Учебный прибор по физике

 

Изобретение позволяет повысить наглядность путем обеспечения демонстрации нелинейных колебаний, биения и резонанса на высших гармониках. Учебный прибор состоит из стойки 1, упругой консоли 2 и двух маятников, установленных на упругой консоли 2 с возможностью перемещения и имеющих следующее соотношение параметров: a.,2 а,; , ; m, iO,2M, и М, ьО,5 М,, где а,, а-2 - длины стержней 3 маятников; а,, а, т, т - массы стержней 3; М,, М - массы дисков 4 маятников. Данный прибор позволяет увеличить амплитуду колебаний первого маятника до 90-120 , а соответственную частоту колебаний второго маятника сделать по крайней мере трехкратной собственной частоте первого маятника, что позволяет демонстрировать нелинейные колебания на высших гармониках. 1 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (si) 4 G 09 В 23/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3733938/31 — 12 (22) 02.03.84 (46) 30.10,87. Бюл. ¹ 40 (71) Московский станкоинструментальный институт (72) А.Д.Глацун, М.С.Дубовиков и А.А.Шанц (53) 371.66/67 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 736160, кл. G 09 В 23/08, 1978. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ (57) Изобретение позволяет повысить наглядность путем обеспечения демонстрации нелинейных колебаний, биения и резонанса на высших гармониках.

Учебный прибор состоит из стойки 1, упругой консоли 2 и двух маятников, установленных на упругой консоли 2 с возможностью перемещения и имеющих следующее соотношение параметров: а2 0,2 а,; т и),; т, 0,2М, и М, 0,5 М где а,, а — длины стержней 3 маятников; а,, а, m, m — массы стержней

3; М,, М вЂ” массы дисков 4 маятников.

Данный прибор позволяет увеличить амплитуду колебаний первого маятника о до 90-120, а соответственную частоту колебаний второго маятника сделать по крайней мере трехкратной собственной частоте первого маятника, что позволяет демонстрировать нелинейные колебания на высших гармониках. 1 ил. с

C) 1348888

15 ника на поведение второго маятника.

Составитель Т.Григорян

Техред А.Кравчук Корректор В.Бутяга

Редактор И. Сегляник

Заказ 5194/51 Тирах 432 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Изобретение относится к учебным приборам по физике для демонстрации законов физики в учебном процессе °

Цель изобретения — повышение наг5 лядности путем обеспечения демонстрации нелинейных колебаний, биения и резонанса на высших гармониках.

На чертеже представлен учебный прибор по физике ° 10

Учебный прибор содержит стойку 1 с консолью 2 и два размещенных на стойке 1 маятника, каждый из которых состоит иэ стержня 3 и диска 4.

Маятники установлены на консоли

2 с возможностью перемещения и имеют следующее соотношение параметров а, 0 2 а, m с m, 20 где а, и а — длины стержней 3;

m, и m — массы стержней 3;

M u М вЂ” массы дисков 4.

При этом консоль 2 выполнена упру- 25 гой.

Учебный прибор работает следующим образом, Двигая вдоль стержней 3 диски 4, настраивают так маятники, чтобы час- 30 тота колебаний второго маятника была равна утроенной частоте колебаний первого маятника.

Для демонстрации резонанса на высших гармониках необходимо при успокоенном втором маятнике с параметрами а, m и M увеличить амплитуду колебаний первого маятника с парамето рами а,,mi и М, до 90, затем первый маятник отпускают и наблюдают возник- 40 новение колебаний второго маятника с постепенно возрастающей амплитудой.

Для демонстрации биения колебаний при неполном совпадении собственной

1 частоты колебаний второго маятника

45 с частотой гармоники перемещают диск

4 с массой М второго маятника вдоль стержня с массой m на 1-2 мм в любую сторону, затем при успокоенном втором маятнике отклоняют первый маято ник на угол 90 и отпускают, при этом наблюдают биение колебаний, т ° е. периодическое увеличение и уменьшение амплитуды колебаний второго маятника.

Для демонстрации отсутствия влияния колебаний первого маятника на поведение второго сдвигают диск 4 с массой M второго маятника вдоль стержня с массой m на 15-20 мм, затем при успокоенном втором маятнике отклоняют первый маятник на угол о

90 и отпускают и убеждаются в отсутствии влияния колебаний первого маятТаким образом, прибор позволяет демонстрировать нелинейные колебания физических маятников при больших уго лах их отклонения (до 90 ), резонансное возбуждение второго маятника на

3-ей гармонике первого и биение на высших гармониках.

Формула и з о б р е т е н и я

Учебный прибор по физике, содержащий стойку с консольным подвесом и два размещенных на стойке маятника, каждый из которых состоит из стержня и диска, отличающийся тем, что, с целью повышения наглядности путем обеспечения демонстрации нелинейных колебаний, биения и резонанса на высших гармониках, маятники установлены на консоли с возможностью перемещения и имеют следующие соотношения параметров а 0,2 а,; ш i m ;

m,е0,2М,; где а, и а — длины стержней маятников; ш, и m — массы стержней;

М< и М вЂ” массы дисков, при этом консоль выполнена упругой.