Учебный прибор по физике

СОКИ СОВ .ТСНИХ

ШЮЬЛ Р

РЕСПУБЛИК

QQ Ш) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3378238/18-12 (22) 06.01.82 (46)- 30.05.83.Бвл. Р 20 (72) С.С.Арутвнов(71) Всесоюзное специализированное научно-нроизводственное объединение

".Союзвузпрйбор" (53) 658.386.08 (088. 8) (56) 1. Лекционные демонстрации по физике. Иод ред. В.И.Ивероновой.

М., "Наука",, 1972 с..59 (прототип), (54).(57) УЧЕБНЫЙ .ИРИБОР GO ФИЗИКЕ для демонстрации положения центра масс изолированной системы тел, содержащий установленные на корпусе .направляющие и расположенные на них два подвижных тела с пусковым устройствсм, одно из которых:выполнено в виде каретки, о т л и ч а ю щ и й" с я тем, что, с целью повыаения наглядности демонстрации положения центра масс изолированной системы тел путем визуалИзации положения центра масс системы двух подвижных тел, он имеет индикационное устройство, .состоящее из расположенных в параллельных плоскостях вертикальной планки и двух наклонных планок с фиксаторами углового положения, второе подвижное тело состоит из расположенных по разные стороны от первого подвижного тела двух кареток с одинаковой массой и П-образной штанги, один конец которой соединен с одной,из кареток шарниром Гука, а другой конец соединен с второй кареткой сферическим шарниром, при зтом вертикальная планка установлена подвижно на корпусе перед направляющими, одна из наклонных планок Расположена между штангой и вертикальной планкой, а другая — между штангой и первой наклон- Я ной планкой, причем каждая из наклонных планок шарнирно соединена соответ ственно с первым подвижным телом и со мам штангой в точках, лежащих на линиях пересечения поперечных вертикальньнс

Ф плоскостей симметрии подвижных тел Р и горизонтальной плоскости, проходящей через ocb штанги.

1020857

Цель изобретения — повышение наглядности демонстрации положения 20 центра масс изолированной системы тел путем визуализации положения центра масс системы двух подвижных тел.

Поставленная цель достигается тем, что учебный прибор по физике для демонстрации положения центра масс изолированной системы тел, содержащий установленные на корпусе направляющие и расположенные на них два подвижных тела r. пусковым устройством, одно из которых выполнено в виде каретки, имеет индикационное устройство, состоящее из расположенн лх в параллельных плоскостях вертикальной планки и двух наклонных планок с фиксаторами углового положения, второе подвижное тело состоит иэ расположенных по разные стороны от первого подвижного тела двух кареток с одинаковой массой и П-образной штан- 4О ги, один конец которой соединен с одной из кареток шарниром Гука, а другой конец соединен с второй кареткой сферическим шарниром, при этом вертикальная планка установлена 45 подвижно на корпусе перед направляющими, одна из наклонных планок расположена между штангой и вертикальной планкой, а другая — между штангой и первой наклонной планкой, пРичем каждая из наклонных планок шарнирно соединена соответственно с первым подвижным телом и со штангой в точках, лежащих на линиях пересечения поперечных вертикальных плоскостей симметрии подвижных тел и горизонтальной плоскости, проходящей через ось штанги.

На фиг.1 изображен учебный прибор для демонстрации положения центра масс изолированной системы тел, 60 общий вид; на фиг.2 — разрез A-А на фиг.1 на фиг.3 — схема расположения планок при в„= 2и

Учебный прибор содержйт закреп-, ленные на корпусе 1 полые газоста25.Изобретение относится . к учебно-. му оборудованию и может быть использовано в лекциях по физике н высших и средних специальных учебных заведениях.

Наиболее близким по технической . сущности к предлагаемому является учебный прибор по физике для демонстрации положения центра масс изолированной системы тел, содержащий установленные на корпусе направляющие io и расположенные на них два подвижных тела с пусковым устройством, одно иэ которых выполнено в виде каретКИС1 3.

