Учебный прибор по физике

Изобретение относится к демонстрационным приборам по физике и предназначено для демонстрации влияния работы внутренних сил на изменения кинетической энергии системы и преврашения механической энергии из одного вида в другой.Известен учебный прибор по физике, содержащий основание, маятник Максвелла, имеюшйй закрепленный посредством гибких элементов на штативе вал с ма ховиком, предназначенный для демонстрации многократного превращения кинетической и потенциальной энергии при подъеме и опускании врац 1 ающегося маховика 115Недостатком такого прибора является невозможность демонстрации влияния работы внутренних сил на изменение кинетической энергии, а также превращения потешиальной энергии деформируемых 20 упругих элементов в кинетическую энергию маховика.Цель изобретения - расширение демонстрационных возможностей прибора.Поставленная цель достигается тем, 25 что в приборе, содержащем основание, маятник Максвелла, имеющий закрепленный посредством. гибких элементов на штативе вал с маховиком, последний состоит из полого стержня с отверстиями со единенного средней частью с валом, грузов, подвижно установленных на стержне, закрепленных на стержне ограничителей перемещений грузов и пускового механизма, состоящего иэ закрепленного на основании упора, устаноьпенных в отверстиях стерж35 ня фиксаторов, взаимодействующего с упором флажка, установленного на торце стержня, и пластинчатой пружины, расположенной в полости стержня и соединенной с фиксатором и флаласом, при этом на штативе закреплены направляющие, а вал расположен в последних.На чертеже изображен учебный прибор по физике;Прибор содержит вал 1 с маховиком 2,ф 5 состоящим из полого с отверстиями стержня 3, грузов 4, подвижно установленных на концах стержня, соединенного своей средней частью с валом. 1, ограничителей 5 перемещений грузов, цилиндрических пружин 6, пусковой механизм, состоящий иэ упора 7, фиксаторов с пластинчатой пружиной 8, флажка 9, направляющих 10, Штатив состоит иэ стоек 11, основания 12 и балки 13. На основании 12 эа креплен упор 7, на стойках 11 - направляющие 10, на балке 13 посредством гибких элементов 14 закреплен вал 1. Штатив снабжен отвесом и регулировочными винтами для установки его ввертикальном положении (не показано).Подготовка прибора к демонстрацииосуществляется следующим образом.Растягивая пружины 6, устанавливаютгрузы 4 в исходное положение. В этомположении грузы 4 удерживаются вы-.ступающими из отверстий в голом стержне3 упорными зубцами ограничителя 5. Приэтом флажок 9 пускового механизма устанавливается вдоль оси стержня, Регулировочными винтами в основании 12 стойки11 устанавливаются по отвесу в вертикальное положение.Вращением вада 1 вокруг его оси наматывают гибкие элементы 14 на вал,благодаря чему подвижная часть прибораподнимается на заданную, фиксируемуюпо шкале (не гоказапа) исходную высоту,Для демонстрации преврац;ения потенциальной энергии поля силы тяжести вкинетическую энергию системы предостаьляют прибор действию силы тяжести.Нити во время движения валика вниз разматываются, скорость вращения валикас грузами по мере его опускания увеличивается, достигая наибольшего значенияв наинизшем положении, когда нити полностью размотаны, При дальнейшем движении нити наматывактся на вал, подвижная часть прибора поднимается вверх,замедляя при этом свое движение до полной остановки на уровне исходной высоты.Затем начинается повторное движение вниз.Каждый такой цикл движения вала с грузами с начальной вь;соты до наинизшегоположения и от него до начальной высотыдемонстрирует превращение потенциальной энергии поля силы тяжести подвижныхчастей прибора в кинетическую энергиюих и наоборот. При демонстрации влияния работы внутренних сил (сил упругости пружин 6) на изменение кинетической энергии системы упор 7 поискового механизма устанавливается так, чтобы при достижении валом 1 наинизшего положения флажок 9 коснулся гребня упора 7. Тогда при опус,- кании подвижной части прибора с заданной исходной высоты и достижении ею нижнего положения флажок 9, коснувшись гребня упора 7, повернется и освободит фиксатор, который под действием пластинчатых пружин 8 повернется вокруг своей оси и освободит грузы 4. Последние под действием растянутых цилиндрическ 1 х1027753 4происходит за счет уменыцения потенциальной энергии цилиндрических пружин.Изобретение позволяет расширитьвоэможности и улучшить наглядностьдемонстраций путем иллюстрации влияниявнутренних сил на изменение кинетической энергии системы и демонстрации прьвращения одного вида механической энергии в другой.1 О Ожидаемый от использования изобретения эффект заключается в способствовании более глубокому пониманию и прочному усвоению основных законов механики, изучаемых в вузах, техникумах исредних школах. пружин 6 переместятся иэ исходного вконечное положение. Момент инерции подвижной части прибора относительно осивала уменьшается, гри этом скоростьвращения и кинетическая энергия подвижной части прибора увеличиваются. Приращение кинетической энергии системы приводит к тому, что подвижная часть прибора поднимается на высоту, большую исходной. Приращение высоты подъема, а следовательно, и потенциальной энергии силы тяжести подвижной части прибора Составитель Б. Андреев актор С. Пекарь Техред М.Гергель Корректор В. Бутягакаэ 4745/55 Ти ВНИИПИ Государс по делам и 113035, Москва488 Подписноенного комитета СССРтений и открытий35, Раушская наб., д. 4/5 илиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная