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LABORATORIO SCIENTIFICO PER BAMBINI
Lanciarazzi. Laboratorio di scienze per bambini
Elenco / Laboratorio di scienze per bambini Il pulsante del pannello di controllo scompare sotto il dito dell'operatore. I riflettori lampeggiano, illuminando l'area di decollo. Il segnale di partenza lampeggia nervosamente. La rampa d'imbarco torna indietro. Si sente un forte scoppio... e il razzo, scivolando lungo le guide, si lancia in un altro volo. ...Se fai bollire diversi grammi di acqua in un pezzo di tubo di metallo, in cui un foro è sigillato e l'altro è tappato con un tappo, la pressione del vapore creata all'interno del tubo farà saltare il tappo. Il vapore e l'acqua rimanente usciranno attraverso il foro aperto, formando una forza reattiva che spingerà il tubo nella direzione opposta all'espulsione del tappo (Fig. 1). Questo fenomeno fisico è stato la base per un modello di lanciarazzi costruito dai ragazzi della stazione repubblicana per giovani tecnici in Bashkiria. Modelli simili sono ora disponibili nelle scuole di Ufa, dove vengono utilizzati come ausili visivi nelle lezioni di fisica sul tema “Trasformazione dell’energia” e nelle lezioni di astronomia.
Il corpo del razzo (Fig. 2) è stato tornito da un'asta di alluminio con un diametro di circa 30 mm. In esso è stato prima praticato un foro del diametro di 18 mm e le pareti del canale interno sono state perforate in modo che il foro di uscita - l'ugello - avesse una rastremazione. L'esterno del corpo del razzo è stato pulito con carta vetrata fine e lucidato con pasta.
Tre stabilizzatori sono tagliati da un foglio di alluminio spesso 2 mm e saldati al corpo del razzo con una lega contenente 0% di stagno e 70% di zinco. Il tappo che sigilla l'ugello del razzo è di gomma. La sua configurazione e dimensioni sono mostrate nella Figura 3. Un bullone 1, racchiuso in un tubo di cloruro di vinile 2, viene fatto passare attraverso il tappo 3. Un fusibile elettrico è montato all'estremità del bullone rivolta verso l'interno del razzo. Si tratta di una caldaia composta da due rondelle metalliche - elettrodi 4, isolate tra loro da una guarnizione ad anello 5 realizzata in materiale che non si impregna d'acqua - plexiglass o ebanite, textolite. L'elettrodo superiore (come mostrato in figura) è in contatto con un bullone, che è il conduttore di corrente della caldaia elettrica. L'elettrodo inferiore è isolato dal bullone con un tubo di cloruro di vinile. Il filo 6 è saldato ad esso, fatto passare attraverso una spina vicino al bullone. Questo è il secondo conduttore. Tra gli elettrodi, la corrente scorre attraverso l'acqua versata nel razzo e lo riscalda fino al punto di ebollizione.
La spina è montata su una piattaforma di lancio rotonda, ritagliata nella latta, con un raggio leggermente maggiore della distanza dall'asse del razzo ai bordi esterni dello stabilizzatore. La piattaforma è saldata per sostenere capriate di stagno. Barriere di stagno alte 10-15 mm e guide che determinano la direzione del volo del razzo sono saldate dall'alto alla rampa di lancio lungo la sua circonferenza. Le capriate di supporto della rampa di lancio sono montate su una base di legno. Ci sono anche dei faretti che illuminano la rampa di lancio, un display luminoso per il segnale di partenza e un modello della rampa di atterraggio su ruote. Nel modello descritto le guide sono incernierate. Ciò consente di modificare l'angolo di decollo, e quindi la traiettoria, l'altitudine e l'autonomia di volo del razzo. L'altezza e la portata del volo del razzo possono essere ulteriormente regolate modificando la lunghezza della parte superiore del tappo che entra nell'ugello del razzo, operazione ottenuta posizionando sul tappo rondelle di plastica di diverso spessore. Quanto più piccola è la spina inserita nell'ugello, tanto minore sarà la pressione del vapore da cui il razzo volerà via, tanto minori saranno la sua altezza e la traiettoria di volo. Selezionando empiricamente lo spessore di questa guarnizione, l'altitudine di decollo e l'autonomia di volo del razzo possono essere facilmente limitate dalle dimensioni della stanza. Catturare un razzo è difficile. E non dovresti farlo, perché fa molto caldo all'avvio. Pertanto, se il modello viene esposto all'interno, è necessario stendere un pezzo di tela nel punto in cui cade il razzo, sul quale cadrà. Il pannello di controllo è una scatola allungata. La scatola contiene un trasformatore step-down, un relè, grazie al quale il display del segnale di avvio lampeggia, e una lampadina per illuminare la semplice automazione del pannello di controllo. Lo schema del pannello di controllo è mostrato nella Figura 4.
Quando si preme l'interruttore a levetta montato sulla parete superiore della scatola, il pannello di controllo si collega all'alimentazione CA. La tensione viene fornita contemporaneamente al fusibile del razzo e all'avvolgimento primario del trasformatore Tr. Immediatamente si accendono i faretti, la lampadina L1 illumina il pannello di controllo, la lampadina L2 inizia a lampeggiare illuminando la scritta “Start” sul vetro del segnale di partenza. L'avvolgimento primario del trasformatore deve essere progettato per una tensione di rete di 127-220 V e l'avvolgimento secondario per la tensione delle lampadine utilizzate per faretti, illuminazione automatizzata e segnale di avvio (3,5-12 V). Il lampeggio della luce del segnale di partenza è ottenuto utilizzando un relè termico del tipo a stringa. La corrente proveniente dall'avvolgimento secondario del trasformatore passa attraverso i contatti chiusi 2, un sottile filo di nichel 3 e una lampadina L2. In questo momento il segnale “Start” è illuminato. La corrente che passa attraverso questo circuito riscalda il filo di nichel 3 e questo si allunga. A questo punto, la molla 5 tira il filo verso il basso attraverso l'anello 4 e interrompe la coppia di contatti 2. Il circuito si apre, la spia del segnale di avvio si spegne. Ora il filo, raffreddandosi, si contrae e il contatto inferiore ritorna nella posizione originale. Il ciclo si ripete. La frequenza di lampeggio del segnale “Start” dipende dalla corrente del filamento della lampadina L2, dalla tensione del filo di nichel e dalla sua resistenza. Il condensatore C, collegato in parallelo alla coppia di contatti 2, spegne la scintilla, proteggendo i contatti dalla combustione. La capacità di questo condensatore è 0,1-0,5 µF. Il design esterno e gli elementi decorativi del modello possono essere arbitrari: tutto dipende dall'immaginazione e dall'abilità dei giovani designer. È importante solo che tutti i dettagli siano eseguiti con cura ed eleganza e funzionino perfettamente. Allora il modello godrà sempre di un successo continuo.
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