Kendi elinizle bir yanardağ modeli ne yapılır? Kağıt, poliüretan köpük ve hamurudan yapılmış DIY volkan modeli: ayrıntılı talimatlar içeren ana sınıflar

Tünaydın, beyin yıkama! Bugün size ilginç bir olaydan bahsedeceğim ev yapımı- oldukça mümkün olan bir sismograf evde yap.

Fotoğraf, Denver'daki istasyonumda aynı gün kaydedilen dört depremi gösteren bir sismograf "tamburunun" görüntüsünü gösteriyor; ikisi Meksika'da ve ikisi dünyanın karşı tarafında, Sumatra'da.

Her yerde bulunan akıllı telefonlar, sarsıntıları tespit etmek için yerleşik ivme ölçeri kullanan sismik uygulamalara sahiptir. yerkabuğu ancak yalnızca çok kaba ve güçlü şokları tespit edebilirler. Bu kılavuzda önerilen sismograf, 50 µm/s'den daha düşük yer hareketini kaydedebilir (insan saçı yaklaşık 100 µm'dir), yani hissedilemeyenleri kaydeder.

Bu ev yapımı cihazın hassasiyeti, tüm dünyada 6,5 ​​büyüklüğünden daha büyük ve belirli bir alanda daha küçük büyüklükteki sarsıntıları kaydetmenize olanak tanır. Ancak elbette bu cihazdaki mekanik ve elektronik filtreleme, ev yapımı ürünün hassasiyetini sınırlamaktadır.

Adım 1: Endüstriyel analoglarla karşılaştırma

Bu sismograf bodrum gibi oldukça sessiz ve sabit bir yere yerleştirilirse, o zaman verileri toplayabilirsiniz. arka plan başından sonuna kadar USB girişi Bilgisayarınızın özgür yazılım kullanması ve işlemciyi yüklememesi. Verilerin kalitesi de endüstriyel sismograflarla rekabet edebilmesine olanak tanıyor.
Fotoğrafta, tıpkı profesyonel bir sismograf gibi ev yapımı bir sismografın, birincil ve ikincil dalgaların yanı sıra yüzey dalgaları arasında iyi bir ayrım yaptığını ve merkez üssüne olan mesafeyi yeterli doğrulukla belirlemenize olanak tanıdığını lütfen unutmayın.

Adım 2: Bileşenler

Bir sismografın her birini ayrıntılı olarak anlatacağım dört ana bileşeni vardır. Parçaların toplam maliyeti yaklaşık 300 - 350 $ arasında olacak ve yazılım ücretsizdir.

Adım 3: Mekanik Bileşenler

Bu sismografın mekaniği, depremin P ve S dalgalarına güçlü bir tepki veren, yaklaşık 1,5-2 saniyelik dalga frekansına ayarlı, dikey kısa periyotlu bir versiyonda yapılmıştır. Genişliği değiştirmek için yer vardır ancak kol boyutu, yay açısı ve yay gerginliği kritik öneme sahiptir.

Ahşap aletler sabit nem koşullarında kabul edilebilir, ancak yalnızca birkaç kat boya ile işlem görmeleri durumunda. Alüminyum taban olarak kullanılabilir ancak termal genleşmesiyle ilgili sorular vardır. Metal kullanıyorsanız manyetik olmamalıdır.

Adım 4: Mekanik Sensör

Adım 5: Levye Bıçağı

Maket bıçağının bıçağı, nokta temaslı kol için bir "menteşe" olarak kullanılır. Bıçağın kendisi alüminyum kola V şeklinde bir yuvayla sabitlenir ve kolun serbestçe yukarı ve aşağı hareket etmesine olanak tanır. Kol, 3,2 cm genişliğinde ve 0,3 cm kalınlığında alüminyumdan yapılmıştır, özellikle alüminyumdan yapılmıştır, böylece manyetik at nalı ile etkileşime girdiğinde manyetik alan oluşturmaz.

Ahşap stand, tabana ahşap tutkalı ile yapıştırılır ve alt taraftan kendinden kılavuzlu bir vida ile güçlendirilir, böylece kendinden kılavuzlu vida, sismografın yatay olarak hizalandığı ayar cıvatalarına müdahale etmez.

