Учебный прибор по физике

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51) 4 (з 09 В 23/О ЕТЕНИЯ АВТ ЬР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ И МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Новосибирский государственный университет им. Ленинского комсомола(54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ(57) Изобретение позволяет повысить наглядность учебного прибора по физике. Наклонная опора 2 установлена на тележке 1.Оси качания (ОК) 4 опоры 2 установлены ЯО 1229796 А 1 в подшипниках 3 и имеют маятники 5. Средство для изменения частоты колебаний каждого маятника 5, барабан 6 бумагоносителя и пишущий элемент 7 также закреплены на ОК 4. Узел синхронизации имеет синхроннизирующий вал (В) 8, закрепленный на опоре 2. Концы В 8 кинематически связаны с ОК 4 каждого маятника. Узел синхронизации имеет трособлочную систему, связанную с валом барабана 6 бумагоносителя и имеющую в средней части В 8 две катушки 1 О с противоположной навивкой гибких элементов 1. Пишущий элемент 7 закреплен на неподвижном основании 13.5 ил.Изобретение относится к учебным приборам и пособиям по физике и может быть использовано для наглядной демонстрации законов физики, в частности закона движения центра масс.Цель изобретения - г:овьццение наглядностии прибора.На фиг.1 изображен учебный прибор, общий вид; на фиг.2 - несущая панель, вид снизу; на фиг.3 - тележка при снятых несущей и опорной панелях, вид сверху; на фиг,4 - несуьцая панель при разведенных маятниках, вид сверху; на фиг.5 - график, вычерченный пишущим устройством на листе бумаги, укрепленном на барабане бумагоносителя.Учебный прибор по физике содержит установленную на тележкенаклонную опору 2 с установленными в подшипниках 3 осями качсИия 4, ца которых закреплены подвесы маятников 5, средство для изменения частоты колебаний каждого маятника 5, барабан 6 бумагоносителя и пишущий элемент 7. Учебный прибор имеет также узел синхронизации, состоящий из закрепленного на наклонной опоре 2 синхроцизирующего вала 8, концы которого кинематически связаны с осями качания 4 каждого маятника, например, посредством конической передачи 9, и из трособлочной системы, связанной концами гибких элементов с валом барабана 6 бумагоносителя и имеющей установленные В средней части синхронизируюцего вала 8 две катушки 10 с противоположной цавивкой гибких элементов 11 и направляюцие ролики 12, закрепленные на тележке 1. Причем пишущий элементзакреплен на неподвижном основании 13. Средство для изменения частоты колебаний каждого маятника состоит из кронштейна 14 с плоской пружиной 15 и прикрепленным к ним торсиоцом 16, свободный конец которого соединен с подвесом каждого маятника посредством поводка 17 с зажимом 18. Штыри 19 предназначены для фиксации маятников в заданном угловом положении перед проведением эксперимента.Прибор работает следующим образом.Перед началом демонстрации на барабан 6 бумагоносителя укрепляют лист бумаги (миллиметровки) с координатной сеткой ХХ 2 так, что ось Х расположена вдоль образующей цилиндра барабана 6 бумагоносителя. Затем разводят маятники 5 ца заданный начальный утол, связывают штьри 19 пережигаемой нитью (фиг.4) и ставят тележку 1 на неподвижное основание 13 так, что пишущий элемент 7 находится в начале координат ХХ 2 координатной метки листа бумаги, укрепленного на барабане 6 бумагоносителя устройства вычерчивания графиков движения.После пережигания нити маятники начинают совершать синхронные угловые колебательные движения вдоль плоскости наклонной опоры 2, оказывая при этом силоВое воздействие на тележку 1, которая наинает совершать колебательныс движения по неподвижному основанию 13. С)тносительное колбательное движение .аятников 5 на наклонной опоре 2 и переносное движение теле)кки 1 являются, таким образом.цз аимос зязанными динамическими процесса,д 1, стро"ое описание которых возможно только при соблюдении условия синхронности колебаний маятников., при котором движение 1 О устройства во время эксперимента может5 ыть рассмотрено как движение системы двух тел. Синхронность колебаний маятников осуществляется с помощью синхронизирующего Вала 8, которьй совершает крутильные вращения под воздействием силовых моментов кгчаюшихся матяников, передаваемых через цых)дяцуюся в заи.ленни коническую передач9. Посрс;С 1), Яоких лементов 11 катуч 1 к 1 О и 2 ИГ, гц,1 ьные Брапения сицхронизируктщего к)ла 8 вызынак)т угловые повороты бапабаца 6 бумагоцосителя. В результате этих угловых поворотов барабана 6 б,НаТ)Осте.1 Я и дВижениЯ его Вместе с тележкой 1 пс неподвижному основанию 13 пинуиий элемент 7 вычерчивает цг листе бумаги, закрепленном на барабане 6 бума гоцосителя графич.Скую линию (фиг.5), проекция которой на ось Х координатной сетки ХХ 2 равна переносному перемецению Х теле)кк) а проекция на Ось Х 2 прО порциональна относительному угловому перемещению Ч, .,)аятциков. При равенстве единице коэффициентов передач шестерен коническойередцчи и равенстве диаметров Олоков 1 О и 12 величина Х. Определяется простым равенством: Х)= Кр, где 11радиус барабана 6 бумагоносителя.Таким образом, в результате эксперименда подучае)сярафическая зависимость Х = 1(Х), которая с учетом масц;табирующего множителя Я представляет экспериментально полученнук) зависимость Х = :=. 1(с 1), с которой далее производится сопоставление теоретической зависимости. получаемой из закона движения центра масс.Нади )ие синхронизирующего узла ву сбцом приборе Обеспечивает высокую точность получаемых эксперимецтальцых зависимостей, которая при проведении сопоста Вите) Ного анализа позволяет,слать достаточО достоьернье Вывоы О с)раВедл иВОсти закона движения центра масс в общем случае и проводить оценки эффективКости введения поправок или учета дополительных членов составляемых уравнений динамики системы тел для Обьяснеция наблюдаемых явлений, как, например, наличие посоянной составляющей поступательного устройства, что повышает наглядность прибора,Формула изобретения Учебный прибор цо физике, содержащий основание, установленцую ца тележке наклонную опору с установленными В подшип 1229796никах осями качания, на которых закреплены подвесы маятников, средство для из, менения частоты колебаний каждого маятника, барабан бумагоносителя и пишущий элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения его наглядности, он имеет узел синхронизации, состоящий из закрепленного на наклонной опоре синхронизирующего вала, концы которого кинематически связаны с осями качания маятников, и трособлочной системы, имеющей установленные на средней части синхронизирующего вала две катушки с противоположной навивкой гибких элементов, концы которых связаны с валом барабана бумагоносителя, а пишущий элемент установлен на основании.