Учебное устройство по физике

 

Изобретение относится к учебным приборам по физике, в частности к приборам для демонстрации от-, дельных положений механики. Цель изобретения - улучшение условий демонстрации и повышение экономичности устройства. Учебное устройство содержит полый воздуховод с по меньшей мере четырьмя рядами отверстий в верхней части, по меньшей мере одно тело скольжения со штифтами и приспособление для приведения в движение тел скольжения. Воздуховод помещен внутри вращающегося цилиндра с отверстиями, поверх которого для движения тел скольжения располагается направляющая планка с отверстиями. Отверстия в воздуховоде и планке совпадают, а отверстие в цилиндре имеет удлиненную форму, перпендикулярную оси цилиндра, и расположены вдоль винтовой линии, шаг винтовой линии возрастает по квадратичному закону, цилиндр имеет привод с редуктором и регулятором оборотов, направляющая планка в верхней части имеет треугольную форму . На цилиндр нанесены отметки, позволяющие определить пройденный путь и время движения тель скольжения , при этом шаг винтовой линии постоянен , 3 з.п.ф-лы, 3 ил. I (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 09 В 23/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

C е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР

1 (21) 4489107/12 (22) 03.10,88 (46) 15-.03.92. Бюл. Р 10 (71) Омский государственный ywaep;. ситет (72) Л.Л.Люзе и И.Л.Блесман (53) 371.66(088.8) (56) Авторское свилетельство СССР

Н 822238, кл. G 09 В 23/08, 1981.. (54) УЧЕБНОЕ УСТРОЙСТВО ПО ФИЗИКЕ (57) Изобретение относится к учебным приборам по физике, в частности к приборам для демонстрации отдельных положений механики. Цель изобретения - улучшение условий де= монстрации и повышение экономично" сти устройства. Учебное устройство содержит полый воздуховод с по меньшей мере четырьмя рядами отверстий в верхней части, по меньшей мере одно тело скольжения со штифтаИзобретение относится к учебным приборам по физике, в.частности к приборам для демонстрации отдельных положений механики, Цель изобретения - улучшение условий демонстрации и повышение экономичности устройства.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, на фиг. 2 - расположение отверстий в воздуховоде, цилиндре и планке, на фиг. 3 - поперечное се-: чение устройства.

Устройство содержит основание 1 с укрепленным на нем воздуховодом 2, помещенным внутри вращающегося ци„„SU„„1720071 А 1

2 ми и приспособление для приведения . в движение тел скольжения. Воздуховод помещен внутри вращающегося цилиндра с отверстиями, поверх которого для движения тел скольжения располагается направляющая планка с отверстиями. Отверстия B воздуховоде и планке совпадают, а отверстие в цилиндре имеет удлиненную форму, перпендикулярную оси цилиндра, и расположены вдоль винтовой линии, шаг винтовой линии возрастает по квадратичному закону, цилиндр имеет привод с редуктором и регулятором оборотов, направляющая планка в верхней части имеет треугольную форму. На цилиндр нанесены отметки, позволяющие определить пройденный путь и время движения тель скольжения, при этом шаг винтовой линии постоянен.,3 з.п.ф-лы, 3 ил.

Х) линдра 3, имеющего электропривод.. 4

Электропривод состоит из понижающе-. СР

ro редуктора 4 и двигателя 5, с ре" гулируемой скоростью вращения вала. ь

Поверх цилиндра 3 расположена направляющая планка 6 для движения тела 7 скольжения. В планке 6, воздуховоде 2. и цилиндре 3 выполнены отвер" стия 8-10. Отверстия 8 в планке совпадают с отверстиями 9 в воздухо- з, воде 2. Отверстия 10 в цилиндре 3 имеют удлиненную Форму и расположены по винтовой линии. Такое выполнение . отверстий обеспечивает при вращении цилиндра 3 бегущую вдоль воздуховода

