.
Un dispozitiv simplu, bazat pe un pistol împăturit din hârtie simplu modificat, menit să evidenţieze - literalmente - forţa elastică (sau forţa unui elastic).
luni, 9 martie 2015
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.
de aici rezultă:
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.
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.
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.
duminică, 22 februarie 2015
Primele mele figuri Lissajous
.
Îi rămân recunoscător lui Bruce Yeany, care în ciclul de prezentări video „Homemade Science” a prezentat metoda celor două motoraşe cu turaţie variabilă:
https://www.youtube.com/watch?v=WMJm9sz5IF8
Am folosit două ventilatoare de calculator alimentate prin USB la 5 V. Din păcate, ele nu sunt suficient de rigide, au nişte mişcări parazite, dar chiar şi aşa vizualizează satisfăcător teoria compunerii oscilaţiilor mecanice. Pentru o primă încercare rezultatele au fost acceptabile. Am variat doar turaţia unui motor, cu ajutorul unui potenţiometru de 100 ohmi, legat în serie.
Pe fiecare ventilator am lipit câte o oglinjoară de 2 mm grosime, de formă rotundă. Iniţial am încercat cu pătrate, dar figurile s-au distorsionat.
Laserul este cel de la un breloc, cu lumină roşie de 650 nm.
Îi rămân recunoscător lui Bruce Yeany, care în ciclul de prezentări video „Homemade Science” a prezentat metoda celor două motoraşe cu turaţie variabilă:
https://www.youtube.com/watch?v=WMJm9sz5IF8
Am folosit două ventilatoare de calculator alimentate prin USB la 5 V. Din păcate, ele nu sunt suficient de rigide, au nişte mişcări parazite, dar chiar şi aşa vizualizează satisfăcător teoria compunerii oscilaţiilor mecanice. Pentru o primă încercare rezultatele au fost acceptabile. Am variat doar turaţia unui motor, cu ajutorul unui potenţiometru de 100 ohmi, legat în serie.
Pe fiecare ventilator am lipit câte o oglinjoară de 2 mm grosime, de formă rotundă. Iniţial am încercat cu pătrate, dar figurile s-au distorsionat.
Laserul este cel de la un breloc, cu lumină roşie de 650 nm.
duminică, 15 februarie 2015
Pendulul... haotic
.
Bruce Yeany este realizatorul unei serii impresionante de filmuleţe dedicate popularizării fizicii, numite „Homemade Science”. Iată un experiment trăznit cu un pendul neobişnuit.
Bruce Yeany este realizatorul unei serii impresionante de filmuleţe dedicate popularizării fizicii, numite „Homemade Science”. Iată un experiment trăznit cu un pendul neobişnuit.
luni, 19 ianuarie 2015
Simularea mişcării pendulului elastic
.
Unul dintre experimentele virtuale prezentate pe situl românesc escoala.edu.ro este studiul pendulului gravitational si comportarea pendulului elastic. Întâi se montează dispozitivul experimental cu părţile de pe banda cenuşie, apoi se pune în mişcare. Dacă vă încurcaţi, apăsaţi semnul de întrebare din colţul dreapta-sus al ferestrei pentru experimente şi deasupra mesei va apare un text cu lămuriri.
Unul dintre experimentele virtuale prezentate pe situl românesc escoala.edu.ro este studiul pendulului gravitational si comportarea pendulului elastic. Întâi se montează dispozitivul experimental cu părţile de pe banda cenuşie, apoi se pune în mişcare. Dacă vă încurcaţi, apăsaţi semnul de întrebare din colţul dreapta-sus al ferestrei pentru experimente şi deasupra mesei va apare un text cu lămuriri.
duminică, 11 ianuarie 2015
Nanofibrele de argint şi încălzirea
Echipa condusă de profesorul Yi Cui de la Universitatea Stanford a creat o soluţie menită să formeze nanofibre de argint (AgNW = argent nanowire) pe stofele înmuiate în ea. Ţesăturile capătă astfel o dublă funcţie: reflectă o mai mare parte din căldura produsă de corpul uman (şi totodată permit aerisirea pielii), iar dacă sunt cuplate la o sursă de curent produc ele însele căldură. Cercetătorii susţin că oameni îmbrăcaţi cu haine din AgNW nu vor fi nevoiţi să-şi încălzească locuinţele.
Până să calculăm cu cât va scădea factura de la termocentrală sau de la gaze, totuşi e bine să ne întrebăm:
Atunci ce se va întâmpla iarna cu plantele de cameră?
Şi cum vor face oamenii duş când afară e gerul Bobotezei?
Încă o observaţie de luat în calculul economic:
Să nu uităm că argintul este un metal preţios, deci hainele cu AgNW vor costa mai mult!
Citiţi articolul întreg pe situl phys.org:
http://phys.org/news/2015-01-super-insulated-indoor.html
Până să calculăm cu cât va scădea factura de la termocentrală sau de la gaze, totuşi e bine să ne întrebăm:
Atunci ce se va întâmpla iarna cu plantele de cameră?
Şi cum vor face oamenii duş când afară e gerul Bobotezei?
Încă o observaţie de luat în calculul economic:
Să nu uităm că argintul este un metal preţios, deci hainele cu AgNW vor costa mai mult!
Citiţi articolul întreg pe situl phys.org:
http://phys.org/news/2015-01-super-insulated-indoor.html
vineri, 9 ianuarie 2015
Un curcubeu întors pe dos
Când lumina albă trece printr-o prismă de sticlă, ea este descompusă în cele şapte culori: ROGVAIV. Cercetătorii din Portugalia au creat o prismă din metamateriale care procedează invers: măreşte unghiul de refracţie a radiaţiilor cu o lungime de undă mai mare şi le micşorează pe cele cu o lungime de undă mică. Practic, prisma creată de universitarii de la Universitatea din Coimbra, Institutul Universitar Lisabona şi Universitatea din Lisabona inversează culorile curcubeului: VIAVGOR.
Citiţi articolul întreg pe phys.org:
http://phys.org/news/2015-01-metamaterial-prism-reverse-rainbow.html
Citiţi articolul întreg pe phys.org:
http://phys.org/news/2015-01-metamaterial-prism-reverse-rainbow.html
duminică, 14 decembrie 2014
Un alt brăduţ cu LED-uri
Când am verificat dacă filmuleţul de la postarea anterioară a fost încărcat corect, am dat peste un alt brăduţ cu LED-uri, poate chiar mai uşor de confecţionat.
sâmbătă, 13 decembrie 2014
Brăduţ electronic
Una dintre schemele proiectate să funcţioneze la 1,5 V (de la o baterie R6 / AA) este brăduţul electronic, bazat pe oscilatorul prezentat în revista Tehnium nr.9 / 1998. Dacă la vremea respectivă am folosit LED-uri de 3 mm, roşii, portocalii, galbene sau verzi, acum am strecurat şi un LED albastru (am redus numărul celorlalte la 6). Iată partea respectivă din articolul de acum 16 ani, în prima pagină sunt explicaţiile, iar schema în următoarea:
Abonați-vă la:
Postări (Atom)