Учебный прибор по физике

(Ю (1 И ГОСЗЩАРСТВЕННЫЙ КОМПО ДУПЛАМ ИЗОБАТЕ йТЕТ СССРИ ОТКРЫТИЙ тповышения демонстрационных возмоыюстеон имеет авчнк угловой скорости груза,: установленную в деюе:основания вертикальцувполую ось с храповым колесом,лруЖВвой ющамометр, расположенный 72036," " под основанием, гибкую нить, установленную В полости Оси один кОнец которойсоединен с динамометром, а другой - с ПО ФИЗИ грузом, при етом ось имеет тормозной ое. основа- механизм с дистанционным управлением воздуха и и собачкой, взаимодействующей с храпо-. зыр о твым хОзжсом и .датчик угловой скорости , с целью . расположен на основании.(21) 3395687/28"12(54) (57)УЧЕБНЫЙ ПРИБОРКЕ, содержащий перфорированнние, средство подачи сжатогоустановленные на основании груличаюшийс ятем, что ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯн: двтркнови-СЕИЦВтиъСтвм:Изобретение относится к приборампо механике для демонстрации законасохранения энергии.Известен учебный прибор по физике,содержащий перфорированное основание,средство подачи сжатого воздуха и установленныена основании: грузы Г 13Известный прибор не обладает необходимыми демонстрационными возможностями,10Целью изобретения является повышениедемонстрационных возможностейПоставленная цель достигается тем,что учебный прибор по физике, содержа13щий перфорированное основание, средствгодачи сжатого воздуха и установленныена основании грузы, имеет датчик угловой скорости груза, установленную вцентре основания вертикальную полую осьс храповым колесом, гружинный динамометр, расположенный под основанием, гибкую нить, установленную в полости оси,один конец которой соединен с динамометром, а другой - с грузом, при этомось имеет тормозной механизм с дистанционным управлением и собачкой, взаимодействующей с храповым колесом, а датчик угловой скорости расположен на основании.На чертеже представлен учебный прибор по физике,Учебный прибор содержит стол 1 сполой столешницей 2, причем верхняяплоскость столешницы имеет многочисленные мелкие отверстия 3, а полосчьстолешницы соединена со средством подачи сжатого воздуха.В центре столешницы 2 установленподшипник 4 с полой осью 5, снабженнойпазом, в котором расположен ролик 6,причем на нижнем конце оси напресовано храповое колесо 7,Гибкая нить 8 одним концом соединена с грузом Ь, а другим концом черезролик 6 с карабином 10.Динамометр 11 одним концом соединен с карабином 10, а другим - с тросом лебедки 12,Тормозной механизм с собачкой 13 Юеимеет дистанционное управление, Собачка взаимодействует с храповьв колесомОсветитель 14 расположен над храповым,колесом 7, а противоголожно на периферии столешницы установлен фотодатчик И15 угловой скорости, электрически соединенный с регистрирующим устройством 16,Мерная линейка 17 установлена параллельно тросу лебедки 12.На учебном приборе по физике демонстрируют центробежную силу, закон сохранения момента количества движения изакон сохранения энергии.Для демонстрации центробежной силылебедкой 12 устанавливают максимальный радиус, а затем рукой сообщаютгрузу 9 некоторую угловую скорость,которую регистрируют с помощью осветителя 14 и фотодатчика 15 по шкалерегистрирующего устройства 16, приэтом груз 9 движется по круговой орбите на воздушной подушке, образованной восходящим потоком воздуха.Карабин 10 предотвращает скручивание нити 8. Радиус орбиты отсчитываютпо шкале мерной линейки 1.7. Величинуцентробежной силы определяют по гоказанию динам ометра.Для демонстрации закона сохранениямомента количества движения грузу 9сообщают угловую скорость, которую регистрируютпо шкале регистрирующегоустройства 16, при максимальном радиусе движения и вычисляют момент количества движения.Затем лебедкой 12 уменьшают радиусорбиты до минимального значения, гриэтом угловая скорость возрастает. Вычисляют момент количества движения.Для демонстрации закона сохраненияэнергии устанавливают максималыыйрадиус орбиты и сообщают грузу 9 угловую скорость,По показанию динамометра и величинеколичества движения определяют кинетическую энергию.Затем обрезают нить 8 вьш;е карабина 10, при этом груз начинает двигаться по касательной.После приземления груза 9 измеряютрасстояние от оси 5 до точки приземления.Расстояние определяет величину кинетической энеф;ии. Затем восстанавливаютсхему прибора, т.е. подвязывают нить 8к карабину 10, при этом нить проходитчерез ролик 6 и паз оси 5 вращения.Далее устанавливают исходный радиус орбиты и сообщают грузу 9 угловую скорость, после чего вращением рукояти лебедки 12 уменьшают радиус орбиты до минимальной.По показаниям динамометра вычисляют кинетическую энергию.Э 1027751 4 15 го ВНИИПИ Заказ 4745/55 Тираж 488 Подп Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектна исное После этого обрезают нить выше карабина 10, при этом груз 9, начинаетдвигаться по касательной к орбите,После приземления груза 9 измеряютрасстояние от оси 5 до точки нриземленияеРасстояние определяет величину кинетической энергии. Сравнивают отношениекинетических энергий с отношением расстояний пролета груза 9.Далее подвязывают к грузу О нить,сила на разрыв которой равна центробежной силе, а другой конец нити через ролик 6 и полую ось 5 - к карабину 10,Установив исходный максимальный радиуе, грузу 9 сообшают угловую скорость, отслеживая ее по показанию регистрируюшего устройства 16, затем дистанционно вводят собачку в зацепление с храповым колесом 7, ось 5 фиксируется, нить 8, укорачиваясь, начинает накручиваться на ось.Укорочение нити вызывает увеличение угловой скорости, увеличение центробежной силы и увеличение кинетической энергии.Центробежная сила принимает значение, равное усилию на разрыв нити, вслед ствие чего нить 8 разрывается, а груз 9 движется по касательной к горбите.После приземления груза 9 измеряют рсстояние от оси 5 до точки приземления нолэуна,Применение предлагаемого учебного прибора по физике позволяет расширить демонстрационные возможности и качественно проследить переход одного состояния энергии в другое, т, е. переход потенциальной энергии в кинетическую.