Устройство для демонстрации законов динамики
Изобретение позволяет повысить наглядность демонстрации законов динамики и процесса разделения движущихся масс. Устройство содержит основание 1 с направляющими 2, установленные на направляющих тележки 3, 4, связанные пусковым устройством с упругим элементом 5, выполненным в виде электромагнитной защелки 6, сменный груз 7, установленный на тележке 3, установленные на тележке 4 механизм перемещения тележек и источник 8 сжатого воздуха с электропневмоклапаном 9, пружинный толкатель 10, взаимодействующий с тележками, и средство дистанционного управления разделением тележек и включением механизма их перемещения, имеющее геркон 11, и установленные на тележке магнит и переключатель. Механизм перемещения тележек состоит из двух реактивных сопел 12, 13 с различными критическими сечениями, направленных в противоположные стороны. Сменный груз 7 и механизм перемещения тележек установлены на проходящих через их центры масс вертикальных осях 14, 15. В процессе движения тележек вследствие взаимодействия геркона 11 и магнита срабатывает средство дистанционного управления, в результате чего обесточивается электромагнитная защелка 6, открывается электропневмоклапан 9 и сжатый воздух от источника 8 поступает в сопла 12, 13, которые создают реактивную силу, под действием которой тележка 4 отделяется от тележки 3 и движется с ускорением, пропорциональным реактивной силе, при этом возможно вращение сменного груза 7 и механизма перемещения тележек. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУбЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHHM
ПРИ ГКНТ СССР
„„ЯО.„ЯЗВЫ (51)5 G 09 В 23/06 (21) 4294198/40-12 (22) 06.08. 87 (46) 15.01.90. Бюл. У 2 (72) Г.П. Белов, И.Н. Куприянов и О.М. Набиулин (53) 371.66 (088.8) (56) Лекционные демонстрации по физике/Под ред. Ивероновой, М., 1972, с. 38. (54) УСТРОЙСТВО ДНЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ЗАКОНОВ ДИНАМИКИ (57) Изобретение позволяет повысить наглядность демонстрации законов динамики ° Устройство содержит основание 1 с направляющими 2, установленные на направляющих тележки 3 и 4, связанные .пусковым устройством с упругим элементом 5, выполненным в виде электромагнитной защелки 6, сменный груз 7, установленнья на тележке 3, установленные на тележке 4 механизм перемещения тележек и источник 8 сжатого воздуха с электропневмоклапаном 9, пружинный толкатель 10 взаимодействующий с тележками, и средство дистанционного
2 управления разделением тележек и включением механизма их перемещения, имеющие геркон 11, и установленные на тележке магнит и переключатель.
Механизм перемещен я тележек состоит из двух реактивных сопл 12 и 13 с различными критическими сечениями, направленных в противоположные стороны. Сменный груз 7 и механизм перемещения тележек установлены на проходящих через их центры масс вертикальных осях 14 и 15. В процессе движения тепежек вследствие взаимодействия геркона 11 и магнита срабатывает средство дистанционного управления, в результате чего обесточивается электромагнитная защелка 6, открывается электропневмоклапан 9 и сжатый, воздух от источника 8 поступает в сопла 12 и 13, которые создают реактивную си- ( лу, под действием которой тележка 4 отделяется от тележки 3 и движется 2 с ускорением, пропорциональным реактивной силе, при этом возможно вра- "® щение сменного груза 7 и механизма QP! перемещения тележек. 1 ил. 1А
1536427
Механизм перемещения тележек состоит из двух горизонтально, установ- ленных реактивных сопл 12 и 13 с раэличнь ми критическими сечениями, направленных B протпвополо>хные сторо I ны„Сменный груз 7 и механизм перемещения тележек установлены па проходящих через их центры масс вертикальных осях 14 и 15 вращения. Средство дистанционного управления связано с электропневмоклапаном 9 и электромагнитной з ащелкой 6. Паправляющие 2 установлены с возможностью изменения угла наклона к основанию 1.
Кроме того, устройство содержит средства регистрации параметров движения тележек, параметров работы механиз ма и еремещепия тележек и параметров вращения сменного груза 7 и механизма перемещения тележек„
Устройство работает -следующим образом.
50
1Ьобретение относится к демонстра щонпим приборам и может быть использовано, например, в учебном процессе при изучении законов динамики
5 (первого, второго и третьего законов
Ньютона).
Цель изобретения — расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации процесса разделения дви- 1ð пекущихся масс„
На черте>хе представлена схема устройства.
Устройство для демонстрации законов динамики содержит горизонтальное основание 1 с направляющими 2, установленные на направляющих две тележки 3 и 4, связанные стыковочно-пусковым устройством с упругим элементом
5, выполненным B виде электромагнитной защелки 6, сменный груз 7, установленный на тележке 3, установленные на тележке 4 механизм перемеще ния тележек и источник 8 сжатого воздуха с электропневмоклапапом 9, свя- 25 занным магистралями с механизмом перемещения тележек, пружинный толкатель ,10, установленный на одном (правом) конце направляющих 2 и взаимодействующий с тележками, и средство дистанционного управления разделением теле хек 3 и 4 и включением механизма их ,перемещения, имеющее геркоп 11, размещенный между направляющими 2, и установленные на тележке 3 магнит и ,переключатель.
