ланетарий Москвы. Центр популяризации естественно научных знаний

Статьи о музее Лунариум и его экспонатах

Миллион вращений

Миллион вращений

Экспонат представляет собой систему из девяти пар зубчатых колёс (большое – малое) диаметром соответственно 220 и 22 мм (см. верхнее и нижнее фото), установленных последовательно одно над другим таким образом, чтобы каждые две соседние пары образовывали понижающую зубчатую передачу с коэффициентом трансформации 10: 1. Зубчатое колесо или шестерня – основная деталь зубчатой передачи в виде диска с зубьями, входящими в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса. В машиностроении принято малое зубчатое колесо с меньшим числом зубьев называть шестернёй, а большое – колесом. Зубчатые колёса обычно используют парами с разным числом зубьев с целью преобразования крутящего момента и числа оборотов на входе и выходе. Колесо, к которому крутящий момент подводится извне, называется ведущим, а колесо, с которого момент снимается – ведомым. Если диаметр ведущего колеса меньше ( на нашем экспонате именного так, см. фото ниже), то крутящий момент ведомого колеса увеличивается за счёт пропорционального уменьшения скорости вращения. В соответствии с передаточным отношением ( это отношение частоты вращения ведущего элемента механической передачи к частоте вращения ведомого), увеличение крутящего момента будет вызывать пропорциональное уменьшение угловой скорости вращения ведомого колеса, а их произведение – механическая мощность – останется неизменным.

lunarium-2.jpg

Каждое большое (ведомое) колесо соединено осью с последующим малым (ведущим), которое приводит в движение следующее большое и т.д. (фото выше). Первое, самое нижнее малое колесо приводится во вращение вручную при помощи маховика ( верхнее фото). Полный оборот рукоятки маховика точно соответствует повороту на десять зубцов самого нижнего малого колеса и соединённого с ним большого. Коэффициент трансформации 10:1 на экспонате означает, что смещение нижнего большого колеса на десять зубцов позволяет повернуть ближнее верхнее большое колесо всего лишь на один зубец. Таким образом, не трудно подсчитать: для того, чтобы второе снизу большое колесо сместить на один зубец, необходимо сделать 10 оборотов маховика; чтобы третье снизу колесо сместилось на один «шаг», нужно сделать 100 вращений; для пятого необходимо приложить 10 тысяч оборотов; для седьмого – один миллион; ну а для последнего девятого – 100 миллионов вращений рукоятки маховика. Если предположить, что скорость вращения маховика – один оборот в секунду, то для поворота последнего колеса на один зубец, при условии, что такая скорость будет постоянной на протяжении всего эксперимента, потребуется 100 миллионов секунд, или три с лишним года непрерывного вращения, что практически невозможно. Уменьшив скорость вращения хотя бы на одну секунду, понадобятся уже многие годы для того, чтобы достичь смещения последнего колеса на один зубец. Поэтому последнее колесо и вмуровано в гранитную плиту.

Для сравнения, один миллион оборотов совершают:
- настольный вентилятор за 10 часов;
- вал турбины турбореактивного самолета за 1 час;

Экспонат наглядно демонстрирует принцип работы понижающей передачи, знакомит с фундаментальными понятиями применяемыми в технике и механике: зубчатая передача, шестерня, крутящий момент, передаточное отношение, угловая скорость.

lunarium-1.jpg

В раздел Статьи о музее Лунариум и его экспонатах

АНОНС

  • Большой Звездный зал
    Новогодние представления пройдут с 17 по 30 декабря
  • Конференц-зал / Лекция
    7 декабря 2016 года в 19-00 в конференц-зале Планетария выступит кандидат географических наук, доцент географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова – Александр Викторович Федорченко.
  • Конференц-зал / Лекция
    21 декабря 2016 года в 19.00
  • Большой Звездный зал / Полнокупольная программа
    Премьера! Полнокупольный фильм посвященный уникальной космической миссии к ядру кометы 67Р Чурюмова-Герасименко.
  • Большой Звездный зал / Полнокупольная программа
    Лучшее за последние годы полнокупольное шоу
  • 4D кинотеатр / Стереофильм
    От истоков Вселенной, к сегодняшним знаниям человечества, в попытке исследовать неизведанное, и вперед в будущее без границ, Пространство: постигая космос знакомит зрителей ближе, чем когда-либо, с далекими планетами, Солнцем, Луной, галактиками, которые составляют безграничное пространство вокруг нас. Ошеломительное высокое разрешение и компьютерная графика погружают кинолюбителей в глубь тайн космоса невиданным ранее образом.
  • Малый Звездный зал
    Межпланетный экспресс домчит нас сначала к Солнцу, а затем доставит за пределы солнечного города. Мы почувствуем жар его центра и холод его окраин. Промчимся сквозь пространство и время со всеми остановками и выйдем на межзвездные рубежи. Удивительная галактическая бабочка махнет нам своим крылом … И тогда, мы поймем – нам пора возвращаться домой, в свой солнечный город, на свою родную планету, на Землю, ведь только здесь мы можем жить, совершать великие открытия и любоваться бескрайним космосом.
  • Большой Звездный зал / Концерт
    14 декабря 2016 г. в 21:00