Dlouhodobě činné fyzikální kyvadlo

Oblast techniky

Vynález se týká přístrojů, které demonstrují účinky fyzikálních sil převážně pro výukové účely.

Dosavadní stav techniky

Doposud známá fyzikální kyvadla bez vlastního pohonu pro výukové účely mají vlivem tření v uložení poměrně omezenou dobu činnosti a je nutné stále znovu je uvádět v činnost.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje dlouhodobě činné fyzikální kyvadlo sestávající z rámu, uloženého na vodorovné podložce, kde v rámu je v ložisku přes čep otočně uložena tyč kyvadla a jehož podstata spočívá v tom, že tyč kyvadla tvořena dlouhou trubicí má na dolním konci připevněn vak z pružné hmoty a kuličkový ventil a v horní části připevněno závaží, přičemž trubice i vak jsou naplněny vodou.

Objasnění výkresů

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu na přiloženém obrázku, na kterém je schematicky znázorněna činnost vynálezu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Zařízení na přiloženém obrázku sestává z rámu 7 ve tvaru písmene A spočívajícím na vodorovné podložce. Na vodorovném nosníku rámu 4 je uprostřed upevněno ložisko 6. Kyvadlo je tvořeno dlouhou trubicí 3, která má na dolním konci připevněn vak 1 z pružného materiálu a kuličkový ventil 2. Trubice 3 a vak 1 jsou při činnosti naplněny vodou. Trubice 3 je v dolní části opatřena čepem 5, který je otočně uložen v ložisku 6. Na horní část trubice 3 je připevněno závaží 4 tvořící protiváhu váze vody ve vaku 1 a v dolní části trubice 3. Na obrázku je znázorněn princip činnosti zařízení po naplnění vodou. V pozici C je kyvadlo v levé krajní poloze. Kuličkový ventil 2 je otevřen a tlak vody v trubici 3 volně působí na pružný vak 1 a způsobí protažení vaku, čímž se těžiště vaku 1 posune do polohy Tl a způsobí, že vak 1 s vodou převáží váhu závaží 4 a trubice 3 a kyvadlo se počne pohybovat směrem k pozici B. V pozici B se kuličkový ventil 2 vahou kuličky uzavře a vak 1, který již není vystaven tlaku vody v trubici 3 se stáhne, takže těžiště vaku 1 je nyní v poloze T2 a silový moment závaží 4 spolu s vahou vody v trubici 3 překoná silový moment váhy vaku 1 s vodou a kyvadlo se bude pohybovat ve směru pozice A. Po překývnutí do polohy A se opět otevře kuličkový ventil 2 a nastane obdobná situace jako v pozici C. Vzhledem k účelu tohoto zařízení je výhodné, aby trubice 3 byla zhotovena z průhledného materiálu.

Průmyslová využitelnost

Dlouhodobě činné kyvadlo lze mimo jiné výhodně použít k výukovým účelům. Demonstruje eliminaci podstatné části tření čepu v ložisku a také hydrostatický paradoxon, neboť vnitřní průměr v trubici může být velmi malý, neboť nezávisí na množství vody v trubici, ale na její výšce.