071

3

2 и направляющей планки 6 область совпадения отверстий 8-10 и следоваl тельно подачу воздуха только под тело 7 скольжения. Удлиненная Форма отверстий в цилиндре нужна для непрерывной подачи воздуха под парящее тело 7 скольжения. для демонстрации равноускоренного движения используют цилиндр с шагом винтовой линии, по которой расположены удлиненные отверстия, возрастающим по квадратичному закону. Для демонстрации равномерного движения применяют цилиндр с постоянным шагом вин-5 товой линии. Верхняя часть планки б и нижняя часть. тела 7 скольжения для фиксации положения тела. скольжения .в попереч" ном направлении имеют треугольную форму. Блок 11 с нитью 12 и чашкой 13 для грузов создает движущую силу телу 7. Штифты 14 на поверхности те" ла скольжения служат для изменения массы его путем укрепления на них 25 дополнительных масс. Через патрубок

15 подается от воздуходувки сжатый воздух в воздуховод 2.

Устройство работает следующим образом.

Устанавливают тело 7 скольжения на начало направляющей планки, подбирая массу тела скольжения установкой на штифты 14 дополнительных масс, а, устанавливая грузы на чашку 13, задают определенное расчетное значение ускорения движения тела 7 скольжения. Цилиндр 3 приводится во вращение с помощью двигателя 5 и редук- 40 тора 4 с такой скоростью, чтобы путь, проходимый телом 7 скольжения по планке 6, соответствовал продольному смещению области совпадения отверстий

10 в цилиндре с отверстиями 8 и 9 в направляющей планке и в воздуховоде.

Шаг винтового расположения. отверстий в цилиндре возрастает по квадратичному закону, чем обеспечена синхронная подача воздуха под тело скольжения при его равноускоренном движении. Синхронизация начала движения тела сколь" жения с вращением цилиндра получается автоматически, так как трение .. между планкой и телом скольжения удерживает его на месте до момента прохож-,, дения отверстий в цилинрре пор телом скольжения, когда порача возруха пере-:, водит его впарение,чем трением силь- . но уменьшается и тело прихорит в движение.

При вращении цилиндра совпадение отверстий в воздуховоде, цилиндре и планке обеспечивает подачу воздуха только под парящее тело (тело скольжения).

Синхронизация движения тела скольжения с вращением цилиндра достигается изменением скорости вращения цилиндра и тем, что шаг винтовой линии расположения отверстий возрастает по квадратичному закону. Ilo отметкам на вращающемся цилиндре определяют путь, пройденный телом скольжения, и время его движения.

Для.эффективной и наглядной демонстрации законов механики нужно подбирать небольшие скорости и ускорения движения тел. Отсчет моментов времени можно призводить по метро" ному, совместить его. стук с прохождением тела движения над поперечными метками на цилиндре.

Применение данного устройства поз" воляет увеличить наглядность и занимательность эксперимента. Учащиеся на опыте убеждаются в правильности второго закона Ньютона, что способствует приобретению глубоких знаний по механике,.т.е. расширяются дидактические возможности устройства.

Данное устройство можно изготовить в условиях школы.

Формула изобретения

l. Учебное устройство по .физике, содержащее полый воздуховод с рядами отверстий в верхней части, тело скольжения и приспособление для приведения в движение тела скольжения, отличающееся тем, что, с целью повышения удобства в пользовании и экономичности устройства, воздуховод помещен внутри связанного с электроприводом вращающегося цилиндра с отверстиями, имеющими удлиненную форму и расположенными по винтовой линии, а над цилиндром установлена направляющая планка с отверстиями, совпадающими с. отверстиями в воздуховоде, при этом тело скольжения расположено на планке.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что отверстия

5 .17200 расположены по винтовой линии с шагом, возрастающим по квадратичному закону.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отверстия

6 расположены по винтовой линии с постоянным шагом. ч. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что электро" привод имеет регулятор оборотов.

1720071. д

-ф

Составитель Л.Лазе

Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар

Редактор М.Кобмлянская

Заказ 773

Подписное

Тираж

ВНИИПИ Государе гвеппого комитета по изобретениям и открьггиям. при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уятород, ул, 1 агарина, 101