Учебное устройство по физике Советский патент 1992 года по МПК G09B23/08 

Изобретение относится к учебным приборам по физике, в.частности к ... приборам для демонстрации отдельных положений механики.

Цель изобретения - улучшение условий демонстрации и повышение экономичности устройства.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - расположение отверстий в воздуховоде, цилиндре и планке на фиг. 3 - поперечное се- : чение устройства о

Устройство содержит основание-1 с укрепленным на нем воздуховодом -2, помещенным внутри вращающегося цилиндра 3, имеющего элелтропривод. Электропривод состоит из понижающе го редуктора и двигателя 5, с регулируемой скоростью вращения вала. Поверх цилиндра 3 расположена направляющая планка 6 для движения тела 7 скольжения. В планке 6, воздуховоде 2 и цилиндре 3 выполнены отверстия 8-10 Отверстия 8 в планке совпадают с отверстиями 9 в воздуховоде 2, Отверстия 10 в цилиндре 3 имеют удлиненную форму и расположены по винтовой линии. Такое выполнение отверстий обеспечивает при вращении цилиндра 3 бегущую вдоль воздуховода

м to

§

1

2 и направляющей планки 6 область совпадения отверстий 8-10 и следова- |тельно подачу воздуха только под те- 1ло 7 скольжения. Удлиненная форма отверстий в цилиндре нужна для непрерывной подачи воздуха под парящее тело 7 скольжения.

Для демонстрации равноускоренного

движения используют цилиндр с шагом винтовой линии, по которой расположены удлиненные отверстия, возрастающим по квадратичному закону. Для демонстрации равномерного движения при

15

меняют цилиндр с постоянным шагом вин-, товой линии.

Верхняя часть планки 6 и нижняя часть тела 7 скольжения для фиксации положения тела скольжения в поперечном направлении имеют треугольную п форму. Блок 11 с нитью 12 и чашкой 13 для грузов создает движущую силу телу 7. Штифты 1 на поверхности тела скольжения служат для изменения массы его путем укрепления на них 25 дополнительных масс. Через патрубок 15 подается от воздуходувки сжатый воздух в воздуховод 2.

Устройство работает следующим образом. .3

Устанавливают тело 7 скольжения на начало направляющей планки, подбирая массу тела скольжения установкой на штифты 1 дополнительных масс, а, устанавливая грузы на чашку 13, задают определенное расчетное значение ускорения движения тела 7 скольжения. Цилиндр 3 приводится во вращение с помощью двигателя 5 и редуктора Ц с такой скоростью, чтобы путь, проходимый телом 7 скольжения по планке 6, соответствовал продольному смещению области совпадения отверстий 10 в цилиндре с отверстиями 8 и 9 в направляющей планке и в воздуховоде. Шаг винтового расположения отверстий в цилиндре возрастает по квадратичному закону, чем обеспечена синхронная подача воздуха под тело скольжения ; при его равноускоренном движении. Синхронизация начала движения тела скольжения с вращением цилиндра получается автоматически, так как трение , между планкой и телом скольжения удер живает его на месте до момента прохож- , дения отверстий в цилиндре под телом ( скол ьжения, когда подача воздуха пере- водит его в парение,чем трением

3

4

4

и тело приходит в

/

5

но уменьшается движение.

При вращении цилиндра совпадение отверстий в воздуховоде, цилиндре и планке обеспечивает подачу воздуха только под парящее тело (тело скольжения),

Синхронизация движения тела скольжения с вращением цилиндра достигается изменением скорости вращения цилиндра и тем, что шаг винтовой линии расположения отверстий возрастает по квадратичному закону По отметкам на вращающемся цилиндре определяют путь, пройденный телом скольжения, и время его движения.

Для.эффективной и наглядной демонстрации законов механики нужно подбирать небольшие скорости и ускорения движения тел. Отсчет моментов времени можно призводить по метроному, совместить его стук с прохождением тела движения над поперечными метками на цилиндре.

Применение данного устройства позволяет увеличить наглядность и занимательность эксперимента. Учащиеся на опыте убеждаются в правильности второго закона Ньютона, что способствует приобретению глубоких знаний по механике, т.е. расширяются дидактические возможности устройства.,

Данное устройство можно изготовить в условиях школы.

Формула изобретения

1„ Учебное устройство по физике, .содержащее полый воздуховод с рядами отверстий в верхней части, тело скольжения и приспособление для приведения в движение тела скольжения,

отличающееся тем, что, с целью повышения удобства в пользовании и экономичности устройства, воздуховод помещен внутри связанного с электроприводом вращающегося цилиндра с отверстиями, имеющими удлиненную форму и расположенными по винтовой линии, а нар, цилиндром установлена направляющая планка с отверстиями, совпадающими с. отверстиями в воздуховоде, при этом тело скольжения расположено на планке. 2„ Устройство по п.. Т, о т л и - чающееся тем, что отверстия

51720071

расположены по винтовой линии с ша- расположены по винтовой линии с потом, возрастающим по квадратичному стоянным шагом.

закону..-Устройство по п. 1, о т л и3. Устройство по п. 1, о т л и - ( 5 чающееся тем, что электро- чающееся тем, что отверстия привод имеет регулятор оборотов.

Изобретение относится к учебным приборам по физике, в частности к приборам для демонстрации от-, дельных положений механики. Цель изобретения - улучшение условий демонстрации и повышение экономичности устройства. Учебное устройство содержит полый воздуховод с по меньшей мере четырьмя рядами отверстий в верхней части, по меньшей мере одно тело скольжения со штифтами и приспособление для приведения в движение тел скольжения. Воздуховод помещен внутри вращающегося цилиндра с отверстиями, поверх которого для движения тел скольжения располагается направляющая планка с отверстиями. Отверстия в воздуховоде и планке совпадают, а отверстие в цилиндре имеет удлиненную форму, перпендикулярную оси цилиндра, и расположены вдоль винтовой линии, шаг винтовой линии возрастает по квадратичному закону, цилиндр имеет привод с редуктором и регулятором оборотов, направляющая планка в верхней части имеет треугольную форму. На цилиндр нанесены отметки, позволяющие определить пройденный путь и время движения тель скольжения, при этом шаг винтовой линии постоянен, 3 з.п.ф-лы, 3 ил. I (Л с

Ф.иг.1.

W

3

.г

Г Г

Фие.2.

-ii

Фиг.З