Игрушка орел балансирующий как работает

Обновлено: 30.04.2024

Гуляя сегодня по парку Челюскинцев, совершенно случайно набрел на киоск со всякой китайской всячиной, где обнаружил знаменитую игрушку, смотрящуюся как фокус, но на самом деле способную служить наглядным пособием по физике.

Сначала видео. Без него здесь не обойдешься:

Немного неторопливо, но одной рукой быстро не поорудуешь.

В свое время, в журналах публиковались и ходили по рукам схемы, как нечто похожее сделать своими руками, причем были даже варианты из картона или бумаги. Типа "занимательная физика".

Эта же игрушка сделана из легкого пластика.

"Вау-эффект" от птички весьма высокий. Одна единственная точка опоры и тело, расположенное перпендикулярно земле.

На первый взгляд кажется, что все это какой-то технический или визуальный фокус, и все это очень эфемерно, и рухнет сразу же, стоит только задеть. Но на самом деле, конструкция весьма надежна, может быстро вращаться вокруг собственной оси, да и сбросить птичку с постамента не так легко. Устойчивость потрясающая.

Моя жена подумала, что в пирамидке спрятаны магниты, и была очень удивлена, увидев, что это голимая пластмасса.

Пирамидка на самом деле не играет в этом трюке никакой роли. Птицу можно прицепить на палец, или на карандаш, да хоть куда угодно.

Все дело в физических законах. Кажется, что игрушка их нарушает. В действительности же, строго им следует. Центр тяжести птички приходится аккуратно на клюв. Сделана игрушка из легкого материала.

Впрочем, штука эта может использоваться не только как иллюстрация школьного курса физики, но и как пособие по философии и психологии человека. Реальный пример того, что суть вещей важнее их внешнего вида. Также, мы психологически всегда обращаем больше внимания на тело и голову, чем на крылья, так как считаем их более значимыми для живого существа. В дополнение, одна тоненькая точка опоры усугубляет иллюзию парения в воздухе. Кажется, что ее не должно быть достаточно для устойчивости.

Размах крыльев птички примерно 16 см. Длина от клюва до конца хвоста - 9 см. Расстояние от клюва до кончиков крыльев - 4 см.

Внутрь крыльев вставлены металлические утяжелители, которые и создают противовес телу птицы.

Можно даже не сомневаться, что игрушка известна, знаменита и на просторах интернета встречается в больших количествах.

Точно такую же модель, как у меня, можно найти в различных упаковках, и под разными названиями: "Balancing Bird", "Magic Eagle" и т. п. Расцветка тоже может быть разной.

Встречаются такие же птички, но с другими подставками. Есть и другие модели, более качественно сделанные, но и стоящие гораздо дороже.

Есть даже птички ручной работы.

Моя же игрушка стоила всего 2 с половиной бакса, а упакована была в пакетик дешевле воздуха.

Много радости и удовольствия за небольшие деньги. Положительные эмоции в наше время добыть не так-то просто.

Этот орел не просто здорово смотрится. он еще и балансирует на своем клюве. Это не магия, но выглядит впечатляюще. Мы можем вас научить делать точно такого же из листа бумаги.

Для начала немного о самой природе данного явления, чтоб вы имели представление, что его удерживает и как этого добиться с точки зрения физики. Совершенно точно известно и доказано, что устойчивость, суть есть способность выдерживать воздействие сторонних сил без опрокидывания или с последующим самостоятельным восстановлением после прекращения действия силы. Так вот это свойство зависит от высоты расположения центра массы: чем он ниже от опоры, тем объект устойчивее. Когда центр тяжести оказывается ниже точки опоры, то опора становится подвесом, а предмет — маятником. Именно таким маятником наш орел и является. При отсутствии влияния извне он находится в равновесии, сила тяжести его держит. Когда вы нажмете на него он накренится. Вследствие этого центр массы орла уйдет в сторону из под точки опоры, маятник взведен. Отпустите орла и маятник запустится. Можно видеть затухающие колебания, он шатается все меньше и меньше и, наконец, принимает свое исходное состояние.

