Учебный прибор по физике Советский патент 1983 года по МПК G09B23/06 

Изобретение относятся к учебным приборам и наглядным пособиям и пред назначено для наглядной демонстрации эффекта передачи энергии при упругом ударе при чтении лекций по курсу физики. Известен учебный прибор по физике содержащий основание, вертикальные стойки, соединенные горизонтальными планками с подвешенными на них с помощью параллельных бифилярных подвесов шаровыми грузами lj . Недостатком известного прибора яв ляется низкая наглядность обучения, так как демонстрируемые явления контролируются лишь органолептически. Цель изобретения - повышение наглядности демонстрации эффекта передачи энергии при упругом ударе. Поставленная цель достигается тем что учебный прибор по физике, содер)к:ащий основание, вертикальные стойки соединенНЕ е горизонтальными планкагли с подвершенными на них с помощью па-раллельных бифилярных подвесов шаровыми грузами, имеет вертикальную пластину, установленную с возможностью поперечного перемещения между горизонтальными планками и соединенную с одним из KOHtj,o3 подвесотг проме жуточных шаровых грузов, равный по длине суммарному диаметру и суммарно му весу промежуточных грузов, дополнительный груз с двумя бифилярг-ым --: . подвесами, один конец каждого из которых соединен с планкаг, а другой с вертикальной пластиной, и регистра тор числа колебаний грузов, при этом подвес, и грузы выполнены из токопро водящего материала и эле1стрически связаны с регистратором. На фиг.1 изобразкен учебный прлбор по физике, общий вид; на фиг.2 и 3 - то , вид сбоку при омене грузовf на фиг,4 - принципиальная электрическая схема. учебный прибор имеет основание 1, вертикальные стойки 2, соединенные параллельными горизонтальными планками 3 с двумя прперечныгли направляющими 4, на которых укреплена подвижно продольная вертикгшьная пластина 5, На планках 3 и пластине 5подвешены бифилярно с помощью токопроводящих параллельных ;подвесов 6шаровые грузы 7 и сплошной груз 8, Сплошной груз 8, по массе равен масс всех промежуточных шаровых грузов кроме двух крайних, а по длине сумме их диаметров. Подвижная вертикальная пластина 5 установлена на поперечных направляющих 4 с возможностью перемещения между горизонтгить ными планками 3, К ней закреплены противоположные концы подвесов разно полярных грузов кроме двух крайних грузов. Все подвесы 6 выполнены токо проводящими и вместе с грузами 7 и 8 включены в элёктросхему регистратора числа колебаний грузов, который содержит два электромагнитных реле Р1 и Р2, электромагнитный счетчик СЧ и выключатель ВК. При этом реле Р1 выполнено с запаздыванием по отнаиению к реле Р2, одни концы обмотки реле подключены к одному полюсу источника питания через нормально замкнутые контакты сосёдних реле, а другие концы к токоподводящим подвесам крайних шаровых 1рузов соответственно, остальные шаровые грузы посредством своих токопроводящих подвесов подключены к другогУ полюсу источника питания, а счетчик присоединен параллельно к источнику питания через нормально разомкнутый контакт первого реле. Прибор работает следующим образом. В первом опыте демонстрируется взаимодействие шаровых грузов 7, а сплошной груз 8 находится на основании 1, npis включении выключателя ВК напряжение подводится к обоим реле Р1 и Р2 через нормально замкнутые контакты противоположных реле, но так как реле Р1 выполнено с запаздыванием, то срабатывает сначала реле Р2 и своим нормально замкнутым контактом Р2 размыкает цепь питания реле Р1. После это1о один из крайних грузов 7, например, связанный с реле Р1, отводят на некоторый угол (не показано) и отпускают. Освобожденный груз 7 ударяет по оста.пьным шарам. Происходит превращение потенциальной энергии поднятого груза 7, обусловленной сллой тяжести,, в кинетичес.сую энергию, а зате; - центральную энергию упругой деформации соударяю1аихся шаровых грузов. Под действием сил упругости.последний деформированный шаровой груз 7, св5{занный |с реле Р2, приобретает скорость и отклоняется на угол не показгшо . При этом энергия упругой деформации превращается в кинетическую энергию подвижного шарового груза 7. В это время разрывается цепь реле Р2 и через его нормально замкнутый 1сонтакт подается питание на реле Р1, которое срабатывает. Через нормально разомкнутый контакт реле Р1 подается питание на счетчик СЧ. При отклонении на угол скорость шарика под действием силы Тяжести уменьшае1ся и его кинетическая энергия .-превращается в потенциальную. При возвращении груза 7 в вертикальное положение и пр.чкосновении к цепочке остальных шаровых грузов 7 вновь отклоняется на угол крайний груз, связанный с реле Р1. Через нормально замкнутый контакт реле Р1 подается питание на реле Р2, а нормально разомкнутый контактом реле Р1 разрывается цепь подачн питания на счетчик СЧ, В результате отклонений крайних грузов 7 стрелка счетчика устанавливается на цифр 1i После ряда таких отклонений грузов 7 их колебания прекращаются. Счетчиком фиксиру;ется полное число колебаний в данном опыте, после чего его показания сбрасываются . Во втором опыте демонстрируется взаимодействие двух крайних шаровых грузов 7 со сплошным грузом 8, Для этого пластину 5 перемещают в другое крайнее положение. При этом шаровые грузы 7/кроме двух крайних, опускаются, а груз 8 поднимается и устанавливается на их место. Затем включается выключатель ВК и этим подается пмтание на электросхе прибора.После этого груз 7, связанный с реле Р1, отводят на тот же угол аналогично первому опыту и отпускают. Происходит ряд соударений крайних грузов 7 с грузом 8, фиксируемых счетчиком СЧ, В данном опыте ввиду изменения эффекта передачи энергии фиксируется меньшее число колебаний, фиксируемое счетчиком. Это связано с teM, что для грузов, разных по массе, скорости обратно пропорциональны соудсцряквдимся массам. Использование прибора в учебном процессе позволяет объективно и, следовательно, более наглядно оце1шть эффект передачи энергии при упругом ударе в зависимости от масс соударяк)щихся грузов.

УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ, содержащий основание, вертикальные стойки, соединенные горизонтальными планками с.подвеменными на них с помощью параллельных бифилярных подвесов шаровыми грузами, отличающийся тем, что, с целью повышения наглядности демонстрации эффекта передачи энергии при упругом ударе, он имеет вертикальную пластину , установленную с возможностью поперечного перемещения между горизонтальными планками и соединенную с одним из концов подвесов промежуточных шаровых грузов, равный по длине суммарному диаметру и суммарному весу промежуточных грузов дополнительный груз с двумя бифилярными подвесами, один конец каждого из которых соединен с планкаАб, а другой - с вертикальной пластиной, и регистратор числа колебаний грузов, при этом подвесы и грузы выполнены из токопроводяшего материала и электрически соединены с регистратором. i Л О1 СП Ь: