Учебный прибор для демонстрации линейных перемещений физических тел

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советский

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 2%0б81 (21) 3308811/18-12 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет—

Опубликовано 30.11Я2. Бюллетень М 44

Дата опубликования описания 30.11.82

Р(М К,з

С 09 8 23/08

Гасударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

РЙУДК 535.088 (088.8) ФК., иое... объединение "Союзвузприбор" аявитель (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ

ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ФИЗИЧЕСКИХ ТЕЛ

Изобретение относится к учебным приборам и наглядным пособиям и предназначено для проведения экспериментов и демонстраций законов механики движущегося тела.

Известны учебные приборы для демонстрации законов прямолинейного движения физического тела с призматическими или круглыми направляющи ми, установленными на основании и несущими каретку (физическое тело ) на воздушной подушке. Прибор, кроме того, снабжен регистратором движения с оптической системой, включающей в себя зеркало, источник света (лазер 3 и фотодатчик. При этом на пути движения каретки по обе стороны установлены:зеркала так, что луч лазера многократно пересекает путь движения каретки, а установленная на каретке диафрагма при движении каретки прерывает луч света. Получаемые импульсы поступают, например на осциллограф, отражающий характер движения каретки 31 3.

Недостаток известного прибораналичие большого количества зеркал, приводящее к значительным потерям световой энергии, что затрудняет использование простых источников света. Кроме того, настройка зеркал производится с высокой точностью и требует значительных затрат труда и времени, а сам прибор получается громоздким и сложным по конструкции.

Цель изобретения — упрощение конструкции прибора.

Поставленная цель достигается reM, что в приборе, содержащем основание с направляющей, каретку, установленную на направляющей и регистратор движения с оптической системой, включающей в себя зеркала, источник света и фотодатчик, регистратор движения содержит светонепроницаемую пластину с рядом отверстий, установленную на основании, и два лученаправителя с отверстиями, при этом зеркала расположены в лученаправителе, а отверстия установлены на каретке по обе стороны пластины таким образом,.что одно из отверстий одного лученаправителя расположено против источника света, а другого

25 против фотодатчика, причем вторые . отверстия лученаправителей расположены на линии, перпендикулярной ряду отверстий пластины

На фиг. 1 изображен учебный прибор для демонстрации линейных пере978183 мещений Физических тел, вид сбоку на фиг. 2 - то же, вид спереди; на фиг. 3 - схема прохождения луча от источника света.

Прибор содержит закрепленные на основании 1 и сообщающиеся с ис-. 5 точником сжатого воздуха направляющие трубы 2 с отверстиями 3, на которых установлена каретка 4 с закрепленными на ней двумя параллель-, ными зеркалами 5 и 6, помещенными 10 в лученаправителях 7 и 8 с окнами

9 — 11 и калиброванным окном 12.

Зеркала 5 и 6 размещены по обе стороны пластины рядом отверстий 13;. под углом 45 к ней. Ширина окна 12 равна ширине просвета отверстий 13.

На основании 1 закреплена также непрозрачная линейка 14 с масштабной шкалой 15, расположенная параллельно направляющим трубам 2. На нижней 2О стороне линейки 14 установлены передвижные визиры 16, предназначенные для фиксации начала и конца движения каретки 4.

Пластина с отверстиями 13 выполйена, например,. в виде фотопленки с чередующимися с постоянным шагом прозрачными и непрозрачными вертикальными полосами и закреплена в окне линейки 14 или в виде решетки из непрозрачного листового материала.

Оптическая часть прибора состоит также из источника 17 параллельного пучка света (лампы накаливания или лазера 18 ), установленного на правом торце основания 1, и фотоприемника З5

19 с фотодатчиком 20,,установленного на левом торце основания 1.

Оси источника 17 света и фотоприемника 19 параллельны между собой и расположены на одном уровне по 40 разные стороны от линейки 14. Фотодатчик 20 электрически связан через электронный преобразователь с осциллографом или световой индикаторной панелью (не показано ). 45

При движении каретки 4 на воздушной подушке, создаваемой источником сжатого воздуха в рабочем зазоре направляющих труб 2 и каретки 3, световой пучок, отраженный от зеркала

5, проходя через отверстия 13 пластины и калиброванное окно 12, прерывается и, отражаясь от зеркала 6, поступает на фотодатчик 20 в виде импульсов, отражающих характер движения каретки 4. частота этих импульсов зависит от скорости каретки 4.

После преобразования импульсов в электронном блоке,на экране осциллографа или на световой индикаторной панели во".производятся графики кинематических характеристик движения каретки 4.

Предлагаемое техническое решение позволяет значительно упростить и удешевить учебное устройство беэ ущерба к качеству исследования и демонстрации законов линейных перемещений .эа счет использования более дешевого источника света и упрощенной системы зеркал. Кроме того, оно обеспечивает уменьшение габаритов устройства и значительно упрощает процесс настройки оптической системы.

Формула изобретения

Учебный прибор для демонстрации линейных перемещений физических тел, содержащий основание с направляющей,,каретку, установленную на направляющей, и регистратор движения с опти ческой системой, включающей в себя зеркала, источник света и фотодатчик, отличающийся тем, что, с целью упрощения коиструкции, реги,стратор движения содержит светонепроницаемую пластину с рядом отверстий, установленную на основании, и два лученаправителя с отверстиями, при этом зеркала расположены в лученаправителе, а отверстия установлены на каретке по обе стброны пластины таким образом, что одно из отверстий одного лученаправителя расположено против источника света, а другого— против фотодатчика, причем вторые отверстия лученаправителей расположены на линии, перпендикулярной ряду отверстий пластины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 758237, кл. G 09 В 23/08, от

25.08.1980.

978183

Составитель В. Андреев

Редактор И. Ковальчук Техред Ж.Кастелевйч Корректор С. Шекмар

Заказ 9224/66 . Тираж 472 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откритий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4