Архив Галактики

Велосипед как модель изучения физических явлений

tanya01's Блог / 04.07.2014

Через одни явления познаем другие – сказал кто-то из великих. Сейчас лето, совершенно нет желания сидеть в душном помещении, хочется дышать воздухом, где-то путешествовать. Но и забрасывать воспитание и образование ребенка летом не хочется.

Так как непрерывность образования – тоже очень важно.

Велосипед – достаточно простое и в то же время интересное устройство.



Простое – скажет обыватель – ведь там – два колеса, рама, седло, педали. Несложное, но это не мешает активно им пользоваться большому количеству населения земного шара. В последнее время набирает обороты велодвижение в России, и я практически уверена, это явление также затронуло наших учеников. На мой взгляд, лучшее обучение через ситуации и наглядность. Итак, что есть на данный момент. Горный велосипед и желание кататься на нем. Поскольку велосипед это не только спортивный снаряд, но и определенная конструкция, то возникло желание на основе ее рассказать о некоторых явлениях. Этакое естествознание для школьников – с привлечением материала из физики, химии, биологии и смежных наук.

Возможно вы знаете, что для контроля над скоростями велосипеда и пройденных расстояний используется велокомпьютер.



фото взято отсюда

По какому принципу он работает? На колесо ставится датчик, который считывает обороты колеса и по несложной формуле (вспомним физику!) рассчитывает расстояние (диаметр колеса имеет значение).

У горного велосипеда есть переключатели скоростей. Благодаря им, на таком велосипеде легко ездить даже по очень сложному, горному маршруту. Опять же, владея знаниями из механики (передаточные отношения), можно понять, зачем столько скоростей одному-единственному велосипеду и как их правильно применять. Для ровных участков – самая маленькая звездочка на колесе и самая большая у педалей. При перепадах высот – самая маленькая звездочка у педалей и самая большая у колеса. А почему? Передаточные отношения – механика в действии.

Например, мне известен феномен сильного накачивания колес велосипеда для увеличения средних скоростей при движении. Опять же, а почему так? Резина – а это основа большинства современных шин – упругий материал, при увеличении давления в шинах уменьшается площадь контакта велосипеда с поверхностью (вуаля, физика!).

А еще у велосипеда существуют разные виды шин – практически без протектора – их называют еще гладкими и с ярко выраженным протектором. Соответственно можно поразмышлять – а какой велосипед – с каким типом шин будет ехать быстрее на асфальтовом покрытии, а какой уверенно поедет по грунтовой дороге. А самое главное - почему именно так, а не иначе?



И с каким давлением в шинах нужно отправиться в поездку по асфальту и по грунтовым дорогам? А шины могут быть еще и разной ширины. Начиная от самых узких – шоссейных и заканчивая фэт-шинами (по толщине сопоставимых с мотороллерной резиной).



Фото фэтбайка отсюда, а шоссейная резина - отсюда. Разная ширина шин – разная площадь соприкосновения с покрытием дороги – разные скорости.

Получается, взяв за модель обыкновенный велосипед – можно подробно изучить физические закономерности. Не на скучных брусках, брошенным яблоках, снарядах, а в действительных ситуациях. Заметьте! Это все можно изучить и обсудить, находясь в седле велосипеда.