luni, 16 martie 2015

Lumină fără fir

.
Am găsit schema de alimentare fără fir a unui LED pe canalul „Ludic Science” de pe Youtube.



Cum n-am avut un tranzistor 2N2222 (tranzistor de comutaţie, medie putere), am folosit întâi un 13003 recuperat dintr-un bec ecologic, dar montajul n-a intrat în oscilaţie. Introducerea unei rezistenţe de polarizare între baza tranzistorului şi bobină n-a produs nici un efect.

Am încercat şi cu un 13002 şi, spre norocul meu, am cuplat un miliampermetru între baterie şi oscilator, moment în care emiţătorul şi-a dat drumul. Când am decuplat aparatul de măsură, oscilaţiile au încetat. Mi-am dat seama că pe circuitul de emitor trebuie să intercalez o rezistenţă de valoare mică, s-a potrivit una de 22 ohmi. Căderea de tensiune pe rezistenţa adăugată a fost de 880 mV, deci a rezultat un curent de 40 mA. Pentru această valoare, a devenit evident că se poate folosi şi un tranzistor npn din seria BC, care suportă un curent de colector de până la 50 mA.

Deci, schema definitivă a montajului este:




Am introdus emiţătorul într-o cutie de bandă izolatoare prevăzută cu cele două borne de conectare la o baterie R6 (AA) şi am lipit bobina de fund. Iată aici fotografia montajului.


Am întors cutia, plasticul e destul de subţire pentru a permite transferul de energie. Am construit şi un alt receptor, bobinat cu un diametru de 30 mm, cu un LED de altă culoare. Iată aici două receptoare concentrice în plină activitate:


Pentru o tensiune a LED-ului receptor de 3,5 V şi un curent de 10 mA, rezultă un randament de 58% transmitere a energiei. (Un transformator cu un miez feromagnetic transmite 95%.)
.

sâmbătă, 14 martie 2015

Ziua lui Pi

.
Anglo-saxonii scriu datele în formatul Lună / Zi / An (numai ultimele două cifre), astfel încât 14 Martie a devenit la ei Ziua lui Pi: 3/14/15. Iar ora 9, 26 minute și 53 secunde reprezintă momentul cel mai potrivit pentru a marca celebrarea... raportului dintre circumferinţa şi diametrul unui cerc:

3/14/15 9:26:53

.

miercuri, 11 martie 2015

Eclipsa parțială de Soare din 20 martie

.
O eclipsă de Soare se produce atunci când Luna trece printre Soare și Pământ, iar Luna acoperă parțial sau total discul solar.

În România, eclipsa parțială de Soare din 20 martie începe în jurul orei 10:45, are maximul în jurul orei 11:55 și se termină la ora 13:05, având o durată medie de două ore și 20 de minute pentru țara noastră, explică astronomul Adrian Șonka în revista „Vega”, o revistă de astronomie editată de Astroclubul București.

Potrivit acestuia, acoperirea Soarelui de către Lună va varia în funcție de locul observației, fiind mai scăzută în sudul țării și mai ridicată în nord. Procentul de acoperire a discului solar va fi cuprins între 40 și 55%. În Jibou, dacă va fi vreme frumoasă, se va vedea circa 48% din Soare şi 52% din Luna suprapusă peste discul solar.

Următoarea eclipsă de Soare vizibilă din România, dupa eclipsa de Soare din 20 martie 2015, va fi o mică eclipsă parțială care se va produce pe 21 iunie 2020.

(sursă: http://greatnews.ro/eclipsa-partiala-de-soare-din-20-martie-ce-vom-putea-vedea-din-romania/)

.

luni, 9 martie 2015

Forţa elastică (sau a unui elastic)

.

Un dispozitiv simplu, bazat pe un pistol împăturit din hârtie simplu modificat, menit să evidenţieze - literalmente - forţa elastică (sau forţa unui elastic).


vineri, 6 martie 2015

Măsurarea rezistenţelor foarte mari

.

