CN203870860U - 伽利略两铁球同时着地实验演示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种伽利略两铁球同时落地实验演示器，包括上机盖和下机座，二者之间连接透明真空玻璃筒，上机盖内设电磁铁并与下底面的凹槽通过开关按键吸附两铁球，下机座上表面上设置对应圆板，圆板底面设有铁针竖杆，并套有压缩弹簧，弹簧设置有导电丝网层，铁针竖杆底末端与导电丝网层存在间隙，开关按键与电磁铁以及下机座外侧壁上的电源插口连接，电源插口依次与指示灯、导电丝网层以及铁针竖杆串联。本实用新型实现了现实中对伽利略两铁球同时落地实验的演示，易于观察和理解，操作方便，设计简单。

Description

伽利略两铁球同时着地实验演示器

技术领域

本实用新型涉及教学用具领域，具体的讲是涉及一种用来演示伽利略在比萨斜塔上做的双球落地，用来证明如果完全排除空气阻力，所用物体将下落得同样快的结论的实验演示器。

背景技术

在上课期间，当讲述到的意大利物理学家伽利略在比萨斜塔上做的双球落地的实验，只能单纯的口头描述，并只能单纯的告诉学生们实验的结论，没有操作的实验器材来进行演示这个实验所得到的结论现象，给学生们的理解和知识吸收造成一定的难度，同时也对教师本身的教课工作带来的较大困难，因此，本人发明并设计了一种来演示伽利略在比萨斜塔上做的双球落地实验的演示器。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种伽利略两铁球同时着地实验演示器。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

伽利略两铁球同时落地实验演示器，该演示器包括上机盖和下机座，所述上机盖与下机座之间通过透明真空玻璃筒连接，所述玻璃筒内沿纵向平分线方向设置有网状结构板，并将所述玻璃筒均分两腔，一腔内放置直径为3cm的大铁球，二腔内则放置直径为2cm的小铁球，所述上机盖内设置电磁铁，上机盖的上表面设置有开关按键，下底面上设置有两凹槽，凹槽一位于一腔内且内凹深度为2cm，凹槽二位于二腔内且内凹深度为1cm，在所述下机座的上表面内安装有两圆板，两圆板的中心均与上述两凹槽对应，所述两圆板底端面均设置有铁针竖杆，铁针竖杆上套有压缩弹簧，位于压缩弹簧的下方设置有导电丝网层，所述铁针竖杆的底端与导电丝网层存在间隙，所述导电丝网层位于下基座的表面上，所述铁针竖杆、压缩弹簧和表面设置有电丝网层的下基座均设置在所述下机座内，所述下机座的前侧面设置有两指示灯，后侧面设置有电源插口，所述开关按键依次与电磁铁和铁针竖杆串联，所述铁针竖杆依次与电丝网层、两指示灯和电源插口串联。

进一步的，所述导电丝网层的直径小于压缩弹簧内径。

进一步的，所述透明真空玻璃筒的垂直高度为至少1.5m。

进一步的，所述间隙的高度为0.1-1cm。

本实用新型的有益效果是，

1）、本演示器的上机盖内设置电磁铁并通过开关按键控制，在连通外电源的情况下，两铁球被吸附到上机盖的下底面上的两对应凹槽内，因两凹槽的内凹槽深度设置为2cm（大铁球），1cm(小铁球)，使得两铁球的最底点位于同一基准面a上，保证了两铁球下落高度的一致。

2）、上机盖与下机座之间连接有透明真空玻璃筒，尽可能的满足两铁球在无空气阻力的条件中下落，实现自由落体运动，同时也便于观察两铁球在筒内的下落过程，为避免下落后两球交换位置，混淆影响再次实验演示，在玻璃筒内沿纵向平分线方向设置有网状结构板，并将玻璃筒均分两腔，两铁球在各自腔内运动。

3）、下机座上表面内设置与两凹槽对应的下机座的上表面内安装有两圆板，两圆板的中心均与上述两凹槽对应，两圆板底端面均还设置有铁针竖杆，铁针竖杆上套有压缩弹簧，位于压缩弹簧的下方设置有导电丝网层，铁针竖杆的底端与导电丝网层存在间隙，当上机盖上的开关按键关闭时，电磁铁无吸引力，两凹槽内的两铁球同时做自由落体，并下落到两对应圆板上，并给两圆板一个向下的力，两圆板压缩弹簧，圆板底端面上的铁针竖杆向下并与导电丝层接触，在连接外电源的情况下，铁针竖杆与导电丝层和指示灯连通，指示灯开亮；当两铁球再次被吸附到两对应的凹槽内时，压缩弹簧将圆板顶起，铁针竖杆与导电丝层脱离接触，指示灯不亮。

