Устройство для демонстрации законов динамики "Воздушная дорога с ЭВМ Советский патент 1991 года по МПК G09B23/06 

Изобретение относится к средствам обучения, в частности к наглядным средствам для демонстраций в физике, и может быть использовано при изучении разделов механики в средних и высших учебных заведениях.

Цель изобретения - расширение демонстрационных возможностей и повышение наглядности демонстрации.

На фиг. 1 приведена общая схема устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство содержит основание, установленную на нем с возможностью регулирования положения полую воздушную скамью 1 с равномерно перфорированной по длине верхней поверхностью Л-обра зно- го сечения, тележку 2 Л-образного сечения со сменными грузами, установленную на скамье, средство измерения пройденного тележкой расстояния, включающее репер 3, установленный на тележке, и держатель 4 с датчиками 5 положения тележки, установленный на основании, блок 6, связанный с

VJ

сл о

N) VI

основанием, нить 7, набор сменных калиб- рованны грузов 8, связанных нитью через блок с тележкой, регулируемый воздушный компрессор 9 с трубопроводом, электронно-вычислительную машину (ЭВМ) 10, интерфейс 11 для подключения датчиков 5 положения тележки к ЭВМ, телевизионный экран 12 для отображения обработанной информации, подключенный к ЭВМ. На фиг,

1и 2 показан воздушный поток 13, нагнетаемый компрессором 9.

Блок 6 содержит неподвижный полый корпус с кольцевой канавкой 14 V-образно- го сечения, поверхность которой перфорирована аналогично верхней поверхности скамьи 1, и тонкостенное кольцо 15 V-образ- ного сечения, выполненное из материала с малой плотностью и установленное с зазором в канавке корпуса. Нить-7 проведена через кольцо 15.

Компрессор 9 через трубопровод подключен к полым скамье 1 и корпусу блока 6. Средство измерения пройденного тележкой расстояния выполнено на базе фотодиодов.

Работа устройства показана на примере демонстрации II закона Ньютона.

Включается питание всего устройства. Компрессором 9 нагнетается поток воздуха по трубопроводу в воздушную скамью 1 и корпус блока 6. На скамью 1 устанавливают тележку 2 со сменными грузами. Воздушный поток 13, выходя через отверстия перфорированных поверхностей,- создает воздушные подушки между скамьей 1 и тележкой 2 и между корпусом и кольцом 15 блока 6, существенно снижая потери на трение в указанных парах скольжения.

Скамью 1 устанавливают таким образом, чтобы тележка 2 оставалась неподвижной.

Затем тележку 2 нитью 7 через блок 6 связывают с набором калиброванных грузов 8, прикладывая к ней, таким образом, постоянную калиброванную силу. Тележка

2отводится в крайнее положение (левое на

фиг. 1) и отпускается. Во время движения тележки 2 под действием постоянной силы средство измерения пройденного тележкой расстояния формирует временные импульсы, поступающие через интерфейс 11 в ЭВМ 10. Обработэнная информация с учетом масс тележки 2 и набора калиброванных грузов 8 выводится на телевизионный экран 12 в виде графиков и таблиц. Меняя массу

набора калиброванных грузов 8, повторяют опыт, демонстрируя, что ускорение тележки 2 прямо пропорционально прикладываемой к ней силе.

Аналогично демонстрируется эависимость ускорения от массы при постоянной иле. В этом случае набор калиброванных грузов 8 остается постоянным, а масса тележки 2 изменяется при помощи еесменных грузов.

Формула изобретения

Устройство для демонстрации законов динамики, содержащее основание, установленную на нем с возможностью регулирования положения полую воздушную скамью с

равномерно перфорированной по длине верхней поверхностью Л-образного сечения, установленную на скамье тележку Л- образного сечения со сменными грузами, регулируемый воздушный компрессор с

трубопроводом, подключенным к скамье, и средство измерения пройденного тележкой расстояния, отличающееся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей и повышения наглядности

демонстрации, оно содержит установленный на основании блок, состоящий из подключенного к трубопроводу полого корпуса с кольцевой канавкой V-образного сечения, поверхность которой перфорирована аналогично верхней поверхности скамьи, и тонкостенного кольца V-образного сечения, выполненного из материала с малой плотностью и установленного с зазором в канавке корпуса, нить и калиброванные грузы, связанные нитью через блок с тележкой.

аднн

еЭТРЬ d5T

-...л......-.....

vVVvv

з гi

еЭТРЬ d5T

..л......-.....

оу

Изобретение относится к демонстрационным устройствам и может быть использовано в курсе физики при изучении разделов механики в средних и высших учебных заведениях. Цель изобретения - расширение де- монстрационных возможностей и повышение наглядности демонстрации. Устройство содержит основание, на котором установлена полая воздушная скамья с регулируемым положением. Верхняя Поверхность скамьи имеет Л-образное сечение и выполнена равномерно перфорированной вдоль всей длины. На скамье установлена тележка Л-образного сечения со сменными калиброванными грузами. С основанием связан блок, состоящий из неподвижного полого корпуса с кольцевой канавкой V-об- разного сечения и тонкостенного кольца V- образного сечения, установленного с зазором в канавке корпуса. Поверхность канавки корпуса перфорирована аналогично верхней поверхности скамьи. К скамье и корпусу блока через трубопровод подключен регулируемый воздушный компрессор. Тележка связана нитью через блок с набором калиброванных грузов. Устройство снабжено также электронно-вычислитель- ной машиной с интерфейсом и телевизионным экраном и средством измерения расстояния, включающим и датчики положения тележки, подключенные к интерфейсу. 3 ил. ел с

А-А

13