Учебный прибор по физики для демонстрации положения и состояния центра масс изолированной системы тел Советский патент 1974 года по МПК G09B23/08 

1

Известен учебный прибор по физике для демонстрации положения и состояния центра масс изолированной системы тел, содержащий два взаимодействующих тела.

Возможности этого прибора ограничены, так как он позволяет демонстрировать положение центра масс только при простейших затухающих колебательных движениях тел.

Цель изобретения - демонстрация положения и состояния центра масс изолированной системы тел при ее сложных колебательных движениях.

Это достигается тем, что одно из тел представляет собой горизонтально расположенную штангу со сменными грузами на ее концах, установленную с возможностью продольного перемещения, а второе - маятнпк, состоящий из стержня и сменного груза, закрепленного на конце последнего, при этом сте)ржень маятника шарнирно соединен со щтангой в точке, совпадающей с центром тяжести первого тела, и несет ползун с двумя симметрично расположенными отвесами, предназначенными для фиксации общего центра масс системы тел.

Прибор снабжен часовым механизмом, связанным с маятником, что обеспечивает получение длительных незатухающих колебательных движений системы.

На фиг. 1 изображен предлагаемый учебный прибор, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.

Прибор содержит горизонтально расположенную щтангу 1 со сменными грузами 2 на ее концах, установленную на роликах 3 или укрепленную на двух длинных нитях 4, маятник, состоящий из стержня 5, шарнирно соединенного со штангой в точке, совпадающей с центром ее тяжести, и сменного груза 6.

Стержень маятника несет ползун 7 с двумя симметрично расположеннымп отвесами 8, предназначенными для фиксации общего центра масс системы тел.

С целью обеспечения длительных незатухающих колебательных движений системы к стержню маятника прикреплен часовой механизм 9, частота крутильных колебаний которого соответствует частоте собственных колебаний маятника.

Для работы с прибором ползун 7 устанавливают в точке расположения центра масс системы, определяя ее экспериментально постепенным перемещением ползуна по стерл ню 5 до тех пор, пока отвес 8 не будет находиться в покое при раскачивании маятника.

Затем приводят в движение часовой механизм 9, что вызывает раскачивание маятника, который сообщает штанге 1 продольные колебания. Наблюдая за колебательными движениями частей прибора, а также за положением отвеса 8 при этих колебательных движениях, можно убедиться в том, что общий центр масс Взаимодействующих тел сохраняет одно и то же положение и состояние; внутренние силы системы не влияют на положение и состояние цент1ра масс; взаимодействующие тела всегда колеблются в противоположных фазах; частота колебательных движений взаимодействующих тел одинакова для обоих тел и не зависит от их массы, а амплитуды колебаний пропорциональны их массам. Предмет изобретения 1. Учебный прибор по физике для демонстрации положения и состояния центра масс изолизованной системы тел, содержащий два взаимодействующих тела, отличающийся тем, что, с целью демонстрации положения и состояния центра масс изолированной системы тел яри ее сложных колебательных движениях, одно из тел представляет собой горизонтально расположенную щтангу со сменными грузами на ее концах, установленную с возможностью продольного перемещения, а второе-маятник, состоящий из стержня и сменного груза, закрепленного на конце последнего, при этом стержень маятника щарпирно соединен со штангой в точке, совпадающей с центром тяжести первого тела, и несет ползун с двумя симметрично расположенными отвесами, иредназначенными для фиксации общего центра масс системы тел. 2. Прибор но п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения длительных незатухающих колебательных движений системы, он снабжен часовым механизмом, связанным с маятником.