Płochocki Z. - 500 Zagadek z Techniki Na Co Dzień

8/19/2019 Płochocki Z. - 500 Zagadek z Techniki Na Co Dzień

1/101

Zbigniew Płochocki

z a g a d e k

z t e c h n i k i

n a c o d z i e


2/101

S P I S T R E Ś C I

PYTA- ODPG- NIA WIEDZ!

P r z e d m o w a ....................................................... 7

1. P ierw s zy s p r a w d z i a n ...................... 10 1322. C zym to z r o b i ć ? ............................... 12 133

3. Do każdej p ra cy w łaściw e narzęd zie . 14 134

4. Co on c hc e t u r o b i ć ? .................. 16 1355. W ejśc ia i w yjśc ia w d o m u ......... 18 1366. M iędzy w ejściem i w y jście m ........ 20 1377. P rąd — to prz ep ływ elektry cz no ści . 22 138


3/101

PYTA- ODPO- NIA WIEDZ!

26. Quiz „ekonomiczny” ........................ 62 16927. J a k i to s a m o l o t ? ................................ 36 17128. Od balo nu do po jazd u księżycowego . 88 17229. Morze, morze ........................................... 70 173

30. O kr ęty 72 17331. A utoe gza m in 74 1743 2 . Co tu s ię p ro d u k u je ? ........................ 76 17533. Od rud y do ............................................ 81 17634. J a k i t o s t o p ? ......................................... 36 17835. Niby tylko wytop ić s tal .................. 88 17736. B ram y hu ty 90 178■37. K om pu ter ów ka 92 18038. Quiz „sportowy” ................................ 96 18139. Ide ntyf ikuje m y two rzyw a sztuczne . 98 18240. Z laboratorium do ................................ 101 18341. Sz uk am y m atk i 106 18442. C o i m z a w d z i ę c z a m y ? ................... 108 18543. H e rb y w sp ó łc z esn e j t e c h n ik i . . . . 110 18744. Co m a ją z e so b ą w sp ó ln e g o ? . . . . 111 18845. S tar e legen dy we wsp ółczesn ej w ersji 112 18946. Z adz iw iając e? 116 19147. Fa n ta z j a i r z e c z y w is to ś ć............... 120 19548. N iew yk orz ys tan e m ożliwo ści? . . . 122 19949. W i e lk a G r a — e l i m i n a c j e ........... 125 20150. W i e lk a G r a — f i n a ł ........................ 128 202

PRZEDMOWA

Książeczka ta za jmuje s ię techniką , z k tórą s tykamy4ę wie lokrotn ie w życ iu codz iennym w domu, w szkole, w miejscu pracy i na ulicy, a także techniką, o które j czytamy w prasie codz ienne j , o k tóre j dowiaduje

my się z audycji radiowych i telewizyjnych. Z technikąstyk am y się w taki czy km y sp osób wszyscy — odniemowląt począwszy, a na s ta ruszkach skończywszy.Jeśli z tego wielkiego gron a wyłączym y inżynierów,którzy z rac j i swego wyksz ta łcenia i zawodu za jmująsię tego rodza ju zagadnieniami , to „na p lacu” pozostaną c i wszyscy , do k tórych adresowana jest ta książeczka, a w ięc — ludz ie w w ieku od la t 5 do 105,k tórzy poza za in te resowaniem w tym kie runku i zu peł n ie ogól ny m i w ia dom o ściam i n ie m usz ą mieć ża d nego spec ja lnego przygotowania .

Autor ma nadz ie ję , że każdy Czyte ln ik zna jdz iew tej książeczce zadania i zagadki, których rozwiązanie sprawi mu osobistą sa tysfakc ję . Są w nie j bowiem zagadki i ła twe , i t rudnie jsze , k tóre wymagająwiększego wysiłku umysłowego i nieco więcej wiadomości.

W książeczce jest k i lka ąuizów, k tóre w sumie sk ładają się na coś w rodzaju autokonkursu. Jeśli chceciesprawdzić , i le punktów uzyskac ie we wszystk ich qui-

zach, weźcie ołówek i ka rtkę papieru , na które j bę

dziecie notow ali wyniki uzysk ane w poszczególnychęuizach . W szystk ie bowiem mie jsca w tym autok on-


4/101

kursie są nagradzane . Za leżnie od l iczby uzyskanych p u n k tó w m oż na n ad ać so bi e od pow ie dni ty tu ł, a m ia nowic ie :

„ana lfabe ta techniczny”„średniak techniczny”„fachowiec”

„spec”„ e k sp e r t ”„eksper t absolu tny” .

I to już wszystko. Miłej zabawy życzy i do pierwszego ąuizu zaprasza

po niże j 50 p u n k tó w50 do 100 punktów101 do 150 punktów

151 do 190 pu nk tów191 do 220 punktów

p o nad 220 p u n k tó w

AUTCR

pytania


5/101

1. PIERWSZY SPRA WD ZIA N

Książkę rozpoczynamy quizem, k tóry zor ien tu je Czy

te ln ika — codziennego użytkownika różnych urządzeńtechnicznych, czy Jego wiedza ogólna w ystarcz y dorozwiązania dalszych zagadek. Oto dziesięć pytań dotyczących zagadnień , z k tórymi każdy spotyka się naco dzień w domu. Za każdą praw idłow ą odpow iedźwyznaczono 1 punkt . U zyskanie co na jm nie j 3 pu nk tów łącznie da je prawo do da lszego czytania te jksiążki.

1. W bardzo wielu domach , budow anych nie tak je sz cz e daw no , w k u c h n i po d oknem z n a jd u jesię spec ja lny o twór wenty lacyjny , k tóry zapewnia dopływ chłodnego powie t rza do umieszczonej tam szafki, spełn iającej rolę sp iżarni. Codziś zastępuje takie spiżarnie?

2 . Dlaczego przewodów centra lnego ogrzewanianie należy stosować jako uziemienia?

'3. Gdzie w odkurzacz u elektryczn ym grom adzi sięzassane przezeń powie t rze?

4. Dlaczego w lodówce domowej zamrażalnik za

wsze jest umieszczony w górnej części komorychłodniczej?

5. Po co przewo dy odpływ owe zlewów, w anien,u m y w a le k i t y m p o d o b n y c h u rz ą d z e ń sa n i t a rnych zaopa trzone są w spec ja lne syfony (zwane potocznie kolankami)?

8. Dlaczego bezpieczników topikowych nie należyn a p ra w ia ć d ru t e m ?

7. Po co w oknach mieszkań insta lu je s ię dw ieszyby?

S. Po co przewód doprowadzający v/odę do rezerwuaru k loze towego jest zaopa trzony w kran?

Jak i e fekt prądu e lekt rycznego wyk orzystu je.się w żelazku elektrycznym?

10. Co v/ domu stanowi „drzwi” dla metanu?

n


6/101

2 . CZY M TO ZRO BIĆ ?

To py tanie zadajem y sobie bardzo często, zw łaszcza

gdy musimy zrobić coś, czego jeszcze nigdy nie robiliśmy. Obok przed staw ione są różne narzędzia. Którez nich należy wybrać przystępując do:

X. C yklinow ania podłogi

2. Ostrze nia noża

3. W ykucia okrągłego otwo ru w ścianie betonowej

na kołek do gwoździa lub haka

4. Frzecięcia pręta metalowego

5. Zaznacze nie na płytce me talowej miejsc w których mają być wykonane o twory

8. Nagw intowania prę ta meta lowego

7. W ygładzania kaw ałka drew na

8. Nagwintowania o tworu w pły tce meta lowej

9. Wycięcia z cienkiej dyk ty wzoru o skom plikowanych ksz ta ł tach

10. Przekręcenia klucza, który tak ciężko obraca

się w zamku, że obrócenie go ręką sprawia poważne t rudn ości


7/101

3. D O K A Ż D EJ PRA CY WŁA Ś CIWE N A RZĘ D ZIE

N ie w szystk o m oż na zr obi ć „g oł ym i rę k a m i” . P ra w iezawsze musimy używać narzędzi, ale odpowiednich,gdyż n iemal każda czynność wymaga spec ja lnego lubnawet kilku specjalnych narzędzi. Zdarza się, że gdynie mamy właśc iwych, s tosujemy inne narzędz ia .Często jednak niewłaściwe narzędzie uniemożliwiawyko nanie określonych robót , np . d robnych napraw .Oto dz iesięć przykładów w ykony wania różnych prac .Czy w poszczególnych przypadkach narzędz ia zosta łydobrze dobrane, a jeśli nie — to jakich narzędzi należałoby użyć?

1. Wypełnienie większych ubytków w ścianie gipsem (rozrobionym z wodą) za pomocą noża.

2. Przecinanie cienkiego drutu nożyczkami.

3. W kręca nie wykrętów za pomocą dłutk a.

«naoiiSgSKl

4. Dokręcanie nakrętek za pomocą kombinerek .

5. Usuwanie resz tek fa rby z powierzchni meta lu(przed pomalowaniem jej na nowo) za pomocą

pi ln ik a .

6. W ykonywanie o tworów na w kręty w drewnie pr ze z w bic ie i w y ję c ie gw oźdz ia .

7. Przyłączanie przewodu, k tóry s ię oderw ał na prz y kła d od g ło śni ka w a p ara c ie ra d io w ym , pr ze z ok rę ce n ie go w ok ół w \v st aj ącej ko ńc ów ki .

8 . Gwintowanie o tworu w p ły tce m eta lowej za po m oc ą je d n eg o ty lk o g w in to w n ik a .

9. W ybijanie nitów za pomocą młotka i odpo wiednio cienkiego śrubokrętu.

10. Obcinanie gałązek bzu (na krzewie) za pomocąnoża.

15


8/101

4. CO ON CHCE TU ROBlC?

To pytanie zadajemy dosyć często, wchodząc do po

koju jakiegoś kolegi, gdzie rozłożone są różne narzędzia i mater ia ły . Podane rysunki przedstawia ją k i lkatakich właśnie sytuacji . Kolegi nie ma, bo „wyskoczył” po coś, czego mu brak, a co jest do danej pracyniezbędne. Po co wyszedł?

16 — 500 Z a g a d e k z t e c h n i k i


9/101

5. WEJŚCIA I WYJŚCIA W DOMU

Drzwi f rontowe naszego mieszkania s tanowią d la naswejście do mieszkania. Są one również wyjściem. Po jęc ia „w ejśc ie ” i „w y jśc ie ” są ro zp o w sz ec h nio ne w języku technicznym. Duży o twór w cza jn iku , prżez k tóry wlewamy do n iego wodę, możemy w te j te rminologii nazw ać wejściem c zajnika. W yjściem czajnikamożna na tom iast nazw ać dz iobek, przez k tóry wodęwylewamy z cza jn ika . Postępując ana logicznie możemy przypisać wejścia i wyjścia innym urządzenio mdomowym. Oto charakte rystyka wejść i wyjść k i lkutakich urządzeń. Zadanie polega na odgadnięciu, o jakim urządzeniu mowa, i na „zna lez ieniu” w n im podanych wejść i wyjść.

1. Ma jedno wejście elektryczne i jedno wyjścieelektryczne; napięcie na wyjściu jest takie sarno ja k n a w ej ściu.

2. Ma jedno wejście elektryczne i kilka (zwykletrzy) wyjść elektrycznych; napięcia na wyjściach są takie same jak na wejściu.

3. Ma jedno wejście elektryczn e, jedno wejściewo dne i jedno w yjście w7odne ; w czasie pra cyha łasuje .

4. Ma jedno wejście elektryczn e, jedno pow ietrznei jedno wyjście powietrzne.

5. Ma jedno wejście elektryczne i jest źródłemciepła.

6. Ma jedno we jście elektryc zne i jes t źródłemciepła i światła

18

7. Ma jedno wejście elektryc zne i jest źródłem cie p ła dl a o to cz en ia , a le n ie sł uży do o grz ew an ia ,lecz do celów wręcz przeciwnych.

