REFERENCE KIT 2019/20

1. Осмисли

• Размисли какав материјал има особине да му се очигледно повећава температура приликом провођења струје

• Да ли постоје одређени геометријски облици таквог материјала који повећали осетљивост инструмента

• Који све параметри утичу на брзину промене у материјалу

• Како све промена температуре материјала може да се манифестује

ТМФ 2019/20 2

Направити инструмент за мерење јачине електричне струје који се заснива на ефекту грејања. Одредити тачност, прецизност и опсег мерења таквог инструмента.

Литература

ТМФ 2019/20 3

[1] Athanasopoulos, N., Sikoutris, D., Panidis, T., & Kostopoulos, V. (2011). Numerical investigation and experimental verification of the Joule heating effect of polyacrylonitrile-based carbon fiber tows under high vacuum conditions. Journal of Composite Materials, 46(18), 2153–2165.

[2] Balakrishnan, V., Dinh, T., Phan, H.-P., Dao, D. V., & Nguyen, N.-T. (2018). A Generalized Analytical Model for Joule Heating of Segmented Wires. Journal of Heat Transfer, 140(7), 072001.

[3] https://www.toppr.com/guides/physics/current-electricity/temperature-dependence-resistivity/

[4] https://electronicspani.com/heating-effect-of-current-joules-law-of-electric-heating/

[5] https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-12/temperature-coefficient-resistance/

[6] https://peda.net/kenya/ass/subjects2/physics/form-32/heoaec

2. Непостојећа флаша Ставити флашу испред упаљење свеће. Дувањем у флашу са стране на којој се не налази свећа, пламен може да се угаси као да флаша не постоји. Објаснити овај феномен.

ТМФ 2019/20 4

• Изведи експеримент неколико пута. Да ли се свећа увек угасила?

• Покушај да одредиш при којим условима (јачина дувања, димензије флаше, удаљеност свеће од флаше, ...) ће се свећа угасити.

• Како можеш да контролишеш јачину дувања?

• Упознај се са Коанда ефектом. Како овај ефекат утиче на то да ли ће се свећа угасити?

• Да ли је могуће теоријски предвидети исход експеримента?

Литература

ТМФ 2019/20 5

[1] https://www.youtube.com/watch?v=fxIrwaOzWWo

[2] https://www.youtube.com/watch?v=BXe79eO5Ch8

[3] https://www.youtube.com/watch?v=0-Gb1q-g_to

[4] https://www.thenakedscientists.com/get-naked/experiments/blowing-out-candles-around-corners

[5] http://www.jsme-fed.org/experiment-e/2014_2/001.html

[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Coand%C4%83_effect

[7] http://www.et4u.org/Toy_information/Cylinder_flow.html

[8] https://astrocampschool.org/fire-coanda/

3. Ротирајуће звучно црево

• Заврти црево и слушај звук који се добија. Да ли се на овај начин производи само једна врста звука?

• Затим повећај брзину ротације. Шта се променило? Како се ово може објаснити?

• Покушај да направиш експерименталну поставку помоћу које ћеш моћи да контролишеш брзину ротације.

• Да ли се овакав звук може произвести користећи било какво црево?

• Како теоријски можеш предвидети карактеристике звука који чујеш?

ТМФ 2019/20 6

Звучно црево је играчка која се састоји од ребрастог пластичног црева, које производи звук када се врти. Истражити особине звука које црево производи, као и релевантне параметре који утичу на феномен.

Литература

ТМФ 2019/20 7

[1] https://www.youtube.com/watch?v=CuGnsW0ysrA

[2] https://www.youtube.com/watch?v=u6uEqszlaZM

[3] https://www.youtube.com/watch?v=3GNAoaMyT1Y

[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Whirly_tube

[5] https://www.scienceworld.ca/resources/activities/whirly-tubes

[6] http://isaac.exploratorium.edu/~pauld/activities/AAAS/aaas2001.html

[7] http://demos.swarthmore.edu/physics/wp-content/uploads/sites/2/2018/05/whirly-tube-document-.pdf

[8] https://teachingdanny.files.wordpress.com/2015/07/whirlytube.pdf

[9] https://physics.stackexchange.com/questions/469389/why-the-faster-you-spin-the-highest-the-pitch-get-in-a-whirly-tube

Литература

ТМФ 2019/20 8

[10] Nakiboğlu, G., Rudenko, O., & Hirschberg, A. (2012). Aeroacoustics of the swinging corrugated tube: Voice of the Dragon. The Journal of the Acoustical Society of America, 131(1), 749–765.

[11] Rajavel, B., & Prasad, M. G. (2014). Parametric studies on acoustics of corrugated tubes using large eddy simulation (LES). Noise Control Engineering Journal, 62(4), 218–231.

[12] Rajavel, B., & Prasad, M. G. (2013). Acoustics of Corrugated Pipes: A Review. Applied Mechanics Reviews, 65(5), 050000.

[13] Lisa R., Taylor, M.E., Experimental Study of the Acoustical Characteristics of Corrugated Tubing, Noise and Vibration Control Laboratory, Stevens Institute of Technology, Thesis 1994.

[14] Nakamura, Y., & Fukamachi, N. (1991). Sound generation in corrugated tubes. Fluid Dynamics Research, 7(5-6), 255–261.

[15] Serafin, S., & Kojs, J. (2003). The voice of the dragon: a physical model of a rotating corrugated tube. In Proc. DAFX http://www.kojs.net/Dragon%20files/dafx57.pdf

[16] Crawford, F. S. (1974). Singing Corrugated Pipes. American Journal of Physics, 42(4), 278–288.

4. Певајући ферит

• Размисли и истражи како зависи од ког је материјала направљена завојница у односу на ефекат

• Да ли постоји оптимални однос дужина феритног штапа и завојнице

• Да ли можеш да претпоставиш теоријску зависност између параметара система и фреквенција на којима се чује звук

• Да ли профил штапа утиче на звук који производи

ТМФ 2019/20 9

Ставити феритни штап у завојницу која је повезана на генератор сигнала. На неким фреквенцијама штап ће почети да производи звук. Истражити феномен.

Литература

ТМФ 2019/20 10

[1] Yürekten, S., Sert, Y., Trnan, M., & Ceylan, E. (2017). The Parameters of Generated Sound Level of Transformer Cores. Procedia Engineering, 202, 273–279.

[2] Hsu, C.-H., Huang, Y.-M., Hsieh, M.-F., Fu, C.-M., Adireddy, S., & Chrisey, D. B. (2017). Transformer sound level caused by core magnetostriction and winding stress displacement variation. AIP Advances, 7(5), 056681.

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetically_excited_acoustic_noise_and_vibration

[4] https://www.physics.purdue.edu/~jones105/phys42200_Spring2013/notes/Phys42200_Lecture15.pdf

5. Слатки мираж

• Упознај се са појавом фатаморгане. Како градијент индекса преламања може довести до ове појаве?

• Како се може добити течност која има градијентом индекса преламања?

• Шта можеш да уочиш када усмериш ласерски сноп кроз такаву течност?

• Да ли ће се фатаморгана увек формирати? Покушај да одредиш услове при којима се овај феномен дешава а при којим не.

ТМФ 2019/20 11

Фата моргана је име за одређену врсту појаве миража. Сличан ефекат се може постићи када се упери ласерска светлост кроз течност која има градијент индекса преламања. Истражити феномен.

Литература [1] Vollmer, M., & Greenler, R. (2003). Halo and mirage demonstrations in atmospheric optics. Applied Optics, 42(3), 394. http://www.patarnott.com/pdf/HaloANDMirageDemo.pdf

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Fata_Morgana_(mirage)

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Mirage

[4] https://www.youtube.com/watch?v=zTx7UoPXvr4&feature=youtu.be

[5] https://www.youtube.com/watch?v=XQj97dva6ss&feature=youtu.be

[6] Rabi Ibrahim Rabady. Simplified Model for Light Propagation in Graded-Index-Medium. Optics and Photonics Journal, 2013, 3, 347-350http://www.scirp.org/pdf/OPJ_2013112009301643.pdf

ТМФ 2019/20 12

6. Саксонска чинија

• Најпре направи једну овакву чинију и измери време потребно да она потоне.