Adım 6: Bahar

Yayın özellikleri belirleyicidir. Çok sert olması durumunda, manivelaya monte edilen manyetik at nalı dikey olarak hareket etmekte zorluk çekecektir. Yaylarımın parametreleri şu şekilde: 6.35x82.55x0.63 - 3 adet.

Yatay kolun seviyesini kontrol ederek yayları takın ve desteğe sabitleyin. Kolu ve üçüncü yayı takmak için manyetik olmayan bir montaj parçası kullanın.

Adım 7: Bobin

13,6 kg'lık çekim kuvvetine sahip manyetik bir at nalı kullandım. Manyetik olmayan pirinç veya alüminyum cıvata ve somunları kullanarak mıknatısı kola sabitleyin.

Bobin, bir dielektrik olduğundan, yanlardan 3 mm'lik fiber levhadan yapılmış 7 cm'lik iki diskle sınırlıdır. Bobinin kendisi 2,54 cm çapında ve 1 cm kalınlığında ahşap bir çekirdek üzerine sarılmaktadır. Genel olarak bobinin boyutları at nalı mıknatısına bağlıdır. Kolay sabitleme için yan disklere ahşap pullar ekliyoruz. Manyetik olmayan bir cıvata için bobin tabanı boyunca bir delik açılır.

Bobini sarmak için 26 numaralı, hatta daha iyisi 30 numaralı tel kullanıyoruz. Bobinin yan diskine küçük bir delik açıp içinden bir tel geçirip dış ucunu yaklaşık 30 cm bırakıyoruz. Daha sonra bobini sarıyoruz. İkinci ucu da yaklaşık 30 cm bırakıyoruz. Bu işlemi biraz otomatikleştirdim: Bobinin tabanını bir cıvatanın üzerine yerleştirdim, cıvatayı bir matkaba yerleştirdim ve düşük hızlarda teli dikkatlice sardım.

Adım 8: Manyetik Sönümleyici

Sismograf kolu sönümlenmezse, atalet nedeniyle birkaç saniye veya dakika boyunca yukarı ve aşağı salınacaktır. Ve kolun ilk itmeye verdiği tepki, gelen dalgaları 1 ila 25 saniye aralığında gizleyebilir, bu nedenle hızlı bir şekilde dinlenme durumuna geri döndürülmesi gerekir. Bunun için yağ kullanabilirsiniz ancak bu yöntem dağınıktır ve sıcaklığa bağlıdır.

Manyetik sönümleyici, 4 adet çok güçlü neodimyum mıknatısın oluşturduğu güçlü bir manyetik alandan geçen bakır bir kamadan oluşur. Bıçak ve pirinç cıvatanın manyetik özellikleri yoktur, ancak gövde manyetiktir, bu nedenle neodim mıknatıslar ona basitçe yapıştırılır ve her şeyin birbirine yapışmaması için ara cıvatalar takılır.

Damper gövdesi ahşap bir tabana sabitlenmediğinden hareket etmesini engelleyecek kadar ağır olması gerekmektedir. Bu amaçla 5x7cm'lik üçlü amortisör plakaları yaptım.

Adım 9: Manyetik Sönümleyici - Yan Görünüm

Her plakaya 6,5 ​​mm çapında 3 delik açtım. 2,5x2x0,6 mıknatısları ters kutuplara, her tarafa 2 adet olacak şekilde yerleştirdim:
S | N
N | S

4,5x3,2 cm'lik takoz 24 numaralı bakır sacdan yapılmıştır. Daha ağır bir sayfa kullanabilirsiniz ancak daha hafif olamaz. Montaj cıvatasına bir kama lehimlenebilir ve bununla mıknatıslar arasındaki boşluk yaklaşık 3 mm'ye ayarlanabilir.

Adım 10: Amplifikatör

Birkaç sinyal yükseltici seçeneğini denedikten sonra sunulanı seçtim. Bu, otomatik sıfırlama ve düşük frekanslı gürültü korumasına sahip kararlı bir amplifikatördür.

Zaman sinyali çıkışı isteğe bağlıdır ve bir PC'ye çıkış yapılırken gerekli değildir. Ancak devre bölümünde: 100k direnç – TL082 – 68k direnç gereklidir.