8. Ma jedno wejście elektryczne oraz jedno elektromagnetyczne i jest źródłem dźwięku.

9. Ma jedno wejście elektryczn e, jed no elek tromagnetyczne i jest źródłem dźwięku i światła,ale nie służy do celów7 oświetleniowych.

19. Ma jedno wejście wodne, jedno wyjście wodne-i jest źródłem ciepła.

19


10/101

6. MIĘ D ZY WEJŚ CIEM I WY JŚ CIEM. . ,

. . .każdego urządzen ia czy sys tem u urządzeń działająróżne przyrządy i apara ty , dz ięki k tórym to, co dostarczamy do wejścia, ulega przetworzeniu na to, cochcemy otrzymać na wyjśc iu . Na przykład w systemiecentra lnego ogrzewania do wejśc ia dosta rczamy z imną wodę i węgiel (lub koks). Paliwo to — spalając sięw spec ja lnych p iecach — ogrzewa wodę, k tóra doc ie rado naszych mieszkań i w grzejnikach (wyjścia) oddajeniesione przez s ieb ie c iep ło . Do jak ich systemów technicznych, z k tórych korzystamy w ska l i masowej , odnoszą się poniższe charakterystyki?

1. Wejścia znajdują się w rzekach lub dużychzbiorn ikach w odnych, wy jśc ia zaś — w m ieszkaniach , fabrykach, mie jscach publ icznych. Między wejściem i wyjściem działają m.in. pompyi filtry.

2. S ystem ma jedn o we jście i bardzo w iele wyjść,k tóre zna jdują s ię m.in . w nowoczesnych mieszkaniach. Przewody łączące centralę z wyjściamisą starannie izolowane termicznie od otoczenia.

3. Do wejścia dostarczamy węgiel. Wyjścia znajdują s ię we wszystk ich praw ie mieszkaniach , b u d y n k ac h uży te cz ności pu bli czn ej . Połącze n iawyjść z centralą, w której pracują m.in. koiłyi turb iny , są dwuprzewodowe.

4. Do wejścia dostarc zam y węgiel. Połączenia centrali z wyjściami są czteroprzewodowe, przyczym jednemu z tych przewodów możemy przy p is ać ce ch ę „0 ” (ze ro).

5. Do wejścia dostarczamy gaz ziemny albo węgiel (a czasem także gaz świetlny). Wyjścia, po-

20

łączone z centra lą jednym ty lko przewodem,zna jdują s ię w mieszkaniach , restaurac jach , zakładach przemysłowych.

System ma stosunkowo mało wyjść, przy czym je d en prz ew ód w y jśc io w y z n a jd u je s ię nad je zd nią , d ru g i za ś je s t w m o n to w an y w je zdnięlub w wydzie lony wycinek jezdni .

7. Sy stem ma tyl e we jść co wy jść (nie licząc zasilania), przy czym każde wejście może być połączone z każdym wyjściem. Między wejściema wyjściem następuje m.in. zamiana energiimechaniczne j na e lek t ryczną i odwrotn ie .

8. System ma stosunko wo niew iele wejść i milionywyjść, które nie są połączone z centralą żadny

mi przewodami, mimo że wyjścia mogą być oddalone od centra l i nawet se tk i , tysiące i dz iesiątki tysięcy kilometrów.

9 . System naz iemny, podobnie jak poprzedni bez prz ew odow y, m a je d n o w ejśc ie i je d n o w yjśc iei pozwala na przesyłanie obrazów na dowolnąodległość na Ziemi.

10. System podobny do poprzedniego, lecz różniącysię od niego tym, że na Ziemi znajdują się je

dynie jego wejście i wyjście.

21


11/101

7. P R Ą D — T O PR Z E P Ł Y W E L E K T R Y C Z N OŚ C I

Bard/o często wyobrażamy sobie prąd e lekt ryczny ja k o prz epły w ja k ie jś h ip o te ty czn e j cie czy. M ów im yobrazowo : przepły w elektryczności, prąd p łynie iip. N a p ew n y m po ziom ie je s t to an a lo gia b ard zo poży teczna i uzasadniona . W te j ana logi i ładune k e lektryczny możemy sobie wyo brażać jako masę jak ie jścieczy, prąd — jako przep ływ tej cieczy, przew odnik — jako rurę i tak da le j . Czy jednak ana logia ta

je s t u n iw ersa ln a , to zn ac zy — cz y ca łą n a u k ę o p r ądzie e lek t ryczny m możemy przedstawić ca łkowic iew ramach te j ana logi i? Aby odpowiedz ieć na to pytanie , spróbujmy zna leźć odpowiednik i następującychwie lkośc i i e lementów obwodów e lektrycznychw analogii z cieczą:

1. Po tenc jał elektrycz ny

2. Napięcie elektrycz ne

3. Natężenie prądu elektrycznego

4. Połączenie równoległe dwóch przewodników

5. Wyłącznik

6. Prz erwa ny przewodnik

7. Ź ródło napięcia

8. Opornik 9 . Kondensa tor (w obwodzie prądu e lekt rycznego)

10. Cewrka ind uk cy jna

22

8. JESZCZE O A N A LO G IA CH

Metoda analogii , mimo że nie jest uniwersalna, oddaje«v.ęsto wielkie usługi w b adan iach na uko wy ch i tech nicznych. Istnie ją naw et spec jalne urządz enia (tzw.maszyny ana logowe), k tór e dz ięki m etodz ie ana logi i pozw al aj ą ro zw iąza ć w ie le zag adn ie ń w sp os ób zn aczcie prostszy n iż przy zastosowaniu bezpośrednich me-

>d badawczych. Pozn aliśm y już analogię prąd u e lek-•yczoego i przepływu c ieczy . Innym przykładem jestma logia „e lektryczno-c iep lna” . Jeże l i dysponu jemymszyną ana logową, w k tóre j można rea l izować ty lko

z jawiska e lek t ryczne , to znaczy — maszyną, k tóra zna je d y n ie „j ęz yk z ja w is k e le k tr y cz n y c h ”, a ch cem y p rz y jej po m oc y ro zw iąz ać ja k ie k o lw ie k zag ad n ie n ie c ie p lne, to musimy „przetłumaczyć” wielkości i zjawiskac ieplne na odpowiednie z jawiska e lek t ryczne . Poniże j po dan o dz ie sięć o kre śle ń zw iąza nych z ci ep łe m . Z a d a nie polega na znalezieniu dla nich odpowiednikówelektrycznych.

1. S trum ień ciepła2 . Tempera tura3. Różnica tem pe ratu r 4. Przep ływ ciepła przez

prz ew o d nic tw o5. Przepły w ciepła przez

p ro m ie n io w an ie

6 . Rury systemu centra lnegoogrzewania (z przepływa ją cą pr ze z n ie ci ep łą wmdą)

7 . Ciepłownia systemu centra lnego ogrzewania

8. Grze jn ik (ka loryfer) systemu cen traln ego ogr zew a- ..t\fV—,

nia9. Zawór (kran), służący do

zamykania dopływu c ie p łe j w ody do g rz e jn ik a

10. Wymiennik ciepła wr systemie centralnego ogrzewania

23


12/101

S. SCH EMA TY — JĘ ZY K ELEK TRY K Ó W

Bardzo często dla uzmysłowienia sobie idei funkcjono

wania różnych urządzeń wykonuje s ię proste rysunki ,k tóre uwzględnia ją ty lko na jważnie jsze (z punktu widzenia zasady działania) właściwości danego urządzenia . W e lektro technice uproszczone rysunki obowodówelektrycznych noszą nazw^ę schematów ideowych.Obok podano 10 takich schematów; który z nich

p rz ed s ta w ia :

1 . Obwód e lektryczny la ta rk i k ieszonkowej?

2. Połączenie równoległe dwóch oporników?

3. Obwed e lektryczny odkurzacza domowego?

4. Połączenie szeregowe dwech oporników?

5. Obwód e lektryczny i lust ru jący zasadę pomiarunapięcia baterii?

6. Połączenie oporników w trójkąt?

7 . Obwód e lektryczny i lust ru jący zasadę pomiarunatężenia prądu płynącego przez żarówkę latark i k ieszonkowej?

8. Połączenie oporników w gwiazdę?

9. Obwed e lektryczny żyrandola z t rzema żarówk a m i?

10. Obwed linii przesyłowej wysokiego napięcia?

24


13/101

10. A LFA BET ELEK TRY K Ó W

N a to , ab y sch em aty id eo w e obw odó w el ek tr y cz n ych był y z ro zu m ia łe d la w sz y st k ic h , tr z e b a um ów ić się, ja k im i sym bo la m i ozn ac za si ę posz cz eg óln e el em en tytych obwodów. Schematy w poprzednim zadaniu zosta ły sporządzone zgodnie z ogóln ie przyję tymi zasadami. Należy wskazać, za pomocą jakiego symbolu

p rz ed sta w io n o na ty ch sch em ata ch n as tę p u ją ce e le menty:

1. Połączenie dwóch przewodników2. Wyłącznik 3. Ź ródło napięc ia s ta łego

4. Ź ródło napięc ia zmiennego5. Ż a r ó w k ę6. Opornik 7. Silnik 8. Woltomierz9. A m p e ro m ie rz

10. Tra n s fo rm a to r

26

11. TA JEMN ICE O BWO D Ó W ELEK TRY CZN Y CH

Każdy obwód e lektryczny, tak samo zresz tą jak każdyukład fizyczny czy techniczny , kr yje w sobie różneta jemnice . Czasami rozszyfrowanie obwodu n ie nast ręcza żadnych n iemal t rudności , czasami jednaktrzeba się dobrze nad tym ,.pogłowić”. Oto kilka zagadek polega jących na rozszyfrowaniu obwodów' e lektrycznych.

1. Ż arówka la ta rk i k ieszonkowej pa l i s ię n ieza leżnie od położenia wyłącznika . Jak na leży narysować schemat obwodu tak ie j la ta rk i?

2. Ż arów ka w' latai 'ce kieszonkow ej nie pali się.niezależnie od tego, w jakiej pozycji znajdujesię w y ł ą c z n i k . D y sp o n u je m y d ru g ą l a t a rk ą , k tóra funkc jonuje normalnie . Gdy w dobre j la ta rceumieścimy raz żarówkę, raz baterię z badanejla ta rk i , to za każdym razem ta „dobra” la ta rkafunkc jonuje prawidłowo. Jeśl i do badane j la ta rki wkręc imy żarówkę z dobre j la ta rk i , tofunkc jonuje ona również tak , jak powinna . Naco „ jest chora” ta la ta rka?

3 . Na rysunku a przedstawiono schemat „chorego” obwodu żyrandola o t rzech żarówkach.Która lampa zapali się z chwilą zamknięciawyłącznika?

4 . O b w ó d , k tó re g o sc h e m a t p o d a n o n a ry su n k u b, zasilany jest ze źródła prądu zmiennego. Zależność natężenia prądu płynącego przez oporniktego obwodu od czasu przedstawiono na rysunku c (wykresem tej zależności jest l inia zwanasinusoidą). Jak będzie wyglądał wrykres natę

żenia prądu p łynącego przez ten obwód z dołączonym doń prostowmikiem (obwód taki

27


14/101

p rz ed sta w io no na ry su n k u d)? W yja śni am y , że p ro s to w n ik je s t u rz ąd ze n ie m , k tó re prz ep uszcz a p rąd ty lk o w je d n y m k ie ru n k u . Je g o sy m bole m je s t kó łe cz ko ze s tr z a łk ą w śro d k u , w sk azu ją cąkierunek przepływu prądu przez prostownik .

5. Zadanie jak wyżej, z tym tylko, że do obwodudołączone są dwa prostowniki , jak to przeds t a w io n o n a ry su n k u e.

6. Obwód, k tórego schemat podano na rysunku f, je s t zasil an y ze źródła p rą d u zm ie nneg o (s in u soidalnego). Jak zmienia się natężenie prądu p ły nąc eg o pr ze z op orn ik w ty m ob w od zie?

