Демонстрационный прибор по физике Советский патент 1992 года по МПК G09B23/06 

Изобретение относится к учебным приборам по физике и может быть использовано для демонстраций на лекциях по физике.

Известен прибор, содержащий стол, установленный с возможностью вращения, блок, нить, соединяющую стол и блок (Лабораторный практикум по физике/Под ред. К.А. Барсукова и др. - М.: ВШ, 1988, с. 29). Недостатком прибора является узость диапазона решаемых задач, низкая эффективность, связанные с потерями энергии на трение и невозможностью использовать калиброванную силу.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является демонстрационный прибор по физике, содержащий полое перфорированное основание, сообщенное с источником сжатого газа, тело, соединенное через блок и гибкую нить с регулируемым задатчиком нагрузки и средство регистрации параметров движения 1. Недостатком этого прибора является узкий диапазон решаемых задач, что является следствием конструкции прибора.

Цель изобретения - расширение диапазона решаемых задач за счет фиксации тела на столешнице и достижения возможности использования калиброванной силы.

Поставленная цель достигается тем, что демонстрационный прибор по физике, содержащий полое перфорированное основание, сообщенное с источником сжатого газа, тело, соединенное через блок и гибкую нить с регулируемым задатчиком нагрузки и средство регистрации параметров движения, согласно изобретению имеет установленную на основании с возможностью вращения столешницу с боковой стенкой, охватывающей боковую поверхность основания, в столешнице выполнены на одинаковом расстоянии от ее оси вращения отверстия, соосные соответствующим отверстиям основания, ось вращения блока выполнена полой с перфорацией и сообщена с источником сжатого газа, при этом тело

СО

с

,0ч

СЛ

Ј

установлено с возможностью фиксации на заданном расстоянии от оси вращения.

На фиг. 1 приказан прибор с частичным продольным разрезом; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Демонстрационный прибор по физике содержит столешницу 1, на которой установлено с возможностью фиксации тело 2. Столешница 1 охватыва§т боковой стенкой полое перфорированное основание 3, в ко- тором выполнены торцевые отверстия 4 и боковые отверстия 5 для выхода сжатого газа..подаваемого через трубу 6 во внутреннюю полость 7 основания 3. Блоки 8 (для удобства эксперимента может использо- ваться дополнительный блок) и 9 служат для изменения направления прикладываемой к столешнице силы. Столешница 1 и блок 8 соединены нитью 10. На периферии столешницы выполнены на одинаковом расстоя- нии от ее оси вращения отверстия 11 - для обеспечения стабильности вращения и исключения нежелательных поперечных оси колебаний. К нити 10 прикреплен груз 12 - задатчик нагрузки, обеспечивающий созда- ние калиброванной силы, поскольку ось вращения блока (блоков) выполнена полой и сообщена с источником сжатого газа, и блок вращается без трения. Средством регистрации параметров движения служат две щели 13, которые могут пропускать свет источника 14 к датчику 15.

Демонстрационный прибор по физике работает следующим образом.

Через трубу б подается газ. Столешни- ца 1 под действием воздушной подушки приподнимается, а под действием груза 12 приходит во вращение вокруг вертикальной

оси. Отверстия 11 во вращающейся столешнице обеспечивают отрицательную обратную связь и устойчивое вращение. Прибор позволяет проводить следующие демонстрации:

-анализ равноускоренного (при наличии груза 12) и равномерного (в его отсутствии и при начальном толчке) движения;

-проверка основного закона динамики вращательного движения (II закона Ньютона для вращательного движения);

-измерение момента инерции тела 2 методом сравнения и прямым методом;

-проверка теоремы Штейнера1

-анализ неравномерного движения (например, при наличии моментов сил вязкого трения).

Формула изобретения Демонстрационный прибор по физике, содержащий полое перфорированное основание сообщенное с источником сжатого газа, тело, соединенное через блок и гибкую нить с регулируемым задатчиком нагрузки, и средство регистрации параметров движения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач, он имеет установленную на основании с возможностью вращения столешницу с боковой стенкой, охватывающей боковую поверхность основания, в столешнице выполнены на одинаковом от ее оси вращения отверстия, соосные соответствующим отверстиям основания, ось вращения блока выполнена полой с перфорацией и сообщена с источником сжатого газа, при этом тело установлено на столешнице с возможностью фиксации на заданном расстоянии от оси вращения.

Сущность изобретения: прибор содержит полое перфорированное основание, сообщенное с источником сжатого газа. На основании установлено с возможностью вращения столешница. Боковая стенка столешницы охватывает боковую поверхность основания. В столешнице выполнены на одинаковом расстоянии от ее оси вращения отверстия, соосные с отверстиями основания. На столешнице установлено тело, соединенное через блок и гибкую нить с регулируемым задатчиком нагрузки. Ось блока выполнена полой с перфорацией и сообщена с источником сжатого газа. 2 ил.

Ф с 2 /

А-А

Фи2.2