Учебный прибор по механике

 

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет расширить демонстрационные возможности. Прибор содержит основание, жестко соединенную с ним опору, к которой через прорези винтами прижат один конец пластины, выполненной из ферромагнитного материала, а на другом ее конце, совершающем гармонические колебания относительно основания, установлен шарнир, являющийся течкой подвеса стержня маятника, который имеет возможность свободного качания в вертикальной плоскости. Под свободным концом пластины установлен электромагнит переменною тока. Изменяя амплитуду колебаний, демонстрируют зависимость угла увода от равновесного положения от амплитуды колебаний точки подвеса. 3 ил.

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК (52)5 6 09 В 23/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4824192/12 (22) 09.04.90 (46) 07,11.92. Бюл. N" 41 (71) Марийский политехнический институт им. А. М. Горького (72) Е. А. Журавлев (56) В. И. Иверонова Лекционные демонстрации по физике, М. Наука, 1972, с, 191. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО МЕХАНИКЕ (57) Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет расширить демонс-трационные возможности. Прибор содержит основание, жестко соединенную с

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет прл изучении курса теоретической механики наблюдать изменение положения устойчивого равновесия физического маятника при действии на него вибрационных сил инерции.

Цель изобретения — расширение демонстрационных возможностей, На фиг. 1 изображен предлагаемый прибор; на фиг. 2 — прибор при демонстрации устойчивого вертикального положения маят11ика; на фиг. 3 — прибор при демонстрации "увода" положения равновесия маятника.

Прибор содер>кит основание 1, жестко соединеннуlo с ним опору 2, к которой через прорези 3 винтз22и 4 прижат один конец

2lRGcTM22f2 5, выпол22енной из ферромагнитного материала, а на другом ее конце, совершающем гармонические колебания относительно основания 1, установлен шарнир 6, являющийся точкой подвеса стержня маятника 7, который имеет возмо>кность свободного качания в вертикальной плоскости, Под свободным концом пластины 5 ус Ы 177437О А1 ним опору, к которой через прорези винтами прижат один конец пластины, выполненной из ферромагнитного материала, а на другом ее конце, совершающем гармонические колебания относительно основания, установлен шарнир, являющийся тсчкой подвеса стержня маятника, который имеет возмо>кность свободного качания в вертикальной плоскости. Под свободным концом пластины установлен электромагнит переменного тока. Изменяя амплитупу колебаний, демонстрируют зависимость угла увода от равновесного положения от амплитуды колебаний точки подвеса. 3 ил. тановлен электромагнит 3 переменного тока. Размеры и материалы пластины 5 подобраны так, чтобы обеспечить резонанс на частоте около 50 Гц, Прорези 3 в закрепляемом конце позволяют изменять длину пластины 5, Прибор работает следующим образом, При подключении катушки электромагнита 8 к сети переменного тока (не показана) пластина 5 начинает совершать поперечные гармоничные колебания с частотой возмущающей магнитной силы 50 Гц.

Регулируя с помощью винтов 4 длину пластины 5, можно добиться изменения амплитуды ее колебаний, причем максимальной амплитуде соответствует резонансной режим колебаний пластины 5.

Установив основание 1 прибора на неподвижну1о горизонтальную поверхность и включив электромагнит, можно продемонстрировать устойчивость вертикального положения равновесия стержня маятника 7 . при нижнем расположении точки подвеса в в>2де шарнира 6, YclloBlle, при котором наблюдается зто явление, имеет вид

1774370

> 2д!

Р где А — амплитуда колебаний точки подвеса;

l — приведенная длина маятника;

Р— круговая частота колебаний подвеса;

g — 9,81 м/с — ускорение свободного г падения.

Взяв прибор в руки и перевернув его основанием 1 вверх, можно продемонстрировать "увод" положения равновесия стержня маятника 7 от вертикального. Изменяя амплитуду колебаний точки подвеса

6 при помощи прорезей 3 и винтов 4, демонстрируют зависимость величины угла увода от амплитуды колебаний точки подвеса, Применение предлагаемого прибора расширяет дидактические возможности при изучении тем "Динамика относительного движения", "Элементы колебаний" в курсе теоретической механики путем демонстрации влияния вибрационных сил инерции на устойчивость положения равновесия колебательной системы, расширяется воэможность демонстрации, т.v.„ïoâoðà÷èoàÿ прибор, мо>кно демонстрировать влияние

5 направления колебаний точки подвеса на поведение маятника.

Формула изобретения

Учебный прибор по механике, включающий основание с закрепленным на нем од10 ним своим концом жестким элементом, к другому концу >кесткогозлемента, совершающему гармонические колебания, подвешен стержень маятника с возможностью свободного качания в вертикальной плоско15 сти, отличающийся тем, что, с целью расширения демонтрационных возможностей, жесткий элемент выполнен в виде пластины из ферромагнитного материала с прорезями на одном конце, через которые

20 пластина закреплена винтами на опоре, а под другим концом на основании установлен электромагнит переменного тока.

1774370

Составитель E. Журавлев

Техред М,Моргентал Корректор О, Кравцова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгсцюд, ул.Гагарина, 101

Заказ 3929 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскал наб., 4/5