Техника твоими руками

Флорентий Рабиза

ТЕХНИКА ТВОИМИ РУКАМИ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Мы живем в век могучего расцвета науки и техники. Наши ученые, инженеры, рабочие, труженики полей непрестанно работают на благо любимой Родины. Это они двигают вперед науку и технику, во многом обгоняя капиталистические страны.

Они когда-то, как и вы, учились в школе, тоже увлекались физикой и техникой, мечтали об открытиях и изобретениях. И только впоследствии, накопив большой опыт и знания, многие из них сделали важные открытия и изобретения, которые дают нам власть над атомной энергией, прокладывают путь в Космос, удивляют весь мир как небывалые чудеса науки и техники.

Когда возникает какая-либо новая научная или техническая идея, ее обычно проверяют, производя многочисленные опыты в лабораториях, оборудованных самыми совершенными приборами.

Но не нужно забывать и того, что очень многие крупные открытия и изобретения сделаны в обыкновенной, простой обстановке, на обыкновенных столах, среди книг и самодельных приборов.

Мы с вами тоже займемся опытами. Наша цель — познакомиться на практике с различными областями техники. А поскольку у вас нет ни сложных приборов, ни лабораторного оборудования, то здесь будет рассказано, как поставить простые опыты с помощью имеющихся под рукой материалов и самых несложных инструментов.

Эти опыты можно делать и у себя дома, и в технических кружках, и на пионерских сборах во время бесед о технике.

Пусть их простота не смущает вас. Они помогут вам разобраться в очень сложных явлениях, продумать и проверить многое из того, с чем вы познакомились в учебниках, проверить, как говорится, теорию на практике. Кроме этого, вы научитесь лучше наблюдать и понимать физические явления, которые используются в технике.

А наблюдательность так необходима будущему исследователю и изобретателю! Без наблюдательности, без умения продумать и правильно оценить увиденное не обошлось ни одно открытие или изобретение.

Наблюдательность так же необходима исследователю и изобретателю, как и знания. И если знания можно получить в школе и в специальных учебных заведениях, то наблюдательность нужно развивать, зорко присматриваясь ко всему, что вас окружает.

Вполне возможно, что кое в чем и верны те увлекательные истории, которые биографы так любят рассказывать об известных ученых и изобретателях.

Очень может быть, что изобретение паровой машины действительно началось с того момента, когда наблюдательный человек, неоднократно видя, как пар приподнимает крышку на котелке, чайнике или кастрюльке, задумался над этим явлением.

В самом деле, разве этого было недостаточно, чтобы оценить силу пара?

Может быть, этот наблюдательный человек проделал и ряд опытов, проверяя силу пара: как бы плотно он ни закрывал сосуд с кипящей водой, пар вырывался наружу, подбрасывая и крышку и положенный на нее груз.

А ведь пар известен давно, и очень многие видели, как прыгает крышка у кипящей кастрюли. Но только тот, кто задумался над этим явлением, оценил его, проложил путь к созданию паровой машины.

На этом небольшом примере мы хотели показать, как полезно задумываться над незначительными, на первый взгляд, обыденными явлениями.

Простые опыты по технике, собранные в этой книге, познакомят вас на практике с принципами работы некоторых приборов и машин, с понятием прочности, с вредными и полезными явлениями в технике, с автоматикой и с управлением машинами на расстоянии.

Читая эту книгу и делая приведенные в ней опыты, вы убедитесь, как много значит в технике то, на что мы порой не обращаем внимания и незаслуженно называем пустяком.

Мы надеемся, что опыты увлекут вас и станут началом вашей самостоятельной творческой работы и что со временем вы сделаете не одно ценное изобретение или открытие.

Желаем вам успеха, друзья!

ПЕРВЫЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОМОЩНИКИ

Рычаги

Когда человек на заре своего существования первый раз взял в руки палку, он сделал ее своим оружием для защиты и нападения. Лишь много времени спустя она стала и орудием труда. На ней очень удобно вдвоем переносить груз. Пользуясь ею, можно легко поднимать и передвигать тяжести.

Обыкновенная палка стала рычагом — самым простым механизмом.

Проделайте такой опыт. Возьмите не очень длинную палку, просуньте ее под ручку чемодана и, пригласив на помощь товарища, приподнимите вдвоем чемодан.

Если чемодан находится точно посередине, то каждый из вас будет нагружен одинаково. Но сдвиньте чемодан к одному из концов палки, и сразу все изменится. Более легким груз покажется тому, кто держит длинный конец. Изменились плечи рычага, изменилось и соотношение сил, которые удерживают груз в поднятом положении.

Руки каждого из вас являются опорой рычага, и если расстояние до груза будет меньшим, то нагрузка на эту точку опоры будет большей.

А теперь проделайте другой опыт. Возьмите небольшую палку и около одного из ее концов сбоку вбейте гвоздь. Наденьте на этот конец утюг (гвоздь нужен для того, чтобы утюг не соскользнул на пол) и положите рычаг на спинку стула. Держа рычаг за свободный конец, двигайте его, то приближая точку опоры к грузу, то удаляя от него.

Вы убедитесь, что, чем больше расстояние от руки до точки опоры, тем легче удержать груз. Тот же результат вы получите, если будете передвигать руку вдоль рычага к точке опоры, оставляя неизменным расстояние от опоры до груза.

Этот опыт можно и видоизменить.

Положите конец палки на спинку стула, отодвинув утюг немного дальше от конца. Держа палку за другой конец и двигая утюг, вы получите такой же результат, что и в первом опыте, когда с товарищем поднимали чемодан.

Рычаги разных видов встречаются в повседневной жизни на каждом шагу: тачку легче везти, если у нее длинные ручки; гвоздь выдернуть легче, если гвоздодер имеет большую длину; гайку завернуть значительно легче ключом с длинной рукояткой.

А вспомните описание строительства египетских пирамид. Какие глыбы камня египтяне передвигали с помощью рычагов!

Но рычаг, облегчая человеку работу, сам не является источником энергии.

Здесь действует один из замечательных законов механики, который упрощенно выглядит так: выигрыш в силе — проигрыш в пути. Иной раз стоит пожертвовать более коротким путем, чтобы выиграть в силе. Работа все равно будет одна и та же, но сделать ее легче потому, что увеличению пути соответствует и увеличение времени. А за больший промежуток времени работу сделать легче — это ясно каждому.

При конструировании машин бывает и наоборот, когда жертвовать приходится силой, чтобы выиграть в пути, выиграть во времени.

Это можно наблюдать на ременных и зубчатых передачах различных машин. Большое колесо, например, делает один оборот, а маленькое, связанное с ним, за это же время успевает сделать несколько оборотов.

Ворот

Вы, наверное, не раз убеждались, что ведро воды, когда вы его достаете из колодца с помощью ворота, кажется гораздо легче, чем когда вы его несете в руке. А ведь ведро одно и то же и воды в нем столько же.

Дело в том, что ворот — это тот же рычаг, только несколько видоизмененный. И здесь действует закон: выигрыш в силе — проигрыш в пути.