Устройство для демонстрации законов динамики

(51)5 0 09 В 23 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР МИТЕТЧНРЫТИЯМ Д ВТОРС 2 ело фи,з 3 ни зм и м е сменного груза мещения тележек. ИСАНИЕ ИЗОБР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ЗАКОНОВ ДИНАМИКИ(57) Изобретение позволяет повысить наглядность демонстрации законов динамикиУстройство содержит основае 1 с направляющими 2, установленные на направляющих тележки 3 и 4, связанные ,пусковым устройством с упругим элементом 5, выполненным в виде электромагнитной защелки 6, сменный груз 7, установленнья на тележке 3, установленные на тележке 4 механизм перемещения тележек и источник 8 сжатого воздуха с электропневмоклапаном 9, пружинный толка- тель О, взаимодействующий с тележками, и средство дистанционного ЯО 1 53642 управления разд ением тележек ивключением механизма их перемещения,имеющие геркон 11, и установленныена тележке магнит и переключатель.Механизм перемещеня тележек состоитиз двух реактивных сопл 12 и 13 сразличными критическими сечениями,направленных в противоположные стороны, Сменный груз 7 и механизм перемещения тележек установлены на проходящих через их центры масс вертикальных осях 14 и 15. В процессе движениятепежек вследствие взаимодействия геркона 11 и магнита срабатывает средство дистанционного управления, в результате чего обесточивается электромагнитная защелка 6, открываетсяэлектропневмоклапан 9 и сжатый, воздухот источника 8 поступает в сопла 12и 13, которые создают реактивную силу, под действием которой тележка 4отделяется от тележки 3 и движетсяс ускорением, пропорциональным реактивной силе, пои этом возможно враМеханизм перемещения тележек состоит из двух горизонтально, установ-ленцых реактивных сопл 12 и 13 сразличными критическими сечениями,направленных в протцвополохные стороныСменный груз 7 и механизм перемещения тележек установлены ца проходящих через их центры масс вертикальных осях 14 и 15 вращения. Средстводистанционного управления связано сэлектропневмоклапаном 9 и электромагнитной защелкой 6. Направляющие 2 установлены с возможностью измененияугла наклона к основанию 1.Кроме того, устройство содержитсредства регистрации параметров движения тележек, параметров работы механизма перемещения тележек и параметров вращения сменного груза 7 имеханизма перемещения тележекУстройство работает -следующим образом,40 50 1 Ьобретецие относится к демонстращоциим приборам и может быть использовано, например, в учебном процессе цри изучении законов динамики5 (первого, второго и третьего законов Ньютона).Цель изобретения - расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации процесса разделения дви О гнущихся масс.На чертехе представлена схема устройства.Устройство для демонстрации законов динамики содержит горизонтальное основаце 1 с направляющими 2, установлеццые ца направляющих две тележки 3 и 4, связанные стыковочно-пусковым устройством с упругим элементом 5, выполцеццым в виде электромагнитной защелки 6, сменный груз 7, установленный на тележке 3, установленные ца тележке 4 механизм перемещения тележек и источник 8 сжатого воздуха с электропневмоклапацом 9, свя занцым магистралями с механизмом перемещения тележек, пружинный толкатель ,10, установленный на одном (правом) конце направляющих 2 и взаимодействующий с тележками, и средство дистанционного управления разделением телехек 3 и 4 и включением механизма их перемещения, имеющее геркоп 1, размещенный между направляющими 2, и установленные на тележке 3 магнит и ,переключатель. Первый закон Ньютона Перед началом проведения опыта направляющие 2 устанавливают наклонно в левую сторону к основанию 1 под таким углом. который бы максимально компенсировал силу трения между направляющими и колесами тележек, подбирают соотношение масс тележек путем установки соответствующего груза 7.