Всё это важно для осознания такого момента как точность и симметричность изгибов. Приступим. Вам нужно раздобыть 1 лист бумаги со сторонами в отношении 8 к 18. Таков размер долларовых купюр.

В этой статье можете найти схему подставки-пирамиды для своего орла: Правильная пирамида.

Видео-урок:

Мозжечковая стимуляция показана при плохой работе мозжечка. Состояние проявляется нарушением речевой функции, письма, координации движений, наличием дисфагии (трудностей с проглатыванием пищи), гиперактивности, дефицита внимания и другими симптомами.

Что такое мозжечок и какие функции он выполняет?

Мозжечок – это структура мозга, которая отвечает за координацию движений, письмо, речевую артикуляцию, движения глаз и другие функции. Он находится в нижней задней части черепной коробки.

Мозжечок корректирует сигналы, которые направляются к мышцам из головного мозга, делая их правильными, четкими. Этот отдел головного мозга помогает удерживать равновесие, задает скорость, силу, ритмичность и точность движениям мышц и всего тела.

Помимо двигательной выявлены следующие функции мозжечка:

регулирование скорости, последовательности, согласованности психических функций;
формирование поведения, эмоций, внимательности;
участие в анализе информации, полученной от органов зрения, слуха, вестибулярного аппарата, а также от других областей мозга;
координация артикуляционного аппарата (мышц языка, щек, губ), жестов во время речи;
формирование телосложения;
планирование движений.

Мозжечок обеспечивает связь между отделами головного мозга, регулирует реакции торможения и возбуждения, помогает переключиться с одной задачи на другую.

Активность мозжечка увеличивается при чтении вслух или про себя, во время мысленных процессов или воображения.

Как проявляется слабость развития мозжечка?

При плохой работе мозжечка у ребенка отмечается нарушение двигательной активности, когнитивных способностей, речи.

Основные нарушения мозжечковой слабости:

снижение внимания;
синдром гиперактивности;
изменения в поведении;
нарушения осанки;
патологии вестибулярного аппарата (плохое удержание равновесия, головокружение);
плохая обучаемость, снижение памяти, отсутствие планирования движений и действий;
нарушение речевой функции (устная речь и письмо);
неловкость в движениях, изменение походки;
нарушения аутического спектра;
задержка развития (психомоторного, речевого).

Все эти проявления могут быть выражены в разной степени.

Причиной повреждения мозжечка могут стать стремительные роды, тонус матки во время беременности, внутриутробные инфекции. К нарушению мозжечковой функции приводит гипоксия, которую провоцируют болезни плаценты (отслойка, фетоплацентарная недостаточность). Изменения работы мозжечка отмечаются у малышей с детским церебральным параличом.

Что представляет собой программа стимуляции мозжечка?

Стимуляция мозжечка – это комплекс упражнений на координацию движений. Методика похожа на лечебную физкультуру.

Программа предусматривает использование специальных приспособлений – балансиров, которые требуют от ребенка концентрации внимания, удержания равновесия, выполнения несложных задач.

В каком возрасте можно проводить стимуляцию мозжечка?

Занятия по мозжечковой стимуляции начинают проводить с 3 лет. Ранее этого возраста их назначают редко, так как ребенку сложно объяснить, что нужно делать. А вот с 3–4-летнего возраста малыши уже хорошо понимают задачи, которые перед ними ставят.

Иногда упражнения назначают с 2-летнего возраста. Но в этот период малышу сложно объяснить, что от него требуется. Для облегчения тренировочного процесса ребенку показывают движения и одновременно объясняют словами. Упражнения малыш делает вместе с мамой или папой.

Виды методов стимуляции мозжечка

Для стимулирования работы мозжечковой функции активно используются специальные приборы, а также быстрые перемещения тела в пространстве.

Приспособления:

Прибор постурограф — используется для развития равновесия, координации.
Балансировочная доска Ф. Билгау – улучшает равновесие, координацию, ловкость.
Платформа Wii Fit – имеет 4 вида занятий (аэробика, физкультура, йога, игры, стимулирующие баланс тела).
Оборудование «Тренажерно-информационная система» – тренирует аппарат равновесия.

