Учебный демонстрационный прибор для проверки закона архимеда
!
1727150 А1
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (39) (I I) (sI)s G 09 В 23/12
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ЬЭ 4
Q3
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4807288/12 (22) 28.03.90 (46) 15.04.92. Бюл. М 14 (71) Ленинградский политехнический институт им. M.È.Êàëèíèíà (72) В.Н.Белов и С.И.Марков (53) 626,01 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Гч 968843, кл. G 09 В 23/12, 1982. (54) УЧЕБНЫЙ ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ
ПРИБОР ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЗАКОНА АРХИМЕДА (57) Изобретение состоит из наполненного газом герметичного прозрачного корпуса с
Изобретение относится к учебным демонстрационным приборам по физике.
Известна игра Геркулес", состоящая иэ эластичных герметичных поплавков в виде гирь, погруженных в жидкость, налитую в прозрачный корпус. и устройства для создания разрежения в жидкости.
Недостатком укаэанного устройства является невозможность количественной проверки закона Архимеда.
Известен учебный прибор по физике, принятый за прототип, содержащий погруженный в жидкость прозрачный корпус, причем одна из его стенок выполнена из эластичного материала, к которой прикреплен груз, а сам корпус имеет один или два патрубка для сообщения с атмосферой.
Недостатком указанного г рибора является невозможность количественной проверки закона Архимеда.
Целью изобретения является повышение наглядности количественной проверки патрубком для сообщения с компрессором и нескольких слоев несмешивающихся прозрачных жидкостей, различной плотности, налитых в корпус, внутри которых плавае герметичный прозрачный поплавок с наполненной газом полостью, частично или пол.ностью выполненный из эластичного материала, причем изнутри полости к поплавку прикреплен манометр, проградуированный в единицах объема поплавка. Устройство может использоваться при изучении закона
Архимеда в курсе гидростатики. 1 ил. закона Архимеда в ходе учебной демонстрации по физике.
Поставленная цель достигается тем, что устройство состоит из герметичного частично заполненного жидкостью сосуда и помещенного в него герметичного полого поплавка, корпус которого выполнен из эластичного материала, а также средства для изменения давления в сосуде, выполненного в виде компрессора, соединенного с сосудом через патрубок. Внутри поплавка помещен манометр, проградуированный в единицах объема поплавка. Возможно заполнение сосуда двумя слоями несжимаемой жидкости разной плотности.
Отличия заявленного устройства от известных заключаются в наличии компрессора, как средства изменения давления в сосуде, и помещенного внутрь поплавка манометра, програруированного в единицах объема поплавка. Возможно также заполнение сосуда по меньшей мере двумя слоями несжимаемых жидкостей разной плотности.
1727150
На чертеже изображено устройство.
Устройство состоит из корпуса 1 с патрубком 2 для сообщения с компрессором, одного или нескольких слоев жидкости 3, поплавка с полостью 5, манометра 6..
Корпус устройства имеет форму параллелепипеда, а поплавок — форму сферы, Составитель В. Белов
Техред M.Mîðãåíòàë
Корректор Э, Лончакова
Редактор Н. Горват
Заказ 1280 . . Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 е
Принцип работы устройства.
Пусть в корпусе имеется жидкость с плотностью р. Объем V и масса m поплавка с манометром подбираются такими, чтобы при отсутствии избыточного давления 8 com суде плотность поплавка р = — была неV много меньше p . При этом поплавок плавает по поверхности жидкости. Включив компрессор. начинают увеличивать давление з сосуде. Поскольку жидкость несжимаема, то ее плотность остается неизменной, но существенно меняется плотность поплавка, так как уменьшается его объем за счет сжатия эластичного материала стенок корпуса поплавка. Объем поплавка при упругой его деформации определяется по величине внутреннего давления газа в полости поплавка, которое измеряется по величине внутреннего давления газа в полости поплавка, которое измеряется манометром, заранее проградуированным в единицах объема поплавка. До тех пор, пока
pV > m, поплавок плавает по поверхности жидкости, все глубже погружаясь в нее с увеличением давления. При pV = m поплавок начинает тонуть. Этот момент используется для проверки закона Архимеда: поплавок полностью погружен в жидкость, силы, действующие на него, известны — сила тяжести mg и сила Архимеда, которая должна быть равна силе тяжести. Определив по манометру объем поплавка, можно убедиться, что сила Архимеда действительно определяется как р Vg, ибо это выражение будет . равным mg. Если сосуд заполнен несколькими слоями несжимаемых жидкостей, несме5 шивающихся между собой, например. маслом, водой, глицерином, которые имеют разные плотности, то при увеличении давления в сосуде закон Архимеда проверяется, аналогичным образом для каждого слоя
10 жидкости.
В ходе учебной демонстрации по физике с заявленным прибором будет получено подтверждение того, что сила Архимеда направлена вертикально вверх и численно
15 равна весу вытесненной телом жидкости.
Учебной прибор дает возможность наглядно проверить. закон Архимеда, получив при этом точное количественное выражение для силы Архимеда. Это позволит обучае20 мым более глубоко уяснить сущность изучаемого гидростатического явления.
Ф ор мул а изобретен ия
1. Учебный демонстрационный прибор для проверки закона Архимеда, содержа25 щий герметичный частично заполненный жидкостью сосуд, помещенный в него герметичный полый поплавок, корпус которого выполнен из эластичного материала, и средство для изменения давления в сосуде, о т-.
30 л и ч а ю шийся тем, что, с целью проведения количественной проверки закона Архимеда, средство для изменения давления в сосуде выполнено в виде компрессора, соединенного с сосудом, а внутри поплавка по35 мещен манометр, проградуированный в единицах объема поплавка.
2. Прибор по п.1,отл ича ю щийс я тем, что, с целью повышения наглядности демонстрации, сосуд частично заполнен по.
40 меньшей мере двумя слоями несмешивающихся жидкостей разной плотности.
E Awp6thrpy
