Гармонограф - бұл суреттерді салу үшін бұрылатын маятниктерді қолданатын механикалық құрылғы. Бұл гармонографты Карл Симс жасаған, бірақ гармонографтарды 1844 жылы шотланд математигі Хью Блэкберн ойлап тапқан деп есептеледі. Гармонографтардың басқа түрлері бар, бірақ бұл 3 маятникті айналмалы түрі әр түрлі жағымды нәтижелер береді және дизайнды шешіп, тиісті материалдар мен құралдарды алғаннан кейін құрастыру өте оңай. Бұл балалармен жасалатын керемет жоба және геометриялық конструкциялардың жаңа түрлерін жасау бойынша шексіз эксперименттерге әкелуі мүмкін.
Екі бүйір маятник қолды қаламмен байланыстырып, бір -біріне тік бұрышта алға -артқа бұрылады. Бірі қаламды бір жақтан екінші жағына, екіншісі қағаздан алдыңғыдан артқа қарай жылжытады. Үшінші «айналмалы» маятник қағазды кез келген осьте немесе айналмалы қозғалыстарда, қалам тартқанда қағазды жылжытады. Барлық үш маятниктің біріккен қозғалысы нәтижесінде сызба пайда болады.
-
Harmograph1_164 -
Гармонограф2_854 -
Гармонограф3_311
Қадамдар
Қадам 1. Мықты үстел құрыңыз
Бұл үстелдің үстіңгі тақтайы 3/4 дюймдік қалыңдығы 3/4 дюйм болатын фанерден тұрады. Аяқтары 1½ «x 1½» шаршы және ұзындығы шамамен 37 «, үшбұрышты жақшалар 1½» x 8 «x 12» ағаштан кесілген. үстелге күш беру үшін және айналмалы маятниктің аяққа тигізбестен тербелуіне мүмкіндік беру үшін аяқтар сәл жайылған.
-
Кронштейндерді алдымен аяқтарға бұраңыз және/немесе жабыстырыңыз, содан кейін үстіңгі жағын үстелмен немесе дөңгелек арамен кішкене бұрышпен қиыңыз.
Үш маятникті айналмалы гармонограф жасаңыз 1 -қадам -
Аяқтың ұзындығын үстелдің биіктігі шамамен 37 дюйм болатындай етіп реттеңіз.
Үш маятникті айналмалы гармонографты жасаңыз 1 -қадам 2 -
Егер сіз үстелді аяқтарын шешпестен есіктерге орнатқыңыз келсе, сізге сәл қысқа аяқтар мен маятниктер қажет болуы мүмкін.
Үш маятникті айналмалы гармонографты жасаңыз 1 -қадам 3 -қадам
Қадам 2. Маятниктерге арналған тесіктерді бұрғылаңыз
Маятниктер ілінуі үшін үстел бетінде диаметрі 3 «болатын 3 тесік бұрғылаңыз. Айналмалы маятникке арналған тесік шамамен 8» бұрышта болуы керек. Қалған екі тесік қарама -қарсы жиектерге жақын орналасуы керек, жалпы жағынан шамамен 8 «, ал екіншісінде 3». Ол үшін сізге арнайы үлкен дөңгелек бұрғылау ұшы қажет болады. Немесе сіз алдымен кішірек тесікті бұрғылай аласыз, содан кейін кеңірек тесікті джигсо көмегімен кесуге болады.
3 -қадам. Екі бүйірлік маятниктік тесіктердің екі бүйіріне екі металл табақты (шамамен 1¼ «x 4») орнатыңыз және әр пластинаның ортасында кішкене шегініс жасаңыз
-
Кішкене бұрғыдан (мысалы, 1/8 дюйм) металл табаққа шегіністі бастаңыз, содан кейін үлкенірек (1/4 «сияқты) жалғастырыңыз. Бұрғылаудың соңына дейін сақ болыңыз.