Самой популярной и доступной считается методика Бильгоу с использованием балансировочной доски.

Помимо приборов с детьми проводятся занятия в виде свободного перемещения тела в пространстве:

Вертикальные – занятия по прыжкам в воду, на батуте, пружинистых снарядах, матах, катание с горок.
Горизонтальные – упражнения на фитболах, роликах, велосипедах, самокатах, сигвеях.
Вращательные – кольца, карусели, диски, кресла, кувырок через перекладину или в воде.
Маятниковые – качели, кольца, гамак, канат.
Ощущение невесомости – плавание, прыжки в воду или на батуте, катание с горок.

Эти методы доступны даже в домашних условиях, в детских садах, на игровых площадках.

Что такое балансир для мозжечковой стимуляции?

Балансир – это приспособление для удержания равновесия. Он представляет собой доску (платформу), на которой ребенок стоит или сидит, выполняя задания инструктора.

К балансировочному комплексу прилагается оборудование, облегчающее занятия. Для усложнения техники упражнений применяются мячики, палочки с разметкой, боулинг, чашки и другие приспособления.

Доска Бильгоу

Сегодня в реабилитационных центрах активно используется балансировочный комплекс «Баламетрикс». Он был создан ученым Френком Бельгоу, работавшим над способами стимуляции внимания. Бельгоу создал балансировочную доску, которая помогала тренировать равновесие. После изготовления платформы был разработан комплекс упражнений.

Доска выглядит как деревянная платформа, которая имеет округлую основу. За счет полукруглого основания платформа качается из стороны в сторону. Угол наклона регулируется в зависимости от возраста и сложности упражнений (от 5 до 50ᵒ).

Упражнения на доске

Упражнения проводятся в специальном хорошо вентилируемом помещении.

Частота проведения занятий на доске – 3–4 раза за неделю. Длительность одного сеанса – 30–40 минут. Дольше заниматься не рекомендуется, так как пациент устает, внимание притупляется.

Малыш встает на балансировочную доску, удерживает равновесие. Дальше пациент начинает выполнять задания мамы или инструктора: кинуть и поймать мячик, рассказать все буквы алфавита, животных, имена девочек, мальчиков и так далее.

Возможные задания:

Перекидывание мешочков с крупой или песком, которые имеют разный вес.
Кидание мячиков. При этом ребенок должен поймать мяч одной рукой или двумя, кинуть маме (инструктору).
Подкидывание мяча или мешочка вверх двумя руками или одной, стоя на доске.
Отбивание мяча (одной или двумя руками).
Кидание предметов по мишеням.
Отбивание мяча от наклонной плоскости.
Отбивание мячика при помощи ракетки или палки.

Эти упражнения подходят для детей после 5-летнего возраста.

Мозжечковая стимуляция для детей 3 лет

Для малышей с 2–3-летнего возраста используют самые простые упражнения на покачивание, балансирование. Ребенок может не только стоять, но и сидеть на доске.

Виды упражнений:

Залезть, слезть.
Сидя «по-турецки», раскачивать доску, после чего удерживать равновесие.
Сидя на доске, осуществлять плавательные движения руками.
Покачиваться на доске в положении сидя на корточках. После раскачивания рекомендуется зафиксировать взгляд, сделать круговое движение головой.
Покачиваться на доске под музыку.
В положении сидя осуществлять круговые движения руками.

Начинают занятия с самых простых заданий, постепенно увеличивая уровень сложности.

На фоне занятий у пациента улучшается координация движений, чувство равновесия, отмечается положительная динамика в развитии речи, чтения, письма. Дети становятся ловкими, активными, уверенными в себе. Эффект виден уже через 1–2 месяца при регулярном проведении занятий.

Цель работы: изучить основы понятия о равновесии, центре тяжести и точке опоры.

Задачи: понять, что такое центр тяжести, и как знания о нем используются. Проделать опыты, демонстрирующие разные виды равновесия. Как определять центр тяжести плоской фигуры?

