EKSPONATY POKAZOWE i POMOCE NAUKOWE: wentylatory i wiatraczki napędzane silnikiem elektrycznym, wiatraczki bez napędu, modele latające RC np. śmigłowce lub drony, śmigła modelarskie do modeli latających, dwu i czterołopatowe.
NARZĘDZIA: piła do drewna, wkrętak, wiertarka stołowa lub ręczna, wiertła śr. 1.2 mm, 1.6 mm, 2 mm, 3 mm, nożyczki, nóż introligatorski, ołówek, linijka, pistolet do kleju na gorąco (z zapasem kleju), młotek, szczypce uniwersalne, lutownica elektryczna, cyna z kalafonią.
MATERIAŁY:
- listwa drewniana 10 x 50 mm, dł. 160 mm
- pręt drewniany śr. 10 mm, dł. 100 mm (2 szt.) i 90 mm (1 szt.)
- koła z tworzywa sztucznego 4 szt.
- śmigło rc
- zasobnik na baterie z wyłącznikiem (3 x R6)
- silnik elektryczny 3.5 – 6V
- uchwyt z tworzywa śr. 22 mm
- rurka gumowa
- wkręt do drewna 3.5 x 25
- wkręt do drewna 3 x 25
- wkręt do drewna 3 x 20 2 szt.
- podkładka M4
MONTAŻ:
1. Przyciąć z listwy 10 x 50 mm podwozie o długości 160 mm.
2. Z pręta drewnianego odciąć dwa elementy o dł. 100 mm (belki podwozia) i jeden o dł. 90 mm (kolumna silnika).
3. W elementach belek podwozia o dł. 100 mm nawiercić w obu końcach centrycznie i osiowo otwory wiertłem o śr. 1.2 mm
4. W połowie długości, wzdłuż średnicy wywiercić otwory wiertłem o śr. 3 mm
5. W kolumnie silnika o dł. 90 mm nawiercić w obu końcach centrycznie i osiowo otwory wiertłem o śr. 2 mm
6.W kołach z tworzywa sztucznego nawiercić centrycznie otwory wiertłem o śr. 1.6 mm
7. Do belek podwozia o dł. 100 mm przymocować koła przy pomocy pinezek, koła powinny obracać się swobodnie bez zbędnych luzów.
8. Na elemencie podwozia (listwa 10 x 50 mm, dł. 160 mm) zaznaczyć i wywiercić otwór mocujący kolumnę silnika wiertłem o śr. 3 mm.
9. Do kolumny silnika z jednej strony przykręcić uchwyt z tworzywa wkrętem 3.5 x 25 i podkładką M4.
10. Kolumnę przykręcić do podwozia wkrętem 3 x 25.
11. Koła z belkami przykręcić do podstawy podwozia wkrętami 3 x 20 w odległości ~ 20 mm od krawędzi boków.
12. Wcisnąć silnik w uchwyt zamocowany na kolumnie.
13. Do postawy zamocować zasobnik do baterii przy pomocy kleju na gorąco, zasobnik powinien być ustawiony od strony styków silnika. Zwrócić uwagę na to aby wyłącznik był ustawiony w pozycji „off”.
14. Z rurki gumowej odciąć odcinek o dł. ~10 mm i przy jego pomocy zamocować śmigło na wale silnika.
15. Przylutować lub przyczepić bez lutowania przewody od zasobnika do styków silnika.
Model wiatrakowca jest pojazdem kołowym, którego napęd nie przenoszony jest na jedną lub więcej osi pojazdu. Pojazd napędza strumień powietrza i siła ciągu wytwarzana przez obracające się śmigło (w zależności od ustawienia i kierunku obrotów – ciągnące lub pchające).
Doświadczenia ilustrujące powstawanie siły ciągu wytwarzanej przez obracające się śmigło można przeprowadzać przy użyciu modelu wiatrakowca albo też wykorzystać inne urządzenia np. wentylatory i wiatraczki (z napędem i bez).
