SU1020857A1 - Учебный прибор по физике - Google Patents

Description

.Изобретение относитс  .к учебному Оборудованию и может быть использовано в лекци х по физике н высших и средних специальных учебных заведени х .

Наиболее близким по технической .сущности к предлагаемому  вл етс  учебный прибор по физике дл  демонстрации положени  центра масс изолированной системы тел, содержащий установленные на корпусе направл ющие и расположенные на них два подвижных тела с пусковым устройством, одно из которых выполнено в виде кареткиС1 .

Однако известный прибор характеризуетс  недостаточной нагл дностью демонстрации положени  центра масс изолированной системы тел.

Цель изобретени  - повышение нагл дности демонстрации положени  центра масс изолированной системы тел путем визуализации положени  центра масс системы двух подвижных тел.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что учебный прибор по физике дл  демонстрации положени  центра масс изолированной системы тел, содержасшй установленные на корпусе направл ющие и расположенные на них два подвижных тела с пусковым устройством , одно из которых выполнено в виде каретки, имеет индикационное устройство, состо щее из расположенHIJX в параллельных плоскост х вертикальной планки и двух наклонных пл.анок с фиксаторами углового положени  второе подвижное тело состоит из расположенных по {Разные стороны от первого подвижного тела двух кареток с одинаковой массой и П-образной штанги , один конец которой соединен с одной из кареток шарниром Гука, а другой конец соединен с второй кареткой cфepичec {им шарниром, при этом вертикал ьна  планка установлена подвижно на корпусе перед направл ющими , одна из наклонных планок расположена между штангой и вертикальной планкой, а друга  - между штангой и первой наклонной планкой, причем кажда  из наклонных планок шарнирно соединена соответственно с первым подвижным телом и со штангой в точка лежащих на Лини х пересечени  поперечных вертикальных плоскостей симметрии подвижных тел и горизонтальной плоскости, проход щей через ось штанги.

На фиг.1 изображен учебный прибор дл  демонстрации положени  центра масс изолированной системы тел, общий ВИД; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; ,на фиг.З - схема расположени  планок при т 2т

Учебный прибор содержит закрепленные на корпусе 1 по.пые газостатические направл ющие 2, на которых установлены две каретки 3 и 4, подвижно св занные со стойками трубчатой П-образной штанги 5 посредством соответственно двух вращательных пар б и 7, образующих шарнир Гука, и сферического шарнира 8. Каретки 3 и 4 со штангой 5 образуют одно тело с массой т.

Между каретками 3 и 4 расположена каретка 9 с массой т„, снабженна  пусковым устройством, взаимодействующим с кареткой 3.

При демонстраци х массы m и т могут быть равными или вз тыми в каком-либо заданном состо нии, наприме ш 2т2 .

В качестве пускового устройства может использоватьс , например, устройство , содержащее регулируемый по положению шток 10, наход щийс  б храповом зацеплении с одним из плеч рычага 11, другое плечо которого опираетс  на толкате.пь 12 пневмопривода 13. На каретках 3 и 4 закреплены силовые аккумулирующие элементы 14 и 15 в виде одинаковых цилиндрических упругих элементов из стальной полосы.

Кроме того, учебный прибор имеет индикационное устройство, состо щее из передвижной -планки 16, св занной с корпусом 1, и двух наклонных планок 17 и 18, центры которых совмещены с проекци ми центров масс т. и т„ на ось штанги 5.

Планка 17 шарнирно соединена с кронштейном 19, установленным на штаге 5 в плоскости .симметрии системы кареток 3 и 4 и штанги 5. Планка 18 шарнирно соединена со стойкой 20, установленной на каретке 9. Планки 17 и 18 могут быть зафиксированы в различных угловых положени х с помощью винтов 21 и 22 соответственно. Планки 16-18 должны быть расположены в различных плоскост х на рассто нии одна от другой и окрашены в  ркие цвета.

Учебный прибор работает следующим образсж.

В случае равенства масс т и mj предварительно устанавливают планки 17 и 18 под одинаковыми углами к оси штацги 5 в противоположных напралени х . Шток 10 ввод т в зацеплениес рычагом 11 с обеспечением заданной деформации упругого элемента 14. Пос .пе этого с помощью планки 16 фиксируют исходное положение центра масс т и т, путем совмещени  ее с точкой пересечени  планок 17 и 18, проекци  которой на ось штанги 5 находитс  посередине между центрами масс т и т2 т.е. 3 Sj.

При подаче сжатого воздуха срабатывает пусковое устройство, шток 10 выходит из зацеплени  с рычагом 11, масс%1 m и действием упругого элемента 14 начинают двигатьс  на в душной подушке по направл ющим 2 с равными противоположно направленным скорост ми 7 и Vg до столкновени  каре«ки 9 с упругим элементом 1 после .чего Направление скоростей движени  масс т и т„ мен етс  на противоположное. Возвратно-поступательное движение масс т и mg продолжаетс  до полного затухани . При этом точка пересечени  планок 17 и 18 перемещаетс  вдоль вертикальной „планки 16/ демонстриру  неизменное среднее положение центра масс friQ относительно с ихбдного положени В случае, когда массы т и т нахОд тс  в соотнс дении, например, т 2 т, одну из планок, например 18, фиксируют под углом, при котором проекци  точки пересечени  планок 17 и 18 на ось штанги 5 делит отрезок между центрами масс т и nig в соотно-; 5,-15. Последующа  подготовка и реализаци  демонстрации осуществл етс  аналогично вышеописанному. В этом варианте демонстрации точка пересечени  планок 17 и 18 также перемещаетс  вдоль вертикс1льной планки 16, демонстриру  неизменное относительно исходного положение центра масс т и . Предлагаемый прибор позвол ет повысить нагл дность демонстрации положени  центра масс изолированной системы тел, благодар  наличию простого индикационного устройства, по эвол ющего визуализировать положение .центра масс системы двух подвижных тел.

Claims (1)

1. УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ для демонстрации положения центра масс изолированной системы тел, содержащий установленные на корпусе направляющие и расположенные на них два подвижныхтела с пусковым устройством, одно из которых выполнено в виде каретки, о тли ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения наглядности демонстрации положения центра масс изолированной системы тел путем визуализации положения центра масс системы двух подвижных тел, он имеет индикационное устройство, состоящее из расположенных в параллельных плоскостях вертикальной планки и двух наклонных планок с фиксаторами углового положения, второе подвижное тело состоит из расположенных по разные стороны от первого подвижного тела двух кареток с одинаковой массой и П-образной штанги, один конец которой соединен с одной из кареток шарниром Гука, а другой конец соединен с второй кареткой сферическим шарниром, при этом вертикальная планка установлена подвижно на корпусе перед направляющими, одна из наклонных планок расположена между штангой и вертикальной планкой, а другая - между штангой и первой наклон- § ной планкой, причем· каждая из наклонных планок шарнирно соединена соответ ственно с первым подвижным телом и со штангой в точках, лежащих на линиях пересечения поперечных вертикальных плоскостей симметрии подвижных тел и горизонтальной плоскости, проходящей через ось штанги.