Демонстрационная установка по физике

.8)П. МЕханика 2.др. Фейнми ир Мир вск 1 рОННАЯ УСТА- ащая аккуму механизм, елями и дв яющих посх опор физи а ю щ а я с т л я ФУ У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(21) 337 (22) 06, (46) 07. (72) С.С (71) Все научно-п "Союэвуз (.53) 371 (56). 1. "Науками,2. Фе ,лекции п 1965, с. ,(54)(57) КОВКА ПО лятор эн направля установл редство ческих т 8237/18-1201.8208.83. Вюл, ВАрутюновбоюзное специалроизводственноеприбор".66/.67(088Стрелков В.1975, с. 9йнман Р. ио физике. М181-185.1. ДЕМОНСТРАЦФЙЗИКЕ, содержергии, пусковоющие с ограниченных на напрам. газостатическела, о т л и ч тем, что, с целью расширения демонстрационных воэможностей и улучшения ,эксплуатационных свойств аккумуля.тор энергии выполнен в виде пружины сжатия, расположенной между физичес" кими телами и связанной с одним из них, а пусковой механизмсодержит переставной фиксирующий Шток, установленный на одном из тел, пусковой рычаг, смонтированный на другом теле и связанный одним концом со штоком, и пневмотолкатель, связанный со свободным концом рычага и пневмосистемой газостатических опор, при этом одно из тел имеет линейную шкалу, а шток - визир.2. Установка по п. 1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что одно из физических тел закреплено на направляющей.Изобретение относится к учебнолабораторномУ оборудованию и можетбыть использовано в учебном процессе,Известно устройство для демонстрации закона сохранения импульса,5содержащее два металлических шара сразличными массами, установленныхна горызонтальной стеклянной пластине. Между шарами установленапружина сжатия, предварительно деформированная с помощью нити, охватывающей оба шара с диаметральнбйплоскости. После прожигания нитишары разлетаются в разные стороныс различными скоростями, чем подтверждается закон сохранения импульса 1 1.Однако устройство не имеет воэможности задавать определенные режимы движения тел из-за отсутствияизмерительных средств, кроме того, 20установка имеет невысокие эксплуатационные качества вследствиенесовершенства пускового устройства,Наиболее близкой по техническойсущности к предлагаемой является 25учебная установка для демонстрации закона сохранения импульса, содержащая направляющие, по которымскользят бруски с равной массой, установленные на направляющих посред- З 0ством газостатических опор. Междубрусками размещено пусковое устройство, выполненное в виде силовогоаккумулирующего элемента (взрывателя ) с приводом электродом), черезкоторый подается искра на взрыватель и.установленного на одном избрусков штока, один конец которогоразмещен в направляющей втулке,закрепленной на другом бруске Таккак массы брусков одинаковы, то они 40разлетаясь в стороны, под действием силы взрыва одновременно достигают концов направляющих, где отскакивают от ограничителей, сталкиваются и слипаются в центре точно в 45том же месте, откуда разлетелись 21.Однако в известной учебной установке неопределенная и труднорегулируемая дозировка заряда взрыва"теля не позволяет оперативно задавать желаемый режим движения тел.Установка требует наличия специального источника высокого напряжения,что повышает стоимость установки,Известная установка имеет однократное действие и требует повторной зарядки взрывателя при каждом опыте.Из"за отсутствия измерительныхсредств для определения силы взаимодействия и скорости движениябрусков отсутствует возможность регулировки величины силы взаимодействия для разных режимов движениябрусков. Кроме того, в известнойустановке требуется повышенная точность изготовления и сборки штока и 65 направляющей втулки для обеспечения герметичности камеры взрыва.Цель изобретения - расширениедемонстрационных возможностей иулучшение эксплуатационных свойств.Указанная цель достигается тем,что в демонстрационной установке,по физике, содержащей аккумуляторэнергии, пусковой механизм, направляющие с ограничителями и два установленных на направляющих посредством газостатических опор физическихтела, аккумулятор энергии выполненв виде пружины сжатия, расположенной между физическими телами и связанной с одним из них, а пусковоймеханизм содержит переставной фиксирующий шток, установленный на одномиз тел, пусковой рычаг, смонтированный на другом теле и связанныйодним концом со штоком, и пневмотолкатель, связанный со свободным концом рычага и пневмосистемой газостатических опор, при этом одноиз тел имеет линейную шкалу, а штоквизир,Кроме того, одно иэ физических-тел закреплено на направляющей,На фиг. 1 изображена предлагаемаяустановка, общий вид,(одно из тел закреплено ); на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 1, разрез; на фиг. 4 вид Б на пусковой механизм )на фиг. 3; на фиг. 5 - частично общий вид установки с двумя подвижными телами.Демонстрационная установка содержит установленные в корпусе 1 направляющйе 2, сообщающиеся с источником сжатого воздуха (не показан ), на которых установлены два тела; каретки 3 и 4 с опорами 5, На стойке б установлен аккумулятор энергии представляющий собой упругий элемент 7 сжатия, расположенный между двумя физическими телами, корпусом 1 и кареткой 3 или каретками 3 и 4. Внутри упругого элемента 7 установлен буферный ограничитель 8. Упругий элемент 7 свободной стороной контактирует с торцовым упором 9 каретки 3.В отверстии 10 упора 9 расположен конец штока 11, снабженный коническим буртиком 12 и расположенный с зазором в отверстии 10.Шток 11 подвижно установлен в направляющих втулках 13 и 14, закрепленных в стойке 6, снабжен измерительными элементами для задания параметров движения каретки 3, выполненными в виде визера 15, размещенного на другом конце штока 11, и расположенных на выступах 16 стойки б шкалы 17 для задания силы деформации упругого элемента 7 и шкалы 18 для задания скорости каретки 3., При этом сцепление свободного конца штока 11 с выступом 2 Ь рычага 19 обеспечивает необходимую деформацию упругого элемента 7, позволяющую осуществить движение каретки 3 с заданной скоростью.Режим движения каретки 3 также может задаваться в зависимости от 4.045М-А На торцовом упоре 9 шарнирно установлен двуплечий рычаг 19, одноплечо которого выполнено с выступом20, контактирующим с буртиком 12штока 11.Положение штока 11 регулируется вручную и фиксируется винтом 21.Исходное положение штока 11, когда упругий элемент 7 сжатия контактирует с торцовым упором 9 при егонулевой деформации, соответствуетположению визира 15 напротив нулевых делений шкал 17 и 18.Второе плечо 22 рычага 19 кинематически связано с толкателем 23пневмопривода 24, сообщающегося сполостью гаэостатических направляющих 2 с помощью трубопровода 25,закрепленного на каретке 3,На входе в газостатические направляющие 2 на штуцере 26 с продольными отверстиями 27 установлен 20распределительный клапан, выполненный в виде поворотной втулки 28с отверстиями 29, одинаковыми по .размерам с отверстиями 27.Поворот втулки 28 осуществляется посредством рычага 30 и пружины31 вручную или дистанционно элект.ромагнитом 32 и ограничительнымиупорами 33 и 34.Учебная установка работает следующим образом.Для проведения экспериментов сзаданной скоростью движения каретки3 шток 11 вручную перемещают до положения, когда визир 15 совмещается с делением шкалы 18, соответствующим заданной скорости каретки 3,и фиксируют винтом 21,силы деформации упругого элемента7, задаваемой по шкале 17,Поворотная втулка 28 посредствомпружины 31 и упора ЗЗ занимает исходное положение, при .котором от"верстия 29 совмещены с отверстиями 27.штуцера 26. При этом воздухот источника сжатого воздуха,выходит в атмосферу и давление воз"духа в полых направляющих 2 падаетдо минимума, исключающего движениекаретки 3.Для приведения каретки 3 в движение поворотную втулку 28 с помощьюрычага 30 вручную или дистанционноэлектромагнитом 32 устанавливают вдругое крайнее положение до упора34, при котором отверстия 27 штуцера 26 перекрываются перемычкамивтулки 28, При этом давление в направляющих 2 мгновенно достигает рабочего значения, между опорами 5. инаправляющими 2 образуется воэдуш"ная подушка, исключающая трение меж"ду ними. Одновременно срабатывает .пневмопривод 24 и его толкатель 23перемещает плечо 22 рычага 19, выводя из зацепления со.штоком 11 выступ 20 рычага 19. Под действиемсилы деформации упругого элемента7 каретки 3 освобожденная от за-.цепления со стойкой 6, связанной скорпусом 1, начинает двигаться сзаданной скоростью.В другом варианте установкистойка 6 .со всеми закрепленными наней элементами расположена навторой подвижной каретке 4Послеосвобождения от зацепления кареток3 и 4 они под действием упругогоэлемента 7 движутся с заданными скоростями в противоположные стороны.Изобретение позволяет повыситьудобство эксплуатации установки,оперативно проводить многократноеповторение одно."о и того же эксперимента в заданном режиме, расширить демонстрационные возможностиустановки в процессе обучения.1034063 17 Составитель С. Москалевтор А. Курах Техред И.Метелева Корректор И. Ватрушкина 5630/53 Тираж 488 ВНИИПИ Государственного по делам иэобретений 113035, Москва, ж, Раушмитотк иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, В 1Л Фиг, 7 Вид Ю Подписноеа СССРтийб., д.4/5