Am recuperat dintr-un montaj nişte rezistoare de valoare mare, pe care avometrul digital M830B n-a putut să le măsoare pe scala cea mai mare, cea de 2 megaohmi. Cum tocmai recapitulam gruparea rezistenţelor în serie şi în paralel cu clasa a X-a, rezolvarea s-a arătat a fi simplă: fiecare piesă trebuie legată în paralel cu o valoare cunoscută şi apoi, din măsurarea rezistenţei totale, se poate calcula valoarea exactă.

 1 / R_total = 1 / R_etalon + 1 / R_x

de aici rezultă:

R_x = R_total x R_etalon / (R_total - R_etalon)

Pentru R_etalon = 569 kiloohmi şi R_total =  458 kiloohmi rezultă R_x = 2,348 megaohmi.

Pentru R_etalon = 956 kiloohmi şi R_total =  677 kiloohmi rezultă R_x = 2,319 megaohmi.

Diferenţa dintre cele două valori obţinute prin calcul este de 29 kiloohmi, adică măsurarea s-a făcut cu o eroare de 2%.

Metoda dă rezultate excelente până la valori de circa 10 megaohmi.

marți, 3 martie 2015

Evoluţii la trapez

Radu Nor a scris o frumoasă carte de fizică distractivă pentru copii: „Poftiţi în parcul de distracţii”, ilustrată de Dumitru Ionescu (Editura Tineretului, Bucureşti, 1966). În capitolul „Zburătorii fără aripi”, urmăreşte evoluţia unor artişti de circ la trapez, pendulări sincronizate guvernate de legile fizicii.


Trio Icar era format din doi bărbaţi — unul mai în vârstă, celălalt mai tânăr — şi o fată. Toţi purtau tricouri cu paiete, ce sclipeau ca nişte diamante la lumina reflectoarelor. În ritmul muzicii, ei se căţărară pe frânghii, până sus, la înălţimea ameţitoare a cupolei.

Bărbaţii supli şi vânjoşi se instalară pe două trapeze, aflate faţă în faţă, la o distanţă de vreo zece metri. Acum îşi începură numărul. Trapezele prinseră să penduleze, să se apropie tot mai mult unul de celălalt. Artiştii atârnau acum cu capul în jos şi cu braţele întinse. Deodată, unul din ei se desprinse, pluti o frân-tură de secundă prin aer, ca să se agate de mâinile celuilalt. Apoi, rolurile fură schimbate. Jocul se repetă de câteva ori, devenind tot mai complicat şi mai spectaculos. „Zburătorii", înainte de a-şi schimba locurile, făceau câte una sau două rostogoliri prin aer, apoi se prindeau cu o singură mână de piciorul sau de braţul partenerului.

Pe urmă veni rândul fetei. Era subţirică şi uşoara ca un fulg şi tot ca un fulg zbura prin văzduh, descriind arcuri elegante. Unul din parteneri o ţinea de mâini şi dând trapezului binecunoscuta mişcare de pendulare, o eliberă la un moment dat. Se părea că fata se va prăbuşi în arenă, că totul e pierdut, dar în ultimul moment sosea vijelios trapezul celălalt şi mâini puternice o prindeau şi o trăgeau în sus.

Era un spectacol magnific, cum nu ţi-e dat să vezi adesea. Trupurile executau, la o înălţime ameţitoare, cele mai uluitoare figuri, pluteau prin aer, eliberate parcă de gravitaţie, şi nimereau, cu o precizie matematică, pe trapezul salvator. Când totul se isprăvi şi când tobele răpăiră, se porni o hărmălaie de nedescris. Lumea bătea din palme, striga „bravo" de zeci, de sute de ori. Artiştii coborâră sprinten şi mulţumiră pentru buchetele de flori ce le fuseseră dăruite. Tincuţa, cu lacrimi pe obraji, îl strângea copleşită pe Vlăduţ de braţ.

 

—  Aici nu mai poate fi vorba de fizică ! rosti ea cu vocea întretăiată. Asta e curaj, un curaj fără seamăn. Doctor în fizică să fii şi tot nu poţi explica acest număr.