Состыкованные тележки устанавливают на направляющих 2 в крайнем правом положении до соприкосновения с пружинным толкателем 10. В результате срабатывания пружинного толкателя тележки совершают равномерное и прямолинейное движение, что цодтверждается данными, зафиксированными средствами регистрации, При этом кроме параметров движения тележек средствами регистрации определяют также параметры возможного вращения сменного груза 7 и механизма перемещения тележек, возникающих от срабатывания пружинного толкателя 10. Второй закон Ньютона. Перед началом опыта направляющие 2 устанавливают наклонно в правую сторону к основанию 1 под углом, обеспечивающим равномерное движение тележек. Состыкованные тележки устанавливают на направляющих 2 в крайнем левсм положении, при этом упругий элемент 5 стыковочно-пускового устройства стопорится.В процессе движения тележек вследствие взаимодействия геркона 11 и магнита, установленного на тележке, срабатывает средство дистанционного управления. В результате этого обесточивается электромагнитная защелка 6, открывается электропцевмоклапан 9 и сжатый воздух от источника 8 по магистралям поступает в сопла 12 и 13 механизма перемещения тележек, которые создают реактивную силу, действующую на тележку 4 в направлении движения последней, при этом сопло 12 с меньшим критическим сечением, а следовательно, с меньшей реактивной силой установлено таким образом, что струя воздуха, истекающая из сопла 13, не оказывает воздействия на тележку 3 со сменным грузом 7. Под действием реактивной силы, создаваемой соплом 13, тележка 4 отделяется от тележки 3 и движется с ускорением, пропорциональным реактивной силе,Составитель П. СердечновТехред М.Дидык КорректорС. Пекмар Редактор М. Петрова Заказ 111 Тиоаж 385 ПодписноеВШИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 5 153642равной алгебраической сумме реактивных сил, создаваемых соплами 12 и 13,Параметры демонстрируемого опытафиксируются средствами регистрации,при этом в отличие от предьдущегослучая вращение сменного груза 7 имеханизма перемещения тележек возможно от срабатывания электромагнитнойзащелки 6 и работы сопл 12 и 13.Третий закон Ньютона. Перед началом опыта направляющие 2 устанавливаются горизонтально, Состыкованныетележки устанавливаются в серединенаправляющих и удерживаются электромагнитной защелкой 6, при этом упругий элемент 5 освобожден и находитсяв сжатом состоянии.При отключении электромагнитнойзащелки 6 упругий элемент 5 расталкивает тележки в разные стороны с одинаковой силой. В результате этого тележки начинают двигаться с одинаковым ускорением, когда массы их равны, и с различными ускорениями, когда 25массы их отличаются одна от другойсоответственно на одинаковое или различное расстояние от места их установки на направляющих,Параметры опыта также фиксируютсясредствами регистрации.Предлагаемое изобретение позволяет наглядно демонстрировать в учебномпроцессе не только все три законаНьютона, но и процесс разделения движущихся объектов, имеющих как одина 35ковые, так и различные массы.Формула из обр ет енияУстройство для демонстрации законов динамики, содержащее горизонтальное основание с направляющими, установленные на направляющих две тележки, связанные стыковочно-пусковымустройством с упругим элементом, сменный груз, установленный на первойтележке, и механизм перемещения тележек, размещенный на второй из них,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации процессаразделения движущихся масс, оно снабжено размещенным на второй тележкеисточником сжатого воздуха с электропневмоклапаном, связанным магистралями с механизмом перемещения тележек, пружинным толкателем, установленным на одном конце направляющихи взаимодействующим с тележками,средством дистанционного управленияразделением тележек и включением механизма их перемещения, имеющим геркон,размещенный между направляющими, иустановленные на тележке магнит и переключатель, стыковочно-пусковое устройство выполнено в виде электромагнитной защелки, механизм перемещениятележек состоит из двух горизонтально установленных реактивных сопл сразличными критическими сечениями,направленных в противоположные стороны, при этом механизм перемещения тележек и сменный груз установлены напроходящих через их центры масс вертикальных осях вращения, средство,дистанционного управления связано сэлектропневмоклапаном и электрЬмагнитной защелкой, а направляющие установлены с возможностью изменения угланаклона к основанию,