Freie Science Fair Projekte
Einleitung: (Initial Beobachtung)
Seit vielen Jahren Energie des fließenden Wassers verwendet worden Körner zu mahlen und Maschinen wie Holzbearbeitung, Stricken und Schneidemaschinen laufen. Viele dieser Orte sind jetzt als Museen aufbewahrt. Mit moderner Technik wird die Energie des Wassers nicht direkt zu tun, den Job verwendet. Stattdessen wird Wasserenergie zur Stromerzeugung genutzt und die Elektrizität verwendet wird, um verschiedene Maschinen zu laufen.
Da die Strömung des Wassers ist saisonal, Dämme sind aus dem Wasserfluss zu steuern und zu langen Strom der ganze Jahr zu produzieren. Mit Dämmen, speichert Speicherung Wasserenergie.
In diesem Projekt werden Sie ein funktionsfähiges Modell einer Wasserturbine machen und die Menge an elektrischer Energie berechnen, das von Ihrer Wasserturbine erzeugt werden kann. Sie können eine Wasserturbine mit Holz machen. So Holz Fähigkeiten arbeiten, wird einige Werkzeuge und Aufsicht von Erwachsenen und Hilfe für dieses Projekt erforderlich.
Komponenten
Dies sind die Komponenten oder Teile für jede der meisten Wassermühlen.
Wasserrad
Das Wasserrad zieht die Energie für die Anlage von einem Strom von Wasser.
Das Wasserrad überträgt die Energietrog eine Welle auf andere Teile einer Mühle ein Werk oder einen elektrischen Generator laufen zu tun.
Übertragung von Energie kann unter Verwendung von Zahnrädern, Riemenscheiben und Riemen getan werden.
Frage / Zweck:
Was wollen Sie wissen? Schreiben Sie eine Anweisung, die beschreibt, was Sie tun möchten. Verwenden Sie Ihre Beobachtungen und Fragen rund um die Erklärung zu schreiben.
Das Ziel dieses Projektes ist es, ein kleines hölzernes Wasserrad zu bauen und es zu einem Fahrrad-Generator, um Strom zu produzieren zu verbinden.
Hypothese:
Auf der Grundlage Ihrer gesammelten Informationen, stellen Sie eine Vermutung über die Antwort auf Ihre Frage oder das Ergebnis des Experiments.
Meine Hypothese ist, dass die Kraft einer hölzernen Wasserrad mit 2 Metern Durchmesser auf einen kleinen Generator übertragen wird (direkt oder über Riemen und Riemenscheiben) Elektrizität zu erzeugen.
Experiment Entwurf:
Entwerfen Sie ein Experiment, jede Hypothese zu testen. Machen Sie eine Schritt-für-Schritt-Liste von dem, was Sie tun werden, um jede Frage zu beantworten. Diese Liste ist ein experimentelles Verfahren genannt. Für ein Experiment Antworten zu geben, den Sie vertrauen können, muss es eine „Kontrolle“ hat. Eine Kontrolle ist eine zusätzliche experimentelle Studie oder laufen. Es ist ein separates Experiment, genau das getan, wie die andere. Der einzige Unterschied besteht darin, dass keine experimentellen Variablen geändert werden. Eine Kontrolle ist ein neutraler „Bezugspunkt“ für den Vergleich, die Sie sehen kann, was eine Variable ändert tut indem es nichts zu ändern. Zuverlässige Kontrollen sind manchmal sehr schwer zu entwickeln. Sie können das härteste Teil eines Projekts sein. Ohne Kontrolle kann man nicht sicher sein, dass die Variable zu ändern verursacht Ihre Beobachtungen. Eine Reihe von Experimenten, die eine Steuerung enthält, wird ein „kontrolliertes Experiment“ bezeichnet.
Beginnen Sie mit Ihrer Konstruktionszeichnung und die Berechnungen zu tun. Stellen Sie sich vor, dass Sie Ihre Zeichnungen auf einen Builder geben will und er soll das Projekt ohne Ihre Aufsicht oder Beratung vervollständigen. Vorbereitung der Zeichnungen und Berechnungen zu tun ist, was Ingenieure tun. Also das ist Ihre Chance, Ihre technischen Fähigkeiten zu testen.
Wie soll ich das Wasserrad entwerfen? Hier ist ein Beispiel:
Die Idee ist, dass eine Seite des Rades soll etwas Wasser halten und schwer werden, wodurch das Rad zu drehen. Wie Sie wissen, mehr Wasser zu mehr Gewicht und mehr Drehmoment (Drehkraft) auf dem Rad.
Im ersten Entwurf I zwei Holz Kreise mit dem Durchmesser von zwei Fuß und einem Holzzylinder mit einem Durchmesser von 16 Zoll und eine Höhe von 6 Zoll verwendet werden.
