Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2003 № 06

Теперь о механике. Система слежения состоит из двух одинаковых механических схем, работающих независимо друг от друга, каждая в своей плоскости.

На рисунке 1 показана классическая кинематическая схема, построенная на шкивной передаче. Крутящий момент передается с электродвигателя на поворотную ось системы слежения через понижающий редуктор, который необходим, чтобы повысить силу электродвигателя, но и для снижения его оборотов: при большой скорости вращения фотодатчики могут не успеть отследить «цель». Схема управления плавно регулирует подачу питания на электродвигатели и тем самым замедляет скорость их вращения. Но, поскольку обычные двигатели быстроходны, в кинематическую схему включен постоянный двухступенчатый редуктор, понижающий скорость вращения в 30 раз (для двигателя со скоростью вращения 3600 об/мин.).

На схеме показаны редукторы со следующими отношениями: ступень 1–1:5; ступень 2–1:6. Если при постройке системы слежения будет возможность использовать червячный редуктор — это наилучший вариант, установка получится намного компактней. В крайнем случае, можно сделать редуктор, надев на вал электродвигателя резиновый кембрик, соприкасающийся со шкивом. В этом случае, правда, придется изобретать еще узел, поджимающий их друг к другу.

На валу горизонтального слежения размещается скользящая электроконтактная группа промышленного образца. Ну а если такой не найдете, увеличьте длину монтажных проводов, а саму систему настройте с помощь ограничителей на угол поворота, не превышающий 360°.

На рисунке показана приблизительная компоновка узлов и деталей. Крышки картеров снимаются, не нарушая крепеж вращающихся деталей, которые размещены так, чтобы легко было заменить пассики.

Следящая система, как вы заметили, опубликована под рубрикой «Полигон». Вы тоже можете ее совершенствовать. Присылайте в редакцию свои варианты механики и электронной части. Будем достраивать систему вместе.

Ю. ПРОКОПЦЕВ, А. АНТОНОВ, А. ИЛЬИН

Для изучения газовых законов аппаратуры в школах мало. Но даже если ее достаточно, работа с ней трудоемка, а получаемые результаты выглядят невразумительно. Однако посмотрите, как изящно решаются эти проблемы с помощью такого простого прибора, как воздушный шарик.

Надуйте шарик до предела и, завязав, вынесите на улицу. В морозный день шарик вскоре заметно уменьшится в размерах. Если, например, температура в комнате плюс 20 °C, а на улице — минус 20 °C, то объем шарика уменьшится на 15 %, а диаметр — на 5 %. Если вы в комнате измерите периметр шарика портновским сантиметром, то обнаружите вполне ощутимое (на 3–5 см) его «похудение» после пребывания на улице. (Для таких опытов лучше применять шарики большие.)

Надуйте шарики разного размера и натяните их на противоположные концы трубки (рис. 1).

Воздух начнет перетекать из одного шарика в другой. Думаете, большой шарик будет надувать маленький? Нет, маленький шарик надувает большой!

Причина в упругости оболочки. Обращали внимание: резиновый шарик в первые моменты трудно надувать. Когда преодолеете «мертвую» точку, дело пойдет легче. Тут проявляет себя универсальное свойство всех материалов. Вначале они сопротивляются растяжению с большей силой, но по мере дальнейшего растяжения она ослабевает. Наступает даже так называемый «предел текучести», когда для дальнейшего удлинения увеличения силы почти не требуется. У металлов такое состояние предшествует разрушению, а резина, из которой делают воздушные шарики, его прекрасно переносит. У сильно раздутого шара оболочка теряет способность активно сжиматься, и ее давление на газ очень мало. Оболочка шарика маленького размера способность к сокращению не потеряла. Поэтому он и надувает большой.

Возьмите пустую бутылку, пропихните внутрь воздушный шарик, а горловину, оставшуюся снаружи, наденьте на горлышко бутылки. Затем попытайтесь надуть шарик внутри бутылки. Даже если это будет огромная двухлитровая бутыль, у вас ничего не получится. Вообще-то, от вашего дуновения шарик раздуется, но на ничтожно малую величину: давление в бутылке повысится и станет равным давлению в шарике, после чего рост его объема прекратится.

Перед вами на одном уровне висят два шарика. Как, не касаясь шариков руками, их соединить? Решение предельно простое, но не очевидное — подуть между шариками (рис. 2).