Макет вулкана. Мастер-класс. Проект "создание сейсмографа своими руками" Макет извержения вулкана

Во время извержения вулкана в воздух выбрасываются облака пепла, а по склонам течет лава. Это очень захватывающее зрелище, наблюдать за ним в непосредственной близости опасно для жизни.

Но можно сделать вулкан в домашних условиях и ежедневно проводить опыты, любуясь извержением без угрозы для жизни и здоровья. Продемонстрировав действующий вулкан друзьям, вы здорово удивите их. Можно подготовить презентацию для школьного занятия, и тем самым внести разнообразие в скучные уроки, а учителя по географии и химии наверняка отметят ваши старания хорошими оценками.

Сначала изготовьте сам вулкан.

Как сделать вулкан из бумаги

Для изготовления вулкана лучше всего использовать толстую бумагу или картон.

На бумаге нарисуйте большой круг. Вырежьте его и склейте конус.

Из второго листа бумаги скрутите трубочку и склейте ее. Это будет жерло вулкана. Наденьте на него конус и скрепите конструкцию клеем.

Из третьего листа бумаги вырежьте землю. Ей можно придать любую форму, главное, чтобы она по размерам была больше основания вулкана. Приклейте вулкан к земле, обклейте его скотчем. Сверху нанесите суперклей и посыпьте опилками, песком. Можно использовать цветной песок. Раскрасьте модель гуашью или акриловыми красками и придайте вулкану натуральный вид.

Чтобы во время или после извержения краски не потекли, покройте вулкан защитным слоем. Состав можно приготовить самостоятельно: смешайте 1 часть клея и 3 части воды. После тщательной просушки модель вулкана готова к использованию. Лава в пробирке вставляется в жерло вулкана.

Как сделать вулкан видео

Вулкан как сделать из пластилина

Пластилин разделяется на 2 части.

Первая часть раскатывается в блин (основание или суша). Из второй части вылепите полый конус, с отверстием в середине.

На основание поставьте бутылку со срезанным горлом. Сверху наденьте конус, облепите отверстие бутылки пластилином. Скрепите основание и конус вулкана, чтобы получилась герметичная конструкция.

Раскрасьте модель и вылепите склоны. Подготовленное вещество для лавы вливается в бутылку через лейку.

Как сделать макет вулкана из пластилина второй способ

Вместо пластилина можно использовать соленое тесто, массу для лепки, папье-маше.

Приклейте бутылку к основе (перевернутая пластмассовая миска, плотный картон, ДСП) скотчем так, чтобы получился конусообразный шатер.

Сверху облепите пластилином. Сформируйте наплывы лавы, элементы горного хребта, каналы. Если вы использовали соленое тесто — просушите вулкан.

Теперь можно раскрасить модель. Для более эффектного извержения на жерло вулкана можно нанести красную краску. Когда краска высохнет, нанесите прозрачный герметизирующий состав.

К основе прикрепите пластиковые растения (обычно ими украшают аквариумы) — получатся деревья и кустарники. Перед использованием еще раз хорошо просушите вулкан.

Как сделать модель вулкана из «холодного фарфора»

Если вы хотели для изготовления вулкана использовать массу для лепки, но не нашли ее в магазинах, или цена на нее оказалось высокой, можно приготовить холодный фарфор. Это мягкий материал, однородный по структуре. Из него удобно лепить мелкие детали, т.к. он очень пластичен, а при застывании твердеет.

Смешайте по одной части крахмала (кукурузного или картофельного) соды, воды. Добавьте капельку растительного масла.

Поставьте смесь на огонь и варите, пока не загустеет, постоянно помешивая. Густую массу достаньте из кастрюли и накройте влажным полотенцем. Когда масса станет теплой, разомните ее. Она должна быть мягкой, и напоминать пластилин. Массу можно окрасить в нужный цвет во время варки. Лучше всего для этого подойдет масляная краска. Но учитывайте, что тогда «холодный фарфор» будет быстро застывать. Чтобы масса не липла к рукам, смажьте их маслом или жирным кремом. Вылепите вулкан, как было описано выше, и дайте ему просохнуть. После чего раскрасьте акриловыми красками.

