CN202473029U - 科氏力演示仪 - Google Patents

Abstract

科氏力演示仪，其特征在于：可以自由转动的回转凳1上面固定圆盘2，圆盘2上固定一个立柱3，在其上部约1m处通过十字夹4、试管夹5固定球形烧瓶6，在烧瓶6的下端通过三通阀7，连接细玻璃管8，玻璃管8的内径大约5mm，通过转动三通阀7，可以使球形烧瓶内部的液体分别和玻璃管8的内、外两个管口相连通，保证实验装置在回转凳1上自由、平稳回转。开启三通阀，分别使玻璃管8的两端与球型烧瓶的水接通。然后，按照演示实验的需耍，把三通阀置于不同的通断位置，水流从玻璃管口喷射出来，以角速度ω转动回转凳，模似地球的转动，即可清楚地在空中看到水柱由于科氏力引起的偏折现象。

Description

科氏力演示仪

技术领域

本实用新型涉及一种物理实验装置，特别是涉及一种科氏力演示仪。

背景技术

科氏力全称为科里奥利力，是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述。1835年，法国气象学家科里奥利提出，为了描述旋转体系的运动，需要在运动方程中引入一个假想的力，这就是科里奥利力。引入科里奥利力之后，人们可以像处理惯性系中的运动方程一样简单地处理旋转体系中的运动方程，大大简化了旋转系统的处理方式。

科里奥利力来自于物体运动所具有的惯性，在旋转体系中进行直线运动的质点，由于惯性的作用，有沿着原有运动方向继续运动的趋势，但是由于体系本身是旋转的，在经历了一段时间的运动之后，体系中质点的位置会有所变化，而它原有的运动趋势的方向，如果以旋转体系的视角去观察，就会发生一定程度的偏离。

在物理教学中，一般是以质点运动来说明科氏力。当一个质点相对于惯性系做直线运动时，相对于旋转体系，其轨迹是一条曲线。立足于旋转体系，应该有一个力驱使质点运动轨迹形成曲线，这个力就是科里奥利力。但是科氏力如何使质点运动轨迹形成曲线，学生总感到抽象，难以理解接受，若能通过实验演示该现象，则大有说服力，为此设计该实验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种简易的科氏力实验装置，实验装置的物理意义清晰明确。

本实用新型的目的是这样实现的：采用附图所示的装置，可以自由转动的回转凳1上面固定圆盘2，圆盘2是上表面画有一系列的同心圆和辐射线，作为经纬线的木制圆盘；圆盘2上固定一个立柱3，在其上部安装有十字夹4和试管夹5，十字夹4和试管夹5固定球形烧瓶6，在烧瓶6的下端通过三通阀7，连接细玻璃管8，玻璃管8的内径大约5mm，通过转动三通阀7，可以使球形烧瓶内部的液体分别和玻璃管8的内、外两个管口相连通，安装时要特别保证球形烧瓶6的中心线、圆盘2的中心线，回转凳1的中心线位于同一条垂直轴线上，以保证实验装置在回转凳1上自由、平稳回转。

附图说明

附图为科氏力演示仪结构示意图；

1、回转凳，2、圆盘，3、立柱，4、十字夹，5、试管夹，6、球形烧瓶，7、三通阀，8、玻璃管。

具体实施方式

首先按图1所示将科氏力演示仪各部分安装好，转动回转凳，保证实验装置能在回转凳1上自由、平稳回转。

关闭三通阀门，把清水注满球形烧瓶容器，滴入红墨水少许，使清水染色。开启三通阀，分别使玻璃管8的两端与球型烧瓶的水接通。然后，按照演示实验的需耍，把三通阀置于不同的通断位置，以角速度ω转动回转凳，模似地球的转动。

先使水滴由里向外以速度V水平喷出，模似物体由北向南运动，再使水滴由外向里以速度-V喷出，模似物体由南向北的运动，最后再使水滴同时由两端喷出，使我们同时观察到两个不同方向的运动。通过实验，可清楚地在空中看到水柱由于科里奥利力引起的偏折现象。

也可以由圆盘上看到水柱喷射时运动轨迹在水平面上的投影。例如在实验装置旋转中，旋转三通阀使水流由里向外喷射，并及时关闭水流，系统停止转动，即可在圆盘上看到水流运动轨迹在圆盘上的投影，是一条弯曲的弧线，改变系统回转的角速度ω、或改变水流的速度，可以得到不同的弧线。

注意，要想在圆盘上观察水流运动轨迹的投影，玻璃管8的喷水口直径要小一些，不大于2mm为好。

该实验装置结构简单，易于制作，可见度高，物理意义明确，可以作为学生演示实验用。

Claims (2)

1.科氏力演示仪，其特征是：在可以自由转动的回转凳上面固定圆盘，圆盘是上表面画有一系列的同心圆和辐射线，作为经纬线的木制圆盘；圆盘上固定一个立柱，在其上部安装有十字夹和试管夹，十字夹和试管夹固定球形烧瓶，在烧瓶的下端通过三通阀，连接细玻璃管。

2.根据权利要求1所述的科氏力演示仪，其特征在于，所述的玻璃管的内径为5mm，通过三通阀，球形烧瓶内部的液体分别与玻璃管的内、外两个管口相连通。

Images