Учебный прибор по физике

 

Изобретение относится к учебным приборам и позволяет расширить демонстрационные возможности в учебном приборе по физике. На основании 1 установлена тележка 2. Лицевая Т1анель 3 шарнирно установлена на тележке 2 и имеет два маятника, соединенные пережигаемой нитью. Каждый из маятников состоит из установленной на панели 3 опоры 5 вращения, закрепленного на ней коромыслового стержня 6 с закрепленной на его нижнем конце инерционной массой 7, и средства для изменения частоты колебаний. Прибор имеет дополнительные инерционные массы 8 и фланцы 9, установленные на верхних концах коромысловых стержней 6 с возможностью свободного вращения . Фланцы 9 имеют стопоры 10 для установки инерционных масс 8. Средство для изменения частоты колебаний каждого маятника состоит из закрепленной на панели 3 соосно с опорой 5 спиральной пружины 11 и съемного поводка 12 для соединения пружины 11 со стержнем 6. Для фиксации стержней 6 в заданных начальных угловых положениях к их верхним концам прикреплены щтыри-13, связываемые перед демонстрацией легкосгораемой нитью. 8 ил. с (Л ю ю со СО /////. Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G09 В 23 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A ВТОРСКОМЪб СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3802803/28-12 (22) 18.10.84 (46) 07.05.86. Бюл. № 17 (72) В. А. Чернышев (53) 371.66 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1195373, кл. G 09 В 23/08, 09.04.84. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ (57) Изобретение относится к учебным приборам и позволяет расширить демонстрационные возможности в учебном приборе по физике. На основании 1 установлена тележка

2. Лицевая панель 3 шарнирно установлена на тележке 2 и имеет два маятника, соединенные пережигаемой нитью. Каждый из маятников состоит из установленной на панели 3 опоры 5 врашения, закрепленного

„„Я0„„1229797 A 1 на ней коромыслового стержня 6 с закрепленной на его нижнем конце инерционной массой 7, и средства для изменения частоты колебаний. Прибор имеет дополнительныс инерционные массы 8 и фланцы 9, установленные на верхних концах коромысловых стержней 6 с возможностью свободного вращения. Фланцы 9 имеют стопоры 10 для установки инерционных масс 8. Средство для изменения частоты колебаний каждого маятника состоит из закрепленной на панели

3 соосно с опорой 5 спиральной пружины 11 и с ьемного поводка 12 для соединения пружины 11 со стержнем 6. Для фиксации стержней 6 в заданных начальных угловых положениях к их верхним концам прикреплены штыри-13, связываемые перед демонстрацией легкосгораемой нитью. 8 ил.

Изобретение относится к учебным приборам для демонстрации законов механики и физики, в частности закона движения центра масс материальной системы тел.

Цель изобретения — — расширение демонстрационных возможностей.

На фиг.1 показан. учебный прибор по физике, общий вид; на фиг2 - — вид А на фиг.1; на фиг.3 — cxeiviB прибора, IlpH llcподвижном положении относительно коромыслового стержня дополнительных инерционных масс и не соединенном со стерж;!ем средством изменения частоты колебаний маятника; на фиг.4 — — то же, при «отп (шенном» положении стопоров дополниJ тельных инерционных масс; на фиг.о — — то же, прн зафиксированно)л средстве изменения частоты колебаний и зафиксированном по:10жсl(ии (. Tопор ОB донn;I нитc.! ьl(ых и ИEpционных масс:, на фи. .6 — то же, при «отпущенном» положе !Ии сTOIIop0B; на фиг.7 то же, при нссоединснном со стержнем средстве изменения !астоты бе:! дополнительных инерционных масс; на фиг.8 — — то же, при соединенном со стержнсм средстве изменения частоты.

Учебный прибор по физике содержит установленную а основании 1 тележку 2, 1112рнир!го установленнук) на ней лицевую панель

3 с двумя соединснпымн llcp(жигасмой нитью 4 маятниками, каждый из которых состоит из установленной на лицевой панели 3 опоры 5 прап(ения> закрепленного на ней коромысловог0 стержня 6 с >Bêð Il;IEttной на его ни>кием конце инерционной массой 7, и средства для измене(гия частоты колебаний. Прибор имеет т,!кже дополнительные инсрцHoííûå массы 8 и установ.ленные на верхних концах коромысловых стержней 6 с возможностью свободного вращения фланцы 9 со стопорами 10 для установки дополнительных инерционных масс 8.

