Прибор для демонстрации невесомости своими руками
Обновлено: 07.07.2024
Индустрия космического туризма оценивается в сотни миллионов долларов и связана с множеством нюансов: после внесения оплаты надо встать в многолетнюю очередь из желающих, а потом долго готовиться к полету. Впрочем, состояние невесомости — главное космическое ощущение — можно испытать гораздо быстрее и дешевле. И главное — не покидая пределов Земли.
Вполне естественно, что помимо Звездного городка существуют и другие способы испытать невесомость и близкие к ней ощущения. Forbes предлагает вашему вниманию 6 разных вариантов.
Центрифуга в ЦПК (Звездный городок)
Когда-то в одном из помещений ЦПК была построена специальная центрифуга весом 300 т и диаметром 18 м. Используется она для моделирования перегрузок в земных условиях и, в частности, позволяет испытать физиологическую невесомость. Желающего попробовать силу 300-тонной центрифуги одевают в глухой скафандр, затем сажают в специальное кресло, к которому сначала подключают многочисленные датчики. Полностью снаряженное кресло с усаженным в него добровольцем подвозят к центрифуге и, закатив внутрь, включают двигатель. Вращение на центрифуге длится три минуты, невесомость в данном случае достигается за счет перераспределения жидкости в организме. Все три минуты за показаниями датчиков будут наблюдать врачи и инструктор. Но есть и аварийный способ предупредить о невыносимости перегрузок: внутри центрифуги человек должен крепко держаться за специальный рычаг. Если его отпустить, медики и специалисты получат экстренный сигнал о том, что человек потерял сознание, и сразу отключат центрифугу.
Стоимость услуги: 55 000 рублей с человека
Тел.: 526 38 42, 526 38 79, 526 78 55
Гидролаборатория (Звездный городок)
В этом году исполняется тридцать лет с тех пор, как в гидролаборатории Звездного городка начали тренировать космонавтов перед полетами. Лаборатория представляет собой огромный бассейн длиной 23 м и 12 м в глубину, на дне которого установлен макет МКС. Именно на нем космонавты тренируются перед тем, как первый раз выйти в открытый космос. Как и в других аттракционах ЦПК, все желающие проходят обязательную медкомиссию, затем прослушивают теоретическую лекцию, а уже после — и это занимает не менее получаса — надевают сложноустроенный, тяжелый и крайне неповоротливый скафандр, оснащенный специальными свинцовыми грузами (все вместе весит около 200 кг). И только затем с помощью крана добровольцев аккуратно погружают на дно. Погружение проходит с инструктором, который попутно дает задание перенести какую-нибудь деталь макета под водой с одного места на другое. Именно на максимальной глубине и появляется ощущение невесомости — сродни тому, которое испытывает космонавт, работающий в открытом космосе. Весь процесс длится четыре часа; под водой человек проводит два. Внимание: до июня заказы не принимаются.
Стоимость услуги: 182 000 рублей с человека
Тел.: 526 38 42, 526 38 79, 526 78 55
Еще один способ испытать невесомость — принять участие в полете на МиГ-29. Во время выполнения фигур высшего пилотажа те, кто находится в кабине, испытывают невесомость, правда, буквально несколько секунд. Подобные полеты для гражданских лиц организовывают в Нижнем Новгороде. Занимает мероприятие весь день и начинается рано утром: приезжать и заселяться в гостиницу рекомендуется накануне. В этом случае в гостиницу приедет инструктор и расскажет о предстоящей программе. Записываться необходимо за полтора месяца, чтобы служба безопасности успела проверить, не шпион ли новоприбывший. Всем желающим, кто был признан честным гражданином, предлагается выбрать одну из трех возможных программ: полет в тропосфере на высоте 12 км, на высоте 18 км и полет в стратосфере на высоте 21 км. В последнем случае из иллюминатора с одной стороны будет видно звездное небо, а с другой стороны — округлый контур Земли. В зависимости от высоты полеты длятся от 25 до 50 минут. Перед полетом все проходят беглый медосмотр: врачи проверяют давление и пульс.