Wentylator wytwarza strumień powietrza, który odpycha np. kartkę papieru. Czy kartka papieru działa również na… wirnik wentylatora? Co się stanie jeśli do strumienia wstawimy inny rotor np. mały wiatraczek?
Śmigło wytwarza strumień rozpędzonych cząsteczek powietrza, który skierowany na przeszkodę, odpycha ją. Śmigło ustawione na podwoziu, które może się toczyć swobodnie (redukcja tarcia) powoduje ruch śmigła a w rezultacie przemieszczanie się pojazdu. Strumień skierowany na inny wiatraczek wprawia go w ruch. Akcja równa się reakcja.
Model wiatrakowca z zablokowanym układem jezdnym może służyć do wytwarzania strumienia powietrza, do którego można wprowadzać różne przedmioty i obserwować ich zachowanie oraz badać opór jaki stawiają. Na fotografiach poniżej jedna z pierwszych wersji modelu.
Mała piłeczka umocowana na patyczku (np. długa wykałaczka i ping pong), plastikowa łyżka, którą można wstawić do strumienia wklęsłą lub wypukłą stroną.
Plastikową łyżkę możemy też wykorzystać do eksperymentów ilustrujących zjawiska opisane przez prawo Bernoulliego dotyczące aero i hydro dynamiki. Zbliżona stroną wypukłą np. do strumienia wody płynącej z kranu, zostaje wciągnięta do jego wnętrza. Sytuację odwrotną, tj. wypchnięcie ze strumienia spowoduje zbliżenie łyżki stroną wklęsłą.
Model wiatrakowca ustawiony na równi pochyłej bez włączonego napędu pod wpływem działania grawitacji będzie staczał się zawsze z góry na dół. Strumień powietrza i ciąg wytwarzany przez pracujące śmigło spowoduje przeciwstawienie się sile ciążenia w rezultacie czego pojazd pojedzie pod górę.
Na fotografiach przedstawiono modele prototypowe, w których zastosowano niektóre elementy inne niż w niniejszym zestawie (np. koła). Nie ma to jednak żadnego wpływu na proces konstrukcyjny oraz działanie modelu.
NARZĘDZIA: piła do drewna, wkrętak, wiertarka stołowa lub ręczna, wiertła śr. 1.2 mm, 1.6 mm, 2 mm, 3 mm, nożyczki, nóż introligatorski, ołówek, linijka, pistolet do kleju na gorąco (z zapasem kleju), młotek, szczypce uniwersalne, lutownica elektryczna, cyna z kalafonią.
MATERIAŁY:
- listwa drewniana 10 x 50 mm, dł. 160 mm
- pręt drewniany śr. 10 mm, dł. 100 mm (2 szt.) i 90 mm (1 szt.)
- koła z tworzywa sztucznego 4 szt.
- śmigło rc
- zasobnik na baterie z wyłącznikiem (3 x R6)
- silnik elektryczny 3.5 – 6V
- uchwyt z tworzywa śr. 22 mm
- rurka gumowa
- wkręt do drewna 3.5 x 25
- wkręt do drewna 3 x 25
- wkręt do drewna 3 x 20 2 szt.
- podkładka M4
MONTAŻ:
1. Przyciąć z listwy 10 x 50 mm podwozie o długości 160 mm.
2. Z pręta drewnianego odciąć dwa elementy o dł. 100 mm (belki podwozia) i jeden o dł. 90 mm (kolumna silnika).
3. W elementach belek podwozia o dł. 100 mm nawiercić w obu końcach centrycznie i osiowo otwory wiertłem o śr. 1.2 mm
4. W połowie długości, wzdłuż średnicy wywiercić otwory wiertłem o śr. 3 mm
5. W kolumnie silnika o dł. 90 mm nawiercić w obu końcach centrycznie i osiowo otwory wiertłem o śr. 2 mm
6.W kołach z tworzywa sztucznego nawiercić centrycznie otwory wiertłem o śr. 1.6 mm
7. Do belek podwozia o dł. 100 mm przymocować koła przy pomocy pinezek, koła powinny obracać się swobodnie bez zbędnych luzów.
