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EXPERIENCIAS ENTRETENIDAS EN CASA
Experimentos con hachas invisibles. Experimentos físicos
Experiencias divertidas en casa / Experimentos de física para niños. Los ejes sobre los que giran las ruedas u otras partes de la máquina son cuerpos físicos bastante reales. Puedes verlos, tocarlos. Por lo general, estos son ejes metálicos, rodillos, varillas, tubos. En los vagones de ferrocarril, los ejes giran con las ruedas, mientras que en las bicicletas, por ejemplo, las ruedas giran sobre un eje fijo. Pero la palabra "eje" también se usa en otro sentido. Esta palabra se denomina línea invisible condicional alrededor de la cual se produce la rotación. Una patinadora sobre hielo haciendo un trompo, una gimnasta dando saltos mortales en el aire y, finalmente, nuestro planeta Tierra: todos giran alrededor de líneas invisibles, que se denominan ejes de rotación. También existe ese nombre: el eje de rotación libre. Siempre pasa por el centro de gravedad de un cuerpo giratorio. Haremos algunos experimentos con tales ejes de rotación libre. Aunque estos ejes existen, son invisibles: no se pueden ver ni tocar. Para los experimentos, debe crear un dispositivo que gire varios objetos a alta velocidad alrededor de ejes invisibles. Recorta un círculo con un diámetro de 25-30 centímetros de cartón grueso, haz un pequeño agujero en el centro y colócalo en la base redonda de una vieja lámpara de mesa. Puede reemplazar esta parte con quemadores de hierro fundido de la estufa o un disco abrasivo para un afilador. En una palabra, debe ser un círculo duro. Si toma quemadores o una muela abrasiva, deberá cortar otro círculo de una pieza de madera contrachapada del tamaño apropiado, hacer un pequeño orificio en su centro y colocar el disco seleccionado en este círculo. Encima se coloca un círculo recortado de cartón. A través del medio de la pila de círculos resultante (ahora lo llamaremos solo un disco), pase dos cuerdas fuertes y átelas en la parte inferior con un nudo. El disco suspendido de ellos colgará horizontalmente, apoyándose en el nodo. El dispositivo está listo, comencemos los experimentos. Ate un cordón delgado de 25 centímetros de largo al nudo sobre el que descansa el disco. Para otros experimentos, puede ser necesario seleccionar otros cordones. También puede usar hilo (solo que no papel) y, para algunos experimentos, una línea de pesca delgada. Ate un lápiz al final de la cuerda que cuelga debajo del disco, al final. Girando el disco, tuerza bien las cuerdas de las que cuelga. Cuando lo suelte, comenzará a girar rápidamente. Se puede lograr una rotación muy rápida aplicando presión sobre una barra redonda de jabón insertada entre las cuerdas. Entonces, el disco está girando. ¿Qué pasará con el lápiz que cuelga debajo del disco? Él también rotará sobre su cuerda y gradualmente tomará una posición horizontal. El eje de su rotación, un eje invisible libre, pasa exactamente por el medio del lápiz, su centro de gravedad. Durante este y otros experimentos con ejes de rotación libre, es necesario ajustar la velocidad de rotación del disco. La velocidad debe ser suficiente para llevar el objeto suspendido a una posición horizontal, pero el cable no debe subir hasta el disco mismo. Es fácil lograr la velocidad de rotación deseada cambiando el grado de torsión de las cuerdas o la presión sobre el palo insertado entre las cuerdas. Para el próximo experimento, en lugar de un lápiz, ate un círculo con un diámetro de unos 10 centímetros, cortado de cartón grueso, a una cuerda. Debe atarse hasta el borde, haciendo un pequeño agujero con un punzón. Con suficiente velocidad de rotación del disco, el círculo girará horizontalmente alrededor de su eje libre que pasa por su centro.
En lugar de una taza de cartón, cuelgue algún objeto simétrico o anillo que tenga a mano. Por ejemplo, puede colgar una fuente de un bastón de esquí por el borde. Cuando gira rápido, también girará horizontalmente. Haz otra experiencia espectacular. Tome dieciséis clips pequeños, encadenelos para formar una cadena cerrada. Cuélgalo debajo del disco en un hilo de pescar delgado. Cuando el disco está bien hecho girar, la cadena forma un anillo que gira horizontalmente. El eje libre invisible de este anillo pasa exactamente por su centro, su centro de gravedad. Nuestros objetos giratorios eligen ellos mismos el eje libre vertical. Para cada uno de ellos, este eje resultó ser el más estable de todos los ejes posibles alrededor del cual podría girar este objeto.
Haciendo los experimentos descritos aquí, intente cambiar la longitud de la cuerda para colgar objetos, el lugar donde se une la cuerda. El disco debe colgar estrictamente horizontalmente, no balancearse. Por supuesto, como en todos los demás experimentos, siempre se debe ejercitar la paciencia y la perseverancia. Un experimento interesante con rotación libre se describe en "Mecánica" por S. P. Strelkov.
Una caja de fósforos tiene tres ejes de rotación libre perpendiculares entre sí que pasan por su centro de gravedad. Pero solo tiene dos ejes de rotación más estables: uno pasa verticalmente por el centro de la caja de fósforos y el otro corre horizontalmente a lo largo de la caja. Y el eje que atraviesa la caja no proporciona una rotación estable. Coge una caja de cerillas vacía con dos dedos y dale la vuelta con un movimiento rápido de la otra mano. Haz esto varias veces, cada vez haciendo que la caja gire alternativamente alrededor de uno de los tres ejes mencionados anteriormente. Mire con atención y verá por sí mismo cuál de los tres ejes gira mejor la caja, con mayor claridad. Autor: Rabiza F.V.
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