Учебный прибор по физике

Авторы патента:

УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ, содержащий блок питания, первый выход которого связан с анодом тиристора , катод которого связан с первым входом блока для реализации выстрела/ триггер, элемент регулировки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обучения, в него введены генератор одиноч-i ных импульсов, дифференцирующая цепочка , усилитель мощности и формиро-i ватель импульсов синхронизации, первые входы которого соединены с в.торыми выходами блока питания, третий выход которого связан с вторым входом блока для реализации выстрела, четвертый выход блока питания соединен с первым входом усилителя мощности и с первым входом триггера, второй вход Которого связан с первым выходом формирователя импульсов синхронизации, второй выход которого связан с входом элемента регулировки, первые выходы которого связаны с первыми входами генератора одиночных импульсов , первые выходы которого соединены с третьими входами триггера, выход которого связан с входом дифференцирующей цепочки, связанной с входом усилителя мощности и с вторым выходом элемента регулировки, при этом первой выход усилителя мощности связан с третьим входом блока для реализации выстрела, второй выход усилителя мощности связан с управля-g ,ющим электродом тиристора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (11) 3(59 6 09 В 23 06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3516179/28-12 (22) 02.12.82 (46) 15.03.84. Бюл. Р 10 (72) Н.С. Шендыков

:(71) Всесоюзное специализированное научно-производственное объединение

"Союзвузприбор" (53)53.07(088.8) {5б) 1. Заявка Великобритании

2071826, кл. F 41 С 19/12, 1981 (54)(57) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ, содержащий блок питания, первый вйход которого связан с анодом тиристора, катод которого связан с первым входом блока для реализации выстрела триггер, элемент регулировки, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьпаения эффективности обучения, в него введены генератор одиноч-1 ных импульсов, дифференцирующая цепочка, усилитель мощности и формиро- ватель импульсов синхронизации, первые входы которого соединены с вто.рыми выходами блока питания, третий выход которого связан с вторым входом блока для реализации выстрела, четвертый выход блока питания соединен с первым входом усилителя мощности и с первым входом триггера, второй вход которого связан с первым выходом формирователи импульсов синхронизации, второй выход которого связан с входом элемента регулировки, первые выходы которого связаны с первыми входами генератора одиночных импульсов, первые выходы которого совЂ” единены с третьими входами триггера, выход которого связан с входом дифференцирующей цепочки, связанной с ю

Р входом усилителя мощности и с вторым выходом элемента регулировки, при этом первйй выход усилителя мощности связан с третьим входом блока для реализации выстрела, второй выход усилителя мощности связан с управля- Д ,ющим электродом тиристора.

1080189

Изобретение относится к учебнолабораторному оборудованию и может быть использовано при проведении лабораторных работ по физике, например для обеспечения полета пули, сна. ряда и т.п. с измерением скорости полета баллистическим методом (с использованием баллистического крутильного маятника).

Наиболее близким к предлагаемому является электрически управляемое огнестрельное оружие, содержащее блок питания, тиристор, триггер, элемент управления, диод, транзистор, конденсатор, трансформатор и электрический блок производства выстрела, 15 первый вход которого соединен с выходом тиристора (1) . недостатком устройства является невозможность управления скоростью полета. 20

Цель изобретения вЂ” повышение эффективности обучения.

Поставленная цель достигается тем, что в учебный прибор по Физике, содержащий блок питания, первый выход ко-орого связан с анодом тиристора, катод которого связан с первым входом блока для реализации выстрела, триггер, элемент регулировки, введены генератор одиночных импульсов, дифференцирующая цепочка, усилитель мощности и формирователь импульсов синхронизации, первые входы которого соединены с вторыми выходами блока питания, третий выход которого связан с вторым входом блока для реализации выстрела, четвертый выход блока питания соединен с первым входом усилителя мощности и с первым входом триггера, второй вход которого свя- 40 зан с первым выходом формирователя импульсов синхронизации, второй выход которого связан с входом элемента регулировки, первые выходы которого связаны с первыми входами гене- 45 ратора оциночных импульсов, первые выходы которого соединены с третьими входами триггера, выход которого связан с входом дифференцирующей цепочки, связанной с входом усилителя мощности и с вторым выходом элемента регулировки, при этом первый выход усилителя мощности связан с третьим входом блока для реализации выстрела, второй выход усилителя мощности связан с управляющим электродом тиристора.

