Учебный прибор по физике

 

.1. УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ, содержащий стойку с перекладиной , на одном конце которой закреплен математический маятник, и средство для сообщения маятнику движения по эллиптической траектории, о т л и ч а ю щ и И -j с я тем, что, с целью расширения оемонст ационных возмон«ностей путем демонстрации параметрического резонанса изохр онной ротации, средство для сообще шш маятнику движения по эллиптической траектории имеет закрепленную на стойке и параллельную ей балку с отверстием соосным с линией отвеса маятника, и привод, включающий вариатор, закрепленный на его выходном валу эллиптический кулачок, подпружиненный толкатель, контактиру«яций с кулачком, а также гибкий элемент, тфоходящий через отверстие балки и соединенный шарнирно с толкателеми с маятником в его нижней точке. с 2. Прибор по п. t, о т л и ч а ю щ И и с я тем, что, он иМеет контрольный (Л . математический , закрепленный на свободном конце перекладины.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1È

3(58 G 09 В 23/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3335653/28-12 (22) 04.09,81 (46) 23,09.83, Бюл. % 35 (72) Л. А . Мазаев (53) 621,385(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Мю 2969815/28-12, кл, Q 09 В 23/06, 1980, 2. Физика, Перевод с англ. под ред.

A. С. Ахматова, М„.Наука», 1965, с. 866-868, рйс. й. 14. (54)(57) l. УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО

ФИЗИКЕ, содержащий стойку с перекладиной, на одном конце которой закреплен, математический маятник, и средство для I сообщения маятнику движения по эллиптической траектории, о т л и ч а ю щ и Й .1 с я тем, что, с цепью расширения де-: монстрационных возможностей путем ,демонстрации параметрического резонанса изохронной ротации, средство,для сообщения маятнику движения по эллиптической траектории имеет закрепленную на стойке и параллельную ей балку с отверстием соосным с линией отвеса маятника, и привод, включающий вариатор, закрепленный на его выходном валу эллиптический кулачок, подпружиненный толкатель, контактирующий с кулачком, а также гибкий элемент, проходящий через отверстие балки и соединенный шарнирно с толкателем— и с маятником в его нижней точке.

2.Приборпоп.:L, отличаюшийся тем, что, он имеет контрольный математический мая вник, закрепленный на свободном конце перекладины.

1043

Изобретение относится к учебным пособиям по физике и может быть использовано для демонстрации параметрического резонанса изохронной ротации математического маятника, 5

Известен учебный прибор по физике, содержащий корпус из прозрачного материала в форме параболоида и грузы разноК массы и размеров, имеющие сферическую форму, регистрирующее устройство, элект- 30 рически связанный с ним фотодатчик, установленный над корпусом (1) .

Недостатком известного устройства является :сложность осуществления демонстрации параметрического резонанса 15

I изохронноя ротации.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является учебный прибор по физике, содержащий стойку с перекладиной, на одном кон-gp це которой закреплен математически и маятник, и средство для сообщения маятнику движения по эллиптической траекто— рии ().

Однако в данном маятнике средство д5 для сообщения маятнику движения по эллиптической траектории не обеспечивает демонстрацию параметрического резонанса изохронной ротации.

Целью изобретения — является расширезО ние демонстрационных воэможностей путем демонстрации параметрического резонанса изохронной ротации.

Указанная цель обеспечивается тем,, что в учебном приборе по физике, содер жащем стойкус перекладиной, на одном конце которой закреплен математический маятник, и средство для сообщения маятнику движения по эллиптической траектории, средство для сообщения маятнику 4О движения по эллиптической траектории имеет закрепленную на стойке и параллельную ей болху с отверстием, соосным с линией отвеса маятника, и привод, включающий вариатор, закрепленный на 4> его выходном валу эллиптический кулачок, подпружиненный толкатель, контактирукиций с кулачком, а также гибкий элемент проходящий через отверстие балки и соединенный шарнирно с толкателем. и маятником в его нижней точке.

Кроме того, учебный прибор имеет контрольный математический маятник, закрепленный на свободном конце перекла. дины.

На фиг. 1 изображен учебный прибор по физике, общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1 (в увеличенном масштабе); на

724 2 фиг. 3 — крепление кулачка к выходной оси вариатора; на фиг. 4 — орбиты движения груза маятника.

Учебный прибор по физике содержит стойку 1 с перекладиной 2, на одном конце которой закреплен математический маятник, состоящий из нити 3 и груза 4, а на другом конце закреплен аналогичный ему контрольный математический маятник, состоящий из нити 5 и груза 6, равных по своим параметрам нити 3 и грузу 4.

Учебный прибор содержит также средство,для сообщения маятнику движения по эллиптической траектории, имеющее закрепленную на стойке l. и параллельную ей балку 7 с отверстием 8, соосным л--инии отвеса маятника и привод 9, вклю\ чающий электр одви га тель 1 О, вар иа тор

11, закрепленный на его выходном валу

1 2 эллиптический кулачок 1 3 точка апогея которого совпадает с осью вала 12, подпружиненный пружиной 14 толкатель

15, контактирующий с кулачком 13, а также гибкий элемент (нить) 16, проходящий через отверстие 8 балки 7 и соединенный шарнирно с помощью карабинов

17 с толкателем l5 и грузом 4 математическог.о маятника в его нижней точке.

Траектории движения груза 4 могут быть круговые по кривой 18 или эллипсными по кривой lo. Профиль кулачка 13 соответствует кривой 20.

Йля демонстрации параметрического резонанса изохронной ротации необходимо: установить кулачок 13 в положение, соответствующее положению на фиг. 1, установить длину нити 16 такой, чтобы при максимальном отклонении рабочего маятника угол ф составлял l. 2-15 о, определить по известной формуле. частоту обращения маятника где .4ä — частота обращения маятника; — ускорение свободно падающего тела;

Н вЂ” длина маятника; установить на вариаторе ll частоту вращения выходного вала:12 равной вычис— ленной 4)

После подготовки оператор демонстри- рует опыт, для чего раскручивает вручную рабочий маятник 3, 4. так, чтобы груз,.

4 описывал окружность в плоскости, па,раллельной плоскости земли, а угол при

I вершине между образунлцей конуса и отвесом занял значение р з 1043

Затем оператор делает то же самое . контрольным маятником 5, 6, т, е, раскручивает груз 6 так, чтобы угол при вершине тоже принял значение (После этого оперетор включеет пвигетель 10 привода 9 в сеть, в результате чего кулачок 1З начнет вращеться с частотой с0 а толкатель 15 совершать возвратно-поступетельные движения, при этом круговая орбита груза 4 (кри- 10 вая 18) трансформируется в эллипсную (кривая 1 9) . движение по эллипсу (кривая 19) происходит при условии, что t Po «3, т. е. плине рапиуса эллипса Я, нача- 15 ло которого лежит в фокусе F мало изменяется по сравнению со средней длиной рапиуса эллипсе Р„, при чем есть амплитупа укорочения рапиуса.

При истечении 10-15 мин круговые 2р пвижения груза 6 контрольного маятника прекратятся, е груза 4 рабочего маятника будут продолжаться беэ затухенияе

Pmagm груза 4 6yper ско ь угопно 25 ,долгой, пока существует энергия накачки.

После отключения энергии накачки путем выключения пвигаетеля 10, груз 4 начинает совершать круговые цвижения Зо (кривея LB), затухающие во времени.

724 4

Второй вариант пемонстрации параметрического резонанса изохронной ротации заключается в тоМ, что накачку энергии производят вручную.

Иля этого от устройства отсоепиняют привод 9, Затем поочередно раскручивают оба а маятника на угол Q *= 12 — 15 и, взявшись рукой за нижний конец нити 16, совершают возвратно-поступательные движения так, чтобы груз 5,двигался по эллипсу.

Йипактическая эффективность изобретения состоит в том, что с помощью учебного приборе по физике раскрывается физическая сущность существования эллиптических орбит планетарных систем, заключающаяся в том; что ведущая планете (например солнце) один раз за периоп обращения ведомой планеты (земля) притягивает ее сильнее, тем самым вепущая планета сообщает ведомой планете дополнительную энергию, которую оне теряет на совершение движении по, орбите, и поэтому всегпа одна из планет находится в фокусе эллинской орбиты.

Изобретение позволяет также расширить демонстрационные возможности путем пемонстрации параметрического резо иенс а изохронной ротации.

1043724

1043724

Составитель И. Крьяова

Редактор Т. Киселева Техрап А. Ач Корректор И. Ватрушкина

Заказ 7344/65 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам юобретений и открытий

113035, Москва, Ж38, Раушская наб., д. 4Л

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4