Как сделать пружину самому: Как сделать пружину из проволоки в домашних условиях

Заключение

Работать в вашем магазине весело, и это еще один навык, которому вы можете научиться.

Надеюсь, это было не очень сложно, и я надеюсь, что это поможет вам в ваших проектах. Это также может помочь вам сэкономить деньги, если вам нужно сделать много пружин.

Я знаю, что есть много других способов изготовления пружин, но в своих проектах я всегда стараюсь использовать этот процесс. Я надеюсь, что это руководство и видео помогут вам легко сделать свой собственный.

Новое сообщение Старый пост Главная

Подписаться на: Почтовые комментарии (Атом)

Сделайте свои собственные пружинные весы

Резюме

Пружины, упругость, вес, расстояние

Бен Финио, доктор философии, друзья по науке

Введение

Вы когда-нибудь играли со Slinky, использовали автомат для игры в пинбол, писали стилусом , или ездил на машине? Если да, то вы использовали пружину. Пружины есть в машинах вокруг нас и имеют много полезных назначений. В этом упражнении вы узнаете, как можно использовать пружину для изготовления весов для взвешивания предметов.

Это задание не рекомендуется использовать в качестве проекта научной ярмарки. В хороших проектах научных выставок больше внимания уделяется контролю переменных, проведению точных измерений и анализу данных. Чтобы найти проект научной ярмарки, который подходит именно вам, просмотрите нашу библиотеку, содержащую более 1200 идей проектов научной ярмарки, или воспользуйтесь мастером выбора темы, чтобы получить персональную рекомендацию по проекту.

Фон

Пружины обычно представляют собой спирали, сделанные из металла. У них есть то полезное свойство, что они очень «эластичны» — научный термин для этого — 9.0213 эластичный . Если вы сожмете пружину или потянете за нее, а затем отпустите, она вернется к своей первоначальной форме. Однако у такого поведения есть ограничения. Если вы потянете (или нажмете) слишком сильно, пружина может пройти предел упругости . После этого в пружине будет некоторая остаточная деформация, и она не сможет полностью восстановить свою первоначальную форму.

К счастью, упругое поведение пружины определяется хорошо известным уравнением, называемым законом Гука. Закон Гука гласит, что восстанавливающая сила пружины (насколько сильно пружина толкает или тянет, чтобы вернуться к своей первоначальной длине) пропорциональна растянутой (или сжатой) пружине относительно ее первоначальной длины. Этот закон математически выражается как F=kx , где F — сила, x — изменение длины пружины, а k — число, называемое жесткостью пружины, которая различна для пружин разных размеров или материалов. Однако для данной пружины k остается постоянным, пока вы остаетесь в пределах предела упругости пружины. Это делает закон Гука полезным, потому что, если вы можете измерить либо силу, либо изменение длины, вы можете использовать жесткость пружины для расчета другого значения.

В этом проекте вы сделаете простые пружинные весы, подвесив гири к пружине. Сначала вы должны откалибровать весы, используя известные веса, но после этого вы можете измерить вес неизвестного предмета, подвесив его к пружине и измерив, насколько растянулась пружина.

Материалы

• Пружина. Вы можете найти набор пружин в хозяйственном магазине или получить их, разобрав стилус или некоторые игрушки. Попросите взрослого помочь вам разобрать ручку, если это необходимо.
• Скрепки
• Небольшое пластиковое ведро или бумажный или пластиковый стаканчик с продетыми через отверстия в верхней части веревкой, образующими ручку
• Предметы для использования в качестве гирь, например монеты. Вес нужных вам предметов будет зависеть от того, насколько сильна ваша пружина.
• Кухонные весы
• Линейка
• Карандаш и бумага
• Неизвестные объекты для измерения

Инструкции

1. Поиграйте с пружиной руками, чтобы понять, насколько она прочная. Насколько сильно нужно надавить на него, чтобы сжать? Насколько сильно нужно тянуть, чтобы растянуть? Будьте осторожны, не толкайте и не тяните его так сильно, что вы превысите его предел упругости и необратимо деформируете его, но это должно дать вам хорошее представление о том, насколько тяжелыми должны быть ваши веса.
2. Повесьте пружину вертикально на одну из скрепок. Вы можете держать скрепку рукой или пристегнуть ее к чему-то вроде крючка, если таковой имеется.
3. С помощью линейки измерьте длину пружины без груза. Запишите это число.
4. Теперь используйте вторую канцелярскую скрепку, чтобы подвесить ведро или чашку к нижней части пружины.
5. Добавьте несколько гирь (например, монет) в ведро или чашку. Добавьте достаточно веса, чтобы пружина немного растянулась, и вы могли измерить изменение длины. То, сколько именно вам нужно добавить, чтобы увидеть изменения, будет зависеть от вашей пружины. Сделай
   , а не добавляют такой вес, что вы растягиваете пружину до предела ее упругости и необратимо деформируете ее. Как растягивается пружина при добавлении веса?
6. Измерьте новую длину пружины и запишите это число.
7. Снимите ведро или чашку с пружины и взвесьте ее, включая гири, на кухонных весах. Запишите это число рядом с расстоянием, которое вы только что измерили.
8. Повторите этот процесс и добавьте еще несколько грузов в ведро или чашку. Запишите новую длину пружины и новый вес.
9. Повторите измерение еще несколько раз, пока не получите несколько точек данных. Будьте осторожны, чтобы не добавить слишком много веса и не растянуть пружину. Что происходит с расстоянием, если вы продолжаете увеличивать вес?
10. Необязательно: постройте график ваших данных с расстоянием по оси x и весом по оси y. Это облегчит определение веса неизвестных предметов.
    Является ли ваш график прямой линией?
11. Теперь попробуйте определить вес неизвестного предмета без с помощью кухонных весов. Можете ли вы сделать это, используя данные только что проведенного вами эксперимента?
12. Повесьте предмет на пружину и измерьте, насколько растянута пружина. Затем сравните это расстояние с расстояниями, которые вы записали во время эксперимента, и найдите соответствующий вес (это будет проще, если у вас есть график). Сколько весит объект по вашим данным? Теперь измерьте его кухонными весами — насколько близко вы были?
13. Повторите этот процесс еще с несколькими неизвестными предметами и сравните вес, который вы ищете, используя пружинные весы, с тем, что вы измеряете кухонными весами. Насколько точны ваши весы? Если он достаточно хорош, может быть, вы можете оставить его для использования на кухне!

Дополнительно: , используя закон Гука и ваши данные, можете ли вы рассчитать жесткость пружины k для вашей пружины? Подсказка: k — это наклон графика зависимости силы от расстояния.

Экстра: что произойдет, если растянуть пружину до предела упругости, но продолжить эксперимент?

Дополнительно: можете ли вы придумать, как провести эксперимент, нажимая на пружину (сжатие), а не натягивая ее (натяжение)? Подсказка: это может быть сложно, потому что пружина согнется или внезапно согнется пополам. Вы можете предотвратить это, каким-то образом ограничив движение пружины (например, поместив ее внутрь корпуса стилуса или другого цилиндра).

Наблюдения и результаты

Хотя точный вес и измеряемые расстояния будут зависеть от конкретной пружины, в целом вы должны видеть, что любая пружина подчиняется закону Гука в пределах своего предела упругости. Это означает, что отношение между весом и расстоянием

После того, как вы соберете несколько точек данных, это позволит вам легко «найти» вес неизвестного объекта, просто используя линейку для измерения изменения длины пружины. Так работают настоящие пружинные весы — пружины калибруются таким образом, что при их растяжении на определенную величину она соответствует известному весу.