Adım 11: Taslak

Amplifikatörümü bir devre kartına lehimledim ve plastik bir kasaya taktım. Kasaya konnektörler ve ön panele 100k trim direnci ekledim.

Adım 12: Güç Kaynağı

Amplifikatör +12/-12V güç kaynağı gerektirir. Pozitif ve negatif kabloların voltaj regülatörüne nasıl oturduğuna dikkat edin.

Adım 13: Analogdan Dijitale Dönüştürücü

Dataq DI-158U Analog/Dijital dönüştürücü kullanıyorum ancak bu, 12 bit çözünürlüğe sahip daha eski bir model.
Dataq DI-145 ve Dataq DI-149, 10 bit çözünürlüğe sahiptir ancak sinyalde istenmeyen gürültüye neden olabilirler.
DI-155 pahalı bir modeldir ancak 13 bittir ve programlanabilir. Yani +/- 5V'ta 1,2 MV çözünürlük elde edebilirsiniz; bu, daha ucuz modellere göre 16 kat daha iyidir ve aynı zamanda sinyalde daha az gürültü üretecektir.

Adım 14: Yazılım

Dönüştürücüyle birlikte gelen yazılımı kullanabilirsiniz ancak daha iyisi var yazılım, zaten amaçlarımız için uzmanlaşmıştır. Örneğin ben kullanıyorum ücretsiz program AmaSeis A-1 olarak adlandırıldı.

Adım 15: Yalıtım Kutusu

Hava akımlarının neden olduğu girişimi önlemek için tüm sismograf mekaniği, sıkıca kapatılmış, hava geçirmez bir kutuya yerleştirilmelidir. Polistiren köpükten bir kutu yaptım ve onu bir parça sunta ile kaplayarak stabilite sağladım.

Adım 16: Damper Ayarı

Damper kaldırma kuvvetini ayarlamak için, 2x1,3 cm'lik küçük bir karton parçası alın ve bunu yaklaşık bir metre uzunluğunda ince bir iplik veya olta ile tutturun. İpliğin diğer ucunu çubuğa takın.
Kutu kapağını açın ve kartonu, yaya dokunmadan, damper montaj cıvatasına yakın olan kolun üzerine indirin. İpliği kutunun üst kısmından geçirin ve bir kapakla kapatın. Bir veya iki dakika bekleyin ve ipliği keskin bir şekilde çekin. İlk sapma aşağı değil yukarı doğru gidiyorsa amplifikatörü ters çevirin. Sarkma/geri tepme 12:1 ile 15:1 arasındaysa damper doğru ayarlanmış demektir.
Oran 12:1'den azsa damper gövdesini takozun çoğunu kaplayacak şekilde hareket ettirin. 15:1'den fazla ise damper gövdesini diğer tarafa uygun şekilde hareket ettirin. Sönümleme, kama ve mıknatıslar arasındaki boşluğu değiştirerek de ayarlanabilir.

Adım 17: Gerçek Anı

Düzeltildikten sonra ev yapımı ürünler Sönümleme ile depremi yakalamaya hazırsınız. Sabırlı olun, bu süreç birkaç günden bir haftaya veya daha uzun bir süreye kadar sürebilir. Yaşadığınız yere bağlı olarak artçı sarsıntının ortalama 3 ila 10 gün arasında sürmesini bekleyebilirsiniz. Tektonik faya ne kadar yakınsa o kadar sık ​​görülür.

Belki şanslısınız ve benim 11 Mart 2011'de Japonya'da yıkıcı bir tsunamiye neden olan 9 büyüklüğündeki depremde yaptığım gibi büyük bir deprem kaydedeceksiniz. Bu depremin dalgalarını dört saatten fazla kaydettim. Dünya bir çan gibi çaldı.

İyi şanslar ve iyi beyin avcılığı!

Guseva Anna

Proje Müdürü:

Vodolazskaya O.A.

Kurum:

MAOU "Alakurtti köyündeki 3 numaralı ortaokul" Murmansk bölgesi

Önerilen Araştırma projesi coğrafyada "Kendi ellerinizle sismograf oluşturmak" Dünyanın sismik açıdan dengesiz bölgelerinde sismografın önemini inceler. Yazar, doğaçlama malzemelerden yapılmış cihazın kendi versiyonunu sunuyor.

