Учебный прибор по физике

 

Изобретение относится к области учебных прибороЕ5 по физике и позволяет расширить де.монстрационные возможности путем обеспечения демонстрации зависимости направления вектора-силы от направления вращения. Прибор содержит корпус с осью фащения, горизонтально расположенный лоток с грузо.м и вертикально установленный индикатор центростремительной силы. Лоток выполнен в виде полого диска. В лотке расположены две параллельные направляющие , две радиальные перегородки и две радиальные направляющие, связанные с осью вращения одним концом и имеющие ограничительный выступ на другом конце. Каждый из двух дополнительных грузов связан с осью вращения и расположен между одной из радиальных перегородок и одной из радиальных направляющих, а гру.ч расположен между параллельными нанравляющими. Индикатор центростремительной силы состоит из эластичных емкостей, установленных в полости диска, взаимодействующих с грузами и заполненных подкращенной жидкостью, и связанных с ними градуированных прозрачных трубок. Диаметрально противоположно грузу установлен противовес для предотвращения биения диска при вращении. 2 ил. иэ (Л ю оо оо 05 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ÄÄSUÄÄ 1234868 (59 4 G 09 В 23 08

"» !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ; "

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3813663/28-12 (22) 20.11.84 (46) 30.05.86. Бюл. № 20 (72) А. Д. Савчук (53) 531.35 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 160045, кл, G 09 В 23/08, 1963. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ (57) Изобретение относится к области учебных приборов по физике и позволяет расширить демонстрационные возможности путем обеспечения демонстрации зависимости направления вектора-силы от направления вращения. Прибор содержит корпус с осью вращения, горизонтально расположенный лоток с грузом и вертикально установленный индикатор центростремительной силы.

Лоток выполнен в виде полого диска. В лотке расположены две параллельные направляк.— щие, две радиальные перегородки и две радиальные направляющие, связанные с осью вращения одним концом и имеющие ограничительный выступ на другом конце.

Каждый из двух дополнительных грузов связан с осью вращения и расположен между одной из радиальных перегородок и одной из радиальных направляющих, а груз расположен между параллельными направляющими. Индикатор центростремительной силы состоит из эластичных емкостей, установленных в полости диска, взаимодействующих с грузами и заполненных подкрашенной жидкостью, и связанных с ними градуированных прозрачных трубок. Диаметрально противоположно грузу установлен противовес для предотвращения биения диска при вращении. 2 ил.

1234868

Изобретение относится к учебным приборам по физике и теоретической механике и позволяет наглядно демонстрировать направление и изменение величины угловой скорости и углового ускорения при врагцении твердого тела.

Цель изобретения — расширение демонстрационных возможностей путем обеспечения демонстрации зависимости направления вектора-силы от направления вращения.

На фиг. 1 изображен учебный прибор по физике; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Учебный прибор по физике содержит корпус с осью 2 вращения, горизонтально расположенный лоток 3 с грузом 4 и вертикально установленный индикатор центростремительной силы.

Учебный прибор имеет также установленные в лотке, выполненном в виде полого диска 3, две параллельные направляющие

5, две радиальные перегородки 6 и две радиальные направляющие 7, связанные с осью

2 вращения одним концом и имеющие ограничительный выступ на другом конце, и два

20 дополнительных подпружиненных груза 8 бок 2 — 15, закрепленных в корпусе 1 по обе стороны от плоскости диска 3. Диаметрально противоположно грузу 4 установлен противовес 16для предотвращения биения диска

3 при вращении.

Учебный прибор работает следующим образом.

Диску 3 сообщается вращение от внешнего источника (не показан), например, против часовой стрелки, при этом возникает угловое ускорение и груз 4 начинает перемещаться в направляющих 5, сжимая эластичные емкости 11 и выдавливая подкрашен35

40 нук> жидкость в трубку 12, расположенную над диском 3. Этот столбик подкрашенной жидкости показывает направление вектора углового ускорения, а высота этого столбика45 его величину (модуль). Одновременно вследствие центробежной силы грузы 8 и 9, растягивая пружины и скользя по диску 3 и перегородкам 6, расходятся по периферии диска

3. При этом груз 8 упирается в эластичную емкость !О, а груз 9 — в направляющую 7.

Окрашенная жидкость выдавливается из эластичной емкости 10 в трубку 13 из прозрачного материала, которая показывает направление вектора угловой скорости, а высота столбика — его величину (модуль). и 9, каждый из которых связан с осью 2 вращения и расположен между одной из радиальных перегородок 6 и одной из радиаль- 25 ных направляющих 7, а груз 4 расположен между двумя параллельными направляюгцими 5 (см. фиг. 2).

Индикатор центростремительной силы состоит из установленных в полости диска 3 с возможностью взаимодействия с грузами 4, 8 и 9 эластичных емкостей 10 и 11, заполненных подкрашенной жидкостью, и связанных с ними градуированных прозрачных труПри установившемся равномерном вращении диска 3 груз 4 в параллельных направляющих 5 под действием силы упругости емкости !! возвращается в исходное положение, при этом окрашенная жидкость из трубки 12 втягивается в емкость 11. Угловое ускорение в данный момент равно нулю.

При торможении диска 3 внешним устройством вследствие своей инерции груз 4 в параллельных направляющих 5 смещается в сторону эластичной емкости 11, выдавливая из него окрашенную жидкость в трубку 15, расположенную ниже пустотелого диска 3, столбик окрашенноч жидкости в ней показывает противоположную (в случае ускорения диска 3) угловую скорость.

При вращении по часовой стрелке величина угловой скорости соответствует столбику окрашенной жидкости, выдавливаемому из эластичной емкости 10 грузом 9 в трубку !

4 из прозрачного материала, расположенную ниже диска 9, а груз 8 упирается в направляющую 7. Вектор угловой скорости демонстрируется аналогично. Для того чтобы грузы 8 и 9 при наличии угловой скорости с изменяющимся угловым ускорением не покидали своего положения (не скользили по направляющей 7 у периферии диска, т. е. не могли отойти от емкости или попасть на

HPе), направляк>шие 7 образуют два выступа, служац ие фиксаторами этих грузов. (.истема эластичных емкостей 10 и 11 трубок из прозрачного материала 12 — !5 герметична и открыта только с концов трубок, расположенных вне диска 3, чтобы исключить биение.

Прибор позволяет наблюдать изменения направления и величины вектора углового ускорения при различных режимах вращения.

Формула изобретения

Учебныи прибор по физике, содержащий корпус с осью вращения, горизонтально расположенный лоток с грузом и вертикально установленный индикатор центростремительной силы, отличающийся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей путем обеспечения демонстрации зависимости направления вектора-силы от направления вращения, лоток выполнен в виде полого диска и имеет установленные в его полости две параллельные направляющие, две радиальные перегородки и две радиальные направляющие, связанные с осью врагцения одним концом и имеющие ограничительный выступ на другом конце, и,IBB дополнительных подпружиненных груза, каждый из которых связан с осью вращения и расположен между одной из радиальных перегородок и одной из радиальных направляк>щих, при этом груз расположен между двумя параллельными направляющими, а индикатор центростремительной сиг!ы сОстОит из \ станов,>вины х в полости

1284868

70

4uz.2

Составитель 1 оигорян

Тскред И. Верее Корректор .М. Макснмнlllllне

Тираж 455 11одпнсное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 415

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

Редактор М. Циткина

Заказ 2701, 53 диска с возможностью взаимодействия с грузами эластичных емкостей, заполненных подкрашенной жидкостью, и связанных с ними гра гуированных прозрачных трубок, закрепленных в корпусе по обе стороны от плоскости диска.