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1852年にエリシャオーティスによって発明されたエレベーターは、さまざまな興味深い科学的原理を示しています。モデルエレベーター科学プロジェクトは、生徒が重力、滑車、カウンターウェイトなどの現象を理解するのに役立ちます。また、エレベーターはIsaac Newtonの2番目の運動法則を説明できます。この法則は、力が物体に作用すると加速することを示しています。
シンプルボックスエレベーター
シンプルなモデルのエレベーターは、テーブルの上に座っている段ボール箱に取り付けられた長い紐を使用して作成できます。ボックス上部の中央に小さな穴を開けて、文字列を挿入します。ひもは、穴から出ないように、箱の内側の結び目で結んでください。ストリングは、テーブルの反対側からエレベーターを上下させることができるように十分に長くする必要があります。エレベーターのドアのように見える2つのフラップのみが残るように、2つのフラップを切り取ります。 1人の生徒はテーブルの反対側に行き、文字列を押さえながら、もう1人の生徒はボックスをテーブルから下げます。生徒は交互にエレベーターを下げたり持ち上げたりすることができます。このプロジェクトは、学生がエレベーターの上下運動を理解するのに役立ちます。重力によって物が引き下げられるため、エレベーターを下げるよりも上げるのに大きな力が必要であることを生徒に説明します。
スピンドル付きエレベーター
すべてのサイエンスフェアプロジェクトでは、スピンドルとカウンターウェイトを使用して機能するエレベーターを作成する方法について説明しています。釘を使用して、4つのスピンドルを合板の上部に取り付けます。スピンドルを均等に上部に配置し、左から右に「a」、「b」、「c」、「d」のラベルを付けてください。左の2つの上部スピンドルの下の合板の下部にさらに2つのスピンドルを取り付け、これらの「e」と「f」に左から右のラベルを付けます。上部スピンドルと下部スピンドルの間に少なくとも3フィートのスペースが必要です。エレベータカーとなる小さな段ボール箱の上部と下部に紐を結びます。一番下の文字列は、スピンドル「f」、「e」、「a」、「b」の順にループする必要があります。その文字列をボックスの上部に添付します。もう一方の文字列は「c」と「d」の周りにループし、ルーズエンドは合板の右側に掛かる釣り合いおもりに結び付けます。スピンドル「a」を回すと、エレベータカーが上下します。カウンターウェイトは、ボックスカーの重量のバランスを取るために使用され、簡単に上に移動して地面に落ちないようにします。
ボックス内のボックス
建物として機能する大きな箱と建物内のエレベーターとして機能する小さな箱を入手します。小さい箱の上部に2つの小さな穴を開けて、糸を挿入します。それがすり抜けないように、ボックスの内側の紐の結び目。 2つのUボルトを大きな箱の上部の内側に取り付け、箱の上部の外側でナットで固定します。小さい箱の車が大きい箱の側面にぶつかることなくぶら下がることができるように、Uボルトを均等に配置してください。 Uボルトにロープを通し、一方の端を小さな箱のひもに取り付け、もう一方の端を釣り合いおもりに取り付けます。ボックスカーに小さな物体を置き、さまざまなカウンターウェイトを使用して、エレベーターがスムーズに動作するように最適な組み合わせを見つけます。 Fun Stuff My Dad Makesによると、このモデルはカウンターウェイトの重要性も示しており、インナーボックスが地面に衝突しないようにするために必要です。
プーリーシステム
プーリーは、フレームに保持された車軸に取り付けられた小さなホイールを使用して作成できます。複合滑車は2つの滑車で構成され、ブロックとタックルは一緒に動作する複数の滑車で構成されます。戸口またはガレージの木製の梁に複合プーリーを取り付けます。おもちゃ、ブロック、砂で満たされたバケツを滑車のロープに取り付けることができます。ロープの自由端を使用して、バケツを地面から持ち上げてみてください。ブロックと滑車システムを使用して同じことを試して、結果を比較します。プーリーは、何かまたは誰かを持ち上げるために必要な力の量を減らすのに役立ちます。これは、プーリーなしで何かを持ち上げるのが難しいことを意味します。