Устройство для изучения частично упругих ударных взаимодействий в системе из двух физических тел

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2743202:

Цыганов Эдуард Павлович (RU)

Изобретение относится к области механики и может быть использовано для изучения частично упругих ударных взаимодействий в системе из двух физических тел. Устройство состоит из опирающейся на горизонтальную поверхность тележки и стального шара, получающего разгонный импульс при движении по вертикально расположенной закрепленной на тележке трубе. При этом при перемещении шара импульс тележки изменяется дважды: при движении шара по плавному переходу, когда направление движения шара изменяется на 90°, и при соударении шара с экраном, закрепленным на тележке вертикально и поперек тележки. Результат обмена импульсами тележки и шара оценивают с помощью измерительной шкалы. Технический результат заключается в возможности изучения влияния различных факторов на взаимодействие физических тел, поясняя механизм образования дисбаланса импульсов в системе из трех тел. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области механики и является устройством (прибором) для изучения частично упругих ударных взаимодействий в системе из двух физических тел.

Известно, что во всех существующих двигательных устройствах (двигателях) полезный эффект - перемещение в пространстве - создается в результате образования дисбаланса импульсов, которыми обладают база и рабочее тело после их взаимодействия.

Дисбаланс импульсов - термин предложенный мной для обозначения принципа, на котором основывается работа всех существующих двигательных устройств (двигателей). В изученной литературе этот вопрос не обсуждался.

Изучение механизма образования дисбаланса импульсов в известных двигательных устройствах (двигателях), в которых взаимодействуют два физических тела, и в двигательном устройстве (двигателе), где взаимодействуют три физических тела, важно для повышения эффективности работы этих устройств (двигателей). На практике и в эксперименте изучение этого феномена всегда представляло определенные трудности.

Мной предложено устройство для изучения дисбаланса импульсов в системе из трех физических тел (патент №2722483). Предлагаемое устройство позволяет изучать феномен дисбаланса импульсов, возникающий при частично упругих ударных взаимодействиях в системе из двух физических тел.

Устройство состоит из тележки и стального шара, получающего разгонный импульс при перемещении по вертикально закрепленной на тележке трубе, в целом при перемещении шара импульс тележки изменяется дважды: при перемещении шара по плавному переходу, когда направление перемещения шара изменяется на 90°, и при соударении шара с экраном, закрепленным на тележке вертикально и поперек тележки, а результат обмена импульсами тележки и шара оценивают с помощью измерительной шкалы.

Соотношение масс тележки и шара, величина разгонного импульса шара, коэффициент восстановления материала экрана, величина радиуса плавного перехода могут изменяться.

В изученной патентной и научной литературе предлагаемое устройство не описано.

Принципиальная схема предлагаемого устройства иллюстрируется чертежом (Фиг. 1).

Краткое описание чертежа

Устройство для изучение частично упругих ударных взаимодействий в системе из двух физических тел состоит из расположенной на горизонтальной поверхности (1) тележки (2), стального шара (3), закрепленной на тележке трубы (4), служащей для получения шаром разгонного импульса, плавного перехода (5), экрана (6) и измерительной шкалы (7).

Краткое описание работы устройства

Шар получает разгонный импульс при перемещении по трубе. Ось симметрии системы определяется вектором разгонного импульса шара. Обмен импульсами тележки и шара происходит дважды: при перемещении шара по плавному переходу и при соударении шара с экраном. Перемещения тележки регистрируют с помощью измерительной шкалы.

Пример применения предлагаемого устройства

В эксперименте использовалось устройство, имевшее следующие параметры: масса тележки 3,7 кг, масса шара 0,125 кг, длина трубы 0,25 м. В условиях эксперимента в случае отсутствия экрана и свободном скатывании шара с тележки обмен импульсами шара и тележки происходил при перемещении шара по плавному переходу и приводил к смещению тележки на 0,004 м в направлении, противоположном движению шара. В случае перемещения шара по плавному переходу с последующим соударением его с экраном тележка смещалась на 0,008 м в направлении движения шара до соударения.

Полученные результаты поясняют механизм образования дисбаланса импульсов при частично упругих ударных взаимодействиях в системе из трех тел.

