Учебный прибор по физике Советский патент 1982 года по МПК G09B23/06 

(54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ

1

Изобретение относится к учебным наглядным пособиям и может быть использовано, в частности, для демонстрации силы Кориолиса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является учебный прибор по физике, содержащий рычаг, установленный на валу привода, и связанное с осью рычага средство для визуальной регистрации направления действия силы Кориолиса 1.

Однако этот прибор не обеспечивает достатоную наглядность демонстрации.

Цель изобретения - повыщение наглядности демонстрации.

Указанная цель достигается тем, что средством для визуальной регистрации направления действия силы Кориолиса состоит из корпуса, выполненного из двух частей, одна из которых имеет форму цилиндра, а другая - форму усеченного конуса, трубок, расположенных на внешней поверхности корпуса, и шариков, размещенных в трубках.

На фиг. 1 изображен учебный прибор по физике, общий вид; на фиг. 2 - то же вид сверху.

Прибор содержит рычаг 1, установленный на валу привода 2, и связанное с осью рычага средство для визуальной регистрации направления действия силы Кориолиса, состоящее из корпуса выполненного из двух частей, одна из которых имеет форму цилиндра 3, а другая - форму усеченного конуса 4, и включающего диск 5 на оси 6, закрепленной на рычаге 1. На диске 5 закреплены трубки 7, в которых размещены шарики 8. Трубки снабжены заслонками 9, для открывания которых смонтирован при10вод 10. Прибор крепят к столу с помощью струпцины 11.

Учебный прибор работает следующим образом.

Перед демонстрацией действия силы Ко15 риолиса все щарики 8 размещаются в верхней части трубок 7. Эта операция выполняется путем снятия диска 5 с оси 6 и переворачивания его, в результате чего все щарики перемещаются в направлении оси диска. В этом положении щарики фиксируются

20 с помощью заслонки 9. Затем устанавливают диск 5 на оси 6, включают привод 2 и раскручивают рычаг 1 до угловой скорости UJ . Диск 5 относительно рычага I вращается с той же угловой скоростью, но направленной в противоположную сторону, так как величина трения диска 5 относительно оси 6 практически равна нулю. Относительно внешнего наблюдателя диск, не меняя своего положения относительно частей света, совершает вращательные движения вокруг оси враш,ения рычага 1. Когда процесс разгона прекращается и рычаг врашается с постоянной скоростью w, с помощью привода 10 открывают заслонки 9 и щарики устремляются вниз по трубкам 7. На тела, перемещаемые со скоростью Vz в системе, вращающейся с угловой скоростью и/, действует сила Кориолиса, заставляя отклоняться их в сторону, определяемую вектором пр оизведения вектора радиальной скорости V2 на вектор угловой скорости us . Следовательно, диск начнет вращаться под действием силы Кориолиса. Если диск 5 до включения привода 2 раскрутить в сторону, противоположную той, в которую он раскручивается силой Кориолиса при перемещении шариков, то возникшая при перемещении щариков сила Кориолиса остановит вращение диска 5 и раскрутит его в противоположную сторону. При изменении направления вращения рычага сила Кориолиса, а следовательно, и направление вращения диска 5 после перемещения щариков изменится на противоположное. Зная массу щариков, скорость их радиального перемещения и величину угловой скорости вращения рычага, по форму F 2m.

Фиг.1 YZ t sin(Vj uJ ) можно определить силу Кориолиса, действующую на диск 5. Зная массу диска 5 с шариками и время действия силы Кориолиса, можно определить угловую скорость вращения диска 5 под действием силы Кориолиса. Предлагаемый демонстрационный прибор по физике обеспечивает наглядность процесса. Эксперименты, проведенные на нем, доказывают наличие положительного эффекта в сравнении с известным устройством. Формула изобретения Учебный прибор по физике, содержащий рычаг, установленный на валу привода, и связанное с осью рычага средство для визуальной регистрации направления действия силы Кориолиса, отличаюш,ийся тем, что, с целью повышения наглядности демонстрации, средство для визуальной регистрации направления действия силы Кориолиса состоит из корпуса, выполненного из двух частей, одна из которых имеет форму цилиндра, а другая - форму усеченного конуса, трубок, расположенных на внещнеи по верхности корпуса, и щариков, размещеннь1Х в трубках, Источники информации. принятые во внимание при экспертизе Авторское свидетельство СССР по заявке № 2608449/12, 21.04.78.