Прибор для демонстрации действия кориолисовой силы инерции

 

ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ДЕЙСТВИЯ КОРИОЛИСОВОЙ СИЛЫ ИНЕРЦИИ, содержащий установленную на основании стойку, направляющую, связанную со стойкой с возможностью вращения относительно вертикальной оси, подвижный относительно направляющей груз и средство для регистрации действия силы Кориолиса, отличающийся тем, что, с целью расщирения демонстрационных возможностей путем обеспечения определения зависимости кориолисового ускорения от величины угла между векторами относительной скорости и вектором скорости переносного движения , средство для регистрации действия силы Кориолиса состоит из нескольких полых градуированных цилиндров, радиально расположенных в плоскости, перпендикулярной направляющей, и консольно закрепленных на подвижном грузе, и дополнительных грузов, свободно расположенных в каждом цилиндре. сл 4 со О5 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5 )4 G 09 В 2308

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3723534/28-12 (22) 06.04.84 (46) 23:08.85. Бюл. № 31 (72) Т. Г. Никитина и.Л. Д. Иванов (53) 531.42 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1026153, кл. G 09 В 23/08, 1983. (54) (57) ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ДЕЙСТВИЯ КОРИОЛИСОВОЙ СИЛЫ ИНЕРЦИИ, содержащий установленную на основании стойку, направляющую, связанную со стойкой с возможностью вращения относительно вертикальной оси, подвижный относительно направляющей груз

„„SU„„1174965 и средство для регистрации действия силы

Кориолиса, отличающийся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей путем обеспечения определения зависимости кориолисового ускорения от величины угла между векторами о гносительной скорости и вектором скорости переносного движения, средство для регистрации действия силы Кориолиса состоит из нескольких полых градуированных цилиндров, радиально расположенных в плоскости, перпендикулярной направляющей, и консольно закрепленных на подвижном грузе, и дополнительных грузов, свободно расположенных в каждом цилиндре. 1174965

Изобретение относится к учебным пособиям по физике и теоретической механике и может быть использовано на лекциях, лабораторных и практических занятиях для наглядной демонстрации группе, обучаемой действию сил Кориолиса.

Целью изобретения является расширение демонстрационных возможностей путем обеспечения определения зависимости Кориолисова ускорения от величины угла между векторами относительной скорости и вектором скорости переносного движения.

На фиг. 1 изображен прибор, общий вид; на фиг. 2 — направляющая с грузом.

Прибор для демонстрации действия кориолисовой силы инерции содержит основание 1 (фиг. 1), вертикальную стойку 2, подвижный груз 3, перемещающийся по направляющей 4, имеющей на конце упор 5.

Направляющая 4 жестко укреплена на втулке 6, которая установлена с помощью подI шипников на вертикальной стойке 2. С противоположной стороны втулки 6 укреплен противовес 7. На подвижном грузе 3 консольно укреплены идентичные радиально расположенные в верхней части плоскости, перпендикулярной направляющей 4, полые градуированные цилиндры 8 с дополнительными грузами 9, установленными внутри цилиндров 8 с возможностью перемещения вдоль оси последних и с нанесенными на них шкалами 10 для индикации положения груза 9 относительно центра подвижного груза 3. Полые цилиндры 8 могут быть связаны между собой, например растяжками 11.

Полые цилиндры и расположенные в них дополнительные грузы составляют средство для регистрации действия силы Кориолиса.

Для предотвращения поворота груза 3 с цилиндрами 8 вокруг направляющей 4 в ней выполнен паз 12 (фиг. 2) по всей длине, а груз 3 имеет паз 13 со шпонкой 14.

Для удержания груза 3 при начальном вращении он имеет со стороны вертикальной стойки 2 круговой паз 15 (фиг. 1 и 2).

На втулке 6 установлена стойка 16 с рычагом 17,один конец которого заходит в паз 15 груза, а другой конец соединен с тягой 18, установленной внутри стойки 2, на нижнем конце которой установлена рукоятка 19, а на верхнем — упор для тяги, при этом стойка 2 в нижней части имеет прорезь 20.

Для удержания всех дополнительных грузов 9 при начальном вращении от перемещения вдоль цилиндров 8 на втулке 6 установлена вилка 21, а в цилиндрах и дрполнительных грузах выполнены отверстия 22, куда входят концы вилки. Для устранения возможности выпадания дополнительных грузов 9 из пустотелых цилиндров 8 в последних могут быть установлены упоры.

Прибор работает следующим образом.

В исходном положении подвижный груз 3 находится у вертикальной стойки 2 и удерживается от перемещения рычагом 17. Рукоятка 19 находится в верхнем положении.

Дополнительные грузы 9 удерживаются вилкой 21.

Направляющей 4 вместе с подвижным грузом 3 и противовесом 7 вручную сообщается угловая скорость со относительно оси вертикальной стойки 2. Начальная угловая скорость ж выбирается большой для контраста динамического эффекта.

Во время вращения по инерции направляющей с грузами и противовесом рукоятку 19 перемещают вдоль прорези 20 в нижнее положение, в результате чего рычаг 17 из зацепления с подвижным грузом 3, предоставляя возможность этому грузу с цилиндрами 8 двигаться вдоль направляющей 4. Под действием первоначальной силы инерции подвижный груз 3 с цилиндрами 8 начинает перемещаться к концу направляющей 4. Одновременно с началом движения груза 3 вилка 21 освобождает все дополнительные грузы 9.

При перемещении подвижного груза 3 по направляющей 4 к периферии в силу присущей массе дополнительных грузов 9 инерции, стараясь сохранить свое прежнее направление движения, они начнут перемещаться внутри цилиндров 8 относительно оси направляющей 4. При перемещении груза 3 с цилиндрами 8 к упору 5 величина и направление движения дополнительных грузов 9 внутри цилиндров 8 демонстрируют величину (по шкале 10) и направление поворотного ускорения.

Затем изменяется направление вращения.

В этом случае сразу же изменяется направление поворотного ускорения и поэтому происходит изменение направления движения дополнительных грузов 9 внутри цилиндров 8.

Ускорение Кориолиса отсутствует в том случае, когда вектор относительной скорости направлен параллельно оси переносного вращения. Конструкция прибора позволяет наглядно продемонстрировать зависимость

Кориолисова ускорения от величины угла между векторами относительной скорости V и вектором угловой скорости м) переносного движения, так как цилиндры с дополнительными грузами расположены под разными углами к горизонтальной плоскости, что расширяет демонстрационные возможности прибора.

Ожидается положительный качественный эффект при изучении соответствующих разделов теоретической механики и физики, экономический эффект от лучшего усвоения демонстрируемого закона.

1174965

ЮЛ 17 б 15

Редактор В. Иванова

Заказ 5206/52

Составитель Т. Григорян

Техред И. Верее Корректор М. Максимишинеи

Тираж 452 Полннсное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП *«Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4