1. Устройство для изучения частично упругих ударных взаимодействий в системе из двух физических тел, состоящее из опирающейся на горизонтальную поверхность тележки и стального шара, получающего разгонный импульс при перемещении по вертикально расположенной трубе, закрепленной на тележке, далее, при перемещении шара импульс тележки изменяется дважды: при движении шара по плавному переходу, когда направление движения шара изменяется на 90°, и при соударении шара с экраном, закрепленным на тележке вертикально и поперек тележки, а результат обмена импульсами тележки и шара оценивают с помощью измерительной шкалы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что соотношение масс тележки и шара, величина разгонного импульса шара, коэффициент восстановления материала экрана, величина радиуса плавного перехода могут изменяться.

Изобретение относится к системе рабочих станций учащихся и преподавателя, включающей модульные демонстрационные панели, получающие электропитание от устойчивых к короткому замыканию источников безопасного низкого напряжения, для безопасного проведения экспериментов в школьных классах и учебных заведениях в области физики - электротехники и электрохимии.

Устройство для изучения вращательного движения неголономных систем // 2704359

Устройство для изучения вращательного движения неголономных систем содержит два полых тонкостенных усеченных конуса, закрепленные на тонкостенной трубке. При вращательном движении устройства осуществляется визуализация его мгновенной оси вращения.

Устройство моделирования диаграммы вороного // 2695138

Изобретение относится к области механики и может быть использовано для проведения практикумов по физике и математике в высших и средних учебных заведениях для изучения проекционных задач пространственной геометрии.

Устройство для изучения рекуперативного торможения // 2692529

Изобретение относится к области механики, в частности к разработке и созданию устройств (приборов) для изучения факторов, влияющих на эффективность рекуперативного торможения.

Устройство для изучения структуры и принципа действия топливного элемента // 2678902

Изобретение относится к обучающему оборудованию в области энергетики, а именно к устройству (наглядно-методическому пособию) для проведения лабораторно-практических занятий в старших классах средних образовательных школ, в учреждениях начального профессионального, среднего профессионального и высшего профессионального образования по курсу альтернативной энергетики.

Способ и устройство для демонстрации и исследования движения математического маятника при продольных колебаниях его подвеса // 2664230

Предложено устройство для демонстрации и исследования движения математического маятника при продольных колебаниях его подвеса, содержащее маятник в виде груза с подвесом, соединенным с источником его продольных механических колебаний.

Устройство для демонстрации уравнения бернулли применительно к закрытым потокам // 2660305

Изобретение относится к устройствам для обучения по инженерному курсу «Гидравлика» при проведении лабораторных работ. Сущность изобретения состоит в том, что устройство, содержащее напорный бак с подводом воды, внутри которого предусмотрена водосливная воронка для поддержания уровня воды и трубопровод, на котором установлены пьезометры для регистрации давления по длине трубопровода может изменять угол наклона трубопровода.

Способ и устройство для демонстрации и исследования движения ансамбля математических маятников при продольных колебаниях его подвеса // 2658788

Предложено устройство для демонстрации и исследования движения ансамбля математических маятников при продольных колебаниях его подвеса, содержащее ансамбль маятников в виде грузов с подвесами, имеющее общий источник продольных механических колебаний.

Модульный конструктор и лабораторный модульный блок для изучения физических явлений // 2658268

Группа изобретений относится к учебным пособиям, оборудованию для опытов и направлено на расширение функциональных возможностей, упрощение компоновки и повышение удобства использования конструктора.

Устройство стендового автоматизированного лабораторного комплекса для изучения политропного процесса и комбинированного теплообмена // 2656196

Изобретение относится к оборудованию, предназначенному для демонстрационно-практического обучения студентов вузов и колледжей. Устройство стендового автоматизированного лабораторного комплекса для изучения политропного процесса и комбинированного теплообмена, содержащее персональный компьютер, к которому подключены монитор, звуковые колонки, блок аналого-цифровых преобразователей, клавишный блок управления, содержит установку для исследования политропного процесса, снабженную ручным насосом, представляющим собой гидроцилиндр с поршнем, снабженным ручкой, который с помощью всасывающего, напорного и сливного шлангов соединен с канистрой-бидоном и цилиндром, на верхнем фланце которого установлены манометр и датчик давления, соединенный с блоком аналогово-цифровых преобразователей, и установку для исследования тепловых процессов, выполненную в виде комбинированного теплообменника на подставке, представляющего собой алюминиевую трубу, внутри которой установлен электронагреватель, причем пространство между ним и трубой заполнено теплоизолирующим материалом, а на поверхности трубы имеется отверстие со штуцером для возможности доступа к электронагревателю и замера температуры его нагрева.