8小时前
原创:中科院物理所
中国古代有很多智慧的发明
大大的提高了人们的生产生活水平
有一些设备甚至到今天都在改进和使用
不知道大家有没有听说过“水碓”
今天我们就来穿越时光,复刻古人的智慧结晶!
ps:室内尝试水力驱动很可能会让地板一片汪洋,这次我们尝试制作的是和水碓结构相似的“风碓”。
实验器材
所标杯、积木、剪刀、筷子、竹签、热熔胶、纸、小风扇
实验过程
首先将正方形的纸对折
沿对角线剪至距离中心1/3处
在中心穿一个小孔
将竹筷穿过中心
然后把四个角穿在筷子上
折成小风车的形状
用热熔胶固定
在风车尾部粘上一根竹签
并将竹签与筷子粘在一起
以便固定风车
在筷子上粘一块积木
作为拨片
另取一根筷子
与竹签粘成如图所示的形状
用积木搭出支架
把上面做好的部分组合起来
打开小风扇
一只风动啄米鸡就出现了~
这像不像过年和长辈们疯狂拜年的你!
如果把它拓展成多个单元并排:
就可以得到非常接近“水碓”的“风碓”了
大家可以先思考一下:上面用到了哪些力学原理呢?
原理解说
水碓利用的是水力推动水轮,再由凸轮传动杠杆(即碓梢),使碓梢的一端抬起,再靠重力落下捶捣槽内的东西。水碓常见的用途之一是舂米,即捶捣谷子使米粒与米糠分离的过程。
其他地方也能见到这种凸轮-杠杆的结构的身影,比如八音盒,就是用带有凸起的滚筒拨动长度不同的金属片发声。
整个系统的动力是由水的重力势能转化的动能提供的。我们为了避免水溅的过于狂野,将其改为风力驱动(不负中科院风车所之名)。
被称之为“连机”的各个单元中,凸轮凸起的位置也是错开的。错开凸起的位置就可以使输出功率随时间的变化更加平滑,避免出现多个单元同时需要做功而总功率不够的情况。
联系客服