Учебный прибор по физике

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1229797 А 19 1)4 609 В 230 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ3 в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ (57) Изобретение относится к учебным приборам и позволяет расширить демонстрационные возможности в учебном приборе по физике. На основании 1 установлена тележка 2. Лицевая панель 3 шарнирно установлена на тележке 2 и имеет два маятника, соединенные пережигаемой нитью. Каждый из маятников состоит из установленной на панели 3 опоры 5 врашения, закрепленного омыслового стержня 6 с закрепего нижнем конце инерционной средства для изменения частоты Прибор имеет дополнительныс е массы 8 и фланцы 9, установверхних концах коромысловых с возможностью свободного враанцы 9 имеют стопоры 1 О для инерционных масс 8. Средство ния частоты колебаний каждого стоит из закрепленной на панели порой 5 спиральной пружины 11 поводка 12 для соединения прутержнем 6, Для фиксации стержданных начальных угловых поих верхним концам прикрепи 13, связываемые перед демонпегкосгораемой нитью. 8 ил. Ж на неи корленной намассой 7, иколебаний.инерционньленные настержней 6шения. Флустановкидля изменемаятника со3 соосно с ои сьемногожины 11 со сней 6 в заложениях клены штырстрациейИзобретение относится к учебным приборам для демонстрации законов механики и физики, в частности закона движения центра масс материальной системы тел.Цель изобретения -- расширение демонстрационных возможностей.На фиг.1 показан. учебный прибор по физике, общий вид; а фиг 2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - схечЯ прибора, при нсподвижном положении относительно коромыслового стержня дополнительных инерционных масс и не соединенном со стерж;ем средством изменения частоты колебаний маятника; на фиг.4 -- то яе, при отпущенном положении стопоров дополнительных инерционных масс; на фнг.5 -- то же, при зафиксированно)л средстве изменения частоты кол(одни й и з 1 фикспро)дином положении стопоров дополнителиых инер. ционных масс:, на фиг.6 - то яе, при отпущенном по)Ожсни стопоров; на фиг.7 то же, при несоединенном со стержнем средстве изменения частоты бе:5 дополнительных инерционных масс; на фиг.8 -- то же, при соединенном со стержнсм средстве изменения частоты.Учебный прибор по физике содержит установленнуюа основании 1 тележку 2, иЯрнир 10 установленнук) на ней лицевую панель 3 с двумя соединснпымн псреяигаемой нитью 4 )Яятгикдми, каждый из которых состоит из установленной на лицевой панс,ти 3 опоры 5 прапения, закрепленного ня ней коромыслового стержня 6 с закрепленной нд его никием конце инерционной массой 7, и средства для изменеИия частоты колебаний. Прибор имеет также дополнительные инерционные массы 8 и установленные на верхних конца.( коромысловых стержней 6 с возможностью свободного вращения фланцы 9 со стопорами 10 дл установки дополнигельных инерционных масс 8. Средство для изменения частоты колебаний каждого маятника состогг из закрепленной на лицевой панели 3 соосно с опорой 5 вращения спиральной пружины 11 и сьемного поводка 12 для соединения этой пружины 11 с коромысловым стержнем 6.;1,. фиксации коромысловых стержней 6 в эдан. ных начальных угловых полояениях;( их верхним концам прикреплены штыри 13. Которые связываются легкосгораемой нитью 4 перед демонсграцией. Имеются фрикционные элементы 14.Учебный прибор работает следующим образом.При пережигании легкосгораемой нити 4 коромысловые стержни 6 вместе с инерционными массами 7 маятников и дополнительными инерционными массами 8 начинают совершать относительно лицевой панели 3 встречные вращательно-колебательные движения. Тележка 2 начинает при этом совершать колебательные движения по горизонтальной плоскости основания 1 вдоль направления продольной ее сс(. Резульгатом демонстрации является установление путем наблюдений опытной зависимости линейных колебательных движе- ниЙ и пе 1)емеЦе 51 ий тележки 2 От Врашател ьно-колебательных движений кором ыслоВых стержней 6 при совместном и констру(тивно разделе;ином деЙствии ня тележку 2 огдельньх составляющих сил инерции инерционных масс и силы тяжести. Демонстрации проводятся при различных углах наклона панели 3 к продольной оси тележки 2 при действии упру ого момента закручивания спиральой пружины 11 и при е;о отс;тствии в зави- С И М О СТ И ОТ П 01 ОЖ ) и и 51 С ЬЕ г Ы ХЦ Т И ЕЬ 1 015 Ы Х поводксв 12.ЬоьхОжны 0.1 3 цс хя 1)ансер.Ье счди пспользогдпи прибора.СхС 11 пъ 1 с донос 1 ите,Ь)1 ье (нерИО 5 ныемассы 8 1 ф 1 .01 хс 1 дна 51 ивзОс нз нспод- О Ви:к ных фл анках 9, кором ьк лов ье стержни 6с сос;синеы 5 о спирдльньми ппсжинами 11.Линей 11 с. движени 51 зе)креп.)иной ня телс ккс "1 дне 1 и 3 Вдоль гор из 05 тял ьнОЙ Оси Х дека 11 ОВОи системы кООрдинет Хд В это сл 1 чае определяется соотношением Величин 25 7 ,г ""ю 1.инсрциОнньх массма 5. Пика и смсных ,пполниельных ине.рпио;Пых лсс 8, д также соотношением величин их главных мо.",ентов инерции При равенстве расстояний осей сим етрии обои.; масс от осей качании ксрсс.ысс(1 вьх серкнеиОезультдтох проведения Опытов подан.ной схеме является установленис зависпмост Двикений тележки 2 от изОцени глав)ы х м 0 11 е н то В инерции д 0 и ос н и т ".1 ь н ы х и н е р.Сонньх масс 8 1 рп зддяне 17 х ОотнОпс.пиях ВЕЛИЧПН ЭТИХ МДСС К ВЕЛИНам И;ЕРЦИО 1- н,:.х масс 7, а 1 якне 01 11 змснения ВелиИ П СМСНПЫХ ДОПОЛН 5 ТЕХ 1 ЬНЫХ ИНСРЦИС)1 НЫХясс 8 при пост)н и ьх зе 1 дян 1)х е 00. 110- псиях главны.( .,о.ег ОВ .:1 ерш;и этгх масс к г,)д)нх моментам и:ернии Нерцио.:;ьх фс масс 7. Усгойчиво ть угловых колебаний коромысловых стержнеЙ 6 В обеих сериях 0;ь- тов обеспечивается применением, Ополнительных инерционных масс 8 по Величине 11)ссу) Вседа меньших инерционных масс 7, Од наклоня 7, панели 3 при этом Вссгдд 45дслжен устанавливаться отличным от нуля.Дополнительные инерционные ;ассы 81 фг 4, устанавливаются па фланцзх 9, которые имеют Возможность своболнеп о вращения при отпущенных полсжениях сто О порных ВинтОВ 10; коромысловые сс,)жни 6не соединены со спиральнь 1 ми пп ужи нами 11.Результатом проведения опытов яв. яется установление 051 ытг 1 й зависимости движения тележки 2 от величины дополнительных и пер ц ионн ых м асс 8.55 Догол интел ьн ье и пер цион н ые массы 8(фиг.51 устеПд)ливдктс на флднцы 9, которые с помощью сопоров 16 неподвижно закрепле и на кором ысловых степж и х 6, 1229(97соединенных посредством сьемкых поводков 12 со спиральными пружинами 11. В данном случае спиральные пружины 11, являясь дополнительным источником потенциальной энергии колебаний коромысловых стержней 6, дают возможность проводить динамические исследования без использования силы тяжести и, в отличие от опытов по схеме на фиг.3, позволяют проводить опыты при равных величинах дополнительных инерционных масс 8 и инерционных масс 7 маятников. При равенстве величин этих масс производится устранение конструктивным способом влияния составляющих силы тяжести и центробежных сил инерции на наблюдаемое движение тележки 2.Результатом проведения опытов по данной схеме является изучение влияния соотношения главных моментов инерции дополнительных инерционных масс 8 и инерционных масс 7 маятников при равенстве этих масс по величине. При этом угол наклона панели 3 устанавливается равным тем же значениям, что и при проведении опытов при нулевых углах наклона панели 3, конструктивно обеспечиваемая спиральными пружинами 11, позволяет устранить влияние составляющих силы тяжести на движение тележки 2 при сохранении дей. ствия центробежных сил инерции, если устанавливаемые дополнительные инерционные массы 8 не равные инерционным массам 7 маятников,Дополнительные инерционные массы 8 (фиг.6) устанавливаются на фланцы 9, имеющие возможность свободного вращения на коромысловых стержнях 6. Опыты, проводимые по этой схеме, дают возможность исследовать влияние на движение тележки 2 силы инерции ускоренного вращательного движения инерционных масс 7 как при полной компенсации сил тяжести и цектробежкых сил инерции, так и при наличии их действия, совместном или раздельном. Эти режимы работы прибора обеспечиваются установкой инерционных масс 8 разной величины и заданием разных углов наклона панели 3, включая и нулевой угол.Сменные дополнительные инерционные массы 8 (фиг.7) не устанавливаются на фланцы 9 коромысловых стержней 6, которые не соединены со спиральными пружинами 11, но к коромысловым стержням 6 мекду их подвесом и инерционными массами 7 прикреплены фрикционньсе элементы 4 (полоски резины, кожи и т. п.). Опыты, проводимые по этой схеме, характеризуются суммарным воздействием на тележку составляющих центробежных сил инерции, сил инерции ускоренного вращательного движения инерционных масс 7 и силы тяжести.По схеме на фиг.8, так же как и в предыдущей схеме (фиг.7), инерционные массы 8 не устанавливаются на флзнцы 9 коромысловых стержней 6, которые соединены со 10 спиральными пружинами 11 и на которыхукреплены фрикционные элементы 14.Соединение коромысловых стержней 6 соспиральными пружинами 11 позволяет обеспечить их колебания при горизонтальном расположении панели 3 и устранить тем са мым действие составляющих силы тяжестика движение тележки 2.Рассмотренные схемы (фиг.З - 8) показывают, что предлагаемое техническое решение обеспечивает расцгирение демонстрационных возможностей и значительно большую наглядность при проведении демонстраций, предоставляет дополнительные возможности детальных исследований отдельных составляюгцих силовых взаимодействий маятниковых инерционных масс, совершающих вра;цзтельно-колебательные движения, с подвижной тележкой.Формс),га ссзобретенияУчебный прибор по физике, содержащий 30 устзковленкчю ка основании тележку, шарнирно установленную на ней лицевую панель с двумя соединенными пережигаемой нитьк маятниками, каждьй из которых состоит из установленной пз лицевой панели опоры вращения, закрепленного ка ней коромыслового 35 стержня с закрепленной ка его нижнемконце инерционной массой, и средства для изменения частоть; колебаний, отлнчаюи 1 сгйс тем. что, с целью расширения дсмон"трзционкых возможностей, Ок имеет лополнителькыс инерционные массы и установленные на верхних концах коромысловых стержксй с возможностью свободного вращения флзкцы со стопорами для ус 1 зковки дополнительных инерционных масс, а средство для изменения чзс".Оты колебаний каждого маятника состоит из закрепленной з лицевой панели сооско с опорой враксения спиральной пружины и сьемного поводка для соединения этой пружиныкоромысловым стержнем.1229797 ид А Фиг. игВ Фи моко рственного зобретении Ж - 35, Рау