Przedmiotem wynalazku jest przyrzad do badania wahadla Oberbecka, przeznaczony do cwiczen laboratoryjnych z zakresu praw dynamiki ruchu obrotowego ciala sztywnego i okreslenie Jego momentu bezwladnosci.Wahadlo Oberbecka stanowi krzyzak, którego ramionami sa cztery jednakowe prety wza¬ jemnie prostopadle, na których sa zamocowane jednakowe cylindryczne przesuwane obciazniki* Moze sie on obracac swobodnie dookola nieruchomej osi poziomej. Obciazniki sa umieszczone w Jednakowych odleglosciach od osi obrotu, Krzyzak jest sztywno polaczony z krazkiem, na który nawinieta jest nic, obciazona ciezarkiem, który opadajac wprawia krzyzak w ruch obro¬ towy. R?zy zmianie odleglosci obciazników od osi obrotu krzyzaka, przyspieszenie katowe tego ukladu Jest tym mniejsze im wiekszy bedzie moment bezwladnosci ukladu wzgledem osi obrotu.Znany jest dydaktyczny przyrzad do badania wahadla Oberbecka, w którym zastosowano elektroniczny miernik czasu spadania ciezarka napedowego. Irzyrzad sklada sie z podstawy, przymocowanej do niej pionowej kolumny i zamocowanych na kolumnie trzech wsporników. Na wsporniku górnym zamocowany jest ulozyskowany krazek, spelniajacy role bloczka, przez który przewieszona jest nic, obciazona ciezarkiem napedowym. Na wsporniku srodkowym zamocowany jest elektromagnes blokujacy, który poprzez sprzeglo przy podaniu napiecia utrzymuje uklad z ciezarkami w stanie spoczynku oraz zespól ulozyskowania, w osi którego z jednej strony przymocowany jest dwustopniowy krazek z zamocowana nicia, a z drugiej - krzyzak Oberbecka.Na wsporniku dolnym zamocowany jest czujnik fotoelektryczny, podajacy sygnal elektryczny, wylaczajacy elektroniczny miernik czasu w momencie przejscia dolnej powierzchni ciezarka napedowego przez os optyczna czujnika. Do wspornika dolnego przylaczony jest tez amortyza¬ tor, na który opada ciezarek napedowy przy zatrzymaniu. Równolegle do kolumny przyrzadu za¬ mocowana jest linijka ze skala, sluzaca do pomiaru dlugosci drogi spadania ciezarka napedo¬ wego, przy czym poczatek drogi wyznacza dolna powierzchnia ciezarka napedowego w stanie spo- 145 5032 145503 \ l \ czynku, a czas spadania jest zliczany od momentu zwolnienia elektromagnesu blokujac(;o# Daje to znaczny blad w pomiarze czasu, bowiem praca licznika elektronicznego rozpoczna sie w momencie przycisniecia klawisza startu, a nie faktycznego rozpoczecia ruchu ciezarki na¬ pedowego, a Jest to zwiazane z pewna bezwladnoscia zwolnienia elektromagnesu blokujactgo.Takfce. pomiar .drogi obarczony jest bledem paralaksy, zwiazanym z odczytem na skali konca drogi spadania, Zastosowanie z kolei gumowej podstawki w amortyzatorze nie tlumi w sposób wystar¬ czajacy uderzenia ciezarka.Erzyrzad wedlug wynalazku pozbawiony jest powyzszych niedogodnosci. Istota wynalazku polega na wprowadzeniu elektronicznego zainicjowania pracy licznika czasu spadania ciezarka napedowego poprzez zastosowanie, w znanym przyrzadzie z wahadlem Oberbecka, czujnika fo- toelektrycznego górnego zamocowanego na wsporniku ruchomym, umieszczonym przesuwnie na kolumnie miedzy wspornikiem srodkowym a wspornikiem górnym. Osi optyczne czujników foto- elektrycznych górnego i dolnego leza dokladnie na wysokosci górnych powierzchni obejm, odpowiednio wspornika ruchomego i wspornika dolnego, dzieki czemu dogodnie jest odczytywac poczatek i koniec drogi ciezarka napedowego na skali, która korzystnie w przyrzadzie wedlug wynalazku naniesiona jest wprost na wyfrezowana powierzchnie kolumny. Równiez w celu zwiekszenia dokladnosci wyznaczenia drogi ciezarka napedowego w korpusach czujników foto- elektrycznych górnego i dolnego wykonane sa ryski w kontrastowym kolorze, dokladnie na po¬ ziomie ich osi optycznych, a korpusy tych czujników sa tak zamocowane, na odpowiednich wspornikach, aby górne powierzchnie obejm tych wsporników pokrywaly sie dokladnie z ryskami na korpusach. W przyrzadzie wedlug wynalazku wprowadzono równiez automatyczna blokade ruchu krzyzaka Oberbecka w momencie zakonczenia pomiaru czasu, która uzyskuje sie poprzez uruchomienie elektromagnesu blokujacego sygnalem z czujnika fotoelektrycznego dolnego, w momencie zakonczenia pracy licznika elektronicznego.Konstrukcja przyrzadu pozwala na udoskonalenie technologii wykonania dzieki zuni¬ fikowaniu konstrukcji wspornika ruchomego i wspornika dolnego oraz korpusów czujników fo- toelektrycznych górnego i dolnego, prowadzenie sciec na koncach pretów krzyzaka ulatwia wkrecanie ramion w piaste krzyzaka. Zastosowanie fototranzystorów w miejsce fotodiod w czujnikach fotoelektrycznych zwieksza ich czulosc, a wprowadzenie w elektronicznym mier¬ niku czasu ukladu zabezpieczajacego przed przypadkowym rozpoczeciem zliczania czasu w okre¬ sie przygotowania przyrzadu do pomiaru ulatwia obsluge przyrzadu.Zastosowanie dynamicznego sterowania miernika czasu za pomoca czujników fotoelektrycz¬ nych likwiduje falszywe naliczanie czasu przy spoczynkowym polozeniu ciezarków.Rrzedmiot wynalazku przedstawiony Jest na rysunku w przykladowym wykonaniu przyrzadu, którego widok z przodu pokazany jest na fig. 1, a na fig. 2 - widok z boku. Frzyrzad sklada sie z podstawy 1, do której zamocowano elektroniczny miernik czasu 2 i kolumne 3 ze wspor¬ nikami: dolnym 4, srodkowym 5f ruchomym 6 i górnym 7. Na wsporniku srodkowym 5 zamocowany jest krzyzak 8 z dwustopniowym krazkiem 9, stanowiace wahadlo Oberbecka oraz elektromagnes blokujacy 10* Do przesuwnego wspornika ruchomego 6 przymocowano korpus czujnika fotoelektrycz¬ nego górnego 11. Na sfrezowana powierzchnie przednia kolumny 3 naniesiono skale 12* Na wsporniku górnym 7 umieszczony jest ulozyskowany krazek posredni 13f przez który przewie¬ szona jest nic z ciezarkiem napedowym 14 na jednym koncu, przytwierdzona drugim koncem do krazka dwustopniowego 9# Do wspornika dolnego 4 przymocowany Jest korpus czujnika foto¬ elektrycznego dolnego 15 w ten sposób, zeby jego os optyczna pokrywala sie z poczatkiem skali 12, ELugosc drogi spadania ciezarka napedowego 14 ustala sie przy pomocy wspornika ruchomego 6. W celu dokladnego odczytu drogi spadania ciezarka napedowego 14 i ustalenia polozenia osi optycznej czujnika fotoelektrycznego dolnego 15 na poczatku skali 12 w korpu¬ sach obu czujników fotoelektrycznych 11 i 15 wykonane sa dokladnie na poziomie ich osi optycznych ryski w kontrastowym kolorze. Korpusy obu czujników sa tak zamocowane do odpo¬ wiednich wsporników, aby górne powierzchnie obejm tych wsporników lezaly dokladnie w po¬ ziomie rysek, wykonanych w korpusach.145 503 3 Wprowadzone udoskonalenia, wynikajace z istoty wynalazku, w sposób zdecydowany wplywaja na dokladnosc pomiaru drogi i czasu spadania ciezarka napedowego oraz ulatwiaja obsluge przyrzadu.Zastrzezenie patentowe Przyrzad do badania wahadla Oberbecka, zlozony z podstawy, przymocowanego do niej elektronicznego miernika czasu i kolumny ze wspornikami, z których na dolnym zamocowany Jest korpus czujnika fotoelektrycznego dolnego, na srodkowym - ulozyskowany krzyzak z dwu¬ stopniowym krazkiem oraz elektromagnes blokujacy, a na górym - ulozyskowany krazek po¬ sredni, przez który przewieszona Jest nic, obciazona na jednym koncu ciezarkiem napedowym, a drugim koncem zaczepiona do dwustopniowego krazka, znamienny tym, ze do kolumny (3) pomiedzy wspornikiem srodkowym (5) a wspornikiem górnym (7) przymocowany jest przesuwnie wspornik ruchomy (6), na którym zamocowany jest korpus czujnika fotoelektrycz¬ nego górnego (11), a w korpusach obu czujników fotoelektrycznych: górnego (11) i dolnego (15) wykonane sa ryski w kontrastowym kolorze dokladnie na poziomie osi optycznych tych czujników, natomiast wsporniki dolny (A) i ruchomy (6) sa tak zamocowane do kolumny (3), aby górne powierzchnie obejm tych wsporników byly na poziomie rysek w korpusach, odpowied¬ nio czujnika fotoelektrycznego dolnego (15) i górnego (11), przy czym skala (12) Jest korzystnie naniesiona wprost na sfrezowana powierzchnie kolumny (3)# Fig.2 Fig.1 PLThe subject of the invention is an apparatus for testing the Oberbeck pendulum, intended for laboratory exercises in the field of the laws of dynamics of rotation of a rigid body and the determination of its moment of inertia. The Oberbeck pendulum is a cross, the arms of which are four identical rods mutually perpendicular, on which are mounted identical sliding cylindrical Weights * It can rotate freely around a stationary horizontal axis. The weights are placed at equal distances from the axis of rotation, the cross is rigidly connected to the disc on which nothing is wound, the weighted weight is which, as it descends, makes the cross rotate. The changes in the distance of the weights from the axis of rotation of the spider, the angular acceleration of this system It is the smaller the greater the moment of inertia of the system relative to the axis of rotation. There is a didactic device for testing the Oberbeck pendulum, which uses an electronic drop-off time meter of the driving weight. The instrument consists of a base, a vertical column attached to it and three brackets attached to the column. A pulley is mounted on the upper bracket, acting as a pulley, through which nothing is hung, loaded with a drive weight. A locking electromagnet is mounted on the central support, which, through the clutch, when applying tension, keeps the system with the weights at rest and the bearing assembly, in the axis of which, on one side, a two-stage disc with a thread attached, and on the other - an Oberbeck cross, is attached. photoelectric sensor, providing an electric signal, switching off the electronic time meter when the lower surface of the driving weight passes through the sensor's optical axis. Also connected to the lower bracket is a shock absorber on which the driving weight falls when it stops. Parallel to the instrument column, a ruler with a scale is attached to measure the length of the fall path of the driving weight, the beginning of the path being marked by the bottom surface of the driving weight in a standing state, and the fall time is counted from The moment of releasing the blocking electromagnet (; o # This gives a significant error in the measurement of time, because the work of the electronic counter will start when the start button is pressed, not the actual start of the pedal weight movement, and it is related to a certain inertia of the blocking electromagnet release. The measurement of the path is burdened with a parallax error, related to the reading on the scale of the end of the fall path, The use of a rubber stand in the shock absorber does not sufficiently dampen the weight impact. The device, according to the invention, is devoid of the above drawbacks. The essence of the invention consists in introducing electronic initiation. time counter of falling time this by using, in the known Oberbeck pendulum apparatus, an upper photovoltaic sensor mounted on a movable support, placed slidably on the column between the middle support and the upper support. The optical axes of the upper and lower photo-electric sensors lie exactly at the height of the upper surfaces of the clamps, respectively the movable bracket and the lower bracket, thanks to which it is convenient to read the beginning and end of the drive weight's path on the scale, which in the device, according to the invention, is preferably drawn directly on the milled surface columns. Also in order to increase the accuracy of determining the path of the driving weight, scratches of a contrasting color are made in the bodies of the upper and lower photoelectric sensors, exactly at the level of their optical axes, and the bodies of these sensors are fixed in such a way that the upper surfaces of the clamps of these brackets exactly match the scratches on the bodies. The device according to the invention also introduces an automatic blockade of the Oberbeck cross movement at the end of the time measurement, which is obtained by activating the blocking electromagnet with a signal from the lower photoelectric sensor at the end of the electronic counter operation. movable and lower bracket and bodies of upper and lower photoelectric sensors, guiding the grooves at the ends of the cross bars facilitates screwing the arms into the hubs of the cross. The use of phototransistors in place of photodiodes in photoelectric sensors increases their sensitivity, and the introduction in the electronic time meter of a system protecting against accidental start of counting time during the preparation of the device for measurement facilitates the operation of the device. eliminates the false counting of time at the rest position of the weights. The subject of the invention is shown in the drawing in an exemplary embodiment of the device, the front view of which is shown in Fig. 1, and in Fig. 2 - a side view. The device consists of a base 1, to which an electronic timer 2 is attached and a column 3 with supports: lower 4, middle 5f movable 6 and upper 7. On the central bracket 5 there is a cross 8 with a two-stage disc 9, constituting an Oberbeck pendulum and locking electromagnet 10 * The body of the upper photoelectric sensor is attached to the sliding movable bracket 6. The scales 12 are marked on the milled front surface of the column 3. The upper bracket 7 has an intermediate disc 13f through which nothing with the driving weight 14 is suspended. at one end, fixed with the other end to the two-stage pulley 9 # The lower bracket 4 is attached to the lower photoelectric sensor body 15 so that its optical axis coincides with the beginning of the scale 12, The distance of the driving weight 14 is set by means of the bracket movable unit 6. To accurately read the fall path of the driving weight 14 and fix it The position of the optical axis of the lower photoelectric sensor 15 at the beginning of the scale 12 in the bodies of both photoelectric sensors 11 and 15 are made exactly at the level of their optical axis by scratches in a contrasting color. The bodies of both sensors are fixed to the appropriate brackets so that the upper surfaces of the brackets of these brackets lie exactly at the level of the scratches made in the bodies. 145 503 3 The improvements introduced, resulting from the essence of the invention, significantly affect the accuracy of the distance measurement and The device for testing the Oberbeck pendulum, consisting of a base, an electronic time meter attached to it and a column with brackets, from which the lower photoelectric sensor body is mounted on the bottom, and on the middle - a cross with two ¬ a stepped disc and a locking electromagnet, and on the top - an intermediate disc, through which nothing is hung, loaded at one end with a driving weight, and at the other end attached to a two-stage disc, characterized by the fact that it is connected to the column (3) between the central support (5) and the upper bracket (7) is fastened with the a movable bracket (6), on which the upper photoelectric sensor body (11) is mounted, and in the bodies of both photoelectric sensors: upper (11) and lower (15) there are scratches in a contrasting color exactly at the level of the optical axes of these sensors, while the lower (A) and mobile (6) supports are fixed to the column (3) in such a way that the upper surfaces of the brackets of these brackets are at the level of the scratches in the bodies of the lower (15) and upper (11) photoelectric sensors, respectively, the scale (12) is preferably applied directly to the milled surface of the column (3) # Fig. 2 Fig. 1 EN