• Затим прошири отвор на дну чиније. Да ли чинија тоне брже или спорије? Како се ово може објаснити?

• Размисли које карактеристике чиније, осим ширине отвора на дну, утичу на време потребно да она потоне.

• Покушај да теоријски предвидиш за које време ће чинија потонути. ТМФ 2019/20 13

Чинија са отвором на дну ће тонути кад се спусти у воду. Саксонци су користили ову направу за мерење времена. Истражити релевантне параметре који утичу на време тоњења.

Литература [1] Greer, A., & Kincanon, E. (2000). An experiment with Saxon bowls. The Physics Teacher, 38(2), 112–112.doi:10.1119/1.880442

[2] https://pennyroyalresearch.wordpress.com/2017/01/05/saxon-water-bowls/

[3] https://physics.stackexchange.com/questions/416112/what-physics-equation-can-be-used-to-describe-the-saxon-bowl-experiment

[4] https://www.physicsforums.com/threads/relating-sink-time-to-hole-diametre-water-bowls.596385/

[5] https://www.youtube.com/watch?v=boUI8MEaFWM

[6] http://seniorphysics.com/physics/eei.html

[7] https://www.youtube.com/watch?v=eqqUo_flYkM&feature=youtu.be

[8] https://www.youtube.com/watch?v=LGWnZfFV0gU

[9] https://www.researchgate.net/publication/265258030_Lecture_notes_Introductory_fluid_mechanics

ТМФ 2019/20 14

7. Куглице на концу

• На које све начине можеш да периодично помераш други крај конца? Како се куглице понашају у тим случајевима?

• Промени масу једне од куглица а затим посматрај кретање клатна. Шта се променило?

• Покушај да теоријски предвидиш путању коју описују куглице.

ТМФ 2019/20 15

Провући конац кроз куглицу тако да она може слободно да се креће дуж конца. Закачити другу куглицу за један крај тог конца. Периодичним померањем другог, слободног краја конца, може доћи до комплексног кретања куглица. Истражити феномен.

Литература [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Astrojax

[2] https://astrojax.com/pages/the-science

[3] https://www.youtube.com/watch?v=VmGJiIHqn6E&feature=youtu.be

[4] https://www.youtube.com/watch?v=5s5we4KurnA

[5] Karsai, A. Sz., Steven Harrington and Colin M. Campbell. The Astrojax Pendulum. (2014). https://pdfs.semanticscholar.org/1d65/c87ac85170ae87652acd02da036a1750d7f1.pdf

[6] https://www.instructables.com/id/How-To-Make-An-Amazing-Physics-Toy-With-3-Balls-A-/

[7] Toit, Philip du. “The Astrojax Pendulum and the N-Body Problem on the Sphere: A study in reduction, variational integration, and pattern evocation” (2005)http://www.cds.caltech.edu/~marsden/wiki/uploads/projects/geomech/Dutoit2005.pdf

[8] Daniel Dichter & Kate Maschan. Modeling and Simulation of Astrojax. (2013)http://testtestestes423432435645.weebly.com/uploads/2/4/4/5/24451800/astrojax_final_report.pdf

[9] Marsden, Jerrold E., Jürgen Scheurle and Jeffrey M. Wendlandt. “Visualization of orbits and pattern evocation for the double spherical pendulum.” (1996).

ТМФ 2019/20 16

8. Филтер од сапунице

• Направи један овакав филтер и покушај да пропушташ кроз њега куглице од стиропора. А куглице од другачијег материјала?

• Да ли све куглице пролазе кроз мембрану?

• Када долази до пуцања мембране?

• Покушај да одредиш граничну масу објекта који ће остати на површини у зависности од релевантних параметара као што су површински напон, дебљина филма, ...

ТМФ 2019/20 17

Тежак објекат може да прође кроз хоризонталну мембрану направљену од сапунице тако да мембрана не пукне. Са друге стране, лакши објекат може да не прође кроз мембрану, остајући на њеној површини. Стога, мембрана се понаша као филтер. Испитати особине оваквог филтера.

