Народное творчество из бересты. Продлят очарованье лета припасы к зимним холодам...("Сделай сам" №2∙2004)

Самодельные устройства для физических опытов

Ю.Н. Новожилов

Дети да и взрослые могут проделать ряд довольно интересных физических опытов. И что существенно, инвентарь устройства для проведения этих опытов делаем сами из доступного материала, причем для этого не требуется какой-то особенный инструмент.

1. Для изготовления устройства для этого опыта нужен плоский диск диаметром 250–400 мм с отверстием в центре диаметром 6–8 мм и толщиной 2–6 мм. Диск может быть изготовлен из прочного картона, оргалита, пластмассы. Но проще всего в качестве диска для нашего устройства можно использовать отслужившую свое патефонную пластинку.

Еще потребуется прочная нитка длиной 1–1,5 м, желательно потоньше. К одному концу нитки привязываем деревянную палочку длиной со спичку или обычную канцелярскую скрепку. Другой конец нитки просовываем в отверстие диска, причем диск опускаем на деревянную палочку или скрепку.

Все это устройство подвешиваем на гвоздь, скобу. Вероятнее всего, диск на нитке будет висеть в наклонном положении (рис. 1).

Рис. 1

Теперь движением руки приводим диск во вращение в горизонтальной плоскости. А затем раскачиваем наше устройство как маятник. При этом вращающийся и раскачивающийся диск остается в горизонтальной плоскости.

Этот эффект легко объясним, но тем не менее он производит впечатление (рис. 2).

Рис. 2

2. Второй опыт еще поразительнее (рис. 3).

Рис. 3

Для его осуществления требуется переднее колесо от велосипеда 1, его следует надеть на ось 2, к которой привязан шнурок 3.

Если другой конец оси отпустить, а неподвижное колесо с осью придерживать только шнурком, то колесо сразу опрокинется.

Но если колесо с горизонтальной осью предварительно раскрутить и после этого колесо удерживать только за шнурок, привязанный к его оси, то, к удивлению, вращающееся колесо не опрокинется, а останется в вертикальном положении, а ось его — в горизонтальном. Она будет медленно поворачиваться в горизонтальной плоскости вокруг шнурка. Таково действие сил, возникающих при вращении колеса.

Царь-пушка установлена на территории Кремля. А отлита она была в 1586 году русским мастером Андреем Чоховым по приказу царя Федора Ивановича на Московском Пушечном дворе.

Длина ствола ее составляет 5 м 34 см. Наружный диаметр ствола равен 120 см, диаметр узорного пояса у дула — 134 см, калибр — 890 мм.

На самом краю ствола вырублено «2400 пуд» — таков вес пушки. На современные меры это составит 3912 килограммов.

Это была самая большая пушка в мире. Интересно, что неординарность Царь-пушки была понята уже при ее отливке. Так на средней части ствола пушки отлиты две надписи. Справа: «Повелением благоверного и христолюбивого царя и великого князя Федора Ивановича государя самодержца всея великия Россия при его благочестивой и христолюбивой царице великой княгине Ирине». А с левой стороны: «Слита бысть сия пушка в преименитом царствующем граде Москве лета 7094, в третье лето государства его. Делал пушку пушечный литец Ондрей Чохов».

Царь-пушку отливали как боевое орудие, а не в чисто декоративных целях. Она является шедевром тяжелой крепостной артиллерии своего времени.

Итак Царь-пушке более 400 лет. Она символизирует культуру, искусство и мощь нашей страны. Поэтому она и установлена в историческом центре России — в Кремле.

Быть может, и вы бы хотели иметь уменьшенную копию-модель Царь-пушки на своем рабочем столе, тумбочке, полке. Модель-копию можно изготовить самостоятельно целиком из дерева, а потом раскрасить соответствующими красками.

Естественно, что для изготовления модели Царь-пушки надо знать размеры всех ее деталей. Для их определения в качестве исходных взяты действительные, указанные выше.

Эти размеры базовые для определения всех остальных размеров деталей Царь-пушки. А определены они по разным фотографиям. Поэтому возможна незначительная неточность в размерах, что непринципиально.

На прилагаемых рисунках деталей модели Царь-пушки указаны как размеры в мм, так и фактический размер конкретной детали Царь-пушки, определенный по соотношению с базовыми размерами по фотографиям. Последние размеры указаны в скобках.

1. Основной элемент Царь-пушки, да и модели — это ствол (рис. 1).

Рис. 1

Его можно изготовить из твердой древесины на токарном станке Естественно, что отдельные элементы художественной отделки ствола, его орнамент таким образом не выполнить. Скобы для ствола в количестве 8 шт. можно изготовить из проволоки или гвоздей диаметром 2–3 мм. Их следует вставить в высверленные для этой цели отверстия на стволе модели.

Подготовленный ствол модели Царь-пушки следует покрасить бронзовой краской.

На стволе Царь-пушки выполнены для украшения три пояса орнамента, обозначенные на рис. 1 индексом «А». На модели орнамент можно имитировать, для чего на ствол в нужных местах следует приклеить кольцеобразно три полоски наждачной бумаги (погрубее), а затем покрасить их бронзовой краской.

Узорные пояса у дула и у казенной части ствола модели Царь-пушки украшены прямоугольными розетками. На модели их можно обозначить соответствующей раскраской.

2. Две боковые стороны лафета модели Царь-пушки изготавливают из фанеры или тонких дощечек, толщиной около 7 мм (рис. 2).

Рис. 2

На наружных сторонах лафета Царь-пушки выполнен орнамент. На боковых сторонах лафета модели орнамент может быть нарисован по образцу, как на фотографиях 1, 2, 3, 4, 5.

Лафет Царь-пушки выполнен из чугуна, поэтому он может быть покрашен серой краской. А при желании его можно покрасить и под бронзу. Лафет Царь-пушки таким образом обрабатывался (рис. 2)

3. Переднюю часть лафета модели Царь-пушки изготавливают из фанеры или дощечки толщиной около 10 мм.

На передней части чугунного лафета Царь-пушки выполнен барельеф зверя (фото 2). Если изготовление его вызывает затруднения, на упрощенной модели эта деталь может быть и без него. В принципе тут может быть закреплена монета с гербом или иная миниатюрная поделка с соответствующим изображением. Окрашивание этой детали лафета аналогично окрашиванию боковых сторон лафета (рис. 3.).

Рис. 3

4. Заднюю часть лафета также изготавливают из фанеры или дощечки толщиной около 10 мм. Окрашивают ее аналогично другим частям лафета (рис. 4.).

Рис. 4

5. Передние колеса Царь-пушки изготавливают на токарном станке из толстой фанеры. Для модели нужны два колеса (рис. 5).

Рис. 5

Конфигурация спиц колес довольно сложная, выполнение их достаточно трудоемко. Для простоты колеса могут быть без спиц, сплошные. На них наносят рисунок спиц с фотографий 1, 4, 5.

6. Ось для передних колес делают на токарном станке из дерева Окрашивают в серый цвет (рис. 6).

Рис. 6

7. У модели Царь-пушки одно заднее колесо. Его изготавливают на токарном станке из толстой фанеры, окрашивают также в серый цвет (рис. 7).

Рис. 7

8. Ось заднего колеса изготавливают на токарном станке из дерева, окрашивают в серый цвет (рис. 8).

Рис. 8

9. Для опоры и крепления ствола модели на лафете предназначена деревянная пластинка 9 (рис. 9).

Рис. 9

10. Собранная модель изображена на рис. 10.

Рис. 10

Все детали Царь-пушки соединяют с помощью мелких гвоздиков и клея.

Следы шляпок гвоздей, трещины, швы следует затереть шпатлевкой или сделать их незаметными при покраске.