Подготовка извержения.

Как сделать вулкан из соды

Наиболее просто изготовить лаву из соды с уксусом. Количество дано на вулкан «объемом» 100-150 мл.

1 ст. ложку соды смешайте с 1 ч. ложкой средства для мытья посуды (желательно красного цвета), и красным красителем (можно использовать свекольный сок). Хорошо перемешайте смесь, если лава очень густая добавьте воды. Вылейте ее в кратер вулкана.

Для начала извержения необходимо добавить в жерло вулкана 2,5 ст. ложки уксуса. Уксус вступит в реакцию с содой, и начнется выделение углекислого газа. В результате будет образовываться бурлящая красная пена.

Как сделать домашний вулкан, извергающийся зеленым пеплом

Для этого опыта понадобится дихромат аммония(NH4)2Cr2O7. Он входит в любой стандартный набор «Юный химик». Опыт необходимо проводить на несгораемой поверхности.

В ненужную банку из жести высотой 7 см. насыпьте дихромат аммония. В центре горки сделайте углубление и положите ватку, смоченную спиртом.

Из коричневой бумаги сверните конус высотой 15 см, диаметром 20 см. Вершину конуса срежьте на 5 см. Накройте конусом банку с реактивом. Проследите, чтобы конус был немного ниже горки, при необходимости еще обрежьте бумагу. Подожгите ватку и любуйтесь разлетающимися зелеными хлопьями.

Как сделать вулкан своими руками, извергающийся снопом искр

Извержение получается эффектным, но проводить его нужно, соблюдая правила работы с горючими веществами, проводить опыт на улице под контролем взрослых. При неосторожности можно устроить пожар или получить ожоги четвертой степени.

4 части калиевой селитры смешайте с 2 частями алюминиевых (источник искр) опилок и 1 частью серы. Чтобы получить достаточное количество опилок, просверлите в металле несколько дырок.

На низ гильзы из картона (ее можно купить или взять после использованной заводской пиротехники, можно изготовить самому) установите глиняную заглушку. Толщина стенок гильзы 4 мм. Засыпьте и утрамбуйте смесь в гильзу. Сверху накройте картонным кругом (его диаметр равен внутреннему диаметру гильзы), а потом залейте гипсом.

В середине заглушки из гипса просверлите отверстие к пиротехнической смеси и проведите фитиль. Это будет кратер вулкана, перед началом извержения подожгите фитиль и отойдите на безопасное расстояние.

Предложенная модель вулкана легко изготовляется в домашних условиях. Она может стать эффектной имитацией того процесса, который происходит в недрах нашей Земли. Изготовление объекта поделено на 2 логические части. Первая часть – это изготовление вулканического конуса. Вторая часть – это собственно демонстрация процесса извержения магмы.

1. Изготовление вулканического конуса

Для изготовления модели конуса вам понадобится:
1. Пластиковая бутылка.
2. Пластилин.
3. Ножницы.
4. Любая строительная смесь – гипс, шпаклевочная масса, сухой клей для плитки, готовые штукатурные смеси.

В первую очередь срезаем с пластиковой бутылки верхнюю треть.

Нижнюю часть отбрасываем – она нам больше не понадобится. С оставленной верхней трети маникюрными ножницами аккуратно срезаем горлышко с небольшим пластиковым зазором – она будет играть роль кратера нашего будущего вулкана.

Обрезанный пластиковый конус обмазываем пластилином, моделируя форму будущего вулкана.

На него наносим, размешанную с водой, любую строительную смесь.

На фотографии – смесь клея для плитки и акриловой шпаклевки, но подойдет гипс, цемент или готовая сухая штукатурка.

В конус, плотно и живописно обмазанный шпаклевкой, вставляем перевернутую верхушку от бутылки с плотно закрытой крышечкой.

Чтобы масса затвердела, подсохла и окрепла, оставляем потенциальный вулкан на несколько часов в сухом месте.

2. Демонстрация извержения вулкана

Для имитации извержения вулкана нам потребуется сода, 100 мл уксуса и красная акварельная краска.

Кисточкой намываем акварельную краску в стакан с уксусом.

Чем больше будет красящего вещества, тем зрелищнее будет извержение.
Конус лучше поставить в блюдо или миску, чтобы нашей «лавой» не испачкать стол, а в условный кратер насыпаем 2 чайные ложки соды.

Наверняка каждый из нас при слове «землетрясение» испытывает как минимум безразличие, а чаще все же крайне негативные эмоции. Однако несколько молодых дизайнеров решили несколько изменить наше отношение к этому природному явлению, показав, что даже землетрясение может стать источником вдохновения.

Устройство The Quakescape 3D Fabricator было создано дизайнером Джеймсом Буком (James Boock) в ответ на землетрясение в Крайстчерче в Новой Зеландии. Устройство берет данные о землетрясении, предоставляемые сайтом Geo-net, и воплощает их в искусстве путем использования технологии Arduino и макета уменьшенного в масштабе Крайстчерча: механизм раскрашивает разными цветами те локации, где имели место подземные толчки. Этот макет выступает в качестве чистого холста и позволяет краскам двигаться вокруг ландшафта, создавая удивительные яркие картины. Таким образом, статистические данные трансформируются в функциональное искусство.

Каждый цвет представляет толчки различной магнитуды и проходит по двум горизонтальным осям при помощи шаговых двигателей, приводимых в движение посредством G-code, вырабатываемого через Arduino. Это позволяет насадкам двигаться над точными местами прохождения землетрясения.

После того как местоположение определено, краска перекачивается в контейнеры через трубы и выталкивается через насадки. Именно в этот момент точные данные о землетрясении преобразуются в художественную форму.

Первоначальная идея трансформации данных о землетрясении в визуальное представление принадлежала соавтору проекта Джошу Ньюсам-Уайту (Josh Newsome-White). Также в реализации концепции участвовали Брук Боуэрс (Brooke Bowers), Ханна Уоррен (Hannah Warren), Джордж Редмонд (George Redmond), Ричи Стюарт (Richie Stewart) и Филиппа Шипли (Philippa Shipley).

Добрый день, мозгочины ! Сегодня расскажу вам о занятной самоделке — сейсмографе, который вполне возможно сделать в домашних условиях .

На фото представлено изображение «барабана» сейсмографа, который показывает четыре землетрясения, зафиксированные в один и тот же день на моей станции в Денвере; два в Мексике и два на противоположной стороне мира, на Суматре.

На вездесущих смартфонах есть сейсмо-приложения, которые используют встроенный акселерометр для фиксации толчков земной коры, но они могут обнаружить только очень грубые, мощные толчки. Сейсмограф, предлагаемый в этом руководстве, может фиксировать движение грунта менее 50 мкм/сек (человеческий волос около 100мкм), то есть он фиксирует то, что не ощущается.

Чувствительность этой самоделки позволяет зарегистрировать толчки более 6.5 баллов по всему миру, и меньшей магнитуды на конкретной местности. Но, конечно же, фильтрация механическая и электронная фильтрация в этом приборе ограничивает чувствительность самоделки.

Шаг 1: Сравнение с промышленными аналогами

Если данный сейсмограф поместить в достаточно тихом, устойчивом месте, таком как подвал, то вы сможете собирать данные в фоновом режиме через USB порт вашего компьютера с помощью бесплатного софта и не нагружать процессор. А качество данных позволяет достойно конкурировать с промышленными сейсмографами.
Обратите внимание на фото, что самодельный сейсмограф, так же как и профессиональный, хорошо различает первичные и вторичные волны, а также поверхностные волны, что позволяет определить расстояние до эпицентра с достаточной точностью.

Шаг 2: Компоненты

Сейсмограф состоит из четырех основных компонентов, каждый из которых я опишу в подробностях. Общая стоимость деталей будет около $300 — $350, а софт бесплатный.

Шаг 3: Механические компоненты

Механика этого сейсмографа выполнена в вертикальном короткопериодном варианте, который настраивается на частоту волны около 1.5-2сек, что дает сильную реакцию на P и S волны землетрясения. Существует возможность для изменения ширины, но размеры рычага, наклон пружины и ее натяжение имеют решающее значение.

Деревянная снова прибора допустима в условиях стабильной влажности, но если она обработана несколькими слоями краски. Алюминий может быть использован в качестве основы, но имеются вопросы по его тепловому расширению. Если все же использовать металл, то немагнитный.

Шаг 4: Механический датчик

Шаг 5: Лезвие рычага

Лезвие канцелярского ножа используется как «шарнир» рычага с точечным контактом. Само лезвие закрепляется на алюминиевом рычаге в V-образную прорезь, что позволяет рычагу свободно двигаться вверх и вниз. Рычаг сделан из алюминия шириной 3.2см и толщиной 0.3см, именно из алюминия, чтобы он не порождал магнитное поле при взаимодействии с магнитной подковой.

Деревянная стойка приклеена к основанию столярным клеем, и еще с нижней стороны укреплена саморезом так, чтобы сам саморез не мешал настроечным болтам, с помощью которых сейсмограф выравнивается по горизонтали.

Шаг 6: Пружина

Характеристики пружины являются определяющими. Если она слишком жесткая, магнитная подкова, установленная на рычаге, будет тяжело перемещаться по вертикали. Параметры моих пружин таковы: 6.35х82.55х0.63 – 3 штуки.

Установите пружины, контролируя уровнем горизонталь рычага, и закрепите их на опоре. А для крепления рычага и третьей пружины используйте немагнитное крепление.

Шаг 7: Катушка

Я использовал магнитную подкову с силой притяжения 13,6кг. Закрепите магнит на рычаге с помощью немагнитных латунных или алюминиевых болтов и гаек.

Катушка по бокам ограничена двумя 7см-ми дисками из 3мм-ой ДВП, поскольку она является диэлектрик. Сама катушка намотана на деревянный сердечник диаметром 2.54см и толщиной 1см. А вообще, габариты катушки зависят от магнита-подковы. К боковым дискам добавляем деревянные шайбы для удобства крепления. Во всей основе катушке просверлено отверстие под немагнитный болт.

Для намотки катушки используем провод №26, а еще лучше №30. В боковом диске катушки сверлим небольшое отверстие, продеваем в него провод и оставляем наружный конец около 30см. А затем мотаем катушку. Второй конец, оставляем тоже около 30см. Я немного автоматизировал этот процесс: основу катушки надел на болт, болт вставил в дрель, и на малых оборотах, аккуратно наматывал провод.

Шаг 8: Магнитный демпфер

Если рычаг сейсмографа не демпфировать, то он будет по инерции колебаться вверх вниз в течение нескольких секунд или минут. И реакция рычага на первый толчок может скрыть приходящие волны в диапазоне от от 1 до 25сек., поэтому его нужно быстро возвращать в состояние покоя. Можно использовать для этого масло, но этот способ грязный и зависит от температуры.

Магнитный демпфер состоит из медного клина, который проходит через сильное магнитное поле, создаваемое 4-мя очень мощными неодимовыми магнитами. Лезвие и латунный болт не имеют магнитных свойств, но корпус магнитит, поэтому неодимовые магниты просто прилеплены к нему, а чтоб все не слиплось, установлены распорные болты.

Поскольку корпус демпфера не укреплен на деревянной основе, то чтобы он не смещался, он должен быть достаточно тяжелым. Для этого пластины демпфера 5х7см я сделал тройными.

Шаг 9: Магнитный демпфер – вид сбоку

В каждой пластине я просверлил 3 отверстия диаметром 6.5мм. Магниты 2.5х2х0.6 я расположил в противоположной полярности по 2 на сторону:
S | N
N | S

Клин 4.5х3.2см изготовлен медного листа №24. Можно использовать лист тяжелее, но не легче. В крепежном болте клин можно припаять, а зазор между ним и магнитами выставить около 3мм.

Шаг 10: Усилитель

Опробовав несколько вариантов усилителя сигнала, я выбрал представленный. Это стабильный усилитель с авто-обнулением и защитой от низкочастотных шумов.

Вывод для сигнала времени необязательный и не нужный при выводе на ПК. Но участок цепи: 100к резистор — TL082 — 68k резистор обязателен.

Шаг 11: Схема

Я спаял мой усилитель на монтажной плате, и воткнул его в пластиковый корпус. Добавил разъемы на корпус и 100к подстроечный резистор на переднюю панель.

Шаг 12: Электропитание

Усилитель требует питания в +12/-12В. Обратите внимание, как подходят положительные и отрицательные провода к регулятору напряжения.

Шаг 13: Аналогово-цифровой конвертер

Я использую Dataq DI-158U Analog/Digital converter, но это устаревшая модель с 12 битным разрешением.
Dataq DI-145 и Dataq DI-149 имеют 10 битное разрешение, но они могут вносить нежелательные шумы в сигнал.
DI-155 является дорогой моделью, но он 13 битный и программируемый. Так что при +/- 5V можно получить 1.2 МВ разрешение, что в 16 раз лучше, чем у менее дорогих моделей, и он также будет производить меньше шума в сигнале.

Шаг 14: Программное обеспечение

Вы можете использовать софт, поставляемый с конвертором, но есть более подходящее программное обеспечение, уже специализированное для наших целей. К примеру, я использую бесплатную программу под названием AmaSeis А-1.

Шаг 15: Изолирующий короб

Вся механика сейсмографа должна быть помещена в плотно закрытый, герметичный короб, чтобы избежать помех, вызванных движением потоков воздуха. Я сделал короб из пенополистирола, и накрыл куском ДСП, тем самым, придав ему устойчивости.

Шаг 16: Регулировка демпфера

Для регулировки поднятия демпфера возьмите небольшой кусок картона 2х1.3см и прикрепите его не тонкую нить или леску длиной около метра. Другой конец нити прикрепите к палке.
Откройте крышку короба и опустите картон на рычаг, ближе к болту крепления демпфера, не заде при этом пружину. Пропустите нить по верху короба и накройте крышкой. Подождите минуту-две, и резко дерните нить. Если же начальный прогиб идет вверх, а не вниз, сделайте реверс на усилителе. Если прогиб/отскок в диапазоне между 12:1 и 15:1, демпфер настроен правильно.
Если отношение меньше, чем 12:1 , то корпус демпфера подвиньте так, чтоб он охватывал большую часть клина. Если больше чем 15:1, то, соответственно подвиньте корпус демпфера в другую сторону. Так же демпфирование можно настраивать, меняя зазор между клином и магнитами.

Шаг 17: Момент истины

После регулировки самоделки демпфирования вы готовы ловить землетрясение. Будьте терпеливы, этот процесс может занять от нескольких дней до недели или больше. В зависимости от того, где вы живете, вы можете ожидать толчка в среднем от 3 до 10 дней. Чем ближе к тектоническому разлому, тем чаще.

Может быть, вам повезет, и вы зафиксируете большое землетрясение, как это сделал я с 9 бальным землетрясением в Японии 11 марта 2011 года, которое вызвало разрушительное цунами. Я записывал волны от этого землетрясения более четырех часов. Земля звенела, как колокол.

Удачи и хорошей мозгоохоты !

Миниатюрный действующий вулкан своими руками – это увлекательнейший процесс. В создание данного макета Вы также можете вовлечь своих детей и по ходу дела многому научить их, раскрывая секреты дымящегося кратера и бурлящей лавы, вырывающейся из него. Такая игрушка может быть использована в качестве развлечения на домашнем празднике или как школьный проект Вашего ребенка. В любом случае, самостоятельное изготовление действующего макета вулкана интересно и в самом процессе, и после не пропадет

Итак, начинайте подбирать исходные материалы и творить свой маленький вулкан.

Сложность: довольно легко.

Требуемые материалы:

Бутылка на 2л;

Акриловые краски или баллончик;

Прозрачный герметик;
- пищевая сода;

Средство для мытья посуды;

Белый уксус;

Кисточки для красок;
- паста папье-маше/соленое тесто/затвердевающая замазка;

Кусок фанеры (толщина не менее 10 мм);

Пищевой краситель красного цвета.

1. Подберите кусок фанеры, таким образом, чтоб ее размер был больше предполагаемого диаметра основания вулкана на 21 см. Фанеру используют как подставку для макета, большие зазоры нужны для того, чтобы лава с красителем не забрызгала Вашу одежду или другие предметы. Положите основу на пол.

2. В центре фанеры установите двухлитровую бутылку и, используя соленое тесто, замазку или пасту папье-маше, начинайте возводить гору вокруг этой бутылки.

3. Горлышко бутылки залепите вашим материалом так, чтобы его не было видно, и форма кратера была похожа на оригинал.

4. Лепкой сымитируйте неровную поверхность вулкана: протоки и горные хребты, чтобы добиться натуральности макета. Выполняйте каналы и возвышения неровными и разной величины, в последующем по каналам потечет лава.

5. Оставьте «гору» на время для высыхания. Возможно на это потребуется немало времени, зависит от того, каких размеров получилась гора и какая Вами выбрана пластика, тесто или паста папье-маше. После высыхания разукрасьте вулкан акриловыми красками или красками в баллонах в виде спрея. Все тело вулкана должно быть окрашено в темный цвет (коричневый, черный, темно-серый), а верхушка может быть светлой. Можете для пущей правдоподобности разрисовать красной/оранжевой/желтой красками вулкан, имитируя потоки изверженной лавы. Окружите вулкан природой, добавьте пластиковые деревья (их можно взять из тех, которые используются как украшение для аквариума), нарисуйте горную реку.

6. Когда краска уже высохла, покройте вулкан и участки фанеры герметиком.

7. Приступайте к приготовлению лавы: возьмите 1 ст.л. моющего средства для посуды, добавьте 1 ст.л соды и 5-10 капель красного красителя (его лучше набирать в одноразовый стаканчик, чтобы после не вымывать чашку)

8. С помощью лейки аккуратно перелейте этот состав в бутылку.

9. Вынесите готовый макет вулкана на улицу или другое открытое место и установите так, чтобы при извержении он не забрызгал красною лавой незащищенные вещи.

10. Влейте в бутылку белый уксус в количестве ¾ стакана и отойдите подальше, чтобы пронаблюдать, как просыпается Ваш вулкан.

Из газеты можно сделать шарики и использовать их для формирования объемной поверхности вулкана, обложив бутылку и закрывая, впоследствии, слоями соленого теста (пасты папье-маше). Поверхность вулкана должна получиться при этом твердой и цельной, чтобы макет можно было использовать еще не один раз. Хранить его можно в коробке.

Если консистенция лавы вышла очень плотной, влейте 1 ст.л воды и еще раз перемешайте.

Для того чтобы лава не извергалась высоко, нужно срезать горлышко бутылки, тем самым расширив диаметр кратера.

Если демонстрация извержения вулкана должна пройти в закрытом помещении (на столе), то смеси стоит сделать немного меньше.

После использования макет нужно привести в порядок и убрать следы лавы, протерев его чистой влажной тряпочкой.