Х82 Физико-техническое моделирование: Учеб.. пособие для учащихся по факультатив, курсу. 8—10 кл.— М-: Просвещение, 1983.—207 с., ил.
В книге приведен материал для факультативных занятий в VIII—X классах по курсу «Физико-техническое моделирование». Главное внимание обращено на обучение учащихся конструированию приборов и моделей, основанных на изучаемых в школьном курсе физики явлениях и закономерностях.
Книга содержит творческие задания на конструирование и лабораторные работы с самодельными приборами, возможные варианты решения конструкторских задач.
ВВЕДЕНИЕ
С физического эксперимента начинается построение новой теории. Эксперимент утверждает достоверность логико-математических заключенней. И всегда опытом проверяется возможность использования физических явлений и закономерностей для практических нужд человечества. Физика не могла бы существовать и развиваться без экспериментаторов.
Физические явления и закономерности всегда существуют в окружающем нас мире. Они связаны между собой, зависимы друг от друга, влияют друг на друга и образуют в совокупности то, что мы называем природой. Заметить в единой природе какие-то отдельные явления трудно. Еще труднее проследить связи между явлениями. И здесь на помощь человеку приходят приборы.
Из учебника известно, что вокруг Земли существует магнитное поле. Но обнаружить его удалось лишь после того, как была изобретена магнитная стрелка. Наличие электрического тока в цепи помогает обнаружить и измерить специальный прибор — гальванометр.
Одни приборы просты, как, например, масштабная линейка, другие — более сложные. Все они создаются для того, чтобы изучать окружающий нас мир.
Придумать новый физический прибор не просто. Подчас на разработку и создание его уходят долгие годы. Но обойтись без приборов в изучении физики никак нельзя. Даже в таком простом случае, как измерение на глаз нескольких отрезков. Убедиться в этом можно, взглянув на рисунок 1 и сравнив расстояния между клювиками птичек без приборов и с помощью циркуля или линейки.
Для изучения любого нового физического явления или закономерности приходится создавать новые приборы и обдуманно использовать существующие. Поэтому успех в физике в значительной мере зависит от того, насколько ученый-экспериментатор искусен в конструировании исследовательской аппаратуры.
Вы можете приобщиться к конструированию различных приборов и установок, получив для этого необходимые знания по физике и технике. Пособие по физико-техническому модели- рис- '• рованию поможет овладеть на-выками конструирования и изобретательства.
ШЕНТЫ И БАТАРЕИ
Размер, мм
Масса, г
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение , . .............. 3
VIII КЛАСС
Глава 1. Измерение времени, скорости, ускорения
§ 1. Использование периодических процессов для измерения времени ............ 5
1. Задание на конструирование и изготовление отметчи-
кл времени.............7
Лабораторная работа № 1. Измерение ускорения при равнопеременном движении с ' самодельным отметчиком
времени .............. 8
§ 2. Измерение скорости.........—
2. Задание на конструирование и изготовление измерителя скорости............13
Лабораторная работа № 2. Градуирование самодельного
измерителя скорости ........... —
§ 3. Измерение ускорений.........14
3. Задание на конструирование и изготовление измерителя ускорений............17
Лабораторная работа № 3. Градуирование самодельного измерителя ускорения ._.........—-
Глава 2. Двигатели, передачи и рабочие органы машин
§ 4. Что такое машина..........19
§ 5. Двигатели............21
Лабораторная работа № 4. Измерение скорости вращения вала микроэлектродвигателя стробоскопическим методом 24 Лабораторная работа № 5. Измерение максимального крутящего момента на валу микроэлектродвигателя . . 25
§ 6. Передаточные механизмы........26
Лабораторная работа № 6. Определение модуля зубчатого колеса.............34
4. Задание на конструирование и изготовление редуктора к микроэлектродвигателю........—
Лабораторная работа № 7. Измерение максимального крутящего момента на ведомом валу редуктора и определение КПД редуктора.........35
§ 7. Исполнительные органы машин. Движители . . 36 Лабораторная работа № 8. Измерение максимальной тяги воздушного винта ".......... 40
Глава 3. Конструирование и моделирование
§ 8. Инженерное конструирование...... 41