Средство для изменения частоты колебаний каждого маятника состо>гг из закрепленной на лицевой панели 3 соосно с опорой

5 вращения спиральной пружины 11 и cbeмного поводка 12 для соединения этой пружины 11 с коромысловым стержнем 6.. 1,.!!5! фиксации коромысловых стсржней 6 в з щанных начальных угловых положениях;< их верхним концам прикреплены штыри 13. >(0торые связываются легкосгораемой IHTbK! 4 перед демонсграцией. Имеются фрикционные элементы 14.

Учебный прибор работает следуюп)им образом.

При пережигании легкосгораемой нити 4 коромысловые стержни 6 вместе с инерционными массами 7 маятников и дополнительными инерционными массами 8 11 ÷èнают совершать относительно лицевой панели 3 встречные вращательно-колебательные движения. Тележка 2 начинает при этом совершать колебательные движения по горизонтальной плоскости основания 1 вдоль направления продольной се с и. Резульrагом демонстрации является уст ановление путем наблюдений опытной зависимости линейных колебательных движе-!!Ий H llcpcме!цений тележки 2 от вращател ьно-колебательных движений кором ысловых стержней 6 при совместном и конструктивно разделенном действии на Тележку 2 огдельнь>х составляющих сил инерции инерционных масс и силы тяжести. Демонстрации проводятся при различных углах наклона панели 3 к продольной оси тележки 2 при действии упруi ог0 моMcíTB закручивания спираль 1ой пружиHbl 1 1 И llpH B;О OTC. TCTBHH в заВИс и »1 ости От по 10жени 51 (гье мни!х It> rH(Ü1 01)btx поводксB 12.

Б(х.)i(>>K!It l 01 . > >Иlче капа>с-ер" ь(е с >>— чаи IlclloльзогBIIHя прибора.

Смс>п(ыс до>н) l>IHT(ль>IBK инерционные массы 8 (Ч)1-;г.,)! (танавлива(о-.; >l HB нспод>0 BH:кных флан) ах 9, коромысловые стержни 6 !!с сос;сипспы с0 спира Ibhb»tH ill .,>KHIIBY!и 11.

Лине!1н1.!е движения закрсil.ë, t>I,H(nt > на тележке "!анели 3 вдоль горизонтальной осН

X i cKBp l oBoH систем ы Koolp» H II BT X, в Тох; с.;> час определ>-ется соотношением величин

>(нерционн1>1х масс ма/(тинка и смс и;1ых н>полни I ельных ин(.рцио;!ных л(1:-с 8,:> также соотношением величин их .-лà"„: ых мо".1ентов инерции (прн paBc>tcTBP расстояний осей сим: етрии обои.; масс от осей ка IBHHH коро:;ihlc(10Bûõ стс()>(н H 6 .

Рсзультатох! проведения опытов по; анной! схем(является >становлс>н>>(зависпмост.;IBH>KCHHH тележки 2 от измс11ен!15! главНЫХ IOI ICHTOB HHFPIIHH 10110,!НИТ::.1-lli;!X HH(. Рll il 0ll1tblX M BCC 8 Ilp ll задан и !»:(> «0) 11011 (.II HHX в личин этих масс к вели ина I и;1ерцион—

vi Icc 7, а I ак;к е 0 11з м с н с. и 1)я IHll (мснных дополltllò(rtbIIblx нерциo!IHblx м асс 8 tlpH постоянных задан!:1>tx сс>отнoп>сlIHHx глав!!ы. (моме11тов .Инерции этих масс к г(1ан!!ь(м моментам и:(ернии i-.нер>1 iо)!.;Ых масс 7. Устойчиво Т» угловых колебаний коро tbIc loBblx стержней 6 B обеих c(.pHHx 0,!ь>тов обеспечивается применением, ополнит>сльн!.!х инерционных масс 8 по всличине («яссу») Bcclда меньп их HIIcpöHoíHbtx масс

7, уi O,l HBKBoilB "(IIBHP;IH 3 I)pH BTOYI BCC>"TB

;1О,.l>KCГ УСтаНаВЛИВатЬСЯ ОТЛИЧПЫМ От НУЛЯ.

Дополнительные инерционные;ассы 8 (фиг 4, устанавливаются iia фланцзх 9, которые имеют возможность cBO(>oлн(я.о враLLIpIIH5I при «отпущенных» положениях стопо!) Ibl> BHH I 0B 1(.): коромыс..loBbl(c I (,)>HI!H 6 не соединены с„ спнра tlhHI IYH и;ужинами 11.

Результатом продления опытов яв. яется установление опытн(>й зависимости дви;Kcния тележки 2 от величины дополннтельHbl Y инерционных масс 8.

