Slingerkarretjes

Een natuurkunde opstelling met slingers die laten zien hoe impulsoverdracht werkt. Doordat er impulsoverdracht tussen de slingers plaatsvindt, (vooral) via de verbindsstukken, zullen de slingers op elkaar gaan reageren (zie het filmpje voor het effect).

Benodigde materialen:

• Plywood (300 x 450 x 6 mm) 1x
• Plexiglas (300 x 300 x 6 mm) 1x
• Bouten M4 4x
• Moeren M4 4x
• Bouten M5 4x
• Moeren M5 4x
• Moeren M10 6x
• Bouten M10 6x
• Kogellager (zie link) 2x https://www.tinytronics.nl/nl/mechanica-en-actuatoren/onderdelen/lagers/kp08-lager-as-bevestiging
• Tiewraps 8x
• Spaken (2.31 mm) 4x DT Swiss Spaak 13 x 275mm J-Bend RVS - Zilver kopen bij HBS (hollandbikeshop.com)
• Schroeven M4 4x
• Stalen buis (d = 8 mm) 1x
• houtlijm 1x

gereedschap:

• Lasersnijmachine
• Boormachine
• Zaag
• Vijl
• inbussleutel van 1,5 mm
• schroevendraaier 4 mm

skills:

• Werken met een lasersnijmachine Getting Started Guide for Laser Cutting (youtube.com)

software:

• inkscape (of een ander programma om mee laser te snijden)

Eerst moet er lasergesneden worden. Hiervoor moet het ontwerp voor slingerkarren dat in de bijlage te vinden is, lasergesneden worden op een houten plywood plaat van 450x300x6 mm. (Op het ontwerp staat de naam van het stuk gegrafeerd.) Ook moeten de plexiglazen wieltjes door de lasersnijmachine gaan en de ashouders. Voor beide is hieronder een bijlage toegevoegd. (Let op bij het printen van plexiglazen wieltjes. De binnendiameter moet binnendiameter spaken - 0.15 mm zijn. De spaken van de link hebben een binnendiameter van 2.34 mm i.p.v. 2.31 mm. Als je die gebruikt zorg dat je het svg-bestand hierop aanpast.) Open al deze bestanden in inkscape of in een ander programma die naar de lasersnijmachine gestuurd kan worden.

Van de lasergesneden plywoood plaat moeten twee halve slingers aan elkaar gelijmd worden met houtlijm, zodat je een slinger van 12 mm dik overhoudt. De grondplaat en steunpilaar 1 en 2 moeten gevijld worden. Alle gaten in de grondplaat moeten gevijld worden, de inkapping in de steunpilaren moet ook gevijld worden. (Allemaal ongeveer tot het donker deel, ontstaan door lasersnijder, grotendeels is weggevijld.) Hierna kunnen de steunpilaar 1 en 2 in elkaar geschoven worden, zodat de inkappingen van beide in elkaar schuiven. Zorg dat steunpilaar 2 er zover is ingeschoven dat hij op dezelfde hoogte is als de onderkant van steunpilaar 1, waarbij de twee uitsteeksels aan de onderkant niet worden meegenomen. (zie het plaatje bij deze stap) Zet nu de stukken op de grondplaat op de manier zoals in het plaatje te zien is, hierbij eerst de samengevoegde steunpilaar 1 en 2 en daarna de verbindingsstukken.

Zaag de stalen buis met een geschikte zaag in twee stukken met een lengte van 10 cm. Je zal de gezaagde kant nog even moeten vijlen om alle bramen weg te vijlen. Vijl vervolgens op een afstand van 2 cm van de uiteinden een redelijk diep recht gat, waarin geboord kan worden zodat er een M2 bout in kan. Boor met een 3,8 mm boor vervolgens twee gaten op die geveilde plek in iedere buis. (Pas in een latere stap moeten deze bouten met een moeren in de buis gezet worden.)

Als de slinger ongeveer 30 minuten de tijd heeft gehad om op te drogen na het lijm, kun je met deze stap beginnen. Verder heb je voor deze stap twee kogellager en vier schroeven van M6 nodig. Markeer eerst bovenop (waarbij de kant met de gaten de onderkant is) de twee overgebleven slingerstukken op 5 mm van de rand. Op deze plek moet er geboord worden met een boor van 4,9 mm. Boor zover dat de schroef van M6 er bijna helemaal in het hout zit. Alleen het stuk van de schroef dat door de kogellager gaat en de kop moet uitsteken boven het hout. Als er geboord is, steek drie M10 bouten met drie M10 moeren en twee M6 bouten met twee M6 moeren per slingerstuk door de vijf gaten die al in de slinger zaten. Pak de kogellager en twee schroeven van M6. Zet de kogellager op het slingerstuk en steek de M6 schroeven erdoorheen. Je kunt de M6 schroeven nu met een schroevendraaier erin schroeven.

Haal de buis door het gat van een van de steunpilaren en bevestig dan de kogellager in het midden van de buis. Draai de schroefjes aan om de lager vast te zetten, gebruik hiervoor de inbussleutel (1.5 mm). Haal nu de buis ook door het gat in de andere steunpilaar. Doe nu een M4-bout in beide gaten van de buis en draai deze vast met een M4-moer. Let op dat de gaten aan de binnenkant van de pilaren moeten zitten.

De wielen worden vastgezet met tiewraps. Deze tiewraps gaan door de gaten op het grondvlak waar omheen gegraveerd is. Vervolgens doe je de ashouder tussen de tiewrap en de grondplaat (aan de onderkant). Daarna moeten de spaken op maat geknipt worden. Je moet een rechte (dus zonder het kromme eindstuk) as overhouden van ongeveer 17 cm lang. Deze as moet je door de ashouders heen halen. Aan de uiteinden van de assen moeten beide wielen om de as heen worden (voorzichtig) vastgemaakt.