Үш маятникті айналмалы гармонографты жасаңыз 3 -қадам 1 -оқ - Егер сізде жақсы бұрғылау қондырғысы болмаса, төменде шығыңқы бұрандалары бар тірек блоктарын жасағаннан кейін, табақтардың шегіністерін үстелге орналастыру оңай болуы мүмкін, себебі бұрандаларды блоктарға дәлірек орналастыру қиын болуы мүмкін. шегіністер.
Қадам 4. Маятниктерді құрастырыңыз
Маятник біліктері диаметрі 4 '' 3/4 дюймдік ағаш шпангоуттардан жасалған. 3/4 «x 1½» емен ағаштан жасалған блоктар тірек ретінде пайдаланылады, сондықтан маятниктер үйкеліс кезінде үстелдің үстінде тұрып, тербелуі мүмкін. екі бүйірлік маятник, 5 «ұзын блоктарды пайдаланыңыз, ал айналмалы маятник үшін 2» ұзындықтағы блокты қолданыңыз. Әр блоктың ортасынан 3/4 дюйм тесік жасаңыз және әр ұшынан 1¼ «№10 бұрандаларды бұраңыз. Кеңестер бұрандалар орнында қалдыру үшін үстелдегі металл табақтардың шегіністерінде орналасады.
5 -қадам. Әр тірек блогындағы 3/4 дюймдік тесік арқылы дюбель салыңыз
Бұрандалардың ұштары дюбельдің жоғарғы ұшынан 12 дюйм болатындай және төмен қарайтындай етіп оларды желімдеңіз және/немесе бұраңыз. Маятник үстелдің үстіңгі бетінен 36 дюйм төмен еденнен шамамен 1 дюйм қашықтықта ілінуі керек.
6 -қадам. Гимбалды жасаңыз
Айналмалы маятникке кез келген бағытта бұрылуға мүмкіндік беретін гимбал механизмі қажет. Бұл 2½ «сыртқы және 1» ішкі диаметрі бар үлкен металл шайбадан жасалған. Жуғыш үстелдің астынан шығып тұрған бұрандалы ұштарға сүйенеді, содан кейін маятник шайбаға тіреледі. Екі перпендикуляр осьте тербелуге мүмкіндік беру үшін шайбаның екі жағына екі жақтан 90 градусқа бұрылыңыз.
-
Мұнда айналмалы маятниктің үстіңгі және астыңғы көріністері. Төмендегі көріністе екі бұранданы (1¾ « #10) жоғары және диагональ бойынша шығып тұрған емен блоктарына (3/4» x 1½ «x 5») назар аударыңыз.
Үш маятникті айналмалы гармонографты жасаңыз 6 -қадам
Қадам 7. Маятник тербелгенде оларға тиіп кетпеуі үшін, осы блоктардың төменгі жиектерін қажетінше түсіріңіз
Қажет болса, тірек блогының бұрыштарын төмен түсіріңіз, осылайша ол тербеліс кезінде үстелге түспейді.
Қадам 8. Салмақтарды бекітіңіз
Спорттық тауарлар дүкенінен 2 фунт көтеретін салмақ жақсы жұмыс істейді, бірақ әдетте 1 дюймдік тесік болады. Сіз бірнеше салмақты жинап, оларды 3/4 дюймдік дюбельге 5 дюймдік 3/4 дюймдік металл құбырдың көмегімен сырғыта аласыз. төменгі ұшына бұралған 3/4 дюймден 1 дюймге дейінгі емізік. Дюбельге бекітілген 1 дюймдік болат қысқыштар сырғып кетпейтін салмақты бекітеді және әр түрлі тербеліс жиіліктерін беру үшін салмақтың биіктігін оңай реттеуге мүмкіндік береді.