7. Ja k zm ienia się natężenie prąd u płynącego p rz ez opo rn ik w ob w odzie p rz ed s ta w io n y m na

rysunku p? Obwód zasi lany jest ze źródła prąduzmiennego (sinusoidalnego).

8 . Na desce umocowany jest obwód e lektrycznyskładający się z dwu żarówek i dwóch wyłączników, jak to przedstawiono na rysunku h, Jeśli otw?arte są oby dw a w yłączniki, to obydwie żarówki s ię n ie pa lą . Jeśl i zamkniemy wyłącznik 1\ to zapa la s ię żarówka 1, jeśli zaś

zamkniemy wyłącznik 2 ', to zapala się żarów

ka 2 . Przy zamkniętych obydwu wyłącznikach p a lą się obydw ie ża ró w k i. W yk rę ce n ie je d n e jz żarówek n ie wpływa na pracę drugie j ( toznaczy pali się ona przy włączonym „swoim”wyłączniku, gaśnie zaś przy wyłączonym, niezależnie od położenia drugiego wyłącznika). Należy narysować schemat tego obwodu.

9. M amy do czynienia z obwodem , który p rzed staw io n o n a ry su n k u i. Jeśl i wT obwodzie tymzamkniemy wyłącznik 2 ', to zapali się żarówka

1. je śli zam knie m y w y łącz n ik 2' — to zapali siężarówka 2 . Przy zamk niętych obydwóch w y-

28


15/101

łącznikach palą się obie żarówki, ale gdy wykręc imy jedną z żarówek, wówczas gaśnie także druga . Jeśli zam ienimy mie jscami żarówki1 i 2 , obwód będz ie s ię zachowywał tak jak po

prz ed nio , to znac zy — p rz y zam k n ię ty m ty lk owyłączniku 1' zapali się żarów ka 2 (jest ona

teraz na miejscu żarówki 1), zaś przy zamkniętym ty lko wyłączniku 2' — zapa li się żarówk a I( jest ona te raz na mie jscu żarówki 2). Należynarysować schemat obwodu.

10. Mam y do czynienia z obwodem , który m a wszystkie cechy obwodu z zadania poprzedniegoz tym tylko, że zam ienione są miejscam i żarówki I i 2. Zamknięcie (lub otwarcie) wyłącznika 1' s pow odu je zapalen ie się (lub zgaśnięcie) żarówki 1 (będące j te raz na m ie jscu żarówki 2), natomiast zamknięcie (lub otwarcie)wyłącznika 2 ' powoduje zapalenie się (lub zgaśnięcie) żarówki 2 (będącej teraz na miejscu żaró w k i 1). Na leży narysować schemat obwodu.

30

12. QUIZ „ELEKTRYCZNY-’

Dla od prężenia propon ujem y quiz. Będzie to quiz,w k tórym na jwiększe szanse będą mie l i „spece” odelektryczności. Do każdego z dziesięciu poniższychP3rtań podane są trzy odpowiedzi, z których tylko je d n a je s t p o p ra w n a . Za każ d ą p ra w id ło w ą odpowiedź o t rzymuje s ię 2 punkty .

1 . Podstawowe efekty towarzyszące prądowi e lektrycznemu to: efekt chemiczny, efekt cieplnyi e fekt magnetyczny. Który z n ich wykorzystu je si ę po dc za s ła d o w an ia a k u m u la to ra sam ocho dowego — a) żaden, b) chemiczny, c) magne

tyczny?2. Jak s ię nazywa substanc je , k tóre bardzo si ln ie

wzmacnia ją zewnętrzne pole magnetyczne — a)fe rromagnetykami, b) n ie ma tak ich substanc j i ,c ) przewodnikami magnetyzmu?

3. Dlaczego cysterny samo chodo we przewożącemater ia ły ła twopalne , np . benzynę, wloką zasobą po ziemi łańcuszek metalowy — a) niemuszą mieć takiego łańcuszka, b) w celach ostrzegawczych, c) celem odprowadzenia do ziemiładunku e lektrycznego powsta jącego na cyste rnie w wyniku ta rc ia , procesów a tmosferycznychitp.?

4. Dlaczego w normalnych radioodbiorn ikach lam pow yc h dźw ięk za cz yna p ły n ąć z g ło śników do p ie ro po p ew n y m cz as ie , po dc za s gdy m ałe od b io rn ik i tu ry sty cz n e zac zy n a ją p ra co w ać n ie m alnatychmiast z chwilą ich włączenia — a) bow zwykłych odbiorn ikach lampowych są dużelampy, które muszą się rozgrzać, a w odbiornikach turystycznych są iampy minia turowa, k tó

re rozgrzewają się znacznie szybciej, b) ponieważ w odbiorn ikach lampowych muszą się roz-

31


16/101

grzać lampy, na tomiast odbiorn ik i turystycznezamiast lamp mają t ranzystory , k tóre rozgrzewać się nie muszą, c) nieprawdą, rozgrzewać sięmuszą i lampy, i t ranzystory , tak że każdy od

b io rn ik za cz yna p ra cow ać z pew nym opóźn ie niem?

5. Jak s ię wy konuje obwody drukowan e — a) na j p ie rw p ły tk i z iz o la to ra el ek tr y cz n eg o po k ry w js ię warstwą miedz i , na n ie j nanosi s ię rysunekobwodu za pomocą spec ja lne j emulsj i kwaso-cdporne j , następnie wytrawia s ię n ie pokrytą tąemulsją część warstwy miedzianej, po czymusuwa się emulsję, b) na płytce z izolatora elektrycznego nakle ja s ię c ienkie paseczki miedz iane, które pełnią rolę przewodników, c) na płytce z izo la tora e lek t rycznego drukuje s ię obwody zwykłą techniką drukarską , z tą ty lko różnicą, że używa się farby przewodzącej, która powyschnięc iu wygląda jak miedź?

6. Dlaczego t ramwaje i ko le je e lek t ryczne zasi lasię n ie prądem zmiennym, lecz prądem sta łym

— a) n ie p raw d a , tr a k c je tr am w a jo w e i k o le jo we zasilane są prądem zmiennym, b) gdyż silnik i na prąd sta ły pozwala ją na szybsze rozpędzanie i hamowanie pojazdów, c) ponieważ roz p ię ta n ad zi em ią si eć prz ew od ów zn ac zn ie m n ie jnarażona jest na szkodl iwe wpływy wyładowań

atmosferycznych, gdy zasi lana jest prądemsta łym niż w przypadku zasi lan ia je j prądemz m ie n n y m ?

7. Na jakiej zasadzie działa silnik synchronicznyna prąd sta ły — a) na zasadz ie indukcj i e lektromagnetyczne j , b ) na zasadz ie e fektu magne-todynamicznego, c) określenie: „silnik synchroniczny na prąd sta ły” n ie ma sensu , gdyż synchronizować można tylko procesy zmieniającesię w czasie?

8 . W jakich przypadkach średnia moc pobieranaz miejskiej sieci prądu zmiennego przez odbior

32

nik energii elektrycznej jest równa iloczynowiśredniego natężenia prądu płynącego przez od

b io rn ik i śre dn ie g o n ap ię c ia prz ył oż on eg o do od b io rn ik a — a) za w sz e, b) ni gdy, gd yż n ap ięc iew sieci {podobnie jak i prąd płynący przez od

b io rn ik ) zm ie nia się ry tm ic zn ie ra z w je dn ą, ra z

w drugą stronę, tak że jego średnia wartość jestrówna zeru, c) tylko wówczas, gdy odbiornikzawiera jedynie opornik i?

9. Ja k można zwiększyć zasięg radiowej sta cji na dawcze j , n ie dokonując żadnych przeróbekw samej rad iostac j i — a) przez zastosowanieczulszych odbiorników, b) przez wydłużenie anten odbiorników, c) nie można w żaden sposób?

10. Jak można zwiększyć zasięg nadawczej stacjitelewizyjnej bez zwiększenia wysokości wieży,na szczyc ie k tóre j są an teny nadawcze — a)

prz ez zw ięk sz en ie m oc y n ad a jn ik a , b) p rz ez z a stosowanie stacji pośrednich (tzw. stacji łącz),c) nie można w żaden sposób?

500 Z a g a d e k z t e c h n i k i 3j3


17/101

13. MO TO RY ZA CJA — H O BBY MILIO N Ó W

Pytanie : jak i to samochód? — zada ją nawet na jmłodsi miłośnicy motoryzacji . I dla nich głównie po

dajemy tę prostą zagadkę. Tematem je j są samochody przedstawione na rysunkach obok.A oto pytania :

1 . Jaki model samochodu przedstawia każdy rysunek?

2. Które z pokazanych samochodów produkowanesą w Polsce?

3. Które z nich wytw arzane są przez naszych na j b liższy ch sąs ia d ów (Z SR R, C ze ch osł ow ac ję

i NRD)?4. Które zaczęto produkować przed rokiem 1965,które w latach 1965—70, a które po roku 1.970?

5. Które m ają napęd na ty lne , a k tóre na przedniekoła?

6. K tóry może uzyska ć najw iększą prędkość?7. Który zużywa na jmnie j pa l iwa , k tóry zaś na j

więcej?8 . Który ma na jsi ln ie jszy s i ln ik , k tóry na tomiast

na jsłabszy?9. Któ ry jest n ajwięks zy (najdłuższy, najszerszy

i na jwyższy) , k tóry zaś na jmnie jszy (na jkró tszy ,najwęższy i najniższy)?

10. Który jest najlżejszy, a który najcięższy?

24

r . L j

: is

O—€v:

m I


18/101

14. PA SZPO RTY SA MO CH O D Ó W

Umieję tność rozpoznania marki czy nawet modelusamochodu na podstawie jego sy lwetk i — to dopiero

p ie rw szy st o pie ń w ta je m nic zen ia . B ard z ie j z aa w a n so wanego entuz jastę motoryzac j i in te resuje n ie ty le wygląd, co przede wszystkim właściwości pojazdu, jegozalety i wady, szczegóły konstrukcyjne. W załączonejtabelce zestawione są najważniejsze dane dziesięciuspośród 14 modeli samochodów przedstawionych narysunkach w zadaniu poprzednim. Do jak iego modeluodnoszą się kolejne pozycje tabeli?

o ^ Silnik ś £ ,

Lp.

L i c z b a

m i e j

i l i c z b a

d r z v

Moc maks.w KM n.zy

ilościobr /min

Pojemność

skokowaw cm-

S k r z y n i a

b i e g ó w

M a k s y m a l n i )

p r ę d k o

ś ć

w

k m / h

i z u

ż y c i e

p a

w a

w

l / 1 0 0 f c

R o k

u r u c l i o

m i e n i a

p r o -

d u k c j i s e r y j

n e j

j 1 4 40—4200 1196 4-biegowa 118 1972

2I

synchr . 8,5

i '2 4

4

45—4200 991 4-biegowaII, III i IV

bi eg isynchr .

1.25

10

1965

3 5

4

77—4000 2120 3-biegowaII i III

bi eg i

synchr .

130

11,54-12

1964

36

L i c z b a

m i e j s c

i l i c z b a

d r z w i Silnik

Moc maks .w KM przy

iiliOŚCiobr/min

P o j e m ność

s kokowaw cm"

10

34— 3600

40—4650*

56—5800

60—4750

60—5200

23—4800

1192

988

1118

1357

37,5—5500

1295

594

848

r?

| ! £ wCUco!3

4-biegowasynchr .

4-biegowasynchr .

4-b iegowasynchr .

4-b iegowaII, III i IV

b ie gisynchr .

4-b iegowa

synchr .

4-biegowaII, III i IV

bi eg isynchr .

4-biegowaII, III i IV b ie gisynchr .

