Учебный прибор по физике Советский патент 1979 года по МПК G09B23/06 

(54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ

1

Известен учебный прибор по физике, содержащий установленный на приводном валу стол и смонтированные на столе два связанных бесконечной лентой шкива, один из которых закреплен на валу электродвигателя 1. Однако указанный прибор не позволяет наглядно демонстрировать действие сил Кориолиса.

С целью обеспечения возможности демонстрации действия сил Кориолиса предлагаемый прибор имеет стойку со стопором и кронштейн, один конец которого свободно установлен в стойке соосно с валом электродвигателя, а в другом закреплена ось второго шкива.

На чертеже изображен предлагаемый прибор.

В основании I учебного прибора установлен вертикальный приводной вал 2, соединенный с по.мощью шестерен 3 и 4, с электродвигателем 5. Поворотный стол 6 жестко соединен с приводным валом 2. На поворотном столе 6 установлен электродвигатель 7, стойка 8 со стопором 9 и кронштейном 10. На оси электродвигателя 7 закреплен ведущий шкив 11, на кронштейне 10 установлен ведомый шкив 12. Оба шкива соединены бесконечной лентой 13. Кронштейн 10 установлен в стойке 8 с возможностью поворота вместе со шкивом 12 и лентой 13.

Для де.монстрации Кориолисова ускорения кронштейн 10 со шкивами 11 и 12 и

лентой 13 устанавливают в горизонтальное положение. Оставляя стол 6 неподвижным, приводят шкивы во вращение, включив для этого электродвигатель 7. В результате этого лента 13 перемещается вдоль стола с некоторой скоростью V. Перемещение ленты в этом случае происходит строго в вертикальной плоскости шкивов 11 и 12. Затем столу 6 сообщают вращение вокруг вертикальной оси при помощи двигателя 5 с угловой скоростью иг. Ветви ленты изгибаются в горизонтальной плоскости, причем во взаимно противоположных направлениях, демонстрируя направление и величину поворотного ускорения. В силу присущей массам ленты инерции, стремясь сократить свое прежнее направление движения, они начинают отклоняться от вертикальной плоскости вращения шкивов, вытягивая ленту в горизонтальной плоскости.

Затем изменяют направление вращения шкивов или стола 6. В этом случае сразу

же изменяется направление поворотного ускорения отдельных частиц ленты, и поэтому происходит изменение направления изгиба ветвей ленты.

Ускорение Кориолиса отсутствует в том случае, когда вектор относительной скорости направлен параллельно оси переносного вращения (а О, а 180°).

Для демонстрации зависимости Кориолисова ускорения от величины угла между векторами относительной скорости V и вектором угловой скорости ш переносного движения шкивы 11 и 12 с лентой 13 и кронштейном 10 устанавливают в крайнее вертикальное или промежуточное положение. В этом случае прогиб ветвей ленты порождается действием лишь центробежных сил, и обе ветви ленты получают изгиб в одном и том же направлении, так как они смещены относительно вертикальной оси в одном и том

же направлении и на одну и ту же величину.

Формула изобретения

Учебный прибор по физике, содержащий установленный на приводном валу стол и смонтированные на столе два связанных бесконечной лентой щкива, один из которых закреплен на валу электродвигателя, отличающийся тем, что, с целью обеспечения демонстрации действия сил Кориолиса, он имеет стойку со стопором и кронштейн, один конец которого свободно установлен в стойке соосно с валом электродвигателя, а в другом закреплена ось второго шкива.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Павлов В. А. Гироскопический эффект, его проявления и использование. Л., 1972, с. 38-39.