Вырежьте из картона фигуру произвольной формы и проколите в нескольких местах хотя бы пару отверстий (для большей точности лучше ближе к краям). Вколите в вертикальную деревянную стену иголку и повесьте на ней фигуру за любое отверстие. Помните: фигурка должна свободно качаться на игле! Сделайте отвес из тонкой нити и груза, завяжите петлю на свободном конце нити, и повесьте его на ту же иглу. Отвес будет указывать вертикальное направление на подвешенной фигуре. Отметьте на фигурке вертикальное направление нити. Снимите фигуру, подвесьте её за другое отверстие и снова отметьте уже новое направление нити отвеса. Точка пересечения вертикальных линий укажет положение центра тяжести данной фигуры.

Простая на первый взгляд детская игрушка неваляшка на самом деле является гениальной инженерной конструкцией. Подобное решение нашло свое применение в судостроении. Для вас мы решили секрет неваляшки, который всегда мучил многих детей. В нижней части сферы находится цилиндр, выполненный из плотного картона. На дне цилиндра установлен балласт, в который по кругу вставлены металлические прутья. В центре всей этой конструкции на проволоке висит металлическая круглая шайба, которая при ударе о прутья создает звук.

Так почему же неваляшка никогда не падает? Ответ прост. Центр тяжести у этой игрушки расположен в ее самой нижней части, она фактически стоит на нём. По этой простой причине они и обладают такой удивительной устойчивостью. А теперь сделаем балерину из бумаги. Как и предыдущие игрушки, эта балерина не простая - она умеет грациозно балансировать на тонкой ниточке или на кончике пальца. А все из-за того, что у игрушки смещен центр тяжести. Основной вес конструкции находится не над опорой, а под опорой, что позволяет балерине стоять и не падать. Заключение.

Я рассмотрела, что такое равновесие. Какие бывают виды равновесия.

Из опытов убедилась, что от положения центра тяжести зависит равновесие предмета.

Вложение	Размер
Исследовательская работа. Научно - техническое творчество	220.41 КБ

Предварительный просмотр:

Однажды в кафе нам предложили купить удивительную игрушку. Это была пирамида, и птичка, которая держалась только кончиком клюва.

Одна единственная точка опоры и тело, расположенное перпендикулярно земле.
На первый взгляд кажется, что все это какой-то технический или визуальный фокус, и все это очень эфемерно, и рухнет сразу же, стоит только задеть. Но на самом деле, конструкция весьма надежна, может быстро вращаться вокруг собственной оси, да и сбросить птичку с постамента не так легко. Мне стало очень интересно, как это работает. Тогда я стала искать информацию в интернете и книгах. Оказалось, все дело в физических законах. Кажется, что игрушка их нарушает. В действительности же, строго им следует. Центр тяжести птички приходится аккуратно на клюв. Сделана игрушка из легкого материала.

Поэтому целью моей работы стало: изучить основы понятия о равновесии, центре тяжести и точке опоры.

Задачами этой работы являются:

Понять, что такое центр тяжести, и как знания о нем используются.
Проделать опыты, демонстрирующие разные виды равновесия.
Изготовить игрушки, действие которых основано на законах равновесия.

У каждого предмета есть центр тяжести . И от его положения зависит очень многое. Например, устоит ли башня или рухнет, может ли человек сохранить равновесие и многое другое. Например, у однородной палки (такой, как, например, черенок лопаты) он находится точно на ее середине, у крышки кастрюли — в ее центре. Для того чтобы горизонтально подвесить палку, понадобятся самое маленькое две нитки, привязанные к ее концам, но, воспользовавшись центром тяжести, можно обойтись и одной ниткой, привязанной к самой середине палки. Чтобы крышка кастрюли висела горизонтально, тоже вместо нескольких ниток достаточно одной, привязанной в ее центре (за ушко).

От положения центра тяжести зависит равновесие предмета. Если центр тяжести находится ниже точки опоры и точно под ней, будет самое устойчивое равновесие.