1147,5

120

7

1408

120

7

14010

1056

1165

1936 po tem szereg u le ps ze ń

1959

1967

1964

1967

1(973

1959

37


19/101

15. G D ZIE RO D ZI S IĘ SA MO CH Ó D ?

Samochód powsta je oczywiśc ie w fabryce . Każda wytwórnia samochodów umieszcza na swoich wyrobach

znak f i rmowy — swoje godło . Spośród 14 model i samochodów, k tóre były przedmiotem dwóch osta tn ichzadań, 11 „przyszło na świat” w następujących zakładach:

1. Adam Opel AG w Rtiselheim (RFN)

2. Aust in Motor Company w Birmingham (Wie lkaBrytania )

3 . Daimler-Benz AG w Sz tu tgarc ie (RFN)

4. Fab ryka Samochodów Osobowych w Warszawie(Polska)

5 . Moskowski j Zawód Małol i t rażnych Awtomobi-liej w Moskwie (ZSRR)

6. Soc ié té Indust r ie l le de Mécanique e t Carroser ieAutomobi le w Poissy (Franc ja )

7 . Autcmobi lové Zavody Narodni Podnik w Mla-da Boîeslav (CSRS)

8. VEB Automobi lwerke w Eisenach (NRD)

9. Volkswagenwerke w Wolfsburgu (RFN)

10. Zaporożski j Awtomobi lnyj Zawód „Kommunar”w Zaporożcu nad Dnieprem (ZSRR)

Obok podano godła różnych f i rm. Należy wskazaćgodła wymienionych wyżej wytwórni samochodowych.Rozwiązanie tej zagadki można znaleźć na ulicy —na maskach samochodów.

38

a b

|

1 c d

i

L —

Wii

! e f

!ii

f f h

; / ' J


20/101

16. CO CZY M ZMIERZY Ć ?

Pomiar odgrywa we współczesne j technice podstawową rolę. Różna żądana dokładność pomiaru, różne wa

runki . w jak ich pomiar s ię przeprowadza , czy wreszc ieróżnorodność wielkości, któ re należy zmierzyć —wszystko to sprawia , że technika musi dysponowaćniezwykle boga tym arsena łem przyrządów pomiarowych. Chcąc więc cokolwiek zmierzyć, trzeba z górywiedzieć, jakiego w tym celu użyć przyrządu. Za pomocą któreg o (lub których ) z niżej wym ienionych p rz y rz ąd ó w :

a . suwmiarka z noniuszemh. śruba m ikrom etrycznac . te rm om etr pokojowyd . t e rm o m e t r l e k a r sk ie. poziomnicaf . amperom ierz na prąd zmienny o zakresie

0—0,1 Ag. amperomierz na prąd zmienny o zakresie

0—0,5 Ah. woltomierz na prąd stały o zakresie 0—10 Vi . wol tomierz na prąd zmienny o zakresie

0—250 V

40

j. li cz nik energ ii e le k tr y czn e j n a p rą d zm ie nny220 V

k . m a n o m e t r o z a k re si e 0— 1 a tm

1. m ano m etr o zakres ie 0—25 atm

m. zegarek (z sekun dnikiem )

n . stoper

można zmierzyć lub sprawdzić:

1. średnicę drutu z dokładnością do 0,02 mm

2. średnicę wewnętrzną rury meta lowej

3. tem pera tu rę wrzenia wody

4. ciśnienie gazu w instalacji domowej

5. poziome ułożenie podłogi w pokoju6. napięc ie samochodow ej ba te r i i akumu la torów

7. napięcie elektryczne w gniazdku sieciowym

8. natężenie prądu płynącego przez żarówkę 100--watową, zasilaną z sieci o napięciu 220 V

9. moc pobierną przez telewizor zasilany z siecio napięciu 220 V

10. przec ię tny czas posto ju au tobusu na przystankach określone j t rasy

41


21/101

17. J A K T O Z M I E R ZY Ć , J A K T O S P R A W D Z I Ć ?

Bardzo często musimy w domu coś zmierzyć, cośsprawdzić . Nie zawsze jednak dysponujemy odpowied

nimi przyrządami. Brak koniecznych przyrządów pomia ro wych w domu nie powinien nas zn iechęcać. Przy p ew ny ch p ra cach dom ow ych zam ia st p rz y rząd ó w w y starczy zastosować bardzo proste środki.. . i trochę pom yśleć . W yo bra źm y so bi e, że ch ce m y w po k o jusami wykonać prosty rega ł na książki , np . tak i jak na pon iżs zy m ry su n k u . Z anim je d n a k zabie rz em y si ę do pra cy , m usim y zm ie rz yć w yso kość p o k o ju i sp ra w dzić ,czy wzdłuż całej ściany, przy której ma stać regał,wysokość ta jest jednakowa, ponadto musimy dokonaćszeregu innych pomiarów. Tymczasem dysponujemy b ard zo p ro s ty m i śro d k am i: du żą ek ie rk ą, sz cz otk ą dozamiatania na kiju, l iniałem z podziałką, mocną nitką

i kawałkiem ciężkiego, lecz giętkiego drutu. Czy posługując się jedynie tymi elementami można (a jeślitak , to w jak i sposób) sprawdzić następujące dane :

m o K z pr zo du'//< , --'.W; ■ ...

.sufit

podłoga

MD0K Z BORU . ' • /w. : ; . / / / . /su f t n %

UesA/ ( p ó ł K i ;

zawleczki

r u r ymetalów.

poofoga

42

1. Czy deski, który ch chcem y użyć do budow yregału, są płaskie?

2. Czy ściana, przy któr ej m a stać regał, stoi pionowo?

3. Czyściana ta jest rów na w poz iomie?

4. Czyściana ta jest równa w pionie?

5. Czyściany wkącie pokoju tworzą kąt p ro sty ?

6. Czyściana tworz y k ąt pro sty z podłogą i z sufi tem?

7. Czy podłoga przy ścianie jest pozioma?

8. Czy wysoko ść su fitu nad po dłogą jest przy ścianie wszędzie jednakowa?

9. Czy ustawiony przez nas regał stoi pionowo?

10. Czy ¡półki w naszy m reg ale są ustawio ne poziomo?

43


22/101

- i p MIĘ D ZY N A RO D O WY U K ŁA D JED N O STEKI O * M I A R S I

Polska, przyłączając się do ogólnoświatowej akcji , ma ją ce j n a ce lu u je d n o li cenie je d n o s te k m ia r i w zo rc ów

p om ia ro w ych, w p ro w ad ził a u si eb ie M ięd zy naro d ow yU k ła d Je d n o s t e k Mia r (Systeme In ternat ional) , zwanyw skrócie układem SI. Układ ten opiera się na sześciu je d n o stk ac h podsta w ow ych , je d n e j d o d a tk o w ej i dw óc h po m oc ni cz ych , k tó re są te m ate m pie rw szy ch d z ie w ięciu pytań . Osta tn ie pytanie dotyczy innego zagadnienia .

1 . Jaką jednostkę określa s ię na podstawie własności a tomu kryptonu?

2. Jaką jednostkę pozwala wyznaczać c ia ło wzorcowe przechowywane w Międzynarodowym Biurze Miar w Sèvres pod Paryżem?

3. Aby wyznaczyć jedną z jednostek układ u SI ,korzysta się z własności atomów cezu. Co toza jednostka?

4. Dla jakiej w ielkości fizycznej m ożna wyzn aczyć je d n o s tk ę na po d sta w ie p o m ia ru si ły d z ia ła ją ce jmiędzy dwoma przewodnikami , przez k tóre p łynie prąd e lekt ryczny?

5. He jednostek i jakie można wyznaczyć za pomocą punktu potró jnego wody?

6. Co ma dłuższą nazwę: świecznik uliczny, takin a p rz y k ła d j a k n a P l a c u K o n s ty tu c j i w W a rszawie, czy światłość w kierunku prosto

pad ły m ci ał a do skonale cz ar neg o o po w ie rz ch ni1/600 000 m2, ogrza nego do tem pe rat ury , przy

które j topi się platy na pod ciśnieniem no rm a ln y m ?

7. Jaki promień okręgu przyjmuje s ię w def in ic j i je d n o s tk i k ąt a p ła sk ie go ?

8. Jaka jednostka zawiera w swej def in ic j i kwadra t?

9 . Która jednostka ma nazwę podobną do nazwydokucz l iwego owada?

10. W prak tyce bardzo często zachodzi potrzeb astosowania jednostek większych lub mnie jszychod jednostek podstawowych i jednostek za ich pom oc ą w pro w adzo n y ch (d la w ie lk ości in nychniż wielkości podstawo we). W związku z tymwprowadza się tak zwane jednostk i wie lokrotne

(większe) i podwielokrotne (mniejsze), stosując p rz y ty m zas ad ę w ie lo krotn o ści dzi es ię tn ych .Których jednostek miar jest w ięce j — wie lokrotnych czy podwie lokrotnych?

45


23/101

19. RO BIMY ERRA TĘ

Do czasu wp rowadzenia w Polsce jednego lega lnegoukładu jednostek m iar — układu SI — stosowano

i nad a l s ię s tosuje (choć w coraz bardz ie j ograniczonym zakresie) w różnych dziedzinach nauki i techniki,i w ogóle w rozmai tych dz iedz inach gospodarki narodowej różne układy jednostek miar . Do na jpowszechnie jszych układów na leżą układ CGS (w którym za

je d n o s tk i p o d sta w o w e p rz y jm u je s ię gr am , cen ty m etri sekundę) oraz układ MkGS, zwany inacze j układemciężarowym (w którym za podstawow e jednostk i

p rz y jm u je si ę m etr , k il o g ram -s ił ę i se kund ę) . W p ro w adzenie jednego układu jednostek wiąże się więcz ogromną pracą — trzeba bowiem przecechować większość p rzyrządó w po miarow ych, przeliczyć danew tabl icach w artośc i , p rzeredagow ać odpowiednio

p o d rę czn ik i it p . Il u s tr a c ją te go n ie ch będ zi e to z ad a nie , k tóre polega na z robieniu e rra ty , czyl i poprawieniu zamieszczonego zestawienia jednostek układów SI ,CGS i MkGS dla dz iesięc iu wybranych wie lkośc i mechanicznych. W każdej pozycji jest jeden błąd, którynależy znaleźć i poprawić.

1. Ciśnienie je d n o stk a S I: n iu to n n a m e tr k w a d ra to w y (1 N//m 2 = kg /m • s2)

je d n o s tk a CG S: b a r (1 d y n /c m 2 = 10-1 N /m 2) je d n o stk a M kG S: k il o g ra m -s ił a n a m etr k w a d ra tow y (1 kG /m 2 = 9,80 665 N/m 2)

2. C iężar wła ściw y je d n o s tk a S I: n iu to n na m e tr sz eśc ie nny(1 N/m3 = kg /m 2’S2)

je d n o stk a CG S: d y n a n a c en ty m e tr sz eśc ie nny(1 dyn/c-m* = 1 N /m 3)

je d n o stk a M kG S: k il o g ra m -s ił a n a m e tr sz eście nn y (1 kG /m 3 = 9,80 665 N/m 3)

46

je d n o s tk a S I: se k u n d a (se k) — je d n o s tk a p od s t a w o w a je d n o s tk a CGS: sek u n d a (sek ) — je d n o s tk a po d st aw o w a je d n o s tk a M kG S: sek u n d a (sek) — je d n o stk a p od sta w o w a

Długość je d n o s tk a S I: m e tr (m) — je d n o s tk a p o d sta w o w a je d n o stk a CGS: c e n ty m etr (1 cc m — l -2 m) — je d n o s tk a p o d sta w ow a je d n o s tk a M kG S: m e tr (m) — je d n o s tk a p o d s t a w o w a

Gęstość je d n o stk a S I: k il o g ra m n a m e tr sz eśc ie nn y (k g//m2)

je d n o s tk a CGS: g ram n a ce n ty m etr sz eśc ie nny(1 g/cm 3 = 103 kg /m 3)

je d n o s tk a M kG S: k il o g ra m -s ił a n a k w a d ra t se kun dy n a m etr do potęgi czw artej (1 kG ^sek2//m 4 = 9.80 665 kg /m 3)

