Κατασκευή Μακέτας σεισμογράφου.

Λάππειο 1^ο Γυμνάσιο Νάουσας                                                     Νάουσα 15/03/2019

Εργασία: Κατασκευή Μακέτας σεισμογράφου.

Συμμετείχαν οι μαθητές:

Τεληγιαννίδης Χαράλαμπος Α3α

Κολτσάκης Πέτρος Α1β

Λαφάρας Νικόλαος Α1β

Μάντσου Ξένια Μαρία Α1β

Παπάς  Αλέξανδρος  Α2β

και οι εκπαιδευτικοί: Ζερβάκη Μαρία και Παραστατίδης Κων/νος

Ενημερωθήκαμε για τη διοργάνωση του σχολικού διαγωνισμού «Φτιάξε το δικό σου σεισμογράφο» (του Ευρωπαϊκού  Έργου "OSOS - Open schools for Open Societies" / «Ένα ανοιχτό σχολείο σε μια ανοιχτή κοινωνία») στις αρχές του Φεβρουαρίου, κι αποφασίσαμε να λάβουμε μέρος.

Συγκροτήσαμε την ομάδα μας, αποτελούμενη από πέντε μαθητές και δύο εκπαιδευτικούς.

Επισκεφτήκαμε την ιστοσελίδα http://seismografos.ea.gr/ και πήραμε κάποιες ιδέες από τις  εργασίες που εκπονήθηκαν από ομάδες άλλων μαθητών.

Μετά από αναζήτηση πληροφοριών στο διαδίκτυο, σχεδιάσαμε και κατασκευάσαμε τον δικό μας σεισμογράφο (του Λαππείου 1^ου Γυμνασίου Νάουσας).

Περιγραφή του σεισμογράφου μας.

Σε μια βάση από ξύλο νοβοπάν (διαστάσεων: 540 x 540 x 18 mm) πακτώσαμε έναν ξύλινο στύλο διατομής 30 x 30 mm και ύψους 140 mm.

Στην κορυφή του βιδώσαμε, χαλαρά, δύο ξύλινους βραχίονες μήκους 230 mm που στο ελεύθερό τους άκρο καταλήγουν σε ξύλινο δίσκο διαμέτρου φ 60 mm και πάχους 16 mm.

Οι βραχίονες αυτοί, μπορούν και κινούνται (ταλαντεύονται) σε οριζόντια διεύθυνση (παράλληλα με τη βάση τoυ σεισμογράφου) και σε περιορισμένο εύρος (περίπου 60 mm) λόγω των ελατηρίων συγκράτησής τους. Τα ελατήρια αυτά, στηρίζουν ανά δύο τους βραχίονες ασκώντας τους αντίρροπες δυνάμεις, έτσι ώστε να τους ισορροπούν.

Αν ασκηθεί στιγμιαία δύναμη κρούσης (σε διεύθυνση παράλληλη με το επίπεδο της βάσης του σεισμογράφου)  οι βραχίονες ταλαντεύονται σε οριζόντια  διεύθυνση (παράλληλα με τη Βάση) και ισορροπούν και πάλι στη θέση ηρεμίας τους.

Ο ένας βραχίονας είναι ο βραχίονας του συστήματος καταγραφής των σεισμικών δονήσεων  (και έχει στο άκρο του ένα μολύβι) κι ο άλλος, είναι ο βραχίονας ενεργοποίησης του διακόπτη ελέγχου της λειτουργίας της συσκευής (on).

Σύστημα καταγραφής των σεισμικών δονήσεων:

Κάτω από τον βραχίονα του συστήματος καταγραφής των σεισμικών δονήσεων, περιστρέφεται σταθερά ένας πλαστικός κύλινδρος, που εδράζεται πάνω σε δύο μεταλλικούς άξονες που φέρουν τροχαλίες. Ο ένας άξονας κινείται από κινητηράκι, μέσω συστήματος μείωσης των στροφών του, κι εξαναγκάζει τον κύλινδρο σε περιστροφή.

Ο άλλος άξονας κινείται ελεύθερα (παρασυρόμενος από τον περιστρεφόμενο κύλινδρο).

Ο κύλινδρος, διαπερνάται από σπειρωτό μεταλλικό άξονα και καθώς περιστρέφεται, βιδώνεται σε πακτωμένο παξιμάδι σε έναν σταθερό ξύλινο στύλο και ωθεί, τον πλαστικό κύλινδρο,  σε φορά παράλληλη με τον άξονά του.

Το αποτέλεσμα είναι να κινείται ο κύλινδρος (καθώς περιστρέφεται) σε οριζόντια διεύθυνση κάθετη με τον άξονα του βραχίονα του συστήματος καταγραφής των σεισμικών δονήσεων.  Αν περιτυλίξουμε με χαρτί τον κύλινδρο (και το στηρίξουμε με λαστιχάκια) τότε, το μολύβι που πατά πάνω του, σχηματίζει μια σπειροειδή γραμμή στο χαρτί. Σε περίπτωση τραντάγματος της κατασκευής (λόγω κρούσης ή σεισμού)  η βραχίονας ταλαντεύεται και το μολύβι γράφει την ταλάντωση στο χαρτί.

Διακόπτης ελέγχου της λειτουργίας της συσκευής (on).

Για να μην λειτουργεί συνεχώς η συσκευή χωρίς λόγο, προσθέσαμε κι έναν μηχανισμό που την ενεργοποιεί όταν υπάρχει κάποια ταλάντωση (από σεισμό ή κρούση). Ο μηχανισμός αυτός αποτελείται από έναν διακόπτη (χάλκινο έλασμα) που συγκρατείται σε θέση off από μια ράβδο που εγκλωβίζεται μεταξύ του χάλκινου ελάσματος και του ξύλινου δίσκου του βραχίονα ελέγχου.

Αν τρανταχτεί η συσκευή, η ράβδος φεύγει από τη θέση της, το χάλκινο έλασμα ελευθερώνεται και ανασηκώνεται , έτσι ώστε να κλείσει το διακόπτη (σε θέση on) και να δοθεί τάση στον λαμπτήρα συναγερμού, και στον κινητήρα κίνησης του κυλίνδρου.

(Ένας δεύτερος διακόπτης συνδέεται σε σειρά με το κύκλωμα, έτσι ώστε να μπορεί η κατασκευή να τίθεται εκτός λειτουργίας άσχετα με τη θέση του χάλκινου ελάσματος).