みなさん、こんにちは。
あなたは今までにクールな物理学プロジェクトであなたの友人を感動させたいと思ったことがありますか？まあ、あなたは運がいいですね！
私のインストラクターはあなたに最も簡単な種類の熱機関を造る方法を教えるでしょう。これは安い（おおよそ20ドルの費用）そして基本的な物理学のデモンストレーションのために構築する簡単なアイデアです。構築にかかる合計時間は、開始から終了までわずか1時間です。このプロジェクトの重要性は、機械的運動に変換された熱エネルギーを通して単純な熱機関を実証することの単純さを強調しています。
この輪ゴム熱機関を作ることは、仕事が熱を使ってどのように行われるかを示すための最も簡単で最もクールな方法のうちの1つです。 「エンジン」を作っていると言って友達に感銘を与えることもできます。
熱機関とは何ですか？
熱機関は、熱エネルギーを機械的運動に変換する機械です。ラバーバンドエンジンは、ホイールを回転させることによって、ヒートランプを使用して熱の発生を機械的な動きに変換します。
これはどのように作動しますか？
ゴムバンドは、高温と低温にさらされると金属と反対に反応します。 （熱い）熱ランプにさらされると、輪ゴムは収縮して小さくなります。収縮すると、中心軸がホイールの外側の縁に向かって移動し、ホイールのバランスが崩れます。車輪のバランスが崩れると、体重が移動して回転し始めます。今後、熱エネルギーは機械的運動に変換されました。
次の6つのステップに注意深く従ってください、そして、あなたはすぐに完全に機能的な輪ゴム熱機関を持つでしょう！
注：この熱機関を造ることは子供にとって少し挑戦的ですが、12歳以上の誰かが簡単に伴うことができました。
用品：
ステップ1：資料を集める
- 機能的な自転車用リム（タイヤやゴム製チューブなし）
自転車の縁は良い形になっているはずです。曲がった古い縁を使わないでください。
- 小型ボルトカッターペンチはアルミスポークを切らないでしょう。鋭くて頑丈な小さなボルトカッターが必要です。
あなたはどんな金物店からでも普通の熱ランプを使うかもしれません、またはあなたは電球だけを購入して電球を置くために源として標準的な電気スタンドを使うことができます。
- 3インチラバーバンド。ゴムバンドは、サイズ、形状、幅に関係なく、同じように反応して熱を発します。しかし、最良の結果を得るために、ホイールとアクスルを一緒に固定するには、少し太くて強い3インチのゴムバンドをお勧めします。
あなたがこれらの材料を集めた後、あなたは今あなたの輪ゴム熱機関を造り始める準備ができています。
ステップ2：スポークのマーキング
私の自転車の車輪は直径26インチです。したがって、各スポークの長さは11.5インチです。
2.車軸近くのスポークの先端から1.75インチのところに印を付けます。3.小さいアルミニウムスタッドの先端から1.75インチのところに印を付けます。
ステップ3：切断&曲げフック
警告！
ボルトカッターの使用はピンチポイントとなる可能性があり、切断時には慎重に使用する必要があります。
切断するとアルミが切れます。フックを曲げるときにはさまないように注意してください。
1.ステップ2で付けた印のところで1つだけスポークを切ります。
2.アクスル近くの小さなアルミニウム片を取り外します
3.取り外したばかりの小さな車軸にフックを曲げます。
注意！アルミニウム片を曲げすぎると、破損する可能性があります。
ヒント：ペンチで部品をしっかりと持ち、硬い面を押して少し曲げやすくします。
4.曲がったアルミニウム部品を車軸に戻します。
5.プライヤーまたはボルトカッターでリムの小さなアルミニウム部分にフックを曲げて「カット」端にフックを付けます。
ステップ4：交換と繰り返し
輪ゴムを遠くまで伸ばすと、パチンと音がすることがあります。慎重にストレッチしてください。
1.ステップ3で作った2つのフックに輪ゴムをかけます。
スポークを輪ゴムに交換しています。
2.手順3-4を繰り返します。ステップ5：ラバーバンドヒートエンジンの設定
1.アクスルロッドをバランスのとれた位置に置いた状態で、車輪を水平な台の上に置きます。
結果：車輪は作業台を転がさずに自由に回転するはずです。あなたはすでに車輪の車軸にボルトを使っているかもしれません、あるいは私のものが持っていないので、私は車輪が回転するのを許す木の棒を使いました。
警告！
使用中はヒートランプが非常に熱くなります。電球の上にあなたの肌を燃やさないように注意してください。
2.ヒートランプを輪ゴムから6インチ離し、車軸と同じ高さに置きます。
ヒント：ホイールをスピンさせるには、ランプをリムの近くに配置します。
ステップ6：完全な輪ゴム熱機関
1.ヒートランプをつけます。
2.ランプが熱くなり、輪ゴムが収縮し始めるまで5分間待ちます。
3.ホイールが回転するときには注意してください。
あなたは今あなたの最初の輪ゴム熱機関を首尾よく造った！
クリック ここに ホイールの回転のビデオを見るために。
結果：
輪ゴムが熱によって伸び続けると、ホイールは回転し、センターアクスルをシフトします。
ホイールが一方向に素早く回転し、次に反対方向に回転するのがわかります。これは、車軸がリムの片側に移動し、アンバランスになるためです。ホイールは、新しい輪ゴムセットが加熱されてホイールが回転し続けるまで、前後に回転し続けます。
注：この熱機関は、多くの作業を実行するために使用することはできません。しかし、デザインは非常にユニークで、バンドが伸びてホイールが回転し続けるので見るのがクールです。