附图说明

图1是本实用新型的正面结构示意图；

图2是本实用新型的背面结构示意图；

图3是本实用新型的A-A向剖视图；

其中1. 上机盖，2. 下机座，3. 透明真空玻璃筒，4. 开关按键，5. 网状结构板，6. 凹槽一，7. 凹槽二，8. 大铁球，9. 小铁球，10. 圆板，11. 指示灯，12. 压缩弹簧，13. 铁针竖杆，14. 下基座，15. 导电丝网层，16. 导线，17. 电源插口。                     

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

结合图1、2和3所示，伽利略两铁球同时落地实验演示器，包括上机盖1和下机座2，上机盖1与下机座2之间通过透明真空玻璃筒3连接，玻璃筒3内沿纵向平分线方向设置有网状结构板5，并将透明真空玻璃筒3均分两腔，一腔内放置直径为3cm的大铁球8，二腔内则放置直径为2cm的小铁球9，上机盖内设置电磁铁，上机盖1的上表面设置有开关按键4，下底面上设置有两凹槽，凹槽一6位于一腔内且内凹深度为2cm，凹槽二7位于二腔内且内凹深度为1cm，在下机座2的上表面内安装有两圆板10，两圆板10的中心均与上述两凹槽对应，两圆板10底端面均设置有铁针竖杆13，铁针竖杆13上套有压缩弹簧12，位于压缩弹簧12的下方设置有导电丝网层15，铁针竖杆13的底端与导电丝网层15存在间隙，导电丝网层15位于下基座14的表面上，铁针竖杆13、压缩弹簧12和表面设置有导电电丝网层15的下基座14均设置在下机座5内，下机座5的前侧面设置有两指示灯11，后侧面设置有电源插口17，开关按键4依次与电磁铁和铁针竖杆13串联，铁针竖杆13依次与导电丝网层15、两指示灯11和电源插口17串联（铁针竖杆13通过透明真空玻璃筒3一侧端壁内导线16与电源插口17连接），导电丝网层15的直径小于压缩弹簧12内径。

为更好观察两铁球自由落体的现象，将透明真空玻璃筒的垂直高度设置为2米，便与教室内操作，若室外的话将高度增加至4米或5米均可。

同时为铁针竖杆13与导电丝网层15的接触灵敏，将二者之间的间隙高度设置为0.1cm的高度。

实施例

将电源插口17插入电源导线后，按下开关按键4，电磁铁将滑动到凹槽附近的两铁球分别吸住（只有凹槽内存在电磁铁的吸引力），再将演示器整体垂直放置，再次按下开关按键4，凹槽内无电磁铁的吸引力，两铁球下落，并击中下方的两对应圆板10，圆板10压缩压缩弹簧12向下运动，使得圆板10下底面上的铁针竖杆13与其下方的导电丝网层15接触，铁针竖杆13、导电丝网层15、两指示灯11（左红右绿）与外电源连通，两指示灯11亮。

实际操作发现，因透明玻璃筒3无法达到绝对的真空，所以两铁球的下落击中圆板10存在微小误差，可从指示灯亮11的先后顺序可以看出，两指示灯亮11的时间差一般不操作0.01秒，则可说明两铁球同时着地，满足实验结论。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (4)

1.伽利略两铁球同时落地实验演示器，该演示器包括上机盖和下机座，其特征在于，所述上机盖与下机座之间通过透明真空玻璃筒连接，所述玻璃筒内沿纵向平分线方向设置有网状结构板，并将所述玻璃筒均分两腔，一腔内放置直径为3cm的大铁球，二腔内则放置直径为2cm的小铁球，所述上机盖内设置电磁铁，上机盖的上表面设置有开关按键，下底面上设置有两凹槽，凹槽一位于一腔内且内凹深度为2cm，凹槽二位于二腔内且内凹深度为1cm，在所述下机座的上表面内安装有两圆板，两圆板的中心均与上述两凹槽对应，所述两圆板底端面均设置有铁针竖杆，铁针竖杆上套有压缩弹簧，位于压缩弹簧的下方设置有导电丝网层，所述铁针竖杆的底端与导电丝网层存在间隙，所述导电丝网层位于下基座的表面上，所述铁针竖杆、压缩弹簧和表面设置有导电丝网层的下基座均设置在所述下机座内，所述下机座的前侧面设置有两指示灯，后侧面设置有电源插口，所述开关按键依次与电磁铁和电源插口串联，所述铁针竖杆依次与导电丝网层、两指示灯和电源插口串联。

2.根据权利要求1所述伽利略两铁球同时落地实验演示器，其特征是，所述导电丝网层的直径小于压缩弹簧内径。

3.根据权利要求1所述伽利略两铁球同时落地实验演示器，其特征是，所述透明真空玻璃筒的垂直高度为至少1.5m。

4.根据权利要求1所述伽利略两铁球同时落地实验演示器，其特征是，所述间隙的高度为0. 1-1cm。