Как сделать и запустить воздушного змея

Рис. 36. Анемометр

Теперь надо сделать подставку Е. Основу ее составляют две пустые деревянные катушки для ниток, склеенные вместе. В отверстие вставляют круглую деревянную палочку, которая должна плотно туда входить. Эта палочка срезается заподлицо по обе стороны катушек. Возьмите большую швейную иглу, диаметр которой должен быть таким, чтобы крестовина легко вращалась, но не болталась. Проделайте дыру в деревянной палочке, вставленной в катушки, и укрепите в ней иглу. Наденьте на иглу несколько бусин диаметром 18 мм, а сверху поместите небольшую шайбу.

Третья стадия – изготовление основания F. Оно представляет собой кусок фанеры толщиной 0,6 см квадратной формы, усиленный по низу рейками. Снизу делают стержень, который может втыкаться в землю или располагаться на подставке, как показано на фрагменте G. Просверлите отверстие в одном из углов основания F, вставьте туда палочку Н длиной 3 см и покрасьте ее в красный цвет. Это будет маркер. Один из колпачков тоже надо покрасить красным цветом. Поместите крестовину на ось, и анемометр готов к употреблению.

Если анемометр постоянно будет находиться на открытом воздухе, его следует накрывать. Анемометр следует окрасить эмалевыми красками подходящего цвета, который бы контрастировал с красным маркером и колпачком.

Чтобы определить скорость ветра, необходимо сосчитать, сколько раз красный колпачок пройдет над красным маркером в одну минуту. Колпачок описывает окружность диаметром 1 метр.

Длина этой окружности в метрах равна D = 3,142 х 1 = 3,14 м. Если теперь этот результат умножить на число оборотов в минуту, то можно получить скорость ветра в метрах в минуту. Отсюда легко определить скорость ветра в километрах в час.

Так, например, пусть число оборотов в минуту равно 80.

Тогда скорость ветра равна

80 х ЗД4 = 251,2 метра в минуту.

Скорость ветра в метрах в час

251,2 х 60 = 15 072 м/ч = 15,07 км/ч

Анемометр таких размеров может регистрировать скорость ветра до 30 км/ч. Для более высоких скоростей надо построить прибор больших размеров.

Удобнее рассчитать коэффициент, на который надо умножать число оборотов ротора в минуту, чтобы получить скорость ветра в километрах в час. При диаметре 1 метр этот коэффициент будет равен 0,188.

Флюгер

Простейшая конструкция флюгера представлена на рис. 37. Подставка у него такая же, как в анемометре, но только вместо двух применены три пустые деревянные катушки. Стрела флюгера изготавливается из круглого деревянного штыря диаметром 1,3 см и длиной 46 см. Просверлите посередине отверстие такого диаметра, чтобы стрела легко поворачивалась на оси. Сделайте пропилы на каждом конце глубиной 7,5 см. Теперь вырежьте из жести две фигуры С и D длиной 15 см и шириной 7,5 см в самой широкой части. Вставьте их в пропилы и закрепите клеем и маленькими гвоздиками.

Теперь сделайте основание Е. Возьмите для него доску толщиной 5 см или фанеру, укрепленную снизу планками. Вырежьте из жести или пластика четыре буквы и установите их на стержнях с пропилом, как показано на фрагменте F. Просверлите по углам отверстия, чтобы вставить эти стержни. Закрепите их клеем. Основание крепится на деревянной стойке, как и анемометр, но в этом случае она должна быть круглой формы.

Рис. 37. Флюгер

Соберите флюгер, надев стрелу на ось, положив сверху и снизу медные шайбы. На верхнюю часть оси наденьте маленькую деревянную деталь, которая должна плотно сесть на ось, как показано на фрагменте G. Закрепите ее клеем. Стрела на оси должна находиться в равновесии и легко вращаться. Покрасьте ее эмалью в черный цвет. Ось надо смазать каплей машинного масла.

Флюгер можно установить в любом удобном месте, открытом ветру, например на крыше навеса или на шесте. Надо только проследить, чтобы основание было строго горизонтальным, а ось – вертикальной.

При установке флюгер следует ориентировать по компасу.

Компас

Хотя хороший компас нетрудно купить, иногда самому интересно сделать этот несложный прибор (рис. 38).

Сначала надо сделать карту А диаметром 5 см. Прочертите на тонком картоне две окружности – внешнюю диаметром 5 см и внутреннюю – 2,5 см. Нанесите надписи и деления, как показано на рисунке. Вырежьте среднюю часть.

Рис. 38. Компас

Потом из тонкого картона вырежьте части В и С. Часть В приподнята в середине, а часть С – плоская, с отверстием в центре. Намагнитьте лезвие безопасной бритвы, проводя по нему магнитом только в одном направлении. Но перед этим в целях безопасности затупите лезвие мелким напильником. Подклейте лезвие под плоскую пластинку. Сделайте коробку для компаса достаточных размеров, для того чтобы круглая часть в нем свободно поворачивалась.

Соберите компас на игле, воткнутой в пробку. Подклейте части В и С к низу кольца: часть В так, чтобы она выступала из среднего отверстия, а С так, чтобы лезвие оказалось внизу. Приклейте к части С две бусинки, одну вверху, другую внизу. Острие иглы должно упираться в маленькое углубление, сделанное в приподнятой части детали В.

Глава 8 Почему летают воздушные змеи

Глядя на парящего в воздухе воздушного змея, оператор, то есть человек, запускающий его, может быть, захочет узнать, отчего это происходит. Ведь змей тяжелее воздуха, и тот не поддерживает его, как вода поддерживает лодку. Более того, воздушный змей обладает способностью подниматься в воздух, словно аэроплан. Он то подастся назад, то нырнет вниз, и в обоих случаях важную роль играет линь, на котором его запускают. Если линь подтянуть на себя, то змей немного поднимется. Если побежать, одновременно отпуская линь, то змея можно поднять еще выше. А после полета змей снова опускается на землю.

На воздушного змея действуют четыре силы, о которых стоит рассказать подробнее. Это – сопротивление, подъемная сила, сила тяжести и движущая сила. Можно сказать, что змей летает благодаря взаимодействию всех этих сил. Но рассмотрим все их по порядку.

Первая – сила сопротивления. Это означает, что воздух оказывает сопротивление любому движущемуся в нем телу. В этом можно убедиться на простом примере. Возьмите лист картона, придайте ему горизонтальное положение и поводите им из стороны в сторону. Лист легко перемещается сквозь воздух, встречая лишь небольшое сопротивление. А теперь используйте картон как веер, придав ему вертикальное положение. И вы тут же почувствуете разницу. Появилось явное противодействие движению листа, когда воздух действует словно тормоз.

Сопротивление воздуха легко ощутить во время бега. Даже в тихий день можно почувствовать, как вас обтекает воздух, а в ветреный день ветер становится серьезным препятствием, и, чтобы преодолеть его, пешеходу приходится прилагать определенные усилия.

На этих примерах видно, как движущийся объект рассекает воздух, словно лодка рассекает воду. Воздух создает сопротивление движению объекта, тормозя его. Он будто «прилипает» к поверхности предмета, стараясь замедлить и даже остановить его движение, другими словами, преодолеть силы, которые движут предметом.

Но существует сила, направленная вверх. В этом можно легко убедиться. Положите на стол лист писчей бумаги и подуйте поверх стола. Бумага приподнимется и двинется вперед. Подобным образом ученый Джордж Кейли демонстрировал подъемную силу воздуха. Эта сила движет летящим по воздуху листом, обрывком бумаги, поднимающимся самолетом или воздушным змеем.