Қадам 9. Қағаз платформасын жасаңыз
Айналмалы маятниктің штангасының жоғарғы жағынан шамамен 1 дюйм кесіңіз, сондықтан ол басқа екеуінен сәл төмен. Содан кейін кішкене емен блогын қолдана отырып, осы маятниктің жоғарғы жағына 11 «x11» жіңішке 1/8 дюймдік тақтаны орнатыңыз. оған қолдау үшін желімделген, дюбель үшін 3/4 дюйм тесікпен.
-
Дюбельдің жоғарғы жағына тығыз бекіту үшін бірнеше таспаны ораңыз немесе жай ғана жабыстырыңыз.
Үш маятникті айналмалы гармонографты жасаңыз 9 -қадам 1 -оқ -
Қағазды платформада ұстау үшін екі резеңке таспаны немесе бірнеше қысқыштарды қолданыңыз.
Үш маятникті айналмалы гармонографты жасаңыз 9 -қадам 2 -қадам
Қадам 10. Қолдарды жасаңыз
Жұқа шегемен әр бүйірлік маятниктің жоғарғы жағына 30 дюймдік бальза таяқшасын жалғаңыз. Қолдың тегіс айналуына және сәл жоғары және төмен жылжуына мүмкіндік беру үшін тырнақты бальзада сәл алға және артқа бүгіңіз. Тырнақ саңылауы баяу босатылады. пайдалану кезінде әрі қарай.
Қадам 11. Көрсетілгендей екі қолды резеңке таспамен бекітіңіз
Назар аударыңыз, егер сіз гармонографты жүйелі түрде қолдануды жоспарласаңыз, мысалы, мұражай жағдайында, бұл қару -жарақ үшін тез тозбайтын сенімді шешім қажет болуы мүмкін.
Қадам 12. Қалам ұстағышты сәндеңіз
Қарапайым қалам ұстағыш жасау үшін, бір қолдың ұшында 1/2 дюйм тесік жасаңыз және киімнің түйреуішіне ұқсас құрылғы жасау үшін қолдың ортасынан шамамен 4 «төмен кесіңіз. Немесе шынайы киімді түйреуішті бір қолдың ұшына жабыстырыңыз. Екі нұсқаның да суреттері көрсетілген.
Қадам 13. Қаламды көтергіш етіп жасаңыз
Қаламды маятник қозғалысын бұзбай ақырын көтеру және төмендету ыңғайлы. Мұны істеу үшін үстелдің ортасына жақын орналасқан тесікке 30 дюймді салыңыз, ол қағаз платформасынан жеткілікті қашықтықта, оған тиіп кетпейді (айналмалы маятниктік тесіктен шамамен 12 дюйм).
Қадам 14. Тереңірек тесік пен жақсырақ тіреу үшін емен блокты үстелдің астына бекітіңіз
15-қадам. Балса қолдарына жіпті байлап қойыңыз, полюстің жоғарғы жағындағы бұрандалы бұрандадан өткізіңіз, содан кейін қаламды қағаздың үстінде ұстай алатын кішкене кептелуге немесе ойыққа қарай төмен түсіріңіз. Сіз оны төмендетуге дайын болғанша
Бейне - бұл қызметті пайдалану арқылы кейбір ақпарат YouTube -пен бөлісілуі мүмкін
Нәтижелер
- Жұмысты жеңілдету үшін айналмалы маятникті еденге сүйеніп, қағаз платформасының мүлдем тербелуіне жол бермеу арқылы құлыптауға болады. Басқа салмақтарды ең төменгі күйіне бекітіңіз, себебі қаламның баяу жылдамдығы тегіс сызықтарды береді. Егер басқа екі маятник бір жиілікте біркелкі айналса, сіз шеңберлердің, эллипстердің немесе сызықтардың қарапайым үлгілерін аласыз. Егер олардың жиіліктері сәл өзгеше болса, өрнек шеңберлерден сызықтарға баяу өзгереді және ол ыдыраған кезде қайтадан артқа қарай өзгереді, бұл көзге ұқсас дизайн береді. Егер жиіліктер өте өзгеше болса, сіз хаотикалық нәтижелерге қол жеткізе аласыз. Алайда, егер сіз 3: 2 немесе 4: 3 сияқты жиіліктердің «гармоникалық» қатынасына жақын позицияны тапсаңыз, сіз жағымды лиссауз фигураларын, сегіздік фигураларды немесе балық тәрізді пішіндерді ала аласыз.
