Горизонты техники для детей, 1963 №11

А как выглядела бы радуга с самолета? При благоприятных условиях можно увидеть радугу в виде круга. Такие наблюдения уже человеку удалось проделать!

Все, кто понял о чём шла речь в этой статье, смогут разобраться и в чертеже 6. На нём изображен как бы поперечный разрез радуги, развёрнутой в плоскости, перпендикулярной чертежу.

На прямой, ведущей к глазу под углом 40°, собираются все фиолетовые лучи, отраженные каплями дождя, а на прямой под углом 42° — все красные лучи. Между ними располагаются остальные цвета радуги. Из чертежа также видно, что радуга имеет определенную ширину, то есть возникает в некоторой зоне дождя.

И ещё один любопытный факт. Каждый видит только свою радугу то есть радугу, совершенно иную, чем другой наблюдатель. Это вполне законно, так как расположение радуги зависит от места, с которого на неё смотрим. Из одной точки видна только одна радуга. Конечно, разница невелика, если два наблюдателя стоят, например, рядом. Но если же они находятся на некотором расстоянии друг от друга, то каждый видит иную радугу, созданную другими каплями дождя.

Радугу можно искусственно создать в комнате при помощи простых средств. Основным условием должно быть хорошее освещение солнечным светом.

Наполняем колбу водой. Напротив колбы устанавливаем экран, сделанный из листа фанеры с круглым отверстием посредине.

Через отверстие солнечные лучи падают на колбу с водой, преломляются и отражаются, образуя на экране радугу.

Нашу радугу легко «потушить». Достаточно перед колбой расположить кольцо шириной в несколько миллиметров и диаметром равным 0,86 диаметра колбы, причем центр кольца должен совпасть с центром широкой части колбы. Радуга исчезнет сразу же, так как кольцо пресечет путь лучей, которые образуют радугу

Если в точке «S» поместить на тоненькой ниточке маленький экраник, то в нижней части радуги появился тень. Опыт подтвердил, что лучи, образующие радугу, распространяются так, как мы говорили в статье «Чудеса в капле воды».

Инженер АРС

(часть XI)

Что такое коробка передач? Для чего она нужна? На эти вопросы мы хотим сегодня ответить. Принцип работы коробки передач рассмотрим сначала на примере знакомой всем вам велосипедной перекидки. Представьте себе, что вы едете на велосипед, нажимаете на педали, вращая большое цепное колесо. Вращение по цепи передается меньшему цепному колесу, находящемуся на оси заднего колеса. При медленном вращении педалей заднее колесо вращается быстро и вы мчитесь с ветерком. Если же съедем с шоссе или начнем подниматься в гору, нам станет значительно тяжелее ехать или даже придется слезть с велосипеда. В таком случае хорошую службу сослужил бы другие цепные колеса: у педалей меньшие, а на заднем колесе — большие. Нам пришлось бы чаще крутить педали, но зато приложили бы меньше силы. Чтобы цепь можно было перебрасывать с цепных колес разной величины во время езды в велосипеде имеется перекидка.

Подобной перекидкой в автомобиле является коробка передач. Если бы не она, автомобиль мог бы ехать только по гладкому и прямому шоссе. В гору, как и вам на велосипеде, ему было бы трудно подняться. Коробка передач — это такое приспособление, которое позволяет преодолевать трудные участки пути при использовании полной силы двигателя. Без коробки передач трудно разогнать двигатель.

Рис. 32. Принцип работы перекидки:

а— при небольшом цепном колесе на заднем колесе велосипедист быстро устаёт; б— при большом цепном колесе на заднем колесе велосипедист едет без большого усилия.

Рис. 33. Конструкция и принцип работы коробки передач:

1— первичный вал; 2— промежуточный вал; 3— вторичный вал; 4— шестерня на первичном валу; 5— шестерня на промежуточном валу; 6и 7— шестерни; 8— торцевое соединение; 9— вилка; — 10— рычаг переключения передач; 11— подшипники; 12— стержень.

а— Рычаг переключения положений передачи установлен на свободный ход. Вторичный вал отключен и не вращается; б— рычаг переключения передач установлен на первую передачу (скорость). Вторичный вал коробки передач вращается медленно; в— вторая передача (скорость). Шестерни рассоединены, а вторичный вал соединен непосредственно с первичным при помощи торцевого соединения и быстро вращается.

Думаю, что не следует объяснять, почему трудно трогаться с места сразу с большой скоростью. Давайте лучше займемся более подробным изучением конструкции шестеренчатой коробки передач с подвижными шестернями.

Основными частями её являются шестерни и валы (см. черт. 33).

Шестерня 4 установлена на валу, называемом первичнымвалом, и находится в постоянном зацеплении с промежуточнымвалом 2 при помощи шестерни 5 . На промежуточном валу имеется шестерня 6 . Шестерня 5 как видно на чертеже, равна шестерне 7 , насаженной на карданный, или, как мы будем в дальнейшем его называть, вторичныйвал, и в два раза меньше шестерни 4 , равной в свою очередь шестерне 6 . Шестерня 7 установлена на вторичном валу 8 при помощи шлицевого соединения и может свободно передвигаться вдоль этого вала.

Как работает коробка передач? Посмотрите внимательно на рис. 33. Включаем первую передачу, устанавливая рычаг 10 в положение 1 . Двигатель посредством сцепления защищает первичный вал 1 и шестерню 4. Эта шестерня сцеплена с в два раза большей шестерней 5 . Поэтому промежуточный вал вращается со скоростью, в два раза меньшей, чем вал 1 , но зато усилие на вале 2 в два раза больше, чем на вале 1 . При перемещении рычага 10 в положение 1 шестерня 7 , как видите на рис. 33, перемещается по валу 3 , зацепляясь с зубьями шестерни 6 . Поскольку вторичный вал 3 отделен от первичного небольшим промежутком, он может получить вращение только от промежуточного вала 2 . Такое вращение, получаемое за счет сцепления шестерен 7 и 6 , вдвое медленнее, чем вращение вала 2 . Почему? Потому, что шестерня 7 в два раза больше шестерни 6 . Но ведь промежуточный вал уже вращался в два раза медленнее первичного?! Легко понять, что вторичный вал вращается в четыре раза медленнее, чем первичный, и в четыре раза, следовательно, имеет большую силу. Вторичный вал соединен через карданный вал с колесами. В результате колеса вращаются в четыре раза медленнее, чем двигатель, но зато имеют большую силу, нужную, например, для разгона автомобиля.