Учебный прибор для демонстрации гармонических колебаний Советский патент 1981 года по МПК G09B23/06 

(54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Г

Изобретение относится к учебным пособиям по теоретической механике и физике и может быть использовано для наглядной демонстрации большим группам учащихся связи между прямолинейными гармоническими колебаниями материальной точки в среде без сопротивле ния и с сопротивлением и проекцией перемещения точки на диаметр окружности по которой она перемещается.

Наиболее близким к предлагаемому является учебный прибор для.демонстрации гармонических колебаний, содержащий установленную на основании стойку с консолью, подвешенную на консоли пружину с грузом, векторный указатель положения груза, закрепленный на вашу электродвигателя и световой индикатор колебаний груза 1.

Недостатком прибора является низкая наглядность демонстрации, невозможность демонстрации влияния вязкости сферы на характер гармонических колебаний.

Цель изобретения - повыпение наглядности демонстрации.

Указанная цель достигается тем; что учебный прибор для демонстрации гармонических колебаний, содержащий

Установленную на основании стойку с консолью, подвешенную на консоли пружину с грузом, векторный указатель положения груза, закрепленный на валу электродвигателя и световой индикатор колебаний груза, согласно изобретению имеет полый прозрачный цилиндр, установленный на основании, при этом основание имеет расположен10ное под цилиндром отверстие с зас- . лонкой для перекрывания его, световой индикатор состоит из подвижно установленных на стойке световых элементов с контактами, расположенными

15 симметрично вала и закрепленного на валу электродвигателя, кулачка, взаимодействующего с контактами, при этом груз расположен в цилиндре.

На фиг. 1 изображен учебный при20бор для демонстрации гармонических колебаний, общий вид; на фиг. 2 электрическая схема прибора.

Учебный прибор для демонстрации гармонических колебаний содержит ос25нование 1 с установленными на нем СТОЙКОЙ 2 с консолью и полым прозрачным цилиндром 3, подвешенную на консоли пружину 4 с грузом 5. На стойке 2 на уровне груза Б установ30лен электродвигатель б, на валу которого закреплен векторный указатель 7 положения груза 5 и световой индикатор 8 колебаний груза 5, состоящий из подвижно установленных в продольном пазу.стойки 2 световых элементов Л1 и Л2 с контактами 1 КС и 2 КС г расположенными симметрично OTI иосительно оси электродвигателя б и закрепленного на валу электродвигателя кулачка 9, взаимодействующего с контактами.

Основание 1 имеет расположенное под цилиндром 3 отверстие с заслонкой 10 для перекрывания его4 Через пружину 4 и стойку 2 пропущена капроновая нить 11, соединенная с грузом 5.

Учебный прибор для демонстрации гармонических колебаний работает следующим 6бра1зом,

При полностью огкрытой заслонке 10 с помощью нити 11 смещают груз 5 из положения равновесия в верхнее крайнее положение и отпускают нить. Груз 5 начинает совершать прямолинейные гармонические колебания. Затем с помощью переменного сопротивления R подают питание на электродвигатель 7 и визуально подбирают скорость вращения векторного указателя 7 таким образом, чтобы мрменты нахождения груза 5 в крайних положениях полностью совпадали с моментами: зажигания светового индикатора 8. Эти моменты соответствуют замыканию контактов 1 КС и 2 КС кулачком установленным на оси электродвигателя б. Этим демонстрируется, что величина размаха груза 5 меняется п тому же гармоническому закону, что и проекция перемещения точки на вертикальный диаметр окружности, по которой .она перемещается. Для визуального наблюдения характера гармонических колебаний в среде с мальм сопротивлением заслонкой 10 прикрывют подпоршневую часть цилиндра 3, оставляя зазор, которому соответствует определенный коэффициент сопрЬтивления. Снова выводят груз 5 из, равновесия и подбиргиот обороты двигателя 6. В этом случае ё№ Ш1Итуда движения груза 5 будет, уменьшаться, а период остается постоянный, но - больший период в среде без сопротивления. Для большей наглядности световые элементы светового индикатора 8 перемещают на стойке 2 ближе к векторному указателю 7.

Новая конструкция учебного прибора позволяет с большей наглядностью и удобством демонстрировать связь между прямолинейными гармоническими колебаниями материальной точки и проекцией перемещения точки

5 по диаметру окружности, пс которой она перемещается.

Формула изобретения

0 Учебный прибор для демонстрации гармонических колебаний, содержащий установленную на основании стойку с консолью, подвешенную на консоли пружину с грузом, ве.кторный указатель положения груза, закрепленный на валу электродвигателя, и световой индикатор колебаний груза, о т л ич ающи и ся тем, что, с целью повышения наглядности демонстрации,он

Q. имеет полый прозрачный цилиндр,уста. новленный на основании,при этом основание имеет расположенное под цилиндром отверстие с заслонкой для перекрывания его,световой индикатор состоит иэ подвижно устновлениых на стойке световых элементов с контактами, расположенными симметрично валу и закрепленного, на валу электродвигателя кулачка, взаимодействующего с контактами, при этом груз расположен

0 в цилиндре.. в

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

II

Ki