte fyziku Objavte fyziku 22.99 € (vrátane DPH 20 %) do košíka

 


 

Vysvetlenie:

 

Schéma mojej naklonenej roviny. F1 je sila tiaže môjho telesa. Táto sila je rozložená na sily F3 a F2. Sila F3 tlačí teleso kolmo k podložke. Sila F2 ťahá teleso smerom rovnobežne s podložkou. Sila Ft je sila trenia, ktorá bráni telesu zošmyknúť sa po podložke.

1. Ak je sila Ft väčšia ako sila F2 teleso sa po podložke šmýkať nebude. Ak bude sila F2 väčšia ako sila Ft teleso sa po podložke smýkať bude.

2. Sila trenia Ft = k * F3, kde k je koeficien trenia. Tento koeficien je rôzny pre rôzne materiály a povrchy materiálov. F3 je kolmá sila medzi týmito materiálmy.

3. F2 = sin(β) * F1

4. F3 = cos(β) * F1

5. Z bodov č. 1 a č. 2 je jasné, že objekt sa začne šmýkať ak Ft < F2, pričom Ft = k * FKeď dosadíme za Ft dostaneme k * F3 < F2

Použitím vzorcov z bodu 3 a 4 a ich dosadením dostávam: k * cos(β) * F1 < sin(β) * F1

6. Ako ste si určite všimli sila F1 je na obidvoch stranách nerovnice a môžem ju teda eliminovať z čoho dostávam nerovnicu k * cos(β) < sin(β)

Táto nerovnica ako vidíte nie je závislá ani od plochy ani od hmotnosti a preto v mojom experimente nie je plocha ani experiment podstatný.

 

 

7. Pri aute je to ale inak. Trecia sila Ft je pri aute konštantná. Ak je auto na vodorovnej ceste tak sa rovná Ft = k * F kde F = m*g Čiže Ft = k * m * g Trecia sila v prípade auta je konštantná a závisí od hmotnosti. Sila, ktorou pôsobí pneumatika na cestu závisí od výkonu motora a zošľapnutia plynu, ak je sila motora a zošľapnutie plynu, ktoré sa prenesie na pneumatku väčšia ako trecia sila pneumatika začne šmýkať. 

 

Z bodu 7 je jasné, že trecia sila v prípade auta závisí od hmotnosti. Nie je tam ale zrejmé, že by mala závisieť aj od plochy pneumatiky viete prečo?

 

Včera sa ma syn spýtal, či vo vákuu je beztiažový stav. Vysvetlil som mu, že vákuum a beztiažový stav toho veľa spoločné nemá, ale pre istotu sme spravili ešte jeden experiment.

V prvom rade je potrebné zadefinovať, čo je to beztiažový stav. Dohodli sme sa na nasledovnej definícii:

Beztiažový stav je vtedy, ak váha zmeria nulovú hmotnosť.

Na kuchynskú váhu sme prilepili malú kameru (fotoaparát v režime záznamu videa) a nastavili sme nahrávanie videa. Video snímalo ukazovateľ hmotnosti na váhe. Takto sme presne videli koľko váži naša kamera. Potom sme nechali váhu s kamerou padať z výšky asi 2m. Váha síce nie je najpresnejšia a nedokáže zaznamenať zmenu hmotnosti okamžite, ale pre tento experiment to bolo celkom postačujúce.

Nechali sme padať váhu s prilepenou kamerou z výšky zhruba 2m. Záznam som spracoval a každú pôvodnú snímku (0,04s) videozáznamu som natiahol na dĺžku 1s. Zo záznamu je zrejmé, že pôvodná hmotnosť kamery 364g sa pri páde zmenila na hmotnosť -6g (čo je zhruba v tolerancii chyby váhy). Čiže s určitým priblížením pri páde z 2m výšky má fotoaparát nulovú hmotnosť. Na videou vidíťe ako sa váha z výšky približuje k perine, ktorá slúžila ako dopadová plocha.


Beztiažový stav pri voľnom páde je pre väčšinu ľudí celkom zrejmý. Skúsili sme ale aj niečo úplne odlišné, čo úplne odporuje ľudskému rozumu. Našu váhu s prilepenou kamerou sme vyhodili smerom hore zhruba do výšky 2m, váha potom začala padať smerom dole. To, čo ale nie je zrejmé je to, že beztiažový stav nastal aj vtedy keď letela váha s kamerou smerom hore a pokračoval celú dobu, počas ktorej nevyletela na vrchol a nespadla naspäť na perinu. Ak neveríte skúste si to.

Váhu s kamerou sme vyhodili smerom hore, keď sa odlepila od mojich rúk, ktorými som ju vyhodil a stúpala smerom hore okamžite sa ocitla v beztiažovom stave. Na videu je to zhruba 7 snímka. Beztiažový stav trval, až kým vyletela do maximálneho bodu a pokračoval aj pri voľnom páde smerom dole.

Záver:

Rozhodol som sa, že dnes nebudem písať záver, ale budem očakávať vaše logické zdôvodnenia prečo tomu tak je.

Smile POTRÁPTE SI SVOJU HLAVU Smile

 

Tento článok sponzoruje produkt:

Levitácia grafit 4 Levitácia grafit 4 9.90 € (vrátane DPH 20 %) do košíka

 

<< Začiatok < Predošlý 1 2 Nasledujúca > Koniec >>
JPAGE_CURRENT_OF_TOTAL

Akcia

sale closed

Telefonické objednávky

PO - NE 8:00 - 18:00

0903 404425

skype: kocalka