Стоимость услуги: полет на высоте 12 км — 380 000 руб./чел.; полет на высоте 18 км — 480 000 руб./чел.; полет на высоте 21 км — 595 000 руб./чел.
Тел.: 645 07 02
Стоимость услуги: 1 800 000 на группу из 15 человек
Аэротруба позволяет ощутить себя воздухоплавателем: воздушный поток подхватывает человека и подвешивает в воздухе, подбрасывая в разные стороны. Ощущения эти, конечно, не являются невесомостью в строгом смысле слова, однако аэротруба позволяет парить на высоте до 10 м при ширине потока 4 м. Главный плюс аэротрубы по сравнению со всеми приведенными выше способами — это относительная дешевизна и отсутствие медкомиссий. Плюс ко всему это совершенно безопасно. Многие парашютисты, к примеру, тренируются именно в аэротрубах. В зоне полета все стены имеют мягкую обивку, здесь нет твердых предметов, а специальная защитная сетка смягчает падение после выключения двигателя. Вдобавок рядом всегда находится опытный инструктор, который каждую минуту контролирует полет. Рекомендованная продолжительность полета для девушки составляет пять минут; для мужчины — до десяти. В аэротрубе могут летать даже дети (от 5 лет), потому что для этого не требуется быть атлетом с заниженным порогом самосохранения. Согласно распорядку, желающие обязаны внимательно выслушать инструктора, который подробно расскажет, как держаться в воздушном потоке. Далее предстоит одеться в специальный комбинезон, надеть шлем, затем небольшая тренировка и — в полет! Внимание: скорость ветра в аэротрубе достигает 200 км/ч.
Стоимость услуги: 4 минуты — 3500 рублей с человека; 10 минут — 6500 рублей
Камера сенсорной депривации (флоатинг)
Ранее мы исследовали, каким образом кошка разворачивается во время падения, чтобы приземлиться на лапы. Мы учли закон тяготения и провели наш эксперимент с ожидаемым исходом.
Но что будет, если полностью отключить гравитацию? Представьте: космонавт находится в невесомости, а поблизости нет предметов, от которых он мог бы оттолкнуться. Сможет ли он развернуться в нужную ему сторону, используя лишь движения собственных конечностей? Давайте посмотрим, как справятся с этой задачей физические инструменты Cascadeur.
Допустим, космонавт хочет развернуться на 180 градусов, чтобы увидеть, что находится у него за спиной. Если бы он стоял ногами на земле, то такое движение не составило бы труда. Но в космосе движения его верхней и нижней частей тела начинают компенсировать друг друга: он поворачивает грудь в одну сторону, а вот его ноги тут же поворачиваются в другую сторону — и в результате ему не удается развернуться.
Похожую ситуацию можно воспроизвести и на Земле, если попытаться повернуться на обычном офисном кресле, не отталкиваясь ногами, или же на специальном гимнастическом диске.
Cascadeur — это программа для создания physics-based анимации. Риги персонажей состоят из множества твердых тел, каждое из которых имеет массу и тензор инерции. За счет этого программа рассчитывает физическое поведение персонажей.
Чтобы проверить, как в невесомости работают различные движения, сперва мы создали анимации этих движений, а затем применили к ним физические инструменты, установив нулевое значение гравитации.
Важным моментом в условиях невесомости является то, что скорость центра масс никак не может измениться без приложения силы извне. Если центр масс персонажа был изначально неподвижен, то, вне зависимости от совершаемых движений, он все равно останется в том же самом месте в пространстве. Персонаж может лишь вращаться вокруг своего центра масс.
На оригинальной анимации (пример слева) персонаж оглядывается за спину, сильно разворачивая верхнюю часть корпуса. Однако в реальных условиях невесомости такое движение было бы невозможно.
После применения физических инструментов (пример справа) движение выглядит несколько иначе: персонаж уже не может развернуться так далеко, а его ноги начинают вращаться, компенсируя движение верхней части корпуса. При этом позы персонажа в каждом кадре остаются точно такими же, как и в оригинальной анимации!