Дополнитсльные инерционные массы 8 (фиг.;)!;«та:Iавливак>тся на флdнцы 9, которые с помощью с!опоров 16 неподвижно закреtl >pI ы на коромысловых степж них 6, 1229797 соединенных посредством сьемных поводков

12 со спиральными пружинами 11. В данном случае спиральные пружины 11, являясь дополнительным источником потенциальной энергии колебаний коромысловых стержней

6, дают возможность проводить динамические исследования без использования силы тяжести и, в отличие от опытов по схеме на фиг.3, позволяют проводить опыты при равных величинах дополнительных инерционных масс 8 и инерционных масс 7 маятников. При равенстве величин этих масс производится устранение конструктивным способом влияния составляющих силы тяжести и центробежных сил инерции на наблюдаемое движение тележки 2.

Результатом проведения опытов по данНоН схеме является изучение влияния соотношения главных моментов инерции дополнительных инерционных масс 8 и инерционных масс 7 маятников при равенстве этих масс по величине. При этом угол наклона панели 3 устанавливается равным тем же значениям, что и при проведении опытов при нулевых углах наклона панели 3, конструктивно обеспечиваемая спиральными пружинами 11, позволяет устранить влияние составляющих силы тяжести на движение тележки 2 при сохранении дейс1вия центробежных сил инерции, если устанавливаемые дополнительные инерционные массы 8 не равные инерционным массам 7 маятников.

Дополнительные инерционные массы 8 (фиг.6) устанавливаются на фланцы 9, имеющие возможность свободного вращения на корîMûñëîвых стержнях 6. Опыты, проводимые по этой схеме, дают возможность исследовать влияние на движение тележки 2 силы инерции ускоренного вращательного движения инерционных масс 7 как при полной компенсации сил тяжести и центробежных сил инерции, так и при наличии их действия, совместном или раздельном. Эти режимы работы прибора обеспечиваются установкой инерционных масс 8 разной величины и заданием разных углов наклона панели 3, включая и нулевой угол.

Сменные дополнительные инерционные массы 8 (фиг.7) не устанавливаются на фланцы 9 коромысловых стержней 6, которые не соединены со спиральными пружинами 11, но к коромысловым стержням 6 ме>кду их подвесом и инерционными массами 7 прикреплены фрикционные элементы!

4 (полоски резины, кожи и т. п.). Опыты, проводимые по этой схеме, характеризуются суммарным воздействием на тележку составляющих центробежных сил инерции, сил инерции ускоренного вращательного движе5 ния инерционных масс 7 и силы тяжести.

По схеме на фиг.8, так же как и в предыдущей схеме (фиг.7), инерционные массы

8 не устанавливаются на фланцы 9 коромысловых стержней 6, которые соединены со

Ip спиральными пружинами 11 и на которых укреплены фрикционные элементы 14.

Соединение коромысловых стержней 6 со спиральными пружинами 11 позволяет обеспечить их колебания при горизонтальном расположении панели 3 и устранить тем самым действие составляющих силы тяжести на движение тележки 2.

Рассмотренные схемы (фиг.3 — 8) показывают, что предлагаемое техническое решение обеспечивает расц|иреHHo демонстрационных возможностей и значительно большую наглядность при проведении демонстраций, предоставляет дополнительные возможности детальных исследований отдельных составляюгцих -иловых взаимодействий маятниковых инерционных масс, совершающих вра25 дательно-колебательные движения, с подвижной тележкой.

Форт ла азоГ>ретення

Учебный прибор по физике, содержащий

30 установленную на основании тележку, шарнирно установленную на ней лицевую панель с двумя соединенными пережигаемой нитьк> маятниками, каждый из KoTopblx состоит из установленной На лицевой панели опоры вращения, закрепленного на ней коромыслового .>5 стержня с закрепленной íà его нижнем конце инерционной массой, и средства для изменения частоть; колебаний, orërr÷àroèrèéc:.; тем. что, с целью расширения дсмон"трационных возможностей, оН имеет допо,lнательные инерционные массы и установленные на верхних концах коромысловых стержнсй с возможностью свободного вращения фланцы со стопорами для ус1ановки дополнительных инерционных масс, а средство для изменения час".Оты колебаний каждогo маятника состоит пз закрепленной па лицевой панели соосНо опорой вращения спиральной пружины и с.ьемного поводка для соединения этой пружины корoмысловым стержнем.

1229797 дидА 4 7т иг. 1

@vs. д

Редактор Н. Бобкова

Заказ 2229/51

Составитель Т. Григорян

Техред И. Верес 1(орректор А. Зимокосов

Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

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

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