Yazar Araştırma çalışması coğrafyada, "Kendi ellerinizle bir sismograf oluşturmak", ilkel prototiplerden modern ultra hassas cihazlara kadar alet tasarımı seçeneklerinin gelişimini inceliyor. 6. sınıf öğrencisi bir karton kutu, hamuru, kurşun kalem ve iplikten kendi elleriyle ev yapımı bir sismograf yapmayı öneriyor.

Böylece, çalışmadan kaynaklanan salınımların kaydının tamamlanmış olduğunu düşünebiliriz. çamaşır makinesi, teneffüs sırasında okulda merdivenler ve atlama sırasında yer titreşimleri. Öğrenci, cihazının çeşitli nitelikteki mekanik titreşimleri kaydetmeye uygun olduğunu kanıtladı.

giriiş
1. Ana bölüm
1.1. Sismografın yaratılış tarihi
1.2.Modern sismograflar
1.3. Bir sismografın oluşturulması
2. Deneysel kısım
2.1. Bir çamaşır makinesinin çalışmasından kaynaklanan titreşimlerin incelenmesi
2.2. Öğrencilerin kafeteryaya doğru yürüdükleri merdivenlerin titreşimlerinin incelenmesi
2.3. İp atlarken yer titreşimlerinin incelenmesi
sonuçlar
Bilgi kaynakları

giriiş

Bunlar çoğunlukla zayıf titremelerdir. Yıkıcı kuvvetteki depremler çok daha az sıklıkta, ortalama iki haftada bir meydana gelir. Neyse ki çoğu okyanusların dibinde meydana geliyor ve sismik yer değiştirmeler sonucu bir tsunami meydana gelmediği sürece insanlığa herhangi bir sorun yaratmıyor.

Herkes depremlerin yıkıcı sonuçlarını bilir: tektonik aktivite volkanları uyandırır, dev gelgit dalgaları tüm şehirleri okyanusa sürükler, faylar ve toprak kaymaları binaları tahrip eder, yangınlara ve sellere neden olur ve yüzlerce ve binlerce insanın hayatına mal olur.

Bu nedenle insanlar her zaman depremleri incelemeye ve sonuçlarını önlemeye çalışmışlardır. Hangi cihaz insanların depremleri tahmin etmesine ve depremin gücünü ölçmesine yardımcı olur? Ne olduğunu öğrendim sismograf.

İşin amacı : sismograf cihazının yaratılış tarihini inceleyin ve evde bir sismograf oluşturun.

Araştırma hedefleri:

1. Sismografın yaratılış tarihini inceleyin;
2. Ev yapımı bir sismograf monte edin;
3. Bir sismograf kullanarak titreşimleri kaydedin;
4. Elektronik sunum yapın.

Araştırma Yöntemleri:

1. Bu konuyla ilgili bilgilerin çeşitli kaynaklarda aranması ve analizi;
2. Yapı;
3. Deneyler yapmak.

Nesneleriniz sıklıkla hareket ediyor mu? Etkilerini hissediyor musun? Bu, dünya çapında günde onlarca kez meydana gelen sıradan bir depremdir. Bunu belirlemek için özel bir araca ihtiyacınız var - bir sismograf. Evinizde sismograf bulundurmak için bunun yaygın olduğu bir şehirde yaşamanıza gerek yok. İnşaat alanında yaşamanız yeterli, demiryolu. Bir sismograf kullanarak, örneğin bir tren geçtiğinde evinizin yakınında yer kabuğunun hangi titreşimlerinin meydana geldiğini öğrenebilirsiniz. Nereden satın alabilirim ve kendiniz yapabiliyorsanız satın almaya değer mi?
Herhangi bir sismografın temeli devasa bir sarkaçtır. Tabana nasıl astığınız, yatay veya dikey olarak hangi titreşimlerin kaydedileceğini belirleyecektir.

Hem metal hem de demir tabanlar sismografın yapımına uygundur. Ağır ve sert olmalı. Okumaların kaydedileceği yer kağıttan ve tamburdan oluşmalıdır; saat mekanizması mükemmeldir.
Salınımlar başladığında taban kayar ve sarkaç, kaldıraçları kullanarak tüyleri hareket etmeye zorlar. Sonuç zikzak bir kayıttır. Yükseklik ve perde titreşimlerin doğasını gösterir.