На фиг. 1 изображена электрическая принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 вЂ” временные диаграммы работы устройства. 60

Учебный прибор по физике содержит блок 1 питания, тиристор 2, формирователь 3 импульса синхронизации по сети, генератор 4 одиночных импульсов, триггер 5, блок 6 для реализа- 65 ции выстрела, дифференцирующую цепоч ку 7, усилитель 8 мощности, элемент 9 управления. Блок 6 для реализации выстрела представляет собой электромагнит, взаимодействующий с пулей (не показано). Элемент 9 управления представляет собой электрическую кнопку. В качестве триггера 5 может быть применен триггер Шмидта.

Устройство работает следующим образом.

Питание от сети напряжением 220 В подается на бестрансформаторный блок

1 питания, на тиристор 2 и на блок 6.

На выходе блока 1 питания формируется напряжение, равное +5 В. В качестве ограничительного сопротивления используется реактивное сопротивле,ние конденсаторов 10 и 11 (фиг. 1).

Напряжение +5 В необходимо для питания микросхем 155 серии K155AI 1 (1 шт. ) и К155ТМ2 (1 шт. ), на которых выполнены формирователь 3 импульса синхронизации по сети, генератор 4 одиночных импульсов и триггер 5. (Для запуска формирователя 3 импульса синхронизации по сети используются импульсы с блока 1 питания, которые сдвинуты по фазе с опережением на 90 относительно импульсов

С сети (фиг, 2 в точке а и в точке Б ) .

На выходе формирователя 3 импульсов формируются импульсы со скважностью.

3,) (фиг. 2 в точке с ), далее эти импульсы поступают на вход С триггера 5. При нажатии элемента 9 управления на входе генератора 4 одиночных импульсов формируется импульс (фиг. 2 в точке L ), который поступает на вход 2 вЂ” триггера 5. При этом триггер 5 срабатывает по приходу переднего фронта импульса (фиг ° 2 в точке Ь ) и формирует одиночный импульс (фиг. 2 в точке d )„ передний фронт которого задержан на 1 мс от нулевого начала положительной полуволны импульсов напряжения сети. Далее этот одиночный импульс (фиг. 2 в точке d ) дифференцируется дифференцирующей цепочкой 7 и поступает на усилитель 8 мощности. На выходе усилителя 8 мощности Формируется узкий импульс (фиг. 2 в точке 8 ), который осуществляет поджиг тиристора 2. Тиристор 2 открывается и формирует импульс (фиг. 2 в точке А ) напряжения положительной полуволны, которое прикладывается к электромагниту 6, а при отрицательной полуволне тиристор 2 закрывается и ждет следующего прихода импульса зажигания.

Таким образом, при нажатии элемента 9 управления (кнопки) происходит одноразовое накопление электромагнитной энергии в блоке 6 для реализации выстрела. Блок 6 выполнен в форме катушки без сердечника, внутренний

1080189

20 (pue f диаметр которой сквозной и выполнен,, в виде пистолетного ствола. Если в ствол электромагнита вставить сталь- ной сердечник,.то произойдет выстрел . Скорость пули (железного сердечника) приближенно равна скорости пули из духового ружья.

С помощью предлагаемогс устройства осуществляется баллистический метод измерения скорости полета пули, который основан на законах сохранения момента импульса и энергии. После преобразования известных формул, выражающих эти законы, получаем где Ч вЂ” скорость пули;

)э - масса пули;

3 - расстояние от оси вращения маятника до точки удаления пули;

- момент инерции маятника;

О- вЂ” постоянная момента упругих сил (модуль кручения проволоки), (y )- наибольший угол отклонения маятника (баллистическое ! отклонение). также схема прибора позволяет с помощью цепочки (12, 13) формироваl теля 3 импульсов осуществлять поджиг тиристора 2 по вСей длительности положительной полуволны напряжения импульсов сети, где на выходе тирйстора 2 формируются импульсы (фиг. 2 в точке ж) разной длительности. Таким образом можно осуществлять управление скОростью пули (железного сер:дечника) .