§ 9. Методы конструирования........44
§ 10. Инженерный расчет.......... 49
§ 11. Технология........... 51
5. Задание на изготовление цилиндрической витой пружины ............... 53
Лабораторная работа № 9. Измерение жесткости самодельной пружины ........... —
205
6. Задание на конструирование и изготовление пружинной пушки.............54
§ 12. Моделирование...........—
§ 13. Художественное конструирование.....56
7. Задание на конструирование и изготовление модели
автомобиля.............58
Лабораторная работа № 10. Испытание модели автомобиля ..............59
IX КЛАСС
Глава 4. Детали машин и механизмов
§ 14. Надежность машин . ....... 60
§ 15. Сопротивление материалов....... 62
8. Задание на конструирование и изготовление прибора для измерения прочности нити и проволоки .... 68 Лабораторная работа № 11. Исследование прочности
нитей . ,............. —
§ 16. Материалы техники......... 69
§ 17. Прочность конструкции........ 73
9. Задание на конструирование и изготовление модели моста............... 78
Глава 5. Измерение электрических величин
§ 18. Измерение силы тока ........—
10. Задание на конструирование и изготовление прибора для измерения силы тока........86
Лабораторная работа № 12. Градуирование самодельного измерителя силы тока.........—
§ 19. Измерение напряжений........87
11. Задание на конструирование и изготовление прибора
для измерения напряжения.........89
§ 20. Измерение сопротивлений.......90
12. Задание на конструирование и изготовление комбинированного электроизмерительного прибора . . . .93
Глава 6. Элементы автоматических устройств
§ 21. Электрические измерения неэлектрических величин —
13. Задание на конструирование и изготовление датчика
неэлектрической величины ......... 106
§ 22. Электрический преобразователь. Электромагнитное
реле...............107
Лабораторная работа № 13. Составление и сборка электрических цепей с электромагнитным реле . . . . 1Н § 23. Электрический преобразователь. Усилитель тока — Лабораторная работа № 14. Исследование транзисторного
усилителя тока............121
§ 24. Электронное реле..........121
14. Задание на конструирование и изготовление электронного реле............124
§ 25. Исполнительные органы автоматических устройств —
Глава 7. Автоматизация производственных процессов
§ 26. Устройства автоматического контроля и сигнализации ............ ... 123
§ 27. Устройства автоматической защиты..... 130
§ 28. Устройства автоматического управления . . . 134
§ 29. Устройства автоматического регулирования . . l.iS
15. Задание на конструирование, изготовление и исследование автоматического устройства ....... 141
9ЯЯ
X КЛАСС
Глава 8. Дистанционное управление машинами и механизмами
§ 30. Генераторы электрических колебаний . . , .142
§ 31. Усилители электрических колебаний.....146
§ 32. Радиоприемник..........' 151
§ 33. Телемеханика..........' .' 152
§ 34. Электропитание электронных устройств . . .158
16. Задание на конструирование, изготовление и исследование: а) усилителя низкой частоты; б) генератора электрических колебаний; в) выпрямителя переменного тока...............169
Глава 9. Достижения физики и технический прогресс
§ 35. Роль физики в научно-технической революции . — § 36. Физика и революция в технике......171
17. Задание на конструирование, изготовление и исследование прибора или устройства для базового промышленного или сельскохозяйственного предприятия . . . .174 Возможные варианты решений........175
1. Отметчик времени.........г__
2. Стробоскоп ..,......!' ,', 177
3. Измеритель скорости......'.'.". 179
4. Измеритель скорости ветра...... . . 180
5. Измеритель ускорений.........182
6. Редуктор к микроэлектродвигателю.....184
7. Пружинная пушка для стрельбы на заданное расстояние .............1?5
8. Самоходное шасси для модели автомобиля ... —
9. Прибор для измерения прочности нити и проволоки 187
10. Модель моста...........щд
11. Прибор для измерения силы тока.....189
12. Комбинированный электроизмерительный прибор . НО
13. Датчики неэлектрических величин......193
14. Электронное реле времени........194
15. Устройство автоматического управления .... 193
16. Приставка к телефонному аппарату.....199
17. Пробник.............__
18. Стабилизированный блок питания.....203
19. Измеритель эмоций..........202
Приложение.....~, ,...'.'.'. 203
Цена: 150руб.
