Учебный прибор по физике

 

УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ , соаержащиб перфорированное осдовение , среаство подачи сжатого воздуха и ухугановпенные на основавшс rRsrati, о т л и ч ia ю ш и и с я тем, что, с целью понышешя целлоастрваяоявах. возможностей), он имеет ааттак уггкяеюй скорости груза, уставоБлешау в аентре: основания вертнхаенвгцую :jsoiyio ось с храловьо г колесом, лруяоояпый teeaaMOM&tpt расположенный нов осноеоннем, гиблую нить, установленHjno в полости ёсн один кшец которой coeatmeH с аинамометром, а другой - с rpyacoyi, дри этом ось имеет тормозной механизм с овстанциошшм управлением и собачкой, взвш одействуюшей с храповым колесом а датчик угловой скорости расположи на основании

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЯ М

РЕСПУБЛИИ

751 А (ky (И}

ЗФЮ 06 В 23 06

ГОСЗЩАРСТВЕННЫЙ H0N4TET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPhfTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 ,I н: авщюсн»ъ СВИДВ»ъСтвъ (21) 3395687/28.-12 повышения двмонстрапионных возмож}юстей, (22) 12.02.82 . он имеет братчик угловой скорости груза, . (46) 07.07.83,. Бюл. М 25: -установленную а денщике основания верти(72) Л. А. Мазаев . кельею:полую ось с храповым колесом, (53): 744, 34(088. 8): .. лру}кйнный юаивюметр, расположенный (56) 1. Патент Фракии % 2l72036, " .rrre основанием, гий ую ниж, установлен кл. 001 В 15/00, 1972. ную в полости оси, один конец которой соединен с динамометром, а другой - с (54)(57) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИ» грузом, при етом ось имеет тормозной

КЕ, содержащий перфорированное. основа- механизм. с дистанционным управлением ние, средство подачи сжатого воздуха и и собачкой, взаимодейстэукпней с храпо-устаяовленные на основании грузы, о т - вым колесом, а .датчик угловой скорости л и ч а ю ш и и с я тем, что, с пенью . расположен на основании..1027751

Изобретение относится к приборам по механике для демонстрации закона сохранения энергии.

Известен учебный прибор по физике, содержащий перфорированное основание, средство подачи сжатого воздуха и установленные на основании:грузы Г13 °

Известный прибор не обладает необ» ходимыми демонстрационными возможностям ие

Целью изобретения является повышение демонстрационных воэможностей..

Поставленная цель достигается тем, что учебный прибор по физике, содержа\

13 щий перфорированное основание, средство годачи сжатого воздуха и установленные на основании грузы, имеет датчик угловой скорости груза, установленную в центре основания вертикальную полую ось с храповым колесам, гружинный динамометр, расположенный под основанием, гиб кую нить, установленную в полости оси, один конец которой соединен с динамометром, а другой - с грузом, при этом ось имеет тормозной механизм с дистанционным управлением и собачкой, взаимо действующей с храповым колесом, а датчик угловой скорости расположен на основании.

На чертеже представлен учебный прибор по физике.

Учебный прибор содержит стол 1 с полой столешницей 2, причем верхняя плоскость столешницы имеет многочисленные мелкие отверстия 3, а полость столешницы соединена со средством подачи сжатого воздуха.

В центре столешницы 2 установлен подшипник 4 с полой осью 5, снабженной пазом, в котором расположен ролик 6, причем на нижнем конце оси напресовано храповое колесо 7.

Гибкая нить 8 одним концом соединена с грузом Ь, а другим концом через ролик 6 с карабином 10.

Динамометр 11 одним концом соединен с карабином 10, а другим - с тросом лебедки 12.

Тормозной механизм с собачкой 13 уу имеет дистанционное управление. Собачка взаимодействует с храповьв колесом

Осветитель 14 расположен над храповым, колесом 7, а противоголожно на периферии столешницы установлен фотодатчик И

15 угловой скорости, электрически соединенный с регистрирующим устройст вом 16.

Мерная линейка 17 установлена параллельно тросу лебедки 12.

На учебном приборе по физике демонстрируют центробежную силу, закон сохранения момента количества движения и закон сохранения энергии.

Для демонстрации центробежной силы лебедкой 12 устанавливают максимальный радиус, а затем рукой сообщают грузу 9 некоторую угловузс скорость, которую регистрируют с помощью осветителя 14 и фотодатчика 15 по шкале регистрирующего устройства 16, при этом груз 9 движется по круговой орбите на воздушной подушке, образованной восходящим потоком воздуха.

Карабин 10 предотвращает скручивание нити 8. Радиус орбиты отсчитывают по шкале мерной линейки 1.7. Величину центробежной силы определяют по гоказанию динам ометра.

Для демонстрации закона сохранения момента количества. движения грузу 9 сообщают угловую скорость, которую регистрируют по шкале регистрирующего устройства 16, при максимальном радиусе движения и вычисляют момент количества движения.

Затем лебедкой 12 уменьшают радиус орбиты до минимального значения, гри этом угловая скорость возрастает. Вычисляют момент количества движения.

Для демонстрации закона сохранения энергии устанавливают максималыый радиус орбиты и сообщают грузу 9 угловую скорость.

По показанию динамометра и величине количества движения определяют кинетическую энергию.

Затем обрезают нить 8 выше карабина 10, при этом груз начинает двигаться по касательной.

После приземления груза 9 измеряют расстояние от оси 5 до точки приземления.

Расстояние определяет величину кинетической энеф.-ии. Затем восстанавливают схему прибора, т.е. подвязывают нить 8 к карабину 10, при этом нить проходит через ролик 6 и паз оси 5 вращения.

Далее устанавливают исходный радиус орбиты и сообщают грузу 9 угловую скорость, после чего вращением рукояти лебедки 12 уменьшают радиус орбиты до минимальной.

По показаниям динамометра вычисляют кинетическую энергию.

3 1027751 4

20

ВНИИПИ Заказ 4745/55 Тираж 488 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ilocne этого обрезают нить выше карабина 10, при этом груз 9, начинает двигаться по касательной к орбите.

После приземления груза 9 измеряют расстояние от оси 5 до точки нриземле- 5 нияе

Расстояние определяет величину кине» тической энергии. Сравнивают отношение кинетических энергий с отношением расстояний пролета груза 9.

Далее подвязывают к грузу 9 нить, сила на разрыв которой равна центробежной силе, а другой конец нити через ролик 6 и полую ось S - к карабину 10.

Установив исходный максимальный радиуе, грузу 9 сообшают угловую скорость, отслеживая ее по показанию регистрируюшего устройства 16, затем дистанционно вводят собачку в зацепление с храповым колесом 7, ось 5 фиксируется, нить 8, укорачиваясь, начинает накручиваться на ось.

Укорочение нити вызывает увеличение угловой скорости, увеличение центробежной силы и увеличение кинетической энергии.

Центробежная сила принимает значение, равное усилию на разрыв нити, вслед ствие чего нить S разрывается, а груз 9 движется по касательной к горбите.

После приземления груза 9 измеряют рсстояние от оси 5 до точки приземления цолэуна.

Применение предлагаемого учебнсп о прибора по физике позволяет расширить демонстрационные возможности и качественно проследить переход одного состояния энергии в другое, т. е. переход потенциальной энергии в кинетическую.