Университет XXI века: научное измерение

Фундаментальная математика. Методика преподавания математики. Физика 89 А. И. Грибков, Р. В. Романов Тульский государственный педагогический университет им. Л. Н. Толстого ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 3D-ПЕЧАТИ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ЛАБОРАТОРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ПО ФИЗИКЕ Аннотация. В работе описано изготовление лабораторной установки по определению коэффициента трения качения с использованием элементов 3D-печати. Ключевые слова: 3D-принтер, печать, эксперимент, лабораторная установка. Явления, связанные с трением, окружают нас повсюду. Особый интерес представляет сила трения качения, активно используемая в технике, однако её количественное изучение затруднено из-за малости коэффициента трения качения. В одном из вариантов он определяется, если известно ускорение тела, скатывающегося по наклонной плоскости (уголку). Сделать это можно, измеряя время движения ручным секундомером [1], но нужной точности при этом не достичь, следовательно, необходимо использовать автоматизацию [2], но в этом случае установка должна быть выполнена очень аккуратно. Не- обходим ряд вспомогательных деталей, подобрать которые из имеющихся под рукой не всегда возможно. Вместе с тем в настоящее время 3D-печать активно внедряется в процесс обучения в рамках работы технопарков, точек кипения и т. д. Учащиеся знакомятся и используют эту технологию, осу- ществляя различные проекты как развлекательного плана, так и имеющие практическую значимость. Рис. 1. Экспериментальная установка Авторы подготовили экспериментальную установку, общий вид которой представлен на рис. 1. С её подробным описанием можно ознакомиться в [3]. Кратко опишем элементы установки, подготовленные с помощью 3D-пе- чати. На рис. 2 представлен электромагнит, щёчки катушки (1) которого и дер- жатель (2), позволяющий закрепить его защёлкиванием в нужном месте и при необходимости передвигать его, и были смоделированы и напечатаны.