Sismografın hassasiyeti, kaldıraç mekanizmasının dişli oranına bağlıdır (Şekil A). Ne kadar çoksa o kadar yüksek. Çizgileri görünür kılmak için, tamburun yüzeyini bir mumla tütsüleyebilir veya plastik aydınger kağıdı üzerine çizim yapabilen keçeli kalemle eskiz yapabilirsiniz. Şekil B, kayıt cihazı sürücüsüne yerleştirilmiş ikinci bir kolu olan bir cihazı göstermektedir. Kalemin kendisi, kendi ağırlığını kullanarak tambura bastırılır.
Sismografta kullanılan saat mekanizmasının kendiniz yapılması oldukça zordur, bu nedenle “Genç Saatçi” kitini kullanabilirsiniz.
Kağıt günde 2 kez değiştirilmelidir, ancak Şekil 2'deki gibi kalem için ikinci bir kelepçe sağlarsanız. Ve sonra sismografın hizmet ömrü iki katına çıkacak. Ayrıca oyuncaklardaki iki dişliyi kullanarak tamburun bir tam turu kadar süreyi artırabilirsiniz. Küçük olanı akrebin eksenine, büyük olanı ise ekseniyle birlikte saatin plastik camına takın.
Sismograf hazırdır ve etrafınızda meydana gelen titreşimleri ölçebilirsiniz.

DIY yanardağ modeli Tuz hamuru. İle ana sınıf adım adım fotoğraflar.

Çalışmamda sizi evde bir yanardağ yapmanın mümkün olup olmadığını öğrenmeye ve bu tehlikeli duruma bakmaya davet ediyorum, ancak bu bana çok güzel bir fenomen gibi geliyor - volkanik bir patlama. 10-13 yaş arası okul çocukları ve okul öncesi çocuklar yapay bir yanardağ yaratma yeteneklerini gösterebilirler.
Teknik: Bana öyle geliyor ki testoplasti fikrimin uygulanması için çok uygun.
Amaç: Araştırma faaliyetleri için düzen - deney ve ayrıca dış ve iç yapı yanardağ

"Ateş ve lav püskürtüyorum,
Ben tehlikeli bir devim
Kötü şöhretimle ünlüyüm,
Benim adım ne?" (Vulcan)

Volkanlar, magmanın yüzeye çıkıp lav, volkanik gazlar, kayalar (volkanik bombalar) ve piroklastik akışlar oluşturduğu, yer kabuğunun yüzeyinde veya başka bir gezegenin kabuğunda bulunan jeolojik oluşumlardır.
Kelime "Volkan" Antik Roma ateş tanrısı Vulcan'ın adından gelir. Latince'den tercüme edilmiştir - ateş ve demircilik tanrısı.

Muhtemelen, insanları tehdit eden tüm olası doğal afetler arasında volkanik patlamalar, kurbanların sayısı ve yıkım açısından olmasa da, üretilen öfkeli unsurlar karşısında insanları içine alan korku ve çaresizlik anlamında en dramatik olanıdır. gezegenin ateşli bağırsakları tarafından.
Volkan muhteşem bir manzara. Birkaç dakika içinde tüm şehirleri harap edebilir, binlerce insanı öldürebilir, manzaraları yok edebilir ve hatta Dünya'nın iklimini değiştirebilir.
Bilim adamları bugün yaklaşık 500 milyon insanın yanardağların yakınında yaşadığını tahmin ediyor.
1700'den bu yana volkanik patlamalar 260.000'den fazla insanı öldürdü. İnsanlar yanardağları anlamayı ve onlara saygı duymayı öğrenmedikçe kitlesel ölümleri engelleyemeyecekler.
Dışarıdan bakıldığında volkanlar birbirinden farklıdır; en yaygın volkan türleri konik ve kalkandır. Kalkan volkanlar, çapları birkaç kilometreden 100 km'ye kadar değişen geniş, düz volkanlardır ve genellikle alçak ve geniştir. Volkan, yüksek sıcaklıktaki sıvı lavın tekrar tekrar dökülmesi sonucu oluşmuştur.
Bu ustalık sınıfında konik bir yanardağ yapmayı öneriyorum.
Konik yanardağ. Yanardağın yamaçları diktir; lav kalın, viskozdur ve oldukça çabuk soğur. Dağ koni şeklindedir.