Ma sa

je d n o s tk a S I: k il o g ram (kg ) — je d n o s tk a p o d s t a w o w a je d n o s tk a CGS: g ra m (1 g = 10~3 kg ) — je d n o s tk a p o d s t a w o w a je d n o s tk a M kG S: k il o g ra m (1 k G -se k 2/m == 9,80 665 kg)

Moc je d n o s tk a S I: w-at (1 W = k g -m 2/s 3) je d n o stk a CGS: er g (1 e rg /s ek = 10-7 W) je d n o s tk a M kG S: k il o g ram -s ił a ra zy m e tr n asek un dę (1 kG -m /se k = 9,80 665 W)

Czas

47


24/101

8. Pra ca i energia je d n o s tk a S I: dżu l (1 J = k g -m 2/s 2) je d n o s tk a CGS: e rg (1 e rg = 10-7 J) je d n o stk a M kG S: k il o g ra m o m etr (1 k G -m == 9.80 665 J)

9. Prędkość

je d n o s tk a S I: k il o m e tr na godz in ę (k m /g od z) je d n o stk a CGS: c en ty m e tr n a se k u n d ę (i cm //sek = 10~z m/s) je d n o stk a M kG S: m e tr na sek u n d ę (1 m /s ek = — 1 m/s)

10. Siła je d n o s tk a S I: n iu to n (1 N = k g -m /s 2) je d n o stk a CGS: d yn a (1 d yn = 10-5 N)

je d n o s tk a M kG S: k il o G ra m (1 kG = 9,80 855 N) — je d n o s tk a pod sta w ow a

48

20. Q U IZ „ METRO LO G ICZN Y ”

Sporo jeszcze upłynie czasu, zanim przyzwyczaimy się po sł ug iw ać n a co dz ie ń u k ła d e m SI, ta k ja k p rz y zw y

czailiśmy się do jedn ostek innych układów . Jes t tosp ra w a n a w y k u . Ty tu ł e m p ró b y p ro p o n u je m y sp ra w dzić swe zdolności adaptacji do nowego układu jednostek miar . Na podane dz iesięć pytań na leży odpowiedzieć bez zastanowienia, a następnie sprawdzić swąodpowiedź. Za każdą poprawną odpowiedź o t rzymujesię dwa punkty .

1 . Huta że laza w N. wyprodukowała w osta tn imkwartale ubiegłego roku 100 tysięcy ton surówki

że laza . Produkcja w p ie rwszym kwarta le b ieżącego roku wyniosła 110 gigagramów (110 Gg)surówki . Czy nastąpi ł wzrost , czy spadek produkcj i w porównaniu z rokiem ubiegłym?

2. Czy pociąg jadący ze średn ią prędkością w yno szącą 25 m/s zasługuje na miano pospiesznego?

-3 . Mała Kasia marudz i , mama pode jrzewa, że magorączkę. M ierzy jej więc tem pe ratu rę i łapie

się za g łowę — rtęć w te rmometrze za t rzymałasię na kresce z liczbą 310 K. Czy trzeba wzywać lekarza?

4. Gęstość po liety len u wy nosi około 0,95 Mg /m3Czy kawałek pol ie ty lenu zanurzony w zwykłe jwodzie wypłynie na powierzchnię , czy opadniena dno?

5. Według starych norm szczelności instalacji ga

zowej w budynkach na leży sprawdzać pod c iśnieniem 1 at w od niesieniu do ciśnienia zew nę-

4 — SfiO Z a g a d e k z t e c h n i k i


25/101

trznego. Czy można użyć w tym celu sprężarki,k tóra jest w stan ie wytworzyć c iśnienie wyższeod ciśnienia atmosferycznego w zakresie do 100kN/m2?

6. Zw ykle w domu zużywano około 50 kW h ene r-gi elektrycz nej miesięcznie. Po zainstalo wa niunowego licznika, wskazującego energię w dżu-lach, zużycie energii po pierwszych dwóch miesiącach pracy licznika w yniosło, według jegowskazań, 3 ,5 GJ. Czy uzasadnione jest pode jrzenie , że l icznik wadl iwie pracuje i wskazujezbyt duże zużycie energii?

7 . Przec ię tny samochód ma si ln ik spa l inow y o mo cy rzędu 50 KM. Czy silnik elektryczny o mocywynoszącej 10 kW jest słabszy, czy silniejszy

od si ln ika samochodowego?

8. W sta rych jedn ostkach c iepło właśc iwe g l iceryny wynosi 0,54 cal/g-stop. Ciepło właściwe oliw y n a tu ra ln e j w y n os i, w j e d n o s tk a c h u k ła d uSI, niecałe 3 kJ/k g-K . Co będzie się szybciejogrzewać (w tych samych warunkach ogrzewania) — oliwa czy gliceryna?

9. G ran ica sprężystości sta li (tzn. o bciążenie, po

prz ek ro czen iu k tó re g o s ta l d efo rm u je si ę w sp o sób trwały) sięga około 30 kG/mm2, Granicasprężystości mosiądzu wynosi około 0,39 GN/m2.Który z dwóch prę tów o tak ie j samej średnicy:stalowy czy mosiężny można silniej obciążyć

be z sp ow od ow an ia tr w ałe g o o dk sz ta łc en ia ?

10. Dotychczas w pod ręcznikach fizyki po daw ano,że na jm nie jsza p orc ja ład unk u e lekt rycznego,

ja k ą m oże m ie ć cząs tk a e le m en ta rn a , cz yli ta k

zwany ładunek e lementarny , wynosi około4,8-10-10 jedno stek elektros tatyczn ych (CGSE)

50

ła d u n k u . A m e ry k a ń sk i f i z y k M. G e l l -Ma n n w y stąpi ł k i lka la t temu z h ipotezą , że w przyrodzie powinny is tn ieć cząstk i e lementarne zupe łnie nowego typu, obdarzone ładu nkiem e lektryc zny m wyn oszący m (co do wartości) 0,533*•10-19 As lub 1,066-10-19 As. Cząstki te nazwałk w a rk a m i . Co z a sk a k u je w h ip o te z i e G e l l -Ma n -na?


26/101

21. W I R O K R Z Y Ż Ó W K A

Czas najwyższy odpocząć nieco przed czytaniem dalszych zagadek. Jako re laks propon ujem y w irokrzy-

żówkę. Do f igury przedstaw ione j na podanym niżejrysunku na leży wpisać wyrazy o podanym niże j znaczeniu:wokół kwadra tów oznaczonych cyframi rzymskimi ,zgodnie z ruchem wskazówek zegara (początek t rzebaokreśl ić samemu): I . podstawowa jednostka miaryw układz ie SI , II. p ro sto w n ik g azo w an y w ie lk ie j m o cy, I I I . uk ład wysyła jący np . fa le e lek t romagnetyczne , IV. z jawisko występujące w układz ie drga jącym,V. oficer w fabryce; p o z i o m o : 2. m a go każd y w k rę t, 5. w y tw a rz a ją goowady spokojne, dopóki się ich nie zaczepi, 6. przedrostek oznacza jący na jmnie jszą jednostkę miary

w układz ie SI , 8 . akustyczny sta rszy bra t radaru ; p i o n o w o : 1. je d n a z p o d sta w o w y ch w ie lk ości fi zycz nych, 3. jedna z elektrod, 4. pierwiastek chemiczny,7 . przedrostek oznacza jący jednostkę podwie lokrotną .

52

22. SCH EMA TY BLO K O WE

Wiele różnych urządzeń technicznych ma tak skomplikowaną budowlę, że nie wystarczy zajrzeć do wnętrza,aby zrozumieć zasadę ich działania. Wie o tym każdy,

kto zaglądał do wnętrza telewizora czy odbiornikaradiowego. A te lewizor to w grunc ie rzeczy urządzenie wyjątkowo proste w porównaniu ze znacznie większymi systemami technicznymi, na przykład fabrykami przemysłu chemicznego, rozgłośniami rad iowymiczy rakie tami kosmicznymi. Dla tak ich systemów sporządza się schem aty b lokowe, to znaczy rysunki , naktórych wszystk ie urządzenia sk ładowe — czyli b loki — przedstawione są za pomocą prostokątów lubinnych prostych symbol i gra f icznych, w ew nątrz k tórych czy obok których po prostu pisze się nazwę

b lo ku. N a ta k ic h ru su n k ac h zo ba cz ym y w y ra źn ie og ól ny schemat organizacji bloków’ w danym urządzeniu

czy systemie technicznym. W ten sam sposób można p rz ed s ta w ić zas ad ę b ud ow y i dzi a ła n ia in n y ch złożonych urządzeń, nie tylko elektryczn ych. Oto dziesięćschematów blokowych. Jakie urządzenie każdy z n ich p rz ed s ta w ia ?

obudowa

doatmosfery

zasilaniegrzejnik

A A ______ zasilanie \pacownik ~j / z a w ó r

■ S/fnik T i knmnrn ! i

zasi/anie

kompresor

i komora \chłodnicza \

L . m J

_ x r m >skrap/acz

(chłodnico)

53


27/101

cjnejnlk $

głowica kasująca

głowica zapisująca

głowica odczytująca

gfosnik

wkładka wzmac -[71(adapter) niacz

przesuwan/e taśmy

¡ - ^ * g = 8 ( ! zasilanie

54

gfośmK

u

KWotniKipośr.c

d e t e k t o r vio''comaci ;rjei aę M ,

Iheterodyoa

101

-Q-LE

u

Lo mp a

v i í j f q c z n i k ^ ^

i a s i lan ie

[ekt r edtj""'

T towik [- -

9

10

55

c o


28/101

23. EN ERG IA JEST WO K Ó Ł N A S

Energe tyka jest jedną z podstawow ych dz iedzin gospodarki. Bez niej nie mógłby istnieć nowoczesny prze

mysł, bez niej nie mogłoby być mowy o motoryzacji . . .Is tn ie je wie le różnorodnych źróde ł energ i i , lecz na turanie ofe ru je nam energi i w tak ie j postac i , w jak ie jenerg ia jest nam potrzebna — trzeba dokonać zamiany. Oto dwa wykazy: na tura lnych źróde ł energ i i orazurządzeń lub zakładówr przemysłowych, k tóre zamienia ją lub mogłyby zamieniać energ ię z je j na tura lne j p o st ac i n a po st ać uży te czn ą. N al eż y p rz y p o rz ąd k o w ać posz cz eg ól nym źródł om o dpow ie dn ie u rz ąd zen ia czyzakłady przemysłowe i odpowiedz ieć na pytanie : k tórez nich to historia, które — rzeczywistość, a które — p ro je k ty czy n a w e t fa n ta z ja .

1. Węgiel a. E le k t ro w n ia g e o te r2. R opa naftowca m iczna3. W ia tr b. Młyn wodny4. R zeki c. Ogniwo izotopowe5. Przypływy i odpływy d. E l e k tr o w n i a p ły w o w a

m ó rz e. E le k t ro w n ia j ą d ro w a6. P r o m i en i ow a n i e s ło t. Bater ia s łoneczna

neczne g. Si ln ik spa l inowy7. Promieniowanie c ia ł h. E le k t ro w n ia t e rm o ją

ra d io a k ty w n y c h d r o w a8. U ra n i. Wia t ra k 9. Gejzery j. Elektrownia c iep lna

10. Le k k ie g a zy (w o dó r, hel)

56

24. U ZU PEŁN IA MY D O K U MEN TA CJĘ

Z praktycznego pun ktu widzenia na jbardz ie j prz ydatną formą energi i jest je j forma e lektryczna . Ener

gia e lek t ryczna n ie w ystępuje jednak w przyrodz iew stan ie „na tura lny m ”, to znaczy w postac i gotowejdo „spożycia”. Aby ją uzyskać, trzeba dokonać zamiany energii innego rodzaju na energię elektryczną.Oto cykl przemian energ i i w dz iesięc iu następującychurządzeniach i zakładach przemysłowych, k tóre spe łniają to zadanie:

a. ba teria słoneczna

b. e le k tr o w n ia ją d ro w a

c. elektrow nia węglowa

d. e lek t row nia wia t row a

e . e lek t rownia te rmo jądrowa

f . te rmogenera tor

g. ogniw o paliwow e

h. o gniwo piezoelektryczn e

i. e lek t rownia wodna

j. g e n era to r m ag n eto h y d ro d y nam ic zn y (m ag n et o -gazodynamiczny)

Cykl przemian w każdym wym ienionym urządzeniuukazuje kole jne przem iany energ i i za pom ocą st rzałek , pod k tórym i w ypisane jest z jawisko, w czasiektórego dana przemiana zachodzi . Jak na leży uzupe łnić poniższe cykle przemian energii i któr ej z pod anych wyżej pozycji każdy z nich odpowiada?