Buburuz zâmbi şi răspunse cu blândeţe :

—  Desigur, pentru exerciţiile la trapez e nevoie de mult curaj, de un ochi sigur, de forţă şi, ca la toate numerele de circ, de ani şi ani de antrenamente. Şi totuşi, acest număr se bazează în întregime pe o lege a fizicii, anume pe cea a pendulului.

—  Cum a pendulului ? întrebă Vlăduţ. Un pendul obişnuit, ca cel de la ceasul cu cuc al bunicii ?

—  Da, pe legile la care se supun toate obiectele suspendate şi cărora li s-a imprimat o mişcare de pendulare. Exemplul cu ceasul bunicii e foarte nimerit, Vlăduţ. Pentru ca el să poată merge timp de 24 de ore, trebuie să-i furnizăm în prealabil energia necesară. Asta o facem întorcând arcul sau ridicând greutăţile la o anumită înălţime. Mecanismul ceasornicului dă pendulului, la perioade regulate, câte un impuls. Pendulul urcă într-o parte, dar atracţia Pământului frânează această mişcare până la oprirea lui într-un anumit punct. Acum începe o coborâre accelerată până la verticala spre centrul Pământului, unde se atinge viteza maximă. Pendulul ar trebui să se oprească aci în echilibru, căci se află în punctul cel mai coborât, dar iată că intervine energia cinetică mare, datorită vitezei mari căpătate în această poziţie. Ea nu-l lasă să se odihnească şi-l face să penduleze mai departe, să se ridice de cealaltă parte, transformându-se în energie potenţială. Din nou intervine atracţia Pământului şi-l readuce jos, şi aşa mai departe.

—  Şi acelaşi lucru se petrece şi cu zburătorii la trapez, profesore ? întrebă Tincuţa vădit interesată.


—  Fireşte ! Fără pendul şi fără inerţia lui n-am avea nici scrânciob, nici trapez, şi nici o seamă de maşini şi aparate. Dar să vă explic cum s-au petrecut lucrurile în cazul nostru. Artiştii, instalându-se pe trapez, i-au dat, cu ajutorul forţei lor musculare, energia necesară pendulării. Aşa cum v-am spus, trapezul, deci pendului în mişcare, dispune de cea mai mare energie cinetică, de cel mai puternic elan, în punctul cel mai coborât al traiectoriei sale. Când urcă, energia cinetică se transformă treptat în energie potenţială şi, ajungând în poziţia cea mai înaltă, el se opreşte pentru o clipă. Aici, la circ   totul e astfel sincronizat, încât şi al doilea trapez execută o mişcare identică. Cele două trapeze ajung, aşadar, în punctul cel mai înalt concomitent şi la o distanţă foarte mică unul de celălalt, dispunând numai de energie potenţială. Este momentul în care se execută săriturile de pe un trapez pe altul, schimburile atât de spectaculoase între cei doi sau trei artişti. Dar această clipă de oprire trece repede şi trapezul coboară, în timp ce energia potenţială se transformă, datorită forţei gravitaţionale, în energia cinetică. Trapezul străbate razant punctul cel mai coborât şi totul se reia aşa cum aţi putut vedea şi voi.

—  Spuneţi-ne, profesore Buburuz, de ce atârnau trapezele de frânghii atât de lungi ? întrebă acum Vlăduţ.

—  Deoarece de lungimea frânghiei depinde durata de pendulare. Cu cât firul este mai scurt, cu atât mai scurtă este durata oscilaţiei, adică timpul necesar unui drum dus-întors al pendulului. La o lungime de un metru sau mai precis de 99,7 cm, durata unei pendulări este de 2 secunde. Mărimea masei n-are nici o importanţă. Trapezele acestea, având funii lungi de peste trei metri, aveau deci o durată de oscilaţie de aproape şase secunde. Şi acesta este unul din mijloacele care uşurează evoluţia zburătorilor la trapez.