Прибор для демонстрации колебаний

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ид 82070(И) М. Кл.з С 09 В 23/08 Государственный комитет СССР ио дедам изобретений и открытий(71 ) Заявитель 541 ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ КОЛЕБАНИЙ Изобретение относится к учебнымприборам и может быть использованов учебном:процессе высших и среднихспециальных учебных заведений приизучении гармонических колебанийсвязанных систем.Известен прибор для демонстрации колебаний связанных систем, содержащий два физических маятника,. средство взаимодействия маятников,выполненное в виде пружин, и возбудитель колебаний, имекиций электродвигатель, кривошип и штангу, сидящую на оси одного из маятников1-3.Однако известный прибор при визуальной регистрации параметров коилебаний не позволяет воспроизводитьколебания с высокой точностью. Кон-струкция прибора не имеет средствдля оперативной регулировки параметров колебаний,.Цель изобретения - повышение точности регистрации параметров колебаний при изменении взаимодействиямаятников,Поставленная цель достигаетсятем, что прибор для демонстрации колебаний, содержащий два физическихмаятника, средство взаимодействиямаятников и возбудитель колебаний,снабжен постоянным магнитом, закрепленным на свободном конце одного измаятников, и взаимоцействующими между собой фрикционными насадками, усч, тановленными на осях маятников,.при, этом возбудитель колебаний выполнен в виде блокинг-генератора, индуктивно связанного с постоянныммагнитом, а одна иэ насадок имеетпружину и регулировочную гайку.На фиг,1 изображено конструктивное выполнение устройства ", на фиг.2электрическая схема заторможенногоблокинг-генератора.Устройство выполнено в виде осно 1 вания 1, на котором установленастойка 2 с кронштейном 3. На кронштейне 3 размещены подшипниковыеподвеси 4 и 5, штанги б и 7 маятников, несущие на себе грузы 8 и 9.Грузы 8 и 9 могут перемещаться вдольштанг б и 7 и закрепляться на нихпри помощи стопорных винтов 10 и 11.Оси качания маятников 12 и 13 снаб жены фрикционными насадками 14 и 15,Усилие прижатия фрикционных наса,док 14 и 15 регулируется пружиной 16при помощи гайки 17, В нижней частиштанги б закреплен постоянный маг нит 18, На основании 1 расположентакже корпус установки 19, внутрикоторого расположены заторможенныйблокинг-генератор 20 частоты колебаний с катушкой, а также сменные грузы маятников, органы электроуправления установкой и клеммы для подключения частотомера. ( не показаны 1,Блокинг-генератор 20 содержиттрансформатор 21, резисторы 22 и 23,конденсаторы 24 и 25, транзистор 26,диод 27 и шину 28 нулевого потенциала.Устройство работает следующим образом,Вращением гайки 17 устанавливается необходимое усилие сжатия фрикционных насадок 14 и 15. Грузы 8 и 9маятников закрепляются в произвольных положениях на штангах маятников б и 7,Устройство подключается к сетипитания напряжением 220 В, частотой 40 Гц. Штанга б первого маятни,ка отклоняется на произвольный уголот положения равновесия и отпускается. При этом он начинает колебаться с собственной частотой колебаний Е, и часть его энергии колебаний эа счет трения между фрикционными насадками 14 и 15 передаетсявторому маятнику. В процессе колебаний первого маятника магнит 18 в 30момент его прохождения над трансформатором с обмотками Ь и Ь индуцирует в Ь ток, открывающийтранзистор 26. Ток транзистора 26,проходя по обмотке .,2, наводит ЭДС 35в обмотке вызывающей дальнейшее открывание транзистора 26. Такимобразом, происходит лавинообразныйпроцесс. Ток Ь создает магнитноеполе, которое подталкивает постоянный магнит 18 в направлении, согласном с направлением движения первого маятника, т.е. пополняет энергию колеблющегося маятника, расходуемую на преодоление сил трения, Поэтому подталкивающие импульсы следуют с частотой равной 2 Г, т.е. колебания первого маятника являютсягармоническими. Перемещая в процессе лабораторной работы груз 8 поштанге б и закрепляя его гайкой 10,добиваются совпадения собственныхколЕбаний первого и второго маятниковПри этом второй маятник, состоящий из штанги 7 и груза 9, начинает соединять резонансные колебания с частотой Г = Г 1, т.е. с частотой воздействия на него силы трения между фрикционными насадками 14 и 15. Таким образом, система их двух маятников, являющаяся автономной неконсервативиой системой, совершает периодические колебания и, следовательно, является автоколебательной а ее колебания - автоколебаниями. При этом амплитуда и частота автоколебаний определяются толь - ко свойствами самой системы, т.е. собственными частотами колебаний маятников и величиной подталкивающих импульсов со стороны трансформатора 21.Предлагаемое устройство позволяет значительно повысить точность воспроизведения собственных колебаний маятников. По сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет более простую конструкцию за счет отсутствия в нем электропривода с кривошипом и возбуждающей системы,. образованной упругими элементамипружинами ), и может быть подключено к серийно выпускаемым регистрирующим частоту колебаний приборам.Формула изобретенияПрибор для демонстрации колебаний, содержащий два физических маятника, средство взаимодействия .маятников и возбудитель колебаний,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности регистрации параметров колебаний при изменении взаимодействия маятников, онснабжен постоянным магнитом, закрепленным на свободном конце одного измаятников, и взаимодействующими между собой фрикционными насадками, установленными на осях маятников, приэтом возбудитель колебаний выполненв виде блокинг-генератора, индуктивно связанного с постоянным магнитом, а одна из насадок имеет пружину и регулировочную гайку.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 736160, кл. С 09 В 23/08, 28. 05. 80.