57


29/101

1 . . . . ---------------- ysp a d e k w o d y

energia ruchuobrotowego

energia k ine tyczna wody

indukcja e lekt ro m a g n e ty c z

na

przep ły w w od ymiędzy łopa tk a m i tu rb in y

energia e lektryczna (prąd

zmienny)

z jawisko fo to-e lektryczne

energia e lek t ryczna (prąd sta ły)

3. energia chem ic z n a p a

l iwaspa lanie

energiacieplna p a ry

— y p rz ep ły w

p a ry międ zyłopa tkamitu rb in y


— y energ ia e lek t ryczna(prąd zmienny)

4. energia cieplna >- ene rgia elektry czna(prąd stały)

5. energ ia ją- ----------------- >- energiadrow a rozszczepie- cieplna

n ie j ą d e r u ra n u

mergia c iep lna czynnikachłodzącego

energiac ieplna p a ry

p rzep ły w p a ry pr ze z

tu rb in ę

energiaru c h u indukcja

e l e k t ro m a g n e ty c z

n a

>- energia elektryczna (prądzmienny)

6. energia chemiczna

y energ ia e lek t ryczna(prąd stały)

58

energia k inetyczna powie

trza p rz ep ły w p o wie trza przez

.turbinę


indukcjae l e k t ro m a g

netyczna

energia e lektryczna

energia chemiczna spa lanie

energia ------------ — ycieplna jonizacja

energia e lektryczna p laz

my

y energ ia e lek t ryczna(prąd sta ły lub zmienny, zależnie od kon

strukc j i urządzenia)

energ ia me

chaniczna odksz ta łcenia

y energ ia e lek t ryczna

(prąd sta ły lub zmienny stosownie do tego,czy odkształcenie jeststałe, czy zmienne)

10.synteza ją d e r

a to m o w y c h

energiacieplna

___________ >-energia ele-szereg prze- k t ryczna

m ia n p o średnich

(prądzmienny)

59


30/101

25. JESZCZE O PRZETWO RN IK A CH EN ERG II

Urządze nia służące do zam iany energ ii z jedn ej jej p osta ci w d ru gą, cz yl i ta k zw an e p rz e tw o rn ik i en er gi i,

odgrywają we współczesnej technice ogromną rolę.Zajmiemy się nimi jeszcze raz, modyfikując nieco p o p rz ed n ie zag ad ki zw iązan e z ty m te m a te m . P rz e d stawiamy 10 rysunków i lust ru jących ideę budowyi zasadę działania różnych urządzeń. Należy wskazaćrysunki odpowiada jące wymienionym niże j urządzeniom i odpowiedzieć, jaką energię na jaką każde z nichzamienia.

1. Żarów ka2. Grzałka elektrycz na3. Świetlówka

4. Silnik na prąd stały5. Silnik async hron icznyna prąd zmienny

6. Ogniwo galwan iczne7. Prądnica (prądu zmienne

go)8. O gniwo fotoelek tryczne9. Ogniwo te rmo elektryczne

10. Ogniwo paliwow e

cienki drut

60

światło świat/o mdz/a/m

c/ef¿m/aprzezroczysta nac/f/o/etow \ f f tśw iatło ^ r T r T"

i 11 i A-

3 ' e/eftroad

U '

Cf /um/nofor 1 j


31/101

26. Q U IZ „ EK O N O MICZN Y ”

Często przed podjęc iem jakie jś decyz j i musimy dokonać prostych ka lkulac j i „ekonomicznych” . Dotyczy tozwłaszcza kupna czy insta lac j i różnego rodza ju urządzeń domowych. I często w tak ich przypadkach urządzenie , k tóre „na p ie rwszy rzut oka” zda je s ię być bardzie j „ekonomiczne” , po prostych rachunkach okazujesię urządzeniem w efekcie droższym od innego. Otoki lka zagadnień tego rodza ju . Na postawione pytanianależy odpowiedzieć bez wahania i dłuższego namysłu, następnie zaś zastanowić się i ewentualnie prze p ro w ad zi ć odpo w ie dn ie obl ic ze ni a, a p ote m odp ow ie dzieć po raz wtóry . Za każdą dobrą i pe łną p ie rw szą odpowiedź o t rzymuje s ię dwa razy ty le punktów,i le wynosi numer pytania , za dobrą drugą odpowiedź(jeśli pierwsza była zła) — połowę punktów mniej.

1. Trzeba zagotować jedną szklankę wody na her b a tę . Do dy sp o zy cj i je s t k u c h e n k a e le k tr y czn ai grzałka elektryczna. Co należy wybrać (jeślinie zależy nam na czasie), aby zagotowaniewody kosz towało możl iwie na jmnie j?

2. Aby zagotować wodę w imbryku za pomocą

grzałki elektryc znej, mu simy z koniecznościogrzać nie tylko imbryk z wodą, ale również

p ew ną ilo ść o ta cz a jąc eg o im b ry k p ow ie tr za . I n nymi słowy, część wytwarzanego przez grzałkęc iepła zosta je s t racona . Szybkość st ra t tego rodza ju jest tym większa , im większa jest różnicam ię dz y t e m p e ra tu rą w o d y w im b ry k u i te m p e ra turą o tacza jącego imbryk powie t rza . Czy w tychwarunkach tan ie j ka lkulu je s ię zagotowaniewody za pomocą grzałki pobierającej więcejenergii elektrycznej w jednostce czasu, czy za

pom ocą g rz ał k i p o b ie ra ją ce j te j e n erg ii m nie j?

62

3. W domowej insta lac j i e lek t ryczne j s tosuje s ię

dwa rodza je bezpieczników: topikowe ( tez druc ik iem w środku) i au tomatyczne . W pie rwszych t rzeba wymienić wkład zawsze , gdy p rz ep a li si ę d ru c ik , w d ru g ic h w y sta rc zy w te gorodza ju sy tuac j i ty lko nac isnąć odpowiedni

prz yci sk , a w ięc n ie tr z eb a k u po w ać ża dnychnowych e lementów. Wadą bezpieczników automatycznych jest ich cena , k tóra przewyższa

w sposób is to tny cenę bezpieczników topikowych. Jednakże n ie ty lko cena decyduje o tym,który rodza j bezpieczników jest bardz ie j ekonomiczny. Aby to ocenić, trzeba znać jeszczeinne dane . Jakie?

4 . Zwykła żarówka 100-watowa pracuje przec iętnie około 1600 godzin. Wyobraźmy sobie, że wy

naleziono nowy typ żarówki, który różni się od po prz ed n ie go je d y n ie ty m , że p ra c u je 5 ra zydłużej i tyleż razy więcej kosztuje. Co się

bard z ie j opła ca : uży w ać ża ró w k i st a re g o czynowego typu?

5. Prze ciętna gospodyni zużywa do zapa lenia gazu je d n o p u de łk o zap a łe k za 0,40 zł w ci ąg u 4 dn i.Dla uproszczenia rachunku przyjmijmy, że średniej jakości zapalniczka do gazu wraz z zapasemkamieni na jeden rok kosztuje 36,50 zł. Jeśli

zapa ln iczka taka jest wysta rcza jąco „długowieczna”, to z pewnością kiedyś inwestycja na

je j za k up z am o rt y zu je się. Czy n as tą p i to prz edu p ły w e m j e d n e g o ro k u ?

6. Ja rzeniowe lampy f luorescencyjne (świe t lówki)uchodzą powszechnie za nowoczesne lampyoświe t len iowe. Mają one szereg za le t w porównaniu z żarówkami, a więc przede wszystk im:zużywają około 4 razy mniej energii elektrycznej i pracują około 6 razy dłużej (żarówka pracuje przeciętnie 1000 godz). Cena żarówki 100-

63


32/101

watowej wynosi niecałe 10 zł, a cena świetlówki(25-watowej) — około 30 zł. Ponadto znaczniewięce j kosz tu je oprawa świe t lówki n iż opraważarówki, lecz wyobraźmy sobie dla prostoty, żeceny opraw lamp obydwu typów są tak ie same.Czy wówczas do oświetlania mieszkań bardziejopłaca się używać żarówki, czy świetlówki?

7 . Cena na jprostsze j oprawy świe t lówki wynosiokoło 250 zł, a cena prostej oprawy (z kloszem)zwykłej żarówki nie przekracza 40 zł (inne daneświe t lówek i żarówek — pa trz zadania poprzednie). Załóżmy, że w normalnych waimnkachi przy normalne j eksploa tac j i świe t lówka pracu je p rz ec ię tn ie 4 la ta . Czy w ty ch w a ru n k ac hinsta lac ja świe t lówki uTdomu zamiast żarówkizam ortyzu je się w ciągu 1 roku, czy nie?

8. Absorpcyjna lodówka domowa o pojemnościwyno szącej 80 1 kos ztuje około 4 tysiące złotych . Analogiczna lodówka sprężarkowa kosz tu je ok oło 2 ty siące zło ty ch w ięc ej . N a jw a żn ie jszą częścią lodówki jest agregat chłodniczy,k tórego t rwałość wynosi w lodówkach obydwutypów około 15 lat . Zaletą lodówek sprężarkowych jest jednakże znacznie większa szybkośćchłodzenia i mniejsze zużycie energii elektrycz

nej, przeciętnie o około 1,5 kWh na dobę w porównaniu z lodówką absorpcyjną . Która lodówka jest tańsza w skali 15 lat jej używalności?

9. T rwałość świetlów ki zależy w istotnym stopn iuod ilości jej włączeń i wyłączeń. Jeśli świetlówka pracuje przeciętnie nieco ponad 4 godzinydziennie i jest w ciągu doby tylko raz włączanai wyłącznika , to w sumie powinna pracować

p rz ec ię tn ie ok oło 6 ty sięcy go dz in , cz yli — pr ze z p ra w ie 4 la ta . Zał óżm y, że k ażd e d o d at k o w ewłączenie i wyłączenie świetlówk i ponad tę

64

„no rm ę” sk rac a jej życie o około 1 godzinę.Przypuśćmy teraz, że jest wieczór i w pokojudziała świetlówka, a my musimy wyjść np. na10 minut. Czy w tej sytuacji taniej kalkuluje sięwyłączenie świetlówki, czy też pozostawienie je j „ zap a lo n e j” ?

10. Najnowocześniejszymi lampami, których używasię obecnie do oświetlania bardzo dużych pomieszczeń (hale, dworce) i po wierzchn i (ulice, pl ac e) , są rt ęc io w e la m p y fl u o re scen cy jn e (LFR ).Są one bardzo silne, znacznie lepsze niż żarówki i świetlówki i bardziej od nich ekonomiczne.Przy podejmowaniu decyzji , czy opłaca się„przejść” z oświetlenia miasta za pomocą żarówek (lub świetlówek) na oświetlenie za pomocą

lamp LFR, należy wziąć pod uwagę 5 czynnikówniezależnych (nie wynikających jeden z drugiego). Jakie to czynniki? — za wymienienie każdego z nich bez zastanowienia się wyznaczono4 punkty, a po zastanowieniu — tylko 2 punkty.

— 500 Z a g a d e k z te c h n ik i .05


33/101

27. JA K I TO SA MO LO T?

Jest tak i okres w życ iu chyba każdego młodego cz łowieka, kiedy odwraca głowę od tego, co pędzi po szo

sie, i kieruje wzrok ku niebu. Z upływem lat tylko niewie lu z tych ludz i zosta je lo tn ikami czy konst ruktorami samolotów, a n ik t już chyba n ie marzy , żebymieć własne „dwa skrzyde łka” . Niemnie j jednak jak iśsentyment do lo tn ic twa pozosta je u wszystk ich n iedosz łych następców Ikara . Czy jednak temu sentymentowi towarzyszy minimalne choćby za in te resowanielo tn ic twem? Aby się o tym przekonać, spróbujmyokreślić, jakie typy samolotów, dość popularnych na p ols k im n ie b ie (z w y ją tk ie m je dne go, k tó ry w p ra w dzie już lata, ale nie wszedł jeszcze do regularnej obsługi l inii lotniczych), przedstawiają podane rysunki.

66

e r :K

67


34/101

28. O D BA LO N U D O PO JA ZD U K SIĘ Ż Y CO WEG O

Dla filatelisty i miłośnika techniki w jednej osobie pra w d ziw ą uci ec h ą są se r ie zn ac zk ów pośw ięc onych

technice, zwłaszcza nowoczesnej. Serie takie poświęcone są różnym tematom, a le jak do te j pory samoloty i w ogóle pojazdy latające pojawiają się na nichniezmiern ie rzadko. W związku z tym postanowil iśmy„w ydać’’ sam i serię 10 znaczków po święconych historiiopanowania przestworzy przez cz łowieka . Nasze znaczki prezentu jemy na za łączonych rysunkach. Na znaczkach brak jest jednak napisów informujących, jak ieobiekty la ta jące na n ich przedstawiono. Lukę tę na leży wypełnić, a ponadto ułożyć znaczki w chronologicznej kolejności , .dat urodzin” poszczególnych konstrukcji.

f Sr

\>

63 6S-


35/101

29 . MORZE, MORZE...

. . .słońce, piasek i woda. w oddali port, w porcie naredzie stoją różne statki:

a. zb iornikow iec (tankowiec) b. m as ow ie c (rud ow ęglo wde clc. drobnicowiecd. kabotażowiece . baza rybackaf . t r a w le r g . lugro t rawler h . k ute r rybackii . łodołamacz

j. ho lo w nik

Który z nich służy do:

1. holowania jednostek bez własnego napędui wprowadzania dużych sta tków do portu?

70

2. przeprowadzania s ta tków przez lody i torowania dróg wodnych w portach i na rzekach?

3. połowu i przero bu ryb oraz obsługi statkó w ry back ic h?

4. połowu ryb na morzach i oceanach?

5. połowu ryb na wodach przybrzeżnych lub na pe łn ym m or zu w7 st o su n k o w o n ie w ie lk ie j od le głości od portu macierzystego?

6. połowu ryb na wodach przybrzeżnych?

?. transportu paliw płynnych, a także zboża?

8. przewozu ładunków7 masow ych luzem, g łównie

rudy, w-ęgla lub zboża?

9. przew7ozu różnych tow7aró w (masz yny, pr ef ab ry katy, różne surow7ce) zarów no luzem , jak i wopakowaniu?

10. przewozu różnych towarów w żegludze przy brz eż nej lu b n a k ró tk ic h li n ia ch?

71

30


36/101

30. O K R Ę T Y

Tym razem tematem pytań będą okręty wojenne .Widzimy je najczęściej na fotografiach lub na filmie,rzadziej w naturze — na morzu. Z bliska możemyobejrzeć na ogół tylko mniejsze jednostki. Jeśli udanam się czasem zobaczyć większy okręt, to raczejz daleka, osnuty lekką mgłą dali , tak że widać właściwie tylko jego sylwetkę. I w takiej właśnie „zamglonej” postaci przedstawiono dziesięć okrętów wo

je n n y ch n a p rz ed sta w io n y ch ry su n k a ch . N al eż y o k re śl ić , jak iego typu okręt przedstawia każdy rysunekDla u ła twuenia dodamy, że okręty są ponumerowanew kolejności od największych do najmniejszych. Narysunkach n ie zachowano jednak na tura lne j ska l iwielkości okrętów.

72

31 6 J ki ł d k ją i k i t l i d i


37/101

31. A U TO EG ZA MIN

Jak g łosi anegdota , wybi tny f izyk n iemiecki GustawKirchhoff i równie znany jego rodak, f izykochemik

Robert Bunsen spacerowal i k iedyś w parku . Dzień bytgorący , bez na jmnie jsze j chmurki na n iebie . Na kamiennym postumencie s ta ła szklana , ozdobna kula .Jeden z uczonych dotknął je j ręką i s tanął jak wryty .

N ie ośw ie tl ona cz ęść k u li by ła bow ie m zn ac znie si ln ie jrozgrzana niż część, na którą padały promienie słoneczne. Uczeni zaczęli zastanawiać się nad tym niecodziennym z jawiskiem. Bardzo szybko dyskusja między nimi stała się tak głośna, że na miejscu sporuz jawił s ię za in t rygowany ha łasem ogrodnik . Dowiedziawszy się. co tak ożywiło naukowców, wyjaśnił imz uśmiechem pobłażania, że właśnie kilka minut temu

— w obaw ie ab y je d n o s tr o n n ie n a g rz a n a k u la ni e

p ęk ła — obró ci ł ją o 180°, żeby n a g rz a ła się je j c h ło d niejsza, nieoświetlona część, a część gorąca, żebyostygła. Oto jak wielka może być siła sugestii . Tytułem egzaminu z odporności na sugest ię proponujemyodpowiedzieć na 10 następujących pytań. Za każdą

pra w udło w ą odp ow ie dź o tr z y m u je się 2 p u n k ty .

1 . Z czego sta rożytn i Grecy budowal i p iorunochrony?

2. W jakim tea t rze każdy program kosz tu je na jw y ż ej 1 z ł?

3 . Na jak ich maszynach przygotowuje s ię dz iennik i bez użyc ia fa rby drukarskie j?

4 . Jak i ma ter ia ł zna jduje s ię w bombie , k tóra n iesłuży do zabijania i niszczenia, a która wręcz

p rz ec iw nie , m oże n aw et u ra to w ać życie lu d zk ie ?

5. Z czego wykonane są soczewki okularów dla

słabo słyszących?

6. Jaki ładunek ma ją poc isk i wy strze l iwane z dz iała , k tóre zna jduje s ię w jednym z na jbardz ie j p o p u la rn y ch u rz ąd zeń do m ow ych ?

7. Do jakiego rodzaju formacji wojskowej należąrobotn icy budowlani wyposażeni w p isto le ty?

8. Jaka ruda p lu tonu zaw iera na jwięce j tego p ie rwiastka?

9. W jakim mieście uruchomiono pierwszą naświec ie e lek t rownię te rmojądrową?

10. Jaki silnik musi mieć samochód, aby rozwinąć pręd kość, prz y k tó re j zu pe łn ie n ie sł y ch ać u d e rzeń patelni (przywiązanej do tylnego zderzaka)o bruk?

75

wpuszcza do środka gaz szlachetny (argon)


38/101

3 2 . C O T U S IĘ P R O DU K U JE ?

Wyobraźmy sobie, że jesteśmy w nieznanej fabryceczy jakimś dziale zakładu przemysłowego i śledzimy pro ce s p ro d u k cy jn y . W w ie lu p rz y p ad k ac h ni e w id ząc je sz cz e ko ńc ow eg o w y ro b u p o tr a fi m y od gad nąć, co tusię produkuje . Proponujemy dz iesięć tak ich „wycieczek” do zakładów produkcyjnych. Zadanie polega naodgadnięc iu nazwy wyrobu, zanim dojdz iemy do końcacyklu produkcyjnego, to znaczy zanim ujrzymy końcowy produkt , czyl i — zanim za j rzymy do „Odpowiedzi”. Oczywiście, im szybciej ktoś odgadnie, tym lepszy z n iego znawca produkcj i przemysłowej .

1. Proces rozpoczyna się od mycia rur szklanycho długości ponad m etr i średnicy mn iej więcej5 cm. Umyte i wysuszone rury umieszcza się

pi on ow o w g n ia zdach sp ecj a ln ego urz ąd ze n ia ,które pod ciśnieniem tłoczy do nich mleczno-

b ia ły pł yn . Ten m le czn ob ia ły pł yn , to p rz y g o to wana uprzednio zawiesina bardzo drobno zmielonych cząstek luminoforu, to znaczy substancjiświecącej pod wpływem światła (w naszymkonk re tnym przypadk u luminofor świec i podwpływem promieniowania nadfio le towego) . Gdy p ły n w ru ra c h osi ąg nie o dpo w ie dnią w ys ok ość,ciśnienie zmniejsza się, tak aby mógł swobodnie

•spłynąć z powrotem przez gniazda do zbiornika.Teraz rury p okryte są od wew nątrz c ienką wa rstwą luminoforu (mokrego). Z kolei suszy się je i um ie sz cz a w pie cu , gd zi e lu m in o fo r zo sta jewypalony. Następnie rury „zamyka się” po obust ronach ta le rzykami, z k tórych każdy ma dwa p rz e p u s ty p rąd ow e, po łąc zon e po je d n e j s tr o n iemałą sp i ra lką ( ta le rzyki muszą być prze lu to-wane tak , aby sp i ra lk i zna jdowały s ię wewnątrzrury) . Jeden z ta le rzyków zamykających każdą7 . rur zaopa trzony jest w spec ja lną rurkę , przez

którą usuwa się z rur powie t rze , następnie zaś

wpuszcza do środka gaz szlachetny (argon)i kropelkę rtęci. Po tych zabiegach rurkę tę za-lu towuje s ię , końce rury zabezpiecza s ię małymi osłonami (na specjalny klej) i gotowy produkt wędruje do dz ia łu kontro l i .

2. Prod uktem pod stawow ym są o le je rośl inne . Pro ces zaczyna się od dokładnego wymieszania ole

jó w i d od a tk o w y ch sk ła d n ik ó w (m. in. p re p a ra ty witamin A i D, sól, cukier, substancje zapachowe) w temperaturze około 40°C. Z kolei obniża jąc w spec ja lne j maszynie , zwanej emul-so re m , t e m p e ra tu rę a ż d o t e m p e ra tu ry k rz e p nięcia tłuszczów, mieszaninę przekształca sięw zaw iesinę. Zaw iesinę tę chłodzi się do tem p e ra tu ry p raw ie 0°C , w w y nik u czeg o u le gaona zestaleniu. Zestaloną masę wygniata sięi odpowuerza , następnie formuje w kostk i , pa

kuje i, po kontro l i techniczne j , p rzewozi do sk le pów sp ożyw cz yc h.

3. Pie rwszym e tapem jest bardzo sta rann e oczyszczenie surowców’ (różnych — zależnie od tego, cochcemy wyprodukować) . Czyste surowce wkładasię do a luminiowych pojemników i umieszczaw tak zwanych kana łach reaktora jądrowego.Teraz następuje zasadniczy e tap cyklu produkcyjnego, z zewnątrz zupełnie niewidoczny. Surowce zosta ją poddane „bombardowaniu” neu

tronami, w wyniku czego niektóre z nich mogąnaw et zmienić sw ą „osobowość”, a w szystkiestają się promieniotwórcze. Po zakończeniu„bombardowania” pojemniki z gotowymi już

p ro d u k ta m i w ęd ru ją do ta k zw anych k om ór go rących lub półgorących, przy czym wszystkiemanipulac je na tym i następnych e tapach prze

p ro w ad za n e są n a odleg ło ść. O sta tn i e ta p tokontro la , obróbka mechaniczna i ew entua ln iechemiczna i odpowiednie opakowanie gotowychwyrobów, k tórych n ie ty lko n ie można dotknąć

rękami, ale w wielu przypadkach nie można się

77

nawet do nich zbliżyć jeśli nie są odpowiednio dowie Osta tn i e tap to jeszcze jedne pomiary


39/101

nawet do nich zbliżyć, jeśli nie są odpowiednioosłonięte.

