كيفية بناء محرك حرارة الشريط المطاطي: 6 خطوات (مع صور)

مرحبا جميعا!
هل سبق لك أن أردت إقناع أصدقائك بمشروع فيزياء رائع؟ حسنًا ، أنت محظوظ !!
سوف يعلمك إرشاداتي كيفية بناء أبسط أنواع المحركات الحرارية. هذا التدريب هو تكلفة رخيصة (حوالي 20 دولارًا) وفكرة بسيطة يتم بناؤها من أجل عرض أساسي للفيزياء. يستغرق الوقت الإجمالي للبناء ساعة واحدة فقط من البداية إلى النهاية. تؤكد أهمية هذا المشروع على بساطة إظهار محرك حراري بسيط من خلال الطاقة الحرارية المحولة إلى حركة ميكانيكية.
يعد بناء محرك تسخين الشريط المطاطي هذا واحدًا من أبسط وأروع الطرق لإظهار كيفية القيام بالعمل من خلال استخدام الحرارة. يمكنك أيضًا إقناع أصدقائك بإخبارهم أنك تنشئ "محركًا".
ما هو محرك الحرارة؟
المحرك الحراري هو آلة تحول الطاقة الحرارية إلى حركة ميكانيكية. سيقوم محرك Rubberband بتحويل التسخين الحراري ، باستخدام مصباح التدفئة ، إلى حركة ميكانيكية عن طريق تدوير العجلة.
كيف يعمل هذا؟
تتفاعل الأشرطة المطاطية معاكسة للمعادن عند تعرضها لدرجات حرارة ساخنة وباردة. عندما تتعرض لمصباح حراري (ساخن) ، ستقل الأشرطة المطاطية وتصبح أصغر. أثناء انقباضها ، سينتقل المحور المركزي نحو الحافة الخارجية للعجلة مما يجعل العجلة غير متوازنة. عندما تكون العجلة غير متوازنة ، سوف تتسبب في تغير الوزن وتبدأ في الدوران! من الآن فصاعدا ، تم الآن تحويل الطاقة الحرارية إلى حركة ميكانيكية.
اتبع الخطوات الـ 6 التالية بعناية ، وسيكون لديك قريبًا محرك حراري كامل الشريط يعمل بالحرارة.
ملاحظة: يمثل بناء محرك الحرارة هذا تحديا بعض الشيء بالنسبة للأطفال ولكن يمكن بسهولة أن يصاحبه شخص عمره 12 عامًا فأكثر.

اللوازم:

الخطوة 1: جمع المواد

أساسيات محرك حرارة الشريط المطاطي الخاص بك:

- حافة الدراجة وظيفية بالكامل (لا الإطارات أو أنبوب المطاط)

يجب أن تكون حافة الدراجة في حالة جيدة. لا تستخدم حافة عازمة القديمة.

- قواطع الترباس الصغيرة

كماشة لن ​​تقطع من خلال المتحدث الألومنيوم. ستحتاج إلى زوج حاد وقوي من قاطعات البراغي الصغيرة.

- مصباح المصباح الحراري

يمكنك استخدام مصباح تسخين منتظم من أي متجر لاجهزة الكمبيوتر أو يمكنك شراء المصباح فقط واستخدام مصباح مكتبي قياسي كمصدر لوضع المصباح.

- 3inch Rubberbands.

الأشرطة المطاطية تتفاعل مع نفسها للحرارة بغض النظر عن حجمها أو شكلها أو عرضها. ومع ذلك ، للحصول على أفضل نتيجة ، أوصي بشرائط مطاطية 3 إنش تكون أكثر سمكًا وأقوى قليلاً لتثبيت العجلة والمحور معًا.

بعد الانتهاء من تجميع هذه المواد ، أصبحت الآن جاهزًا للبدء في إنشاء محرك حراري لشريط المطاط.

الخطوة 2: تعليم المتحدثين

1. قياس طول واحد تكلم.