Дело в том, что все тела стремятся принять положение равновесия. Если из центра тяжести тела провести линию, перпендикулярную полу, то в случае, когда линия выходит за границы опоры тела, тело упадёт. Чем больше площадь опоры, чем ближе расположен центр тяжести тела к центральной точке площади опоры и центральной линии центра тяжести, тем более устойчивым будет положение тела. Например, центр тяжести знаменитой Пизанской башни расположен всего в двух метрах от середины её опоры. А падение случится лишь тогда, когда это отклонение составит около 14 метров. Центр тяжести тела человека находится примерно на 20,23 сантиметра ниже пупка. Воображаемая линия, проведённая отвесно из центра тяжести, проходит ровно между ступнями.

Равновесие бывает неустойчивым , безразличным и устойчивым .

Неустойчивое равновесие будет тогда, когда смещение тела на небольшое расстояние приводит к его движению. Например, если тронуть шарик, лежащий на вершине горки, то шарик скатится вниз и не сможет вернуться в прежнее положение.

Шарик в состоянии неустойчивого равновесия

Безразличное равновесие, если тело при смещении на небольшое расстояние так и останется в нем. Например, если сдвинуть шарик, лежащий на ровной поверхности, то он будет теперь спокойно лежать на новом месте.

Шарик в состоянии безразличного равновесия

А устойчивое равновесие это когда при смещении тела на небольшое расстояние оно стремиться принять прежнее положение (например, мячик, который лежит в ямке, будет все время скатываться на ее дно). Равновесие устойчиво, если центр тяжести тела занимает самое низкое положение из всех возможных соседних положений.

Шарик в состоянии устойчивого равновесия

СОРЕВНОВАНИЕ ДВУХ КАРАНДАШЕЙ

Возьмите два граненых карандаша и держите их перед собой параллельно, положив на них линейку. Начните сближать карандаши. Сближение будет происходить поочередными движениями: то один карандаш движется, то другой. Даже если вы захотите вмешаться в их движение, у вас ничего не получится. Они все равно будут двигаться по очереди.

Почему это происходит? Как только на одном карандаше давление стало больше и трение настолько возросло, что карандаш дальше двигаться не может, он останавливается. Зато второй карандаш может теперь двигаться под линейкой. Но через некоторое время давление и над ним становится больше, чем над первым карандашом, и из-за увеличения трения он останавливается. А теперь может двигаться первый карандаш. Так, двигаясь по очереди, карандаши встретятся на самой середине линейки у ее центра тяжести. В этом легко убедиться по делениям линейки.

ОПЫТ С НЕУСТОЙЧИВЫМ РАВНОВЕСИЕМ

Равновесие будет устойчивым, если центр тяжести находится ниже точки опоры и точно под ней. Это значит, что, если отвесная линия проходит через точку опоры или подвеса и через центр тяжести, уже можно надеяться, что равновесие будет обеспечено.

Попробуем поставить карандаш на острие. Можно возиться хоть целый день. И все-таки есть очень простой способ заставить карандаш стоять. Это старинный, очень наглядный опыт. Зачиним карандаш, чтобы у него был острый конец, и немного выше конца воткнем полураскрытый перочинный нож, раскрытый не до конца. На рисунке ясно видно, как это сделать. Поставим острие карандаша на указательный палец, и карандаш будет стоять на пальце, слегка покачиваясь. Раскрывая нож больше или меньше, можем устанавливать карандаш не только прямо, но и наклонно. И все равно он не будет падать, даже если его толкнуть. Немножко покачается —и останется стоять на острие! Почему же карандаш без ножа падает, а с ножом стоит? Ведь в обоих случаях карандаш опирается на острие. Это его точка опоры. Но в первом случае точка опоры находилась в самом низу. А во втором —под ней висел перочинный нож. Ясно, что дело здесь именно в ноже. Если карандаш наклонится и начнет падать —нож будет подниматься вверх. Но ведь нож тяжелее, он тянет вниз и заставляет карандаш снова выпрямиться. Где находится центр тяжести карандаша и перочинного ножа? Ответ простой: на пересечении отвесной линии, проведенной через точку опоры и рукоятку ножа. То есть в самой рукоятке, значительно ниже точки опоры.