8. Na elemencie podwozia (listwa 10 x 50 mm, dł. 160 mm) zaznaczyć i wywiercić otwór mocujący kolumnę silnika wiertłem o śr. 3 mm.
9. Do kolumny silnika z jednej strony przykręcić uchwyt z tworzywa wkrętem 3.5 x 25 i podkładką M4.
10. Kolumnę przykręcić do podwozia wkrętem 3 x 25.
11. Koła z belkami przykręcić do podstawy podwozia wkrętami 3 x 20 w odległości ~ 20 mm od krawędzi boków.
12. Wcisnąć silnik w uchwyt zamocowany na kolumnie.
13. Do postawy zamocować zasobnik do baterii przy pomocy kleju na gorąco, zasobnik powinien być ustawiony od strony styków silnika. Zwrócić uwagę na to aby wyłącznik był ustawiony w pozycji „off”.
14. Z rurki gumowej odciąć odcinek o dł. ~10 mm i przy jego pomocy zamocować śmigło na wale silnika.
15. Przylutować lub przyczepić bez lutowania przewody od zasobnika do styków silnika.
Model wiatrakowca jest pojazdem kołowym, którego napęd nie przenoszony jest na jedną lub więcej osi pojazdu. Pojazd napędza strumień powietrza i siła ciągu wytwarzana przez obracające się śmigło (w zależności od ustawienia i kierunku obrotów – ciągnące lub pchające).
Doświadczenia ilustrujące powstawanie siły ciągu wytwarzanej przez obracające się śmigło można przeprowadzać przy użyciu modelu wiatrakowca albo też wykorzystać inne urządzenia np. wentylatory i wiatraczki (z napędem i bez).
Wentylator wytwarza strumień powietrza, który odpycha np. kartkę papieru. Czy kartka papieru działa również na… wirnik wentylatora? Co się stanie jeśli do strumienia wstawimy inny rotor np. mały wiatraczek?
Śmigło wytwarza strumień rozpędzonych cząsteczek powietrza, który skierowany na przeszkodę, odpycha ją. Śmigło ustawione na podwoziu, które może się toczyć swobodnie (redukcja tarcia) powoduje ruch śmigła a w rezultacie przemieszczanie się pojazdu. Strumień skierowany na inny wiatraczek wprawia go w ruch. Akcja równa się reakcja.
Model wiatrakowca z zablokowanym układem jezdnym może służyć do wytwarzania strumienia powietrza, do którego można wprowadzać różne przedmioty i obserwować ich zachowanie oraz badać opór jaki stawiają. Na fotografiach poniżej jedna z pierwszych wersji modelu.
Mała piłeczka umocowana na patyczku (np. długa wykałaczka i ping pong), plastikowa łyżka, którą można wstawić do strumienia wklęsłą lub wypukłą stroną.
Plastikową łyżkę możemy też wykorzystać do eksperymentów ilustrujących zjawiska opisane przez prawo Bernoulliego dotyczące aero i hydro dynamiki. Zbliżona stroną wypukłą np. do strumienia wody płynącej z kranu, zostaje wciągnięta do jego wnętrza. Sytuację odwrotną, tj. wypchnięcie ze strumienia spowoduje zbliżenie łyżki stroną wklęsłą.
Model wiatrakowca ustawiony na równi pochyłej bez włączonego napędu pod wpływem działania grawitacji będzie staczał się zawsze z góry na dół. Strumień powietrza i ciąg wytwarzany przez pracujące śmigło spowoduje przeciwstawienie się sile ciążenia w rezultacie czego pojazd pojedzie pod górę.
Na fotografiach przedstawiono modele prototypowe, w których zastosowano niektóre elementy inne niż w niniejszym zestawie (np. koła). Nie ma to jednak żadnego wpływu na proces konstrukcyjny oraz działanie modelu.
