Учебный прибор по физике

 

Изобретение позволяет повысить наглядность учебного прибора по физике. Наклонная опора 2 установлена на тележке 1. Оси качания (ОК) 4 опоры 2 установлены в подшипниках 3 и имеют маятники 5. Средство для изменения частоты колебаний каждого маятника 5, барабан 6 бумагоносителя и пишуш,ий элемент 7 также закреплены на ОК 4. Узел синхронизации имеет синхроннизируюш,ий вал (В) 8, закрепленный на опоре 2. Концы В 8 кинематически связаны с ОК 4 каждого маятника. Узел синхронизации имеет трособлочную систему, связанную с валом барабана 6 бумагоносителя и имеющую в средней части В 8 две катушки 10 с противоположной навивкой гибких элементов 11. Пишуш.ий элемент 7 закреплен на неподвижном основании 13. 5 ил. J5 /4 (Л ю ю со со О5 fZ фцг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 09 В 23/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3757265/28-12 (22) 22.06.84 (46) 07.05.86. Бюл. № 17 (71) Новосибирский государственный университет им. Ленинского комсомола (72) В. А. Чернышев и А. В. Чернышев (53) 531.18(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1195373, кл. G 09 В 23/08, 09.04.84. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ (57) Изобретение позволяет повысить наглядность учебного прибора по физике. Наклонная опора 2 установлена на тележке 1.

Оси качания (ОК) 4 опоры 2 установлены

„„SU„„1229796 А1 в подшипниках 3 и имеют маятники 5. Средство для изменения частоты колебаний каждого маятника 5, барабан 6 бумагоносителя и пишущий элемент 7 также закреплены на

ОК 4. Узел синхронизации имеет синхроннизирующий вал (В) 8, закрепленный на опоре 2. Концы В 8 кинематически связаны с ОК 4 каждого маятника. Узел синхронизации имеет трособлочную систему, связанную с валом барабана 6 бумагоносителя и имеющую в средней части В 8 две катушки 10 с противоположной навивкой гибких элементов 1. Пишущий элемент 7 закреплен на неподвижном основании 13.

5 ил.

1 >29 706>

Изобретение относится к учебным приборам и пособиям по физике и может быть использовано для наглядной демонстрации законов физики, в частности àêîí,à движения центра масс.

Цель изобретения — г:овь1шение наглядности прибора.

На фиг. l изображен учебный прибор, общий вид; на фиг.2 — несущая панель, вид снизу; на фиг.3 — тележка при снятых несущей и опорной панелях, вид сверху; на фиг.4 — несущая панель при разведенных маятниках, вид сверху; на фиг.5 — график, вычерченный пишущим устройством на листе бумаги, укрепленном на барабане бумагоносителя.

Учебный прибор по физике содержит установленную на тележке наклонную опору

2 с установленными в подшипниках 3 осями качания 4, 112 KoToph!х закреплены поднес ы маятников 5, средство для изменения частоты колебаний каждого маятнике-:. 5, барабан 6 бумагоносителя и пишущий элемент

7. Учебный прибор имеет также узел сННхронизации, состоящий нз закрепленного на наклонной опоре 2 синхронизирующего вала 8, концы которого кинематически связаны с осями качания 4 каждого маятника, например, посредством конической передачи 9, и из трособлочной системы, связанной концами гибких элементов с валом барабана 6 бума— гоносителя и имеющей установленные в средней части синхронизирующего вала 8 две катушки 10 с противоположной навивкой гибких элементов 11 и направляю1цие ролики 12, закрепленные на тележке 1. Причем пишущий элемент J закреплен на неподвижном основании 13. Средство для изменения частоты колебаний каждого маятника состоит из кронштейна 14 с плоской пружиной 15 H 1>pHKpell:ICHHbI>1 K HHM TOpCHO!Iiì

16, свободный конец которого соединен с подвесом каждого маятника посредством поводка 17 с зажимом 18. Штыри 19 предназначены для фиксации маятников в заданном угловом положении перед проведением эксперимента.

Прибор работает следующим образом.