В своем труде "О равновесии плоских тел" Архимед употреблял понятие центра тяжести. Видимо, оно впервые было введено неизвестным предшественником Архимеда или же им самим, но в более ранней, не дошедшей до нас работе. Прошло 17 веков и Леонардо да Винчи сумел найти центр тяжести тетраэдра. Он же, размышляя об устойчивости итальянских "падающих" башен, в том числе - Пизанской, пришел к "теореме об опорном многоугольнике".

Как определять центр тяжести плоской фигуры?

Так почему же неваляшка никогда не падает? Ответ прост.

Центр тяжести у этой игрушки расположен в ее самой нижней части, она фактически стоит на нём. По этой простой причине они и обладают такой удивительной устойчивостью.

Как применяют знания о равновесии в судостроении, строительной технике.

Судно не опрокидывается, если в трюмах, расположенных ниже поверхности воды, лежат грузы. Чем больше грузов, тем корабль устойчивее. Так как центр тяжести ниже точки опоры.

Подъёмный кран не опрокидывается, поднимая грузы, так как платформа-противовес тяжелая и большая. Площадь опоры и центр тяжести расположены рядом друг с другом. Значит, система находится в устойчивом равновесии.

А теперь сделаем балерину из бумаги. Как и предыдущие игрушки, эта балерина не простая - она умеет грациозно балансировать на тонкой ниточке или на кончике пальца. А все из-за того, что у игрушки смещен центр тяжести. Основной вес конструкции находится не над опорой, а под опорой, что позволяет балерине стоять и не падать.

Для того, чтобы сделать балерину, нам понадобится:

2. Кусочек медной проволоки длиной около 25 см.

3. Канцелярские скрепки - 6 шт.

Я рассмотрела, что такое равновесие. Какие бывают виды равновесия.

Из опытов убедилась, что от положения центра тяжести зависит равновесие предмета. Равновесие устойчивое в том случае, если через центр тяжести и точку опоры провести вертикальную линию, и центр тяжести будет под точкой опоры или они будут расположены как можно ближе друг к другу.

Я смогла уравновесить различные предметы, зная законы равновесия.

Мне стал понятен принцип работы неваляшки, балансирующей птички. Я узнала, как люди научились применять эти знания в быту, на стройке, в кораблестроении, в цирке и во многих и многих отраслях.

Рассказываем, как сделать прикольный маятник в виде балансирующего человечка. Довольно интересная самоделка, которая поможет весело скоротать время. Причем как в процессе изготовления маятника, так и после завершения работ.

болт;
электрод диаметром 3—4 мм;
гайки.

Обратите внимание : вместо электрода можно использовать стальную проволоку аналогичной толщины.

Идея создания балансирующего человечка принадлежит автору YouTube канала «Деревенские Истории \ \ Village Stories».

Основные этапы работ

Первым делом отрезаем от электрода толщиной 3 мм отрезок длиной 10 см. Сгибаем из него полукруг. Данная деталь будет использоваться в качестве рук.

Оставшуюся часть электрода сгибаем ровно пополам. Это будут ноги. Потом при помощи плоскогубцев формируем колени. Лишнюю часть электрода обрежем чуть позже.

На следующем этапе берем электрод диаметром 4 мм.

Сгибаем из него «коромысло», по краям которого нужно приварить две шестигранных гайки.

Сборка балансирующего человечка

Первым делом к болту привариваем руки и ноги. К рукам привариваем «коромысло» с гайками. Нужно, чтобы человечек держался за коромысло ровно посередине.

Далее с помощью кусачек необходимо будет укоротить нижние конечности. Оставляем примерно по 2 см от линии сгиба колена.

Чтобы человечек держал баланс, нужно его немного доработать.

В частности, потребуется подогнуть ноги, чтобы они находились под прямым углом относительно туловища (болта), и согнуть колени под 90 градусов. После такой доработки человечек будет качаться как маятник.

Видео по теме

Подробно о том, как сделать балансирующего человечка из обычного болта, можно посмотреть ниже — в авторском видеоролике.

Читайте также: