Демонстрационный прибор по механике Советский патент 1984 года по МПК G09B23/08 G09B23/10 

Изобретение относится к учебным пособиям, преимущественно по курсу теоретической механики и курсу физики. Известен демонстрационный прибор по механике, содержащий смонтирован ную в вертикальной стойке горизонтально на подпятнике двуплечую направляющую со свободно установленными на ее плечах физическими телами и закрепленными на концах плеч ограничителями перемещений тел, дер жатель тел со средством их освобождения и упругие аккумуляторы энергии для перемещения тел, размещенны между осью вращения направляющей и связанными с ними телами Cl3Недостатком известного прибора является то, что он имеет ограничен ные демонстрационные возможности, так как не позволяет демонстрировать действие кориолисовой силы на совершающие сложное движение матери альные объекты. Цель изобретения - расширение де монстрационных возможностей прибора Для достижения цели в демонстра ионном приборе по механике, содержащем смонтированную в вертикальной стойке горизонтально на подпятнике двуплечую направляющую со свободно установленными на ее плечах физическими телами и закрепленными на кон цах плеч ограничителями перемещений тел, держатель тел со средством их освобождения и упругие аккумуляторы энергии для перемещения тел, размещенные между осью вращения направляющей и связанными с ними телами, каждое тело имеет средство для регистрации действия кориолисовой силы, состоящее из двух грузиков и их фиксатора, выполненного в виде вилки, закрепленной на подпятнике средней частью, со свободными концами, расположенными вдоль направляющей, в Кс1ждом теле выполнены радиально два открытых с периферии те ла горизонтальных канала и соосные свободным концам вилки отверстия, каждое из которых выполнено смежным с одним из каналов, при этом каждый грузик свободно установлен в одном из каналов, а свободные концы вилки пропущены через отверстия и связаны с грузиками. На фиг. 1 изображен прибор, общи ВИД} на фиг. 2 - вариант конструкти ного выполнения средства освобождения физических тел. Конструктивно прибор выполнен из вертикальной стойки 1 с треногой 2 в основании и шарикоподшипником 3 на верхнем ее конце, подпятника 4, выполненного за одно целое с двупле чей направляющей 5 и смонтированного на шарикоподшипнике 3, физически тел, выполненный и виде свободно установленных на плечах направляющей 5 дисков 6. Для ограничения перемещений дисков 6 по плечам направляющей 5 на концах плеч закреплены ограничители 7. Для перемещения дисков 6 без проворота направляющая 5 имеет паз 8, в который входит шпонка 9 диска 6. Аккумуляторы энергии представляют собой цилиндрические пружины 10 сжатия, расположенные между вертикальным торцом 11 подпятника 4 и соответствующим диском 6 соосно с направляющей 5. Перед демонстрацией пружины 10 сжаты. Сжатое положение пружин поддерживается нитями 12 через диски 6, на которых они одним концом закреплены. Свободные петлеобразные концы 13 нитей 12 взаимодействуют со средством освобождения дисков, которое состоит из коромысла 14, направляющей втулки 15, кронштейна 16. Коромысло 14 смонтировано на подпятнике 4 между дисками б посредством кронштейна 16 вертикально средней частью в направляющей втулке 15 и имеет возможность свободно перемещаться по вертикальной оси втулки. 6 начальный момент от проворота во втулке 15 коромысло 14 удерживается за счет упора 17 во втулке 15, а нити .наброшены на свободные концы коромысла, ориентированного под углом к направляющей 5. Приводом для вертикального перемещения коромысла 14 служит кулачок 18, закрепленный по радиусу на поворотном зубчатом колесре 19. Зубчатое колесо 13 монтируется на подпятнике под втулкой и связано зубчатым зацеплением с неподвижным зубчатым колесом 20 верхнего конца стойки 1. Средняя часть коромысла 14для взаимодействия его с кулачком и установки в направляющей втулке 15имеет стержневой хвостовик 21, конец которого лежит на траектории перемещения кулачка 18. В каждом диске выполнены радиально два открытых с периферии 22 дисков горизонтальных канала 23. В каждом канале размещен грузик 24 средства регистрации кориолисовой силы. Грузики в каждом диске удерживаются вилкой 25, средняя часть которой закреплена на подпятнике 4, а свободные концы 26 ее располагаются вдоль направляющей 5, Соосно свободным концам вилки в каждом Диске б выполнены отверстия 27, через которые пропушены концы вилок 26(Взаимодействующие с торцом грузиков 24 за счет выполнения смежными отверстия 27 и канала 23, Демонстрация производится следующим образом. Направляющей 5 сообщают угловую скорость tc , которая для контраста

динамического эффекта выбирается большой.

Вращение направляющей 5 вместе с подпятником 4 вызывает обкатывание зубчатого колеса 19 по неподвижному колесу 20 стойки. Угловое перемещение кулачка 18, вызванное обкатыванием зубчатого нолеса 19, обеспечивает его взаимодействие с концом хвостовика 21 «вредней части коромысла. Вертикальное перемещение коромыс ла 14 с хвостовиком 21 во втулке 15 вызывает освобождение, коромысла 14 от упора 17. Получив возможность вра щаться во втулке 15, коромысло про. ворачивается. В зтот момент петле|образные концы 13 нитей 12 сходят с концов коромысла, диски 6 под действием упругой силы разжимаю(аихся пружин 10 и центробежной силы начинают двигаться горизонтально по направляющей 5.

Расположенные вдоль направляющей 5 свободные концы 26 вилки 25 при движении дисков 6 проскальэывают по торцу грузиков 24, освобождая их для перемещения в канале 23 под действием кориолисовой силы.

0

По характеру траектории и направлению выхода грузиков судят о существующих закономерностях действия .кориолисовой силы.

Изобретение позволяет эффективно

5 вести процесс обучения 6onbuiix груг обучаемых.

ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ ПРИБОР ПО МЕХАНИКЕ, содержащий смонтированную в вертикальной стойке горизонтально на подпятнике двуплечую поворотную направляющую со свободно установленными на ее плечах физическими телами и закрепленными на концах плеч ограничителями перемещений тел, держатель тел со средством .их освобождения и упругие аккумуляторы энергии для перемещения тел, размещенные между осью вращения гг е 1э w направляющей и связанными с ними телами, отличающий ся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей, каждое тело имеет средство для регистрации действия кориолисовой силы, состоящее -из двух грузиков и их фиксатора, вытесненного в виде вилки, закрепленной на подпятнике средней частью, со свободными концами, расположенны1и1И вдоль направляющей, в каждом теле выполнены радиально два открытых с периферии тела горизонтальных канала и соосные свободным концам вилки отверстия, каждое из которых выполнено смежным с одним из каналов, при этом каждый грузик i свободно установлен в одном из кана(Л лов, а свободные концы вилки пропуще ны через отверстия и связаны с грузиками. ел ю со со Фиг.