В качестве ядер для Царь-пушки можно использовать шарики соответствующего диаметра (22–25 мм) от отработавших свое шариковых подшипников.

Можно, конечно, изготовить модель Царь-пушки и других габаритов. Для этого нужно пересчитать основные размеры ее деталей, приведенных на рисунках 1-10.

Об изготовлении оптических аппаратов

Интересное занятие — изготовление различных простых оптических аппаратов: камеры-обскуры, эпидиаскопов, подзорных труб и других.

Камера-обскура интересна для детей, они и смастерить ее могут самостоятельно. Эпидиаскоп — это и для взрослых интересно. С его помощью можно получать на экране или стене увеличенное изображение с фотографий, рисунков. Тем более что для его изготовления все доступно — ящик для этих аппаратов можно сделать из фанеры или даже приспособить для этой цели готовую коробку из прочного картона. А телескопы, подзорные трубы интересны всем.

Для оптических систем этих аппаратов могут быть использованы линзы для очков, которые можно приобрести в оптических магазинах, или даже линзы от старых, уже ненужных очков. То есть эти очки и их линзы не выбрасываются, им предстоит вторая жизнь в оптической поделке.

Возникает вопрос, как проще изготовить патрубки и тубусы для этих линз? Для обеспечения хорошей работы самодельного оптического аппарата необходимы аккуратно выполненные эти самые тубусы и патрубки. Установка в них линз должна быть выполнена точно. Тубус для самодельного оптического прибора можно изготовить из плотной бумаги, смазывая ее клеем и плотно наматывая на цилиндрическую оправку соответствующего диаметра.

Но изготовить точную цилиндрическую оправку из дерева надо на токарном станке.

В таком случае для изготовления патрубков и тубусов для самодельных оптических приборов можно использовать цилиндрические флаконы из-под всяких шампуней, кремов и других косметических средств. Обычно после использования содержимого флаконов последние просто выбрасывают.

Эти флаконы бывают различных диаметров и длин. Как их использовать для нашей цели?

1. Быть может, удастся подобрать флакон с диаметром, подходящим для имеющейся линзы. В таком случае цилиндрическую часть флакона обрезают у дна и сверху, под пробкой. При этом получается готовый цилиндрический патрубок, тубус.

Линзу в него вставляют и фиксируют в нужном месте двумя кольцами из картона, смазанного клеем (рис. 1).

Рис. 1. Установка линзы в тубусе из флакона.

Чтобы сделать такой тубус более жестким, на него следует намотать несколько витков смазанной клеем плотной бумаги.

2. В тех случаях, когда диаметр линзы несколько меньше внутреннего диаметра имеющегося флакона, в него следует предварительно вставить смазанное клеем кольцо из картона, в которое и вставляется линза (рис. 2).

Рис. 2. Установка линзы в тубусе, превышающем ее диаметр

Фиксируют линзу, как указано на рис. 1.

3. Если диаметр линзы больше внутреннего диаметра имеющегося флакона — тоже есть выход. На имеющийся цилиндрический флакон следует намотать несколько витков бумаги, не смазанной клеем, чтобы диаметр флакона с намотанной бумагой соответствовал диаметру линзы. Теперь на подготовленный таким образом флакон следует наматывать уже смазанную клеем бумагу для изготовления тубуса (рис. 3).

Рис. 3. Изготовление тубуса под большую линзу

После высыхания клея следует вытащить из тубуса пластмассовый флакон с намотанной на него не смазанной клеем бумагой. Склеенный из бумаги тубус получился нужного диаметра.

В случае, если флакон плохо поддается и не вытаскивается из тубуса, его можно просто разрезать изнутри острым ножом.

Аналогичным образом изготавливают и патрубок, в который вставляют тубус с линзой.

В сборе тубус и патрубок показаны на рис. 4.

Рис. 4. Оптическая система в сборе