4. Surowcem w yjśc iowym jest p łynna surówk a żelaza , z łom i pewne doda tkowe sk ładnik i , a podstawowym urządzeniem — piec konwertorowy,z w a n y k o n w e r to re m t le n o w y m . P ły n n ą su ró w k ęwlewa się wprost do konwertora, złom zaś i dodatkowe sk ładnik i wprowadza się doń przez tzw.k o ry t a w sa d o w e i o tw o ry w sa d o w e p i e c a k o n wertorowego. Po za ładowaniu konwertora p łynną surówkę przedmuchuje s ię czystym t lenem.Podczas tego procesu zanieczyszczenia zawartew surówce spa la ją s ię (u t len ia ją) z wydzie leniem wie lk ich i lośc i c iep ła . Po tak im wypalaniu surówki , k tóre t rwa n ieca łą godz inę , o t rzymuje s ię produkt p łynny, k tóry w wie lk ich kadziach wędruje do odlewni . Tam wlewa się go

do odpowiednich form, o t rzymując tzw. wlewki ,k tóre podlega ją potem da lsze j obróbce .

5. Początkowym e tapem produ kcj i jest o trzymaniestosunkowo dużego pojedynczego krysz ta łu germanu. Krysz ta ł ten tn ie s ię następnie na c ienkie. .p laste rk i” , k tóre sz l i fu je s ię i tn ie na maleńkiekwadrac ik i . Kwadrac ik i te t rawi s ię , a potem dokażdego z nich wtapia się w specjalnym piecuz jedne j s t rony maleńką jak łebek od szpi lk ikulkę z indu, z drugiej zaś — takąż kulkę ze

stopu indu z galem, cyną i ołowiem. Z koleikwadrac ik i z wtopionymi kuleczkami przylu to-wuje s ię do tak zwanego przytrzymywacza , tenzaś — do podstawki . Następnie do kulek w kwadrac ikach dolu towuje s ię małe i c ien iu tk ie drucik i , k tóre łączy się z dwoma innymi przepustami prądowymi w podstawce ( jeden jest połączony z przytrzymywaczem). Tak o t rzymany układmyje się, trawi ponownie, płucze i suszy, prze

pro w ad za odp ow ie dn ie p om ia ry k o n tr o ln ei w końcu — w odpowiednich warunkach k l i

matycznych — zamyka w hermetyczne j obu

78

dowie . Osta tn i e tap to jeszcze jedne pomiarykontro lne i p rodukt opuszcza fabrykę.

6 . Podstawowym surowcem są g l iny na tura lne :kaol in , ska leń i kwarc . Pie rwszym e tapem jest p rz y g o to w an ie ta k zw an ej m as y fo rm ie rs k ie j.W tym ce lu twarde surowce rozdrabnia s ię ,a następnie mie le w spec ja lnych młynach na

sucho lub z wodą. Z kolei masę miesza się z wodą, odpowie t rza i formuje z n ie j lub odlewa od

pow ie d nie w yro by . P o w ysusze n iu w y p ala si ę jew spec ja lnych p iecach w tempera turze od 900do 2000°C, zależnie od rodzaju wyrobów. Niektóre wyroby pokrywa się potem spec ja lną masą szklistą i wypala powtórnie, często przedtemmalując je spec ja lnymi fa rbami .

7 . Podstawowymi surowcami są : drewno, szmaty ,ce lu loza drzewna i makula tura . Proces produk

cyjny rozpoczyna się od przygotowania masysurowcowej i po lega na zmie leniu wszystk ichskładników w obecności wody, a następnie dodaniu k le ju , substanc j i wypełn ia jących i barwników. Tak przygotowaną i oczyszczoną masęwprowadza się na spec ja lne s i to w ce lu odwodnienia. Otrzymaną warstwę spilśnia się, znówodwadnia , prasuje , s u s z y i zwija w wielkie zwo je , b ęd ąc e ju ż końco w ym w yro bem fab ry ki.

8. Pie rwszy e tap produk cj i polega na przygotowa

niu z odpowiednich surowców (graf i tu , spec ja lnych glin, wosku i innych) tak zwanej masy p rę c ik o w ej, k tó rą n a stę p n ie p rz e tł acza sięw spec ja lnym urządzeniu przez okrągły o twńr .Otrzymaną w ten sposób „nić” tn ie s ię na kawałki o odpowiedniej długości, które się suszy i wypala . W osobnym dz ia le produkcyjnym p rz y g oto w u je s ię ta k zw an e des zc zu łk i, k tó re p ro d u k u je si ę w u rz ąd zen ia ch ze sp ec ja ln y m i p ił a m i ta rcz ow ym i, tn ąc y m i d re w n o (n aj cz ęści ejl ipowe) na odpowiednie kawałki . Kawałki te pote m fre z u je si ę (w ce lu w y żło bie nia ro w ków

79

na pręciki) Z kolei nasyca się je parafiną i su


40/101

na pręciki). Z kolei nasyca się je parafiną i suszy, następnie łączy z pręcikiem, skleja i całośćmaluje .

9 . Surowcem podstawowym jest mleko. Pie rwszye tap produkcj i to o t rzymanie śmie tany przezodt łuszczenie mleka w wirówkach. Śmie tanę pasteryzuje się, chłodzi, ukwasza, po czym podda je si ę ją sp e c ja ln e j obró bce m ec h an ic znej ,w wyniku czego o t rzymuje s ię już n iemal produkt końcowy. Jeszcze bowiem ty lko p łukanie ,wygniatanie, pakowanie i . . . do sklepu.

10 . Cykl produkcyjny jest dosyć skomplikowany,gdyż obe jmuje co na jmnie j k i lkanaśc ie e tapów,zaś sam produkt składa się z kilkudziesięciude ta l i . Punktem wyjśc ia montażu jest tak zwany ta le rzyk szklany z przepustami prądowymi,d o k tó ry c h n a sp a w a rk a c h p u n k to w y c h p rz y lu -

towuje s ię skomplikowany mechanizm wewnętrzny urządzenia . W skład tego mechanizmuwchodzą, obok e lementów konst rukcyjnych,grze jn ik , s ia tk i , anoda , ek rany, w spornik i , takzwane mostk i mikowe oraz e lement zwany ge-te rem. Tak przygotowany na ta le rzyku zestawnakrywa się ba lonik iem szklanym z rurką pom p ow ą i p rz y lu to w u je go do ta le rz y k a . Z k o le i przez rurkę pompową usuwa się z urządzenia powietrze, wyżarzając przy tym (za pomocą

pol a w ys ok ie j cz ęsto tl iw ości) e le m en ty m e ta lo we, dzięki czemu usuwa się z ich powierzchnigazy . Następnie rurkę pompową za lu towuje s ięi — ogrzewając geter do odpowiednio wysokiejtempera tury ( taką samą metodą, jaką stosujesię przy wyżarzaniu) — powoduje się jego r o z p y lenie. Rozpylony geter, osadzając się na baloniku szklanym (w górnej części gotowych wyro bó w w id ocz na je s t ci em na p la m a) , p ochła niaresztki gazu, dzięki czemu ciśnienie wewnątrzurządze nia jest rzędu 10_5N/m 2 (nieco ponad

10-7 milimetra słupa rtęci). Ostatnim etapem p ro d u k c ji je s t oc zy w iści e k o n tr o la te ch nic zn a.

80

33. OD RUDY DO...

.. .samolotów, części maszyn, naczyń kuch enny ch, na rzędzi i tp. wiedzie długa droga. Przejść ją musi każdy

metal. Metale odgrywają dziś pierwszorzędną i-olęw ca łe j n iemal gospodarce narodowej . Nieste ty , natura n ie dosta rcza nam ich , poza n ie l icznymi ty lkowyjątkami , w stan ie czystym, lecz przeważnie w postaci różnych związków. W d oda tku związki te nieleżą „na ulicy”, lecz trzeba je wydobywać dosłowniespod z iemi . Oto kró tk i opis drogi k i lku na jważnie jszych p ie rwiastków meta l icznych. Zadanie polega naodgadnięc iu , o jak im m eta lu mowa. Dla u ła tw ieniazaznaczamy, że kolejność pozycji odpowiada kolejnościa l fabe tyczne j nazw meta l i .

1. W przyrodzie jest go około 0,03% wagowego. J edyna praktycznie ważna ruda zawiera w swejnazwie nazwę tego meta lu . Otrzymuje s ię goa lbo przez redukc ję rudy węglem w łukowym pie cu e le k tr y czn y m (w w y n ik u o tr zy m u je się je go zw iąz ek z że la ze m ), al bo prz ez w y o d rę b n ie nie z rudy jego t lenku, k tóry następnie redukujesię g l inem (w wyniku o t rzymuje s ię wolny meta l ) . Zna jduje zastosowanie przy produkcj i specja lnych ga tunków sta l i konst rukcyjnych ( jako

ważny sk ładnik s ta l i ) oraz do powlekania wyrobów metalowych w celu zabezpieczenia ich p rz ed k oro z ją .

2. W przyro dzie jest go około 6-10~4% wagowego.Główny minera ł do kasyte ry t . Rudę tego meta luna jp ie rw wzbogaca s ię , a następnie redukujewęglem w piecach szybowych lub p łomieniowych. Produkt redukc j i podda je s ię następnieoczyszczaniu e lek t ro l i tycznemu lub ogniowemu,w wyniku czego o t rzymuje s ię już meta l wy

sta rcza jąco czysty d la ce lów technicznych. Z na jduje zastosowanie w produkcj i wie lu cennych

f- — 500 Z a g a d e k z t e c h n i k i 81

stopów, tak ich jak na przykład stop drukarski nia tkanin na odzież ochronną i do wielu je


41/101

( jako jeden z podstawowych jego sk ładników)oraz do powlekania b lachy w ce lach antykorozyjnych.

3. W p rzyrod zie jes t go około 0,02% wagowego.Zawiera go m.in . minera ł sfa le ry t . Otrzymy

wany jest przez prażenie wzbogaconej rudy,w wyniku czego o t rzymuje s ię jego t lenek , k tóry redukuje s ię węglem w piecach muflowychlub szybowych do wolnego metalu (po czym

p o d d aje się go ra f in a c ji m eto d ą d e sty la c ji f r a k cjonowanej), lub jego siarczan, który rozpuszczasię w kwasie s ia rkowym i o t rzymany w tensposób roztwór poddaje się elektrolizie, co prowadzi już do czystego meta lu . Zna jduje zastosowanie przy produkcj i s topów ( jest podstawo

wym składnik iem mosiądzu) , do wyrobu b lachna pokryc ie dachów, do wyrobu rynien , w anien itp., a także do powlekania blach (głównieżelaznych) w celach antykorozyjnych.

4. W przyrodzie jest go bardzo dużo, bo aż około7 ,5 % w a g o w e g o . Po d s t a w o w y m m in e ra ł e m ru d nym jest boksyt . Proces o t rzymywania tegometa lu z rudy sk łada s ię z dwóch e tapów: wydzie lenia z rud y czystego t lenku meta lu , na

stępnie zaś wydzie lenia czystego meta lu metodą e lektro l izy z roz tworu o t rzymanego uprzednio tlen ku w stopionym kriolicie. Należy dometa l i , k tóre mają bardzo szerokie zastosowanie w przemyśle , technice i gospodarstwiedomowym. Jego stopy są używane jako lekkimater ia ł konst rukcyjny . Bardzo dobrze przewodzi prąd elektryczny i w związku z tym służydo wyrob u przewodów . Wy rabia się z niegotakże zwykłe rondle , pa te ln ie i naczynia kuchenne oraz fo l ię do opakowań i do wyrobu

kondensa torów. Służy również do meta l izowa-

82

jszcze innych rzeczy.

5. W przyrodzie jest go około 0,004% wagowego. N az w a je dn eg o z g łó w ny ch je go m in era łó w ru d nych pochodzi od nazwy samego meta lu . Wzbogaconą rudę tego meta lu na jp ie rw praży się ,

a następnie wytapia . Otrzymaną w ten sposóbsz lakę ługuje s ię wodą zakwaszon�

Documents

Płochocki Z. - 500 Zagadek z Techniki Na Co Dzień