8. МАХОВИК

МАХОВИК
Массивное вращающееся колесо, использующееся в качестве накопителя энергии. Работает в машинах, накапливая энергию, когда поступление энергии выше чем расход, и отдавая её, когда потребление превышает поступление энергии.

Также применяется в гибридном двигателе в качестве накопителя энергии при торможении. Часто функцию маховика выполняет массивный вращающийся элемент механизма.
Примером использования накопительного эффекта можно считать изобретение игрушки «волчок»
Волчок, юла — игрушка, которая, во время вращения сохраняет устойчивость на одной точке опоры.
Быстро вращающийся волчок не падает, но постепенно из-за трения угловая скорость собственного вращения уменьшается.

Когда скорость вращения становится недостаточно большой, ось волчка начинает спиралеобразно отклоняться от вертикали (прецессировать), и в конце концов волчок падает и прекращает вращение.
Также маховик используется в игрушке «Йо-йо»
«Йо-йо» в конечной точке раскручивания накапливает достаточное количество энергии вращения и под действием
инерции забирается по нити вверх, наматывая ее на ось теперь уже в противоположном направлении.

Исторический пример

Первый маховик был обнаружен в старинной гончарной мастерской, проработавшей несколько веков. Массивный диск диаметром более 75 см с центральным круглым отверстием насаживался на вертикальную стойку, где свободно вращался с небольшим трением. Служил диск гончарным кругом, тем самым кругом, на котором древние гончары лепили свою продукцию.


Эксперимент
Задача 1
Отмерьте время вращения двух простых волчков с различным соотношением оси и диска. Попробуйте установить зависимость диаметра оси и времени вращения волчка.
Задача 2
Проведите эксперименты с различными вариантами диска волчка.
Задача 3
Соберите запускающий механизм для волчка, который увеличивает скорость раскручивания волчка.
Задача 4
Соберите экспериментальный стенд для различных форм маховиков. Проведите эксперименты.
Задача 5
Проведите эксперимент с маховиками различных размеров. Используйте балки для изменения размера маховика.
Проведите эксперимент с несимметричными маховиками. Используйте кривые балки или устанавливайте балки с одной стороны.
ПРИМЕНЕНИЕ В РОБОТОТЕХНИКЕ
Роботу необходимо снизить потребление электроэнергии для моторов и повысить зарядку аккумуляторов генератором. Маховик позволяет создавать механизмы, способные накапливать энергию и отдавать ее. Робот при движении с горы будет использовать энергию торможения для раскручивания маховика.. При подъеме в гору энергия маховика будет помогать моторам крутить колеса.
1/14