Однако вы можете развернуться в любом нужном направлении только за счет собственных движений даже в условиях невесомости. Это доказывает видео с реальными космонавтами!
Мы взяли это видео в качестве референса и сделали быстрый набросок анимации, стараясь повторить позы космонавта.
К сожалению, когда мы применили физические инструменты к этой анимации, результат оказался не слишком хороший. Наш космонавт никак не мог сделать первый разворот — с живота на спину.
Мы решили, что дело тут в недостаточно активной работе рук, и сделали несколько анимаций, в которых усилили это движение. Это не особенно помогло — персонаж лишь слегка поворачивался на бок. Чтобы перевернуться на 180 градусов, ему понадобилось бы куда больше времени и усилий.
Тогда мы стали изучать, какие движения персонажа влияют на его вращение и как именно они это делают. Оказалось, что для разворота с живота на спину нам необходимо усилить движения ног, а не рук!
И вот анимация, в которой верхняя часть персонажа остается совершенно неподвижной, а ноги при этом подтягиваются к животу и описывают окружность.
После применения физических инструментов центр масс остается на месте, верхняя часть тела компенсирует движения ног, а весь персонаж начинает вращаться целиком. Эта анимация стала выглядеть вот так:
Таким образом мы развернули персонажа на 180 градусов — с живота на спину — при помощи двух круговых движений ногами, не задействуя движения рук!
После того как наш персонаж развернулся на спину, ему оставалось сделать поворот по другой оси, чтобы принять вертикальное положение. Для этой цели хорошо сработает вращение конечностей вдоль тела.
Таким образом, объединяя принципы этих движений, можно развернуться в невесомости в любую нужную сторону без внешнего воздействия!
Вы можете самостоятельно в этом убедиться, посетив МКС или установив бесплатную бета версию Cascadeur.
ВВЕДЕНИЕ Учиться физике в 7 и 8 классе легко и интересно, так как много демонстраций и лабораторных работ. Эксперименты мы проводим не только в классе, но и дома. Для этого сами изготовляем приборы из подручных средств: пластиковых бутылок, трубочек – капилляров из медицинских систем вливаний растворов, воздушных шариков и т.д. При этом мы закрепляем знания изученных физических величин, учимся на практике их измерять и определять, наблюдать физические явления. При этом формируется техническое мышление, развивается воображение и расширяется сфера применения знаний. ЦЕЛИ РАБОТЫ: показать связь теоретических знаний с жизненным повседневным опытом, показать конструкторские идеи учащихся.
Барометр. Монохонова Лиза
МАНОМЕТР. Монохонова Лиза
Модель космической станции для выхода в открытый космос. Пестерев Женя
ТЕЛЕФОН. Солдатова Юля
Прибор для демонстрации волны Воронцов Паша
Модель ветряного генератора. Пальшин Боря
ГЕНЕРАТОР ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ Шульгин Слава
ПРИБОР ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕИСПРАВНЫХ МЕСТ ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ. Серявин Вася
Сообщающиеся сосуды. Панькова Марина
Расширение твёрдых тел при нагревании. Дульянинов Саша. Планетоход. Тетерин Влад. Вентилятор. Дульянинова Таня
1.Сигнализация, срабатывающая при высокой влажности воздуха. Серявин Игорь. 2.Светомузыка. Бурцев Серёжа
Вибро-жук. Козин Саша. Катер. Серявин Андрей. Гонка. Шульгин Серёжа.
Крупенников Сёма показывает махолёт
Шульгин Серёжа и Ворошнин Рома испытывают выпрямитель
В основе моей педагогической деятельности лежит системно-деятельностный подход, который обеспечивает :
-75%
Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Прибор для демонстрации невесомости. Презентация на заданную тему содержит 4 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!
194943 194913 194923 194919 194906 194935 194918 194932 194934 194940 194948 194929 194933 194911 194946 194907 194949 194909 194950 194947 194942 194951 194944 194930 194910 194941 194912 194922 194945 194936
Обратная связь
Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать её на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:
Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:
Мы в социальных сетях
Читайте также: