Учебный прибор по физике

 

УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ, содержащий основание, вертикальные стойки, соединенные горизонтальными планками с.подвеменными на них с помощью параллельных бифилярных подвесов шаровыми грузами, отличающийся тем, что, с целью повышения наглядности демонстрации эффекта передачи энергии при упругом ударе, он имеет вертикальную пластину , установленную с возможностью поперечного перемещения между горизонтальными планками и соединенную с одним из концов подвесов промежуточных шаровых грузов, равный по длине суммарному диаметру и суммарному весу промежуточных грузов дополнительный груз с двумя бифилярными подвесами , один конец каждого из которых соединен с планкаАб, а другой - с вертикальной пластиной, и регистратор числа колебаний грузов, при этом подвесы и грузы выполнены из токопроводяшего материала и электрически соединены с регистратором. i Л О1 СП Ь:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ° 1(51) G 09 В 23 06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3452537/18-12 (22) 08. 06. 82 (46) 30. 10. 83. Бюл. Р 40 (72) В.A.1:åðíoæèöêèé и Л.Д.Иванов (53) 614. 844 (088. 8) (56) 1. Хендель A. Основные законы физики. М., Физматгиз, 1963, с. 55, (54) (57) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ, содержащий основание, вертикальные стойки, соединенные горизонтальными планками с.подвешенными на них с помощью параллельных бифилярных подвесов шаровыми грузами, о т л и ч а— ю шийся тегл, что, с целью повышения наглядности демонстрации эффекта передачи энергии при упругом ударе, он имеет вертикальную пластину, установленную с возможностью поперечного перемещения глежду горизонтальными планками и соединенную с одним из концов подвесов пройежуточных шаровых грузов, равный по длине суммарному диаметру и суммарному весу промежуточных грузов дополнительный груз с двумя бифилярными подвесами, один конец каждого из которых соединен с планкамй, а другой — с вертикальной пластиной, и регистратор числа колебаний грузов, при этом подвесы и грузы выполнены из токопроводяшего материала и электрически Соединены с регистратором.

10515б0

Изобретение относится к учебным приборам и наглядным пособиям и предназначено для наглядной демонстрации. эффекта передачи энергии при упругом ударе при чтении лекций по курсу фи-зики.

Известен учебный прибор по физике, содержащий основание, вертикальные стойки, соединенные горизонтальными планками с подвешенными на них с помощью параллельных бифилярных подвесов шаровыми грузами (1) .

Недостатком известного прибора является низкая наглядность обучения,, так как демонстрируемые явления контролируются лишь органолептически. !5

Цель изобретения — повышение наглядности демонстрации эффекта передачи энергии при упругом ударе.

Поставленная цель достигается тем, что учебный прибор по физике, содер- щ

Kali!èé основание, вертикальные стойки, соединенные горизонтальными планками с подвешенными на них с помощью параллельных бифилярнь!х подвесов шаровыми грузами, имеет вертикальную пластину, установленную с возможнос— тью попс речного перемещения между горизонтальными планками и соединенную с одним из концов подвесон промежуточных шаровых грузов, равный по длине суммарному диа!летру и суммарно- му весу промежуточных грузов, дополни тельныи гну 3 с двумя о!!ф!лляо!!! !ми поднесами, один конеп каждого из Ко торых соединен с планками, а другой вертикальной пластиной, и регистра- - тор числа колебаний грузов„ при это!л подвесы и грузы выполнены из токопронодящего материала и электрически связаны с регистратором.

На фиг. 1 изображен учебный пр;— бор по физике, общий вид; на фиг. 2 и 3 — то же, вид сбоку при смене грузов, на фиг.4 — принципиальная электрическая схема. 45

Учебный прибор имеет основание

1, вертикальные стойки 2, соединенные параллельными горизонтальными планками 3 с двумя поперечными направляющими 4, на которых укреплена поднижно продольная вертикальная пластина 5. На планках 3 и пластине

5 подвешены бифилярно с помощью токопроводящих параллельных поднесов б шаровые грузы 7 и сплошной груз 8.

Сплошной груз 8,по массе равен сумме масс всех промежуточных шаровых грузов кроме двух крайних, а по длине сумме их диаметров. Подвижная вертикальная пластина 5 установлена на поперечных направляющих 4 с возмож- 60 ностью перемещения между горизонтальными планками 3. К ней закреплены противоположные концы подвесов разнополярных грузов кроме двух крайних грузов. Все подвеси б выполнены токо- 65 проводящими и в!лесте с I ðóçaìè 7 и

8 включены в электросхему регистратора числа колебаний грузов, который содержит два электромагнитных реле

Р1 и Р2, электромагнитный счетчик

СЧ и выключатель ВК. При этом реле

Р1 выполнено с запаздыв" íè,åì по отношЕнию к реле Р2, одни концы обмотки каждого реле подключены к одному полюсу источника питания через нормально замкнутые контакты соседних реле, а другие концы к токоподводящим поднесам крайних шаровых грузов соот:ветственно, остальные шаровые грузы посредством своих токопронодящих поднесон подключены к другому полюсу источника питания, а счетчик присоединен параллельно к источнику питания через нор лально разомкнутый контакт первого реле.

Прибор работает следующим образом.

В пер!!ом опыте демонстрируется взаимодс йстние шаровых грузов 7, а сплошной груз 8 находится на основании 1 . Г1р!1 включении вь!ключателя ВК напряжеьн!е подводится к обоим реле

Р1 и Р2 через нор!1ально за лкнутые контакты противоположных реле, но так как реле Р1 выполнено с запаздыванием, "o срабатынает сначала реле

Р2 и сноим нормально замкнутым контактом Р2 размыкает цепь питания реле Р1. После этого один из крайних грузов 7„ например, связанный с реле Р1., отводят на некоторый угол (не показано) и отпускают, Исвобожденныи груз 7 ударяет по остальным шарам. Происходит превращение потенциальнои энергии поднятого груза 7, обусловленной силой яжести, н кинетическую энергию, а затем центральную энергию упругой деформации соударяющихся шаровьх грузов. Под действием сил упругости последний деформированный шаровой груз 7, связанный

",c релЕ Р2, приобрет — å- скорость и отКЛоняется на угол не показано . При этом энергия упругой деформации превращается в кинетическую энергию подвижного шарового груза 7. В это время разрывается цепь реле Р2 и через его нормально замкнутый з<онтакт подается питание на реле Р1, ко "opoe срабатывает. Через нор!лат!ьно разомкнутый контакт реле 1-1 подается питание на счетчик СЧ. При отклонении на угол cêoðoñòü шарика под действием силы тяжести уменьшается и его кинетическая энергия пренращается H потенциальную.

При возвращении груза 7 н нертикальное положение и прикосновении к цепочке остальных шаровых грузон 7 вновь отклоняется на угол крайний груз, связанный с реле Р1, Через нормально за!лкнутый контакт реле Р1

1051560

Wua. 2

Фиг. 3

Вк

Составитель Б.Андреев

Редактор A.Êóðàõ Техред Л.Пилипенко Корректор A.Òÿñêo

Заказ 8673/49 Тираж 488, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 подается питание на реле Р2, а нормально разомкнутый контактом реле pl разрывается цепь подачи питания на счетчик СЧ. В результате отклонений крайних грузов 7 стрелка счетчика устанавливается на цифре, 1. После ряда

5 таких отклонений грузов 7 их колебания прекращаются. Счетчиком фиксиру.ется полное число колебаний в данном опыте, после чего его показания сбрасываются. !

О

Во втором опыте демонстрируется взаимодействие двух крайних шаровых грузов 7 со сплошным грузом 8. Для этого пластину 5 перемещают в другое крайнее положение. При этом шаровые 15 грузы 7, кроме двух крайних, опускаются, а груз 8 поднимается и устанавливается на их место. Затем включается выключатель ВК и этим подается питание на электросхему прибора.После этого груз 7, связанный с реле

Р1, отводят на тот же угол аналогично первому опыту и отпускают. Происходит ряд соударений крайних грузов

7 с грузом 8, фиксируемых счетчиком

СЧ ° B,öàííîì опыте ввиду изменения эффекта передачи энергии фиксируется меньше» число колебаний, фиксируемое счетчиком. Это связано с Тем, что для грузов, разных по массе, скорости обратно пропорциональны соударяющимся массам.

Использование прибора в учебном процессе позволяет объективно и, следовательно, более наглядно оцени гь эфФект передачи энергии при упругом ударе в зависимости от масс соударяюшихся грузов.