- 3 -ші айналмалы маятниктің әсері мүмкін болатын нәтижелердің әртүрлілігін арттырады. Ең жақсы конструкциялар үш маятниктің бәрі бірдей, бірақ сәл өзгеше жиіліктерде айналатын кезде, айналмалы маятник айналмалы қозғалыста айналатын кезде пайда болады. Есіңізде болсын, айналмалы маятниктің үстіндегі қағаз платформасының массасы оның барлық салмақтары ең төменгі күйде болған кезде сәл баяу жиілікте қозғалуына әкеледі, сондықтан егер сіз оны басқа жиілікке сәйкес келуін қаласаңыз, оны сәл көтеретін боласыз. екі
- Жұлдыз тәрізді әр түрлі конструкцияларды гармоникалық жиілік коэффициенттерін беру үшін бүйірлік маятниктерге немесе айналмалы маятникке салмақ көтеру арқылы жасауға болады. 3: 2 қатынасы көбінесе 5 бұрышты жұлдыздарға әкеледі, ал 4: 3 қатынасы 7 бұрышты жұлдыз пішінін береді.
Кеңестер
- Қағаз мен қаламның орнына ұсақ құм немесе ұнтақ табағын, тырнақ немесе өткір таяқшаны қолданып көріңіз. Үлгілер тұрақты емес, бірақ сіз құрылғыны сезінген кезде үздіксіз эксперимент жасауға мүмкіндік береді.
- Маятниктің айналу жиілігін өзгерту үшін оның биіктігін реттеңіз. Маятниктің жиілігі оның ұзындығының квадрат түбіріне кері байланысты өзгереді, сондықтан екі есе жылдам айналу үшін тірек нүктесі мен оның массасы центрінің арасындағы ұзындық бастапқы ұзындығының 1/4 бөлігін құрауы керек. бұл гармонографта практикалық болмайды). 3: 2 немесе 4: 3 жиілігінің жоғарылауы үшін салмақтар сәйкесінше 19 «немесе 15» шамасында көтеріледі, дегенмен сіз бұл биіктіктерді экспериментальды түрде табу және белгілеу үшін кейбір уақыт сынақтарын жүргізуіңіз керек.
- Түрлі және түрлі түсті қаламдар мен маркерлермен тәжірибе жасаңыз. Әдетте кең қаламдар немесе жұқа маркерлер жақсы жұмыс істейді. Міне, жақсы жұмыс жасаған кейбіреулер:
- Uniball GEL Impact Silver, қара немесе қою қағазға қолданыңыз.
- Pigma Graphic 1 (1,0 мм) қара түсті, ақ немесе ақшыл қағазда қолданылады.
- Sakura Identi Pen ақ, ақшыл қағазға қара, күлгін және т.б.
- Үйкеліске қарсы тұру және тербелісті ұзаққа созу үшін маятникке қосымша салмақ қосыңыз. Мен айналмалы маятникте 5 фунт (2 x 2½), ал қалған екеуінде 7 фунт (3 x 2½) өте жақсы жұмыс істейтінін байқадым. Көбірек салмақ қосу маятниктің жиілігін өзгертпейтінін ескеріңіз.
- Маятниктерді жаңа сызба жасау үшін айналдырған сайын әр маятниктің салыстырмалы фазалары мен амплитудасы әр түрлі болады. Айналмалы маятник пен бүйірлік маятниктер бастапқыда бірдей немесе қарама -қарсы бағытта шеңбер жасап жатқанын байқап көріңіз. Бүйірлік маятниктер диагональды сызық жасау үшін бастапқыда фазада тербеліп жатқан жерді байқап көріңіз.