Adım adım açıklama iş

1. Vulcan Modelini yapmak için öncelikle tuzlu hamuru hazırlamamız gerekiyor. Tuzlu hamur hazırlamak için 400 gr'a ihtiyacımız var. un, 200 gr. ince tuz ve 150 ml. su.

Dünyanın dört bir yanına dağılmış çok sayıda sismik istasyon (adını Yunanca "deprem" anlamına gelen seismos kelimesinden almıştır) bulunmaktadır. Bilim adamlarının sismograflardan elde edilen verileri analiz etmeye başlaması yalnızca birkaç dakika sürüyor. Daha sonra verileri diğer ülkelerdeki meslektaşlarının elde ettiği verilerle karşılaştırırlar.
Sismografların çalışması tek bir prensibe dayanmaktadır. Hafif çerçeve yere temas eder ve ona yaylı bir ağırlık bağlanır. Yük daha eylemsizdir, yani harekete geçirilmesi hafif bir nesneye göre daha zordur. Zemin sallandığında çerçeve de titrer ancak yerçekimi nedeniyle yük yerinde kalır. Nispeten sabit bir yükün hareketi bir kayıt cihazı tarafından kaydedilir - bir kağıt rulosu üzerine dalgalı bir çizgi çizer. Bir sismografta yer sarsıntılarını kaydetmek için kullanılan atalet ilkesidir.

Dünyanın titreşimlerini yakalamak
Çinliler MS 132'de bir tür sismograf olan sismoskopu icat etti. e. Bir yerde sarsıntı meydana geldiğinde, ejderhalardan birinin ağzından bir top uçup doğrudan kurbağanın ağzına düşüyordu; bu sadece gerçeğin kendisini değil aynı zamanda titreşimlerin yönünü de gösteriyordu. Bu cihaz 500 km'ye kadar mesafedeki "yer sarsıntılarını" tespit etti.

Sismograf inşa etmek

İhtiyacın olacak:

Karton kutu; biz; kurdele; hamuru; kalem; keçeli kalem; sicim veya güçlü iplik; bir parça ince karton.

Sismografınızın çerçevesi karton kutu. Oldukça sert bir malzemeden yapılması gerekiyor. Açık tarafı cihazınızın ön kısmı olacaktır.

Gelecekteki sismografın üst kapağında bir delik açmak için bir bız kullanın. "Çerçeve" için yeterli sertlik yoksa, fotoğrafta gösterildiği gibi kutunun köşelerini ve kenarlarını bantla kaplayın ve güçlendirin.

Bir top hamuru yuvarlayın ve içine bir kalemle bir delik açın. Keçeli kalemi, ucu hamuru topunun karşı tarafından hafifçe çıkacak şekilde deliğe itin.

Bu, sismografınızın üzerindeki yer titreşimlerinin çizgilerini çizmek için tasarlanmış işaretçidir.

İpliğin ucunu kutunun üst kısmındaki delikten geçirin. Kutuyu alt tarafa yerleştirin ve keçeli kalem serbestçe sarkacak şekilde ipliği sıkın.

İpliğin üst ucunu bir kaleme bağlayın ve iplikteki gevşekliği giderene kadar kalemi kendi ekseni etrafında döndürün. İşaretleyici istenen yüksekliğe asıldığında (yani kutunun sadece altına dokunduğunda), kalemi bantla yerine sabitleyin.

İşaretleyicinin ucunun altına bir parça kartonu kutunun altına kaydırın. Keçeli kalemin ucu kartona kolayca temas edecek ve çizgiler bırakabilecek şekilde her şeyi ayarlayın.

Sismografınız kullanıma hazır. Gerçek ekipmanla aynı çalışma prensibini kullanır. Ağırlıklı bir süspansiyon veya sarkaç, sallanmaya karşı bir çerçeveye göre daha eylemsiz olacaktır.

Cihazı çalışırken test etmek için depremi beklemeye gerek yok. Sadece çerçeveyi sallayın. Kolye yerinde kalacak, ancak kartonun üzerinde tıpkı gerçek gibi çizgiler çizmeye başlayacak.