Литература [1] https://www.youtube.com/watch?v=nJTbPEyo5lQ

[2] https://www.youtube.com/watch?v=PS7hgEI7fHg

[3] https://news.psu.edu/story/533260/2018/08/24/research/self-healing-reverse-filter-opens-door-many-novel-applications

[4] https://www.sciencemag.org/news/2018/08/improbable-membrane-can-trap-flies-jar-and-odor-toilet

[5] https://en.wikipedia.org/wiki/Soap_film

[6] Stogin, B. B., Gockowski, L., Feldstein, H., Claure, H., Wang, J., & Wong, T.-S. (2018). Free-standing liquid membranes as unusual particle separators. Science Advances, 4(8), eaat3276.[7] http://www.cns.gatech.edu/~predrag/courses/PHYS-4421-13/Lautrup/surface.pdf

[8] http://web.mit.edu/nnf/education/wettability/index1.html

[9] Sane, A., Mandre, S., & Kim, I. (2018). Surface tension of flowing soap films. Journal of Fluid Mechanics, 841.

ТМФ 2019/20 18

Литература [10] Vella, D. J. R. (2007). The fluid mechanics of floating and sinking (Doctoral thesis). https://www.repository.cam.ac.uk/bitstream/handle/1810/221845/VellaThesis.pdf?sequence=1&isAllowed=y

[11] https://www.youtube.com/watch?v=xI9PuAVJPtw

ТМФ 2019/20 19

9. Магнетна левитација

• Посматрај левитацију штапића при малим и великим угаоним брзинама. Шта се може уочити?

• Како ће овај феномен зависити од течности коју користиш?

• Да ли постоји максимална висина магнета?

• Како зависи левитација од облика магнета?

ТМФ 2019/20 20

У одређеним ситуацијама магнетни штапић за магнетну мешалицу може да се подигне и стабилно левитира у вискозној течности приликом мешања. Истражити узрок ове динамичке стабилизације и како овај ефекат зависи од релевантних параметара.

Литература [1] Magnetic Levitation Stabilized by Streaming Fluid Flows. K. A. Baldwin, J.-B. de Fouchier, P. S. Atkinson, R. J. A. Hill, M. R. Swift, and D. J. Fairhurst Phys. Rev. Lett. 121, 064502 – Published 8 August 2018.

[2] https://www.rankred.com/levitate-a-magnetic-stir-bar-in-fluid/

[3] https://www.youtube.com/watch?v=3ZJQaQazFqw

[4] https://link.springer.com/article/10.1007/s11012-005-4503-x

[5] Diamagnetic levitation: Flying frogs and floating magnets (invited), M. D. Simon and A. K. Geim, Journal of Applied Physics 87, 6200 (2000)

ТМФ 2019/20 21

10. Проводне линије

• Најпре се упознај са особинама графита.

• Нацртај овакву линију и на један њен крај постави LED а други крај повежи са извором. Да ли LED светли?

• Сада помери контакт са извором са краја на средину проводне линије. Да ли диода светли слабије или јаче? Зашто?

• Како ће особине проводне линије зависити од врсте графитне оловке коју користиш?

ТМФ 2019/20 22

Линија нацртана графитном оловком на папиру може да проводи електирчну струју. Испитати особине оваквe проводнe линије.

Литература [1] https://www.youtube.com/watch?v=BwKQ9Idq9FM&feature=youtu.be

[2] https://www.kiwico.com/diy/Science-Projects-for-Kids/3/project/Graphite-Circuit/2667

[3] https://www.cei.washington.edu/wordpress/wp-content/uploads/2018/12/Draw-a-Circuit.pdf

[4] http://poco.com/Portals/0/Literature/Semiconductor/IND-109441-0115.pdf

[5] https://www.popsci.com/adam-weiner/article/2008-09/when-carbon-electrical-conductor/

[6] https://www.quora.com/Why-is-graphite-a-good-conductor

[7] https://learning-resources.sciencemuseum.org.uk/wp-content/uploads/2019/02/SMG-Learning-Activities-Graphite-Circuits.pdf

[8] Rattanaweeranon, S., Limsuwan, P., Thongpool, V., Piriyawong, V., & Asanithi, P. (2012). Influence of Bulk Graphite Density on Electrical Conductivity. Procedia Engineering, 32, 1100–1106.

[9] http://nisenet.org/sites/default/files/catalog/uploads/9881/diy_nano_draw_circuit_06_28.pdf

ТМФ 2019/20 23

[10] https://www.qcaa.qld.edu.au/downloads/senior/snr_physics_07_sai_electric_conduct_graphite.pdf

[11] Marinho, B., Ghislandi, M., Tkalya, E., Koning, C. E., & de With, G. (2012). Electrical conductivity of compacts of graphene, multi-wall carbon nanotubes, carbon black, and graphite powder. Powder Technology, 221, 351–358.

[12] Deprez, N., & McLachlan, D. S. (1988). The analysis of the electrical conductivity of graphite conductivity of graphite powders during compaction. Journal of Physics D: Applied Physics, 21(1), 101–107.

[13] Derman, S., & Goykadosh, A. (1999). A pencil-and-tape electricity experiment. The Physics Teacher, 37(7), 400–402.

[14] Chiaverina, C. (2014). Exploring electric circuits and resistance using pencil lead. The Physics Teacher, 52(9), 570–571.

[15] Woolf, L. D., & Streckert, H. H. (1996). Graphite pencil line for exploring resistance. The Physics Teacher, 34(7), 440–441.

[16] Kurra, N., & Kulkarni, G. U. (2013). Pencil-on-paper: electronic devices. Lab on a Chip, 13(15), 2866.

Литература

ТМФ 2019/20 24

Литература

[17] Küçüközer, A. (2015). Teaching the Factors Affecting Resistance Using Pencil Leads. The Physics Teacher, 53(1), 38–40.

[18] Kang, T.-K. (2014). Tunable piezoresistive sensors based on pencil-on-paper. Applied Physics Letters, 104(7), 073117.

ТМФ 2019/20 25

11. Померајуће мрље

• Размисли како би се квантификовала промена шара при померању камере

• Да ли се исти ефекат постиже када се користи врло глатка тамна подлога у односу на храпаву?

• Како се могу одредити параметри подлоге?• Да ли исти ефекат добија са различитим изворима

светлости? А камере?

ТМФ 2019/20 26

Осветлити ласерском светлошћу тамну површину. Грануларна шара може се приметити у оквиру осветљене области. Ако се посматрач или камера полако померају, стиче се утисак да се ови облици такође померају у односу на тамну површину. Објаснити овај феномен и испитати како померање грануларних облика зависи од релевантних параметара.

Литература [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Speckle_pattern

[2] Ennos, A. E. (1996). Laser speckle experiments for students. Physics Education, 31(3), 138–142.

[3] Duncan, D. D., & Kirkpatrick, S. J. (2008). Algorithms for simulation of speckle (laser and otherwise). Complex Dynamics and Fluctuations in Biomedical Photonics V.

[4] Laser Speckle Imaging: A Quantitative Tool for Flow Analysis, Taylor A. Hinsdale, California Polytechnic State University - San Luis Obispo.

[5] Yeh, C.-H., Sung, P.-Y., Kuo, C.-H., & Yeh, R.-N. (2012). Robust laser speckle recognition system forauthenticity identification. Optics Express, 20(22), 24382.

ТМФ 2019/20 27

12. Полигонални вртлог

• Најпре полако ротирај плочицу а затим повећавај брзину ротације. Шта примећујеш?

• Да ли постоји минимална брзина потребна да би се појавио полигонални облик?

• Да ли се облик који видиш мења променом брзине ротације? Зашто?

• Размисли зашто долази до формирања ових облика и покушај да предвидиш облик који ће се формирати за одређени скуп параметара.

ТМФ 2019/20 28

Стационарни цилиндрични суд који садржи ротирајућу плочицу близу дна суда је делимично напуњен течношћу. При одређеним условима, на површини течности ће се појавити полигонални облици. Објаснити овај феномен и испитати како релевантни параметри утичу на његову појаву.

Литература [1] Bach, B., Linnartz, E. C., Vested, M. H., Andersen, A., & Bohr, T. (2014). From Newton’s bucket to rotating polygons: experiments on surface instabilities in swirling flows. Journal of Fluid Mechanics, 759, 386–403.

[2] https://www.nature.com/news/2006/060515/full/060515-17.html

[3] Jansson T. R. N., et al. Phys. Rev. Lett., 96. 174502 (2006).

[4] Lewis B. M.& Hawkins H. F.Bull. Am. Met. Soc., 63. 1294 - 1301 (1982).

[5] Godfrey D. A., et al. Icarus, 76. 335 - 356 (1988).

[6] https://www.youtube.com/watch?v=b6L0vKP1_m4&feature=youtu.be

[7] https://orbit.dtu.dk/files/6255108/54801d01.pdf

[8] https://arxiv.org/ftp/astro-ph/papers/0701/0701036.pdf

ТМФ 2019/20 29

13. Осцилатор на трење

• Размисли о силама које се јављају у овом систему. Шта доводи до осциловања?

• Од чега ће зависити фреквенција ових осцилација?

• Шта ће се догодити ако променимо смерове ротација цилиндра?

• Како утичу параметри објекта на кретање• Да ли постоје критични параметри система

ТМФ 2019/20 30

Тешки објекат поставити на два идентична, паралелна и хоризонтална цилиндра, који ротирају угаоним брзинама истог интензитета и правца, а супротних смерова. Испитати како кретање тешког објекта зависи од релевантних параметара.

Литература [1] Henaff, R., Le Doudic, G., Pilette, B., Even, C., Fischbach, J.-M., Bouquet, F., … Marrache-Kikuchi, C. A. (2018). A study of kinetic friction: The Timoshenko oscillator. American Journal of Physics, 86(3), 174–179.

[2] http://demonstrations.wolfram.com/TheFrictionOscillator/

[3] https://ngsir.netfirms.com/englishhtm/Oscillator.htm

[4] https://www.youtube.com/watch?v=46lk2FXzwT8

[5] ] Reidl, C. J. (1990). The coefficient of kinetic friction. The Physics Teacher, 28(6), 402–402.

ТМФ 2019/20 31

14. Падајућа кула

• Направи кулу од дискова као што је описано у задатку а затим покушај да извучеш најнижи диск. Да ли се кула срушила? Понови поступак али овога пута брже извуци диск. Да ли се нешто променило?

• Размисли на који начин можеш контролисано извлачити и мењати брзине извлачења најнижег диска.

• Која сила игра главну улогу у одржавању куле стабилном? Покушај да теоријски предвидиш да ли ће се кула срушити или не. ТМФ 2019/20 32

Идентични дискови су сложени један на други тако да формирају стојећу усправну кулу. Уколико се најнижи диск нагло извуче краткотрајном применом хоризонталне силе, остатак куле пада на дно и остаје стабилан. Истражити феномен и одредити услове при којима кула остаје да стоји усправно.

Литература [1] Hall, J. F. (2005). Fun with stacking blocks. American Journal of Physics, 73(12), 1107–1116.

[2] https://arxiv.org/pdf/0710.2357.pdf

[3] http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download;jsessionid=3E1D6E0619F8029135EBA24BB638D1B8?doi=10.1.1.115.4110&rep=rep1&type=pdf

ТМФ 2019/20 33

15. Како забиберити

• Да ли си током експеримента приметио да се неки од отвора запуше? Зашто се до дешава?

• Осмисли поуздан начин за мерење брзине испадања зрна из посуде.

• Како можеш да контролишеш трљање посуде?

• Да ли постоји скуп параметара за који се феномен не дешава?

ТМФ 2019/20 34

Ако се посуда за со или бибер протресу, зрна соли или бибера ће испадати релативно полако. Са друге стране, ако се посуда протрља дуж дна, брзина испадања зрна може драматично да порасте. Објаснити феномен и испитати како брзина испадања зрна из посуде зависи од релевантних параметара.

Литература [1] https://www.youtube.com/watch?v=GKGm57Xb8jQ

[2] https://www.thekitchn.com/viral-salt-and-pepper-shaker-trick-explained-265768

[3] Wassgren, C. R., Hunt, M. L., Freese, P. J., Palamara, J., & Brennen, C. E. (2002). Effects of vertical vibration on hopper flows of granular material. Physics of Fluids, 14(10), 3439–3448.

[4] Janda, A., Maza, D., Garcimartín, A., Kolb, E., Lanuza, J., & Clément, E. (2009). Unjamming a granular hopper by vibration. EPL (Europhysics Letters), 87(2), 24002.

[5] Hunt, M. L., Weathers, R. C., Lee, A. T., Brennen, C. E., & Wassgren, C. R. (1999). Effects of horizontal vibration on hopper flows of granular materials. Physics of Fluids, 11(1), 68–75.

ТМФ 2019/20 35

16. Нитинол мотор

• Шта покреће овакав мотор?• Која је минимална температура воде потребна да би се мотор покренуо?

• Колики је утицај трења на угаону брзину точкова?

• Покушај да оптимизујеш свој мотор да би коефицијент корисног дејства био највећи.

• Колико дуго ће ефекат трајати и од чега зависи

ТМФ 2019/20 36

Обмотати нитинол жицу око два удаљена точка. Када се један точак потопи у врућу воду, жица ће тежити да се исправи, што ће проузроковати ротацију точкова. Испитати особине оваквог мотора.

Литература [1] https://www.youtube.com/watch?v=sscoMtJV0uY

[2] https://www.youtube.com/watch?v=g56ZmScZG1s

[3] https://www.youtube.com/watch?v=oKmYqUSDch8

[4] https://www.youtube.com/watch?v=wI-qAxKJoSU

[5] https://www.imagesco.com/articles/nitinol/09.html

[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Nickel_titanium

[7] https://www.irjet.net/archives/V5/i9/IRJET-V5I9274.pdf

[8] McCormick, P. G. (1986). Shape memory effect heat engine performance. Applied Energy, 24(3), 221–243.

[9] https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1206/1206.3733.pdf

[10] McNichols, J. L., & Cory, J. S. (1987). Thermodynamics of Nitinol. Journal of Applied Physics, 61(3), 972–984.

ТМФ 2019/20 37

Литература

[11] Yuan, H., Fauroux, J., Chapelle, F., & Balandraud, X. (2017). A review of rotary actuators based on shape memory alloys. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 28(14), 1863–1885.

[12] Golestaneh, A. A. (1978). Efficiency of the solid-state engine made with Nitinol memory material. Journal of Applied Physics, 49(3), 1241–1244.

ТМФ 2019/20 38

17. Игре картама

• Најпре баци једну карту и сними њено кретање. Шта можеш уочити са снимка?

• Пошто се карта руком не може бацити два пута на идентичан начин, осмисли механизам којим можеш контролисано бацати карте.

• Покушај да одредиш параметре (начин бацања, угаона брзина, ...) за које карта прелеће највеће растојање.

ТМФ 2019/20 39

Обичне карте за игру могу да прелете велика растојања ако им се приликом бацања саопшти одговарајућа угаона брзина. Испитати параметре који утичу на растојање и облик трајекторије карте.

Литература [1] https://www.youtube.com/watch?v=BlMIcGTLQNU&feature=youtu.be

[2] Yamakawa, Y., Kuno, K., & Ishikawa, M. (2014). Throwing and shooting manipulations of playing cards using a high-speed multifingered hand and a vision system. 2014 IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots.

[3] https://www.researchgate.net/publication/282026154_All_About_Aerodynamics_From_A_Business_Card

[4] Sasakawa, K., Umegaki, K., & Sakurai, S. (2017). Biomechanics of increased spin velocity of flying discs during forehand throws by skilled and unskilled throwers. Journal of Sports Sciences, 36(8), 843–851.

[5] https://ecommons.cornell.edu/bitstream/handle/1813/2183/Umberto_Pesavento_thesis.pdf?sequence=1&isAllowed=y

[6] Hargreaves, D. M., Kakimpa, B., & Owen, J. S. (2014). The computational fluid dynamics modelling of the autorotation of square, flat plates. Journal of Fluids and Structures, 46, 111–133.

ТМФ 2019/20 40