108018

Составитель В. Ермаков

Редактор М. Петрова Техред р,.Ач Корректор M демчик

Заказ 13б4/5 Тираж 447 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ..

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Учебное пособие по механике // 1067524

Устройство для моделирования преломления электромагнитных волн в неоднородных сферически-слоистых средах // 1054830

Учебный прибор по физике // 1051560

Учебный прибор по физике // 1051559

Учебная установка для демонстрации автоколебаний // 1048501

Устройство для демонстрации колебаний транспортного средства // 1046759

Учебный прибор по физике // 1045249

Учебная установка для демонстрации движения с ускорением // 1045248

Учебный прибор по физике // 1045247

Установка для изучения вращательного движения // 2104585

Изобретение относится к учебным приборам и наглядным пособиям по физике, в частности по механике

Способ обучения учащихся по разделу курса физики // 2120140

Учебный прибор для демонстрации превращения колебательного движения во вращательное // 2127452

Изобретение относится к учебным и наглядным пособиям и может быть использовано в учебном процессе вузов

Прибор для демонстрации гироскопического эффекта // 2151426

Изобретение относится к учебным пособиям по теоретической механике и может быть использовано для демонстрации вынужденной прецессии и гироскопического эффекта

Демонстрационный волчок // 2156502

Изобретение относится к наглядным пособиям и может быть использовано для демонстрации гироскопических явлений, в частности, на занятиях по физике, теоретической механики и т.д

Способ имитации движения частей планеты при ее разделении // 2158966

Изобретение относится к способу, позволяющему имитировать движение частей планеты при ее разделении, и может быть использовано при изучении астральной системы, движения планет и других небесных тел, для получения новых научных данных о Вселенной, решения как научных, так и технических задач, стоящих перед космонавтикой, при создании новых типов летательных аппаратов, а также в иных целях

Способ имитации движения частей планеты при ее разделении // 2164712

Изобретение относится к способу, позволяющему имитировать движение частей планеты при ее разделении в соответствии с открытым автором Всемирным законом тяготения - Фундаментальным законом мироздания, и может быть использовано при изучении астральной системы, движения планет и других небесных тел, получения новых научных данных о Вселенной, для решения как научных, так и технических задач, стоящих перед космонавтикой, при создании новых типов летательных аппаратов, а также в иных целях

Учебный прибор по физике // 2172026

Изобретение относится к учебным приборам по физике

Имитационный способ определения вращения планеты, свободно движущейся по петлеобразной орбите, вокруг собственной оси с неравномерной угловой скоростью и поворота ее петлеобразной орбиты на соответствующие угол и сторону вокруг оси, отстоящей на соответствующем расстоянии от ее центра массы, от оборота к обороту планеты вокруг последней в зависимости от величины дробной части соответствующего отношения угловых скоростей вращения планеты, обеспечивающих движение ее по петлеобразной орбите // 2176412

Изобретение относится к способу, позволяющему имитировать движение планеты для определения ее вращения вокруг собственной оси неравномерной угловой скоростью и поворота ее вокруг собственной оси с неравномерной угловой скоростью и поворота ее петлеобразной орбиты на соответствующие угол и сторону вокруг оси, отстоящей на соответствующем расстоянии от ее центра массы, от оборота к обороту планеты, и может быть использовано при изучении астральной системы, движения планет и других небесных тел, получения новых научных данных о Вселенной, для решения как научных, так и технических задач, стоящих перед космонавтикой, при создании новых типов летательных аппаратов, а также в иных целях

Учебный прибор по сопротивлению материалов // 2176821

Изобретение относится к учебным приборам по курсу сопротивление материалов и может быть использовано в высших и средних учебных заведениях