Первый закон Ньютона„ Перед началом проведения опыта направляющие 2 устанавливают наклонно в левую сторону к основанию 1 под таким углом. который бы максимально компенсировал силу трения между направляющими и колесами тележек, подбирают соотношение масс тележек путем установки соответствующего груза 7.
Состыкованные тележки устанавливают на направляющих 2 в крайнем правом положении до соприкосновения с пружинным толкателем 10. В результате срабатывания пружинного толкателя тележки совершают равномерное и прямолинейное движение, что цодтверждается данными, зафиксированными средствами регистрации. При этом кроме параметров движения тележек средствами регистрации определяют также параметры возможного вращения сменного груза 7 и механизма перемещения тележек, возникающих от срабатывания пружинного толкателя 10.
Второй закон Иьютона. Перед началом опыта направляющие ? ус т ана вливают наклонно в правую сторону к основанию 1 под углом, обеспечивающим равномерное движение тележек. Состыкованные тележки устанавливают на направляющих 2 в крайнем левсм положении, при этом упругий элемент 5 стыковочно-пускового устройства стопорится.
В процессе движения тележек вследствие взаимодействия геркона 11 и магнита, установленного на тележке, срабатывает средство дистанционного управления. В результате этого обесJ точивается электромагнитная защелка
6, открывается электропневмоклапан 9 и сжатый воздух от источника 8 по магистралям поступает в сопла 12 и 13 мех гнизма перемещения тележек, которые создают реактивную силу, действующую на тележку 4 в направлении движения последней, при этом сопло 12 с меньшим критическим сечением, а следовательно, с меньшей реактивной силой установлено таким образом, что струя воздуха, истекающая из сопла
13, не оказывает воздействия на тележку 3 со сменным грузом 7. Под действием реактивной силы, создаваемой соплом 13, тележка 4 отделяется от тележки 3 и движется с ускорением, пропорциональным реактивной силе, Составитель П. Сердечнов
Техред М.Дидык Корректор С. Пекмар
Редактор М. Петрова
Заказ 111 Типаж 385 Подписное
ВШИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101
5 153642 равной алгебраической сумме реактивных сил, создаваемых соплами 12 и 13.
Параметры демонстрируемого опыта фиксируются средствами регистрации, при этом в отличие от предьдущего случая вращение сменного груза 7 и механизма перемещения тележек возможно от срабатывания электромагнитной защелки 6 и работы сопл 12 и 13.
Третий закон Ньютона. Перед началом опыта направляющие 2 устанавливаются горизонтально. Состыкованные тележки устанавливаются в середине направляющих и удерживаются электромагнитной защелкой 6, при этом упругий элемент 5 освобожден и находится в сжатом состоянии.
При отключении электромагнитной защелки 6 упругий элемент 5 растал- 20 кивает тележки в разные стороны с одинаковой силой. В результате этого тележки начинают двигаться с одинаковым ускорением, когда массы их равны, и с различными ускорениями, когда 25 массы их отличаются одна от другой соответственно на одинаковое или различное расстояние от места их установки на направляющих.
Параметры опыта также фиксируются средствами регистрации.
Предлагаемое изобретение позволяет наглядно демонстрировать в учебном процессе не только все три закона
Ньютона, но и процесс разделения движущихся объектов, имеющих как одина35 ковые, так и различные массы.
Формула из обр ет ения
Устройство для демонстрации законов динамики, содержащее горизонталь- ное основание с направляющими, установленные на направляющих две тележки, связанные стыковочно-пусковым устройством с упругим элементом, сменный груз, установленный на первой тележке, и механизм перемещения тележек, размещенный на второй из них, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации процесса разделения движущихся масс, оно снабжено размещенным на второй тележке источником сжатого воздуха с электропневмоклапаном, связанным магистралями с механизмом перемещения тележек, пружинным толкателем, установленным на одном конце направляющих и взаимодействующим с тележками, средством дистанционкого управления разделением тележек и включением механизма их перемещения, имеющим геркон, размещенный между направляющими, и установленные на тележке магнит и переключатель, стыковочно-пусковое устройство выполнено в виде электромагнитной защелки, механизм перемещения тележек состоит из двух горизонтально установленных реактивных сопл с различными критическими сечениями, направленных в противоположные стороны, при этом механизм перемещения тележек и сменный груз установлены на проходящих через их центры масс вертикальных осях вращения, средство, дистанционного управления связано с электропневмоклапаном и электрЬмагнитной защелкой, а направляющие установлены с возможностью изменения угла наклона к основанию,