Ich werde die Kreise auf der Basis der Zylinderhalterung Spule zu machen. Ich werde dann 12 Stücke von 6 x 10 Holz Paddel verwenden, um die Becher oder Eimer zu machen. Da Wasserstand horizontal ist, kann ich sehen, wie viel Wasser macht das Rad halten in der einen Seite in meinen Zeichnungen.
Ich bemerkte, dass der Boden der Eimer zu schmal ist und es braucht nicht viel Wasser zu halten. So cam ich mit einem zweiten Entwurf bis zu einem Winkel als Eimer zu verwenden. So ersetzt I jedes 6 x 10 Holz paddelt mit zwei Stücken, die miteinander verbunden eine L-Form zu bilden.
Nun, da die Unterseite des Eimers vergrößern kann die Menge an Wasser in Eimern gelagert erhöhen, habe ich es wieder erhöht. In dieser Zeichnung ging ich davon aus, dass die Böden drei Zoll breit sind, anstelle von 2 Zoll. So Stücke von 3" x 6" verwendet.
Dies zeigte wiederum eine Zunahme der Größe von Eimern und jedes Wasser, um die Außenseite jeder Schaufel schlägt, werden einfach in die unteren Eimer nach unten.
Dies gibt Ihnen nur eine Idee, wie Sie Ihr Design beginnen. Es liegt an Ihnen, wie Sie das fortsetzen wollen.
Materialien und Geräte:
Liste des Materials hängt von den endgültigen Design. In der Regel müssen Sie etwas Holz, einige Drähte, einen Generator, eine Glühbirne und eine Steckdose. Zusätzliches Material wie Nägel, Schrauben und Holzleimen hängt von Ihrem Design.
Schraubsockel 6 Volt Glühbirne und Steckdose kann auch von Baumärkten erworben werden.
Fahrradgenerator ist bei Fahrradläden und Sportgeschäften erhältlich.
Die Ergebnisse des Versuchs (Beobachtung):
Die Experimente werden oft in Serie gemacht. Eine Reihe von Experimenten durch Änderung einer Variablen einen anderen Betrag jedes Mal durchgeführt werden. Eine Reihe von Experimenten besteht aus separatem Versuch gemacht „läuft.“ Bei jedem Durchlauf machen Sie eine Messung, wie viel die Variable, die das untersuchte System betroffen. Für jeden Durchgang wird eine andere Größe der Änderung in den Variablen verwendet. Dadurch ergibt sich eine unterschiedliche Menge an Reaktion in dem System. Sie messen diese Antwort oder Aufzeichnungsdaten in einer Tabelle für diesen Zweck. Dies wird als „Rohdaten“ betrachtet, da es bisher noch nicht bearbeitet oder interpretiert. Wenn Rohdaten mathematisch verarbeitet werden, zum Beispiel, wird es Ergebnisse.
Berechnungen:
Wenn Sie eine Berechnung für Ihr Projekt zu tun, schreiben Sie Ihre Berechnungen in diesem Abschnitt.
Es ist aus Berechnungen aufgezeichnete Daten verwenden, die Tabellen und Grafiken gemacht werden. Studieren von Tabellen und Grafiken, können wir Trends erkennen, die uns sagen, wie die verschiedenen Variablen unsere Beobachtungen führen. Basierend auf diesem Trend können wir Rückschlüsse auf das untersuchte System ziehen. Diese Schlussfolgerungen helfen uns bestätigen oder unsere ursprüngliche Hypothese verweigern. Oft können mathematische Gleichungen aus Graphen hergestellt werden. Diese Gleichungen ermöglichen es uns, vorherzusagen, wie sich eine Änderung des Systems, ohne die Notwendigkeit beeinflussen zusätzliche Experimente zu tun. Fortgeschrittene der experimentellen Wissenschaft verlassen sich stark auf grafische und mathematische Analyse von Daten. Auf dieser Ebene wird die Wissenschaft noch interessanter und leistungsstark.
Schlussfolgerung:
Mit den Trends in Ihren experimentellen Daten und Ihre experimentellen Beobachtungen, versuchen Sie Ihre originellen Fragen zu beantworten. Ist Ihre Hypothese korrekt? Jetzt ist die Zeit, zusammen zu ziehen, was passiert ist, und bewerten die Experimente Sie getan haben.
Wenn Sie feststellen, dass experimentelle Fehler Ihre Ergebnisse beeinflussen, sorgfältig das Design Ihrer Experimente überdenken. Lesen Sie jeden Schritt des Verfahrens über mögliche Fehler zu finden. Wenn möglich, haben Wissenschaftler mit Ihnen das Verfahren überprüfen. Manchmal ist der Designer eines Experiments kann die offensichtliche verpassen.
Wassermühlen sind in der Regel in großen Größen, klicken Sie hier um eine Probe zu sehen.
Viele Wassermühlen werden jetzt restauriert und in Museen.
Einige historischen Informationen über die Entwicklung von Rädern stehen hier zur Verfügung.