Перед началом демонстрации на барабан 6 бумагоносителя укрепляют лист бумаги (миллиметровки) с координатной сеткой

Х1Х2 так, что ось XI расположена вдоль образующей цилиндра барабана б бумагоносителя. Затем разводят маятники 5 па заданный начальный угол, связывают штыри !9 пережигаемой нитью (фиг.4) и ставят тележку 1 на неподвижное основание 13 так, что пишущий элемент 7 находится в начале координат Х1Х2 координатной метки листа бумаги, укрепленного на барабане 6 бумагоносителя устройства вычерчивания графиков движения.

Г1осле пережигания нити маятники начинают совершать синхронные угловые колебательные движения вдоль плоскости наклонной опоры 2, оказывая при этом силоВое воздeéñòâèå на тележку 1, которая на- инает с овер>п ать колебательныс движения по неподвижному основанию 13. Относительное кол бательное движение .:,аятников 5 на наклонной опоре 2 и переносное движение тележки 1 являются, таким образом. нз а имое зязанным и динамическими процесса:IH, стро-ое описание которых возможно только при соблюдении условия синхронности колебаний маятников., при котором движение

1G устройства во время эксперимента может

15ыть рассмотр но как движение системы двух тел. Синхронность колебаний маятников осуЩ1 С;ВЛЯЕТСЯ С ПОМ01ЦЬЮ CHHXPOHH3HP) IOÙÞÃO вала 8, который совершает крутильные вращения под воздействием силовых моментов кгчаюшихся матяников, передаваемых через находя>цуюся в зац,:=I-:HH коническую переда 1у 9. Посредс- в;,; гиоких лементов 11

KcIT ц101 1(.1 и 12 КГ 1 ги;1ьн1-1е Вр ащениH синхронизирукэщего В;I.Ià 8 вызынак>т угловые повороты барабана 0 бу IHLO«ocH;"еля. В результате этих угловых поворотов барабана 6 бу11агоносителя и движения его вместе с тележкой 1 пс неподвижному основанию 13 пишу1ц IH элемент 7 вычерчивает нг листе бу»ar Н, закрепленном на барабане 6 бума25 пн ос>-.,теля графическую линию (фиг.5), проекция которо" на ось Х1 координатной cåòки Х1Х> равна переносному переме1цению

Х" тележки,, а проекция на ocI Х Ilpoпорциональна относительному угловому перемещению q, маятников. При равенстве единице коэффициентов передач шестерен конической 1 ередачи и равенстве диаметров олоков 1О и 12 величина Х определяется простым равенством: Х = P1г, где R -- радиус барабана 6 бумагоносителя.

Таким образом, в результате экспернмен1à 1ц;лучается I рафическая зависимость

Х1 — — l (Х>), которая с учетом масштабирующего множителя R представляет экспериментально полученнук> зависимость Х =

== 1((f)., с которой да; ее производится сопоставление теоретической зависимости. получаемой нз закона движения центра масс.

Нани 1ие синхронизирую1цего узла в учебном приборе обеспечивает высокую точность полу «аемых экспериментальных зависимостей, которая при проведении сопоста45 Вите>1ьногG анализа позволяет делать достаточп0 дОстоьерн1>1е ВыВО 1ы 0 c11раВедлиВОсти закона движения центра масс в общем случае и проводить оценки эффектив1гости введения поправок или учета дополнительных членов составляемых уравне1:èé динамики системы тел для объяснения наблюдаемых явлений, как, например, наличие посоянной составляющей поступательного устройства, что повышает наглядность прибора.

Формула изобретения

Учебный прибор по физике, содержащий основание, установленную на тележке наклонную опору с установленными в подшип1229796 никах осями качания, на которых закреплены подвесы маятников, средство для из. менения частоты колебаний каждого маятника, барабан бумагоносителя и пишущий элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения его наглядности, он имеет узел синхронизации, состоящий из закрепленного на наклонной опоре синхронизирующего вала, концы которого кинематически связаны с осями качания маятников, и трособлочной системы, имеющей установленные на средней части синхронизирующего вала две катушки с противоположной навивкой гибких элементов, концы которых связаны с валом барабана бумагоносителя, а пишущий элемент установлен на основании.

1229796

Редактор Н. Бобкова

За каз 2229/51

Составитель Т. Григорян

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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