يبلغ طول عجلة الدراجة الخاصة بي 26 بوصة. لذلك كل تكلم يبلغ طوله 11.5 بوصة.

2. علامة 1.75 بوصة قبالة غيض من تحدث بالقرب من المحور.
3. علامة 1.75 بوصة قبالة غيض من مسمار الألومنيوم الصغيرة.

الخطوة 3: قطع و الانحناء السنانير

تحذير!
يمكن أن يكون استخدام قاطعات البراغي نقطة قرصة وسيحتاج إلى استخدامه بحذر عند القطع.
الألومنيوم حاد عند القطع. توخي الحذر وعدم كزة نفسك عند الانحناء السنانير.

1. قص فقط تحدث واحد في علامات قمت بها في الخطوة 2.
2. إزالة قطعة الألومنيوم الصغيرة بالقرب من المحور
3. ثني الخطاف على قطعة صغيرة من المحور قمت بإزالته للتو.

الحذر! إن ثني قطعة الألومنيوم كثيرًا يمكن أن يؤدي إلى كسرها.

نصيحة: امسك القطعة بإحكام في الزردية واضغط على سطح صلب لتسهيل الانحناء.
4. استبدال قطعة الألومنيوم عازمة مرة أخرى في المحور.
5. ثني الخطاف في قطعة الألومنيوم الصغيرة من الحافة مع كماشة أو قواطع البراغي ليكون لها هوك في نهاية "قطع".

الخطوة 4: استبدال وتكرار

تحذير!
قد يؤدي إطالة الشريط المطاطي إلى حد بعيد إلى تركه في متناول يديك. تمتد بحذر.

1. قم بتمديد شريط مطاطي على الخطافين اللذين قمت بصنعهما في الخطوة 3.

أنت تستبدل الآن الخطاط بشريط مطاطي.

2. كرر الخطوة 3-4.

الخطوة 5: إعداد محرك حرارة الشريط المطاطي

1. ضع العجلة على قاعدة مستوية مع وضع قضيب المحور في وضع متوازن.
النتيجة: يجب أن تدور العجلة بحرية دون تدوير المنصة. يمكنك استخدام الترباس الموجود بالفعل في محور العجلة ، أو نظرًا لأنه لا يوجد فيي أحد ، فقد استخدمت قضيبًا خشبيًا للسماح للعجلة بالدوران.
تحذير!
تصبح المصابيح الحرارية ساخنة جدًا عند الاستخدام. توخي الحذر حتى لا تحرق بشرتك على المصباح.

2. ضع المصباح الحراري على بعد 6 بوصات من الأشرطة المطاطية ، مع مستوى المحور.

نصيحة: ضع المصباح بالقرب من الحافة للحصول على دوران أفضل على العجلة.

الخطوة 6: إكمال محرك حرارة الشريط المطاطي

1. قم بتشغيل مصباح الحرارة.
2. انتظر 5 دقائق حتى يصبح المصباح ساخنًا وأن تبدأ الأشرطة المطاطية في الانكماش
3. مشاهدة بعناية كما يدور عجلة!
لقد نجحت الآن في بناء أول محرك حراري لشريط مطاطي !!!

انقر هنا لمشاهدة الفيديو من عجلة الغزل.
النتيجة:
سوف تدور العجلة مع استمرار تمدد الأشرطة المطاطية ، بسبب الحرارة ، وتحريك المحور الأوسط.
ستلاحظ أن العجلة تدور بسرعة في اتجاه واحد ، ثم تنعكس في الاتجاه الآخر. وذلك لأن المحور يتجه نحو جانب واحد من الحافة ، مما يجعله غير متوازن. ستستمر العجلة في الدوران ذهابًا وإيابًا حتى يتم تسخين مجموعة جديدة من الأشرطة المطاطية لمواصلة تدوير العجلة.

ملاحظة: لا يمكن استخدام هذا المحرك الحراري لأداء الكثير من العمل. ومع ذلك ، فإن التصميم فريد من نوعه وبارد للغاية حيث أن العصابات تمتد وتمتد عجلة الدوران.