Однако известный прибор характеризуется недостаточной наглядностью демонстрации положения центра масс изолированной системы тел. тические направляющие 2, на которых установлены две каретки 3 и 4, подвижно связанные со стойками трубчатой П-образной штанги 5 посредством соответственно двух вращательных пар 6 и 7, образующих шарнир Гука, и сферического шарнира 8. Каретки

3 и 4 со штангой 5 образуют одно тело с массой ж

Между каретками 3 и 4 расположена каретка 9 с массой m, снабженная пусковым устройством, взаимодействующим с кареткой 3.

При демонстрациях массы m 1 и m могут быть равными или взятыми в каком-либо заданном состоянии, например

1- 2)п 2

В качестве пускового устройства может использоваться, например, устройство, содержащее регулируемый по положению шток 10, находящийся в храповом зацеплении с одним из плеч рычага 11, другое плечо которого опирается на толкатель 12 пневмопривода 13. На каретках 3 и 4 закреплены силовые аккумулирующие элементы

14 и 15 в виде одинаковых цилиндрических упругих элементов из стальной полосы.

Кроме того, учебный прибор имеет индикационное устройство, состоящее из передвижной .планки 16, связанной с корпусом 1, и двух наклонных планок 17 и 18, центры которых совмещены с проекциями центров масс а„ и

m на ось штанги 5.

Планка 17 шарнирно соединена с кронштейном 19, установленным на штанге. 5 в плоскости, симметрии системы кареток 3 и 4 и штанги 5. Планка 18 шарнирно соединена со стойкой 20, установленной на каретке 9, Планки

17 и 18 могут быть зафиксированы в различных угловых положениях с помощью винтов 21 и 22 соответственно.

Планки 16-18 должны быть расположены в различных плоскостях на расстоянии одна от другой и окрашены в яркие цвета.

Учебный прибор работает следующим образом.

В случае равенства масс m u m предварительно устанавливают планки

17 и 18 под одинаковыми углами к оси штанги 5 в противоположных направлениях. Шток 10 вводят в эацеплениес рычагом 11 с обеспечением заданной деформации упругого элемента 14. После этого с помощью планки 16 фиксируют исходное положение центра масс

m u m путем совмещения ее с точкой пересечения планок 17 и 18, проекция которой на ось штанги 5 находится посередине между центрами масс.в и п2, т.е. S„= Sг.

При подаче сжатого воздуха срабатывает пусковое устройство, шток 10 выходит иэ зацепления с рычагом 11, 1020857

17

21

fS

f6

Puz.J

Составитель Б.Гузеев

Техред И.Коштура Корректор О.Билак

Редактор N. Рачкулинец

Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3903/43

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4,массы m u m под действием упругого элемента 14 начинают двигаться на воздушной подушке по направляющим 2 с равными противоположно направленными скоростями V и Ч до столкнове1 ния кареэки 9 с упругим элементом 15, после .чего направление скоростей движения масс rn„ m меняется на противоположное. Возвратно-поступательное движение масс п„и m продолжается до полного затухания. При 10 этом точка пересечения планок 17 и

18 перемещается вдоль вертикальной

„планки 16, демонстрируя неизменное среднее положение центра масс rn„a (rn< относительно с ихбдного положения. 5

В случае, когда массы tn u m находятся в соотношении, например, п -2 а, одну из планок, -например 18, фиксируют под углом, при котором проекция точки пересечения планок 17 и

18 на ось штанги 5 делит отрезок между центрами масс т„и тм в соотно-; шении

5 = 2Ъ

Последующая подготовка и реализация демонстрации осуществляется аналогично вьыеописанному. В этом варианте демонстрации точка пересечения планок 17 и 18 также перемеща ется вдоль вертикальной планки 16, демонстрируя неизменное относительно исходного положение центра масс

В1 и rlli °

Предлагаемый прибор позволяет повысить наглядность демонстрации положения центра масс изолированной системы тел, благодаря наличию простого индикационного устройства, позволяющего визуализировать положение . центра масс системы двух подвижных тел.