Прибор для демонстрации действия кориолисовой силы инерции

Прибор для демонстрации действия кориолисовой силы инерции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ДЕЙСТВИЯ КОРИОЛИСОВОЙ СИЛЫ ИНЕРЦИИ, содержащий установленную на основании стойку, направляющую, связанную со стойкой с возможностью вращения относительно вертикальной оси, подвижный относительно направляющей груз и средство для регистрации действия силы Кориолиса, отличающийся тем, что, с целью расщирения демонстрационных возможностей путем обеспечения определения зависимости кориолисового ускорения от величины угла между векторами относительной скорости и вектором скорости переносного движения , средство для регистрации действия силы Кориолиса состоит из нескольких полых градуированных цилиндров, радиально расположенных в плоскости, перпендикулярной направляющей, и консольно закрепленных на подвижном грузе, и дополнительных грузов, свободно расположенных в каждом цилиндре. сл 4 со О5 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5 )4 G 09 В 2308

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3723534/28-12 (22) 06.04.84 (46) 23:08.85. Бюл. № 31 (72) Т. Г. Никитина и.Л. Д. Иванов (53) 531.42 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1026153, кл. G 09 В 23/08, 1983. (54) (57) ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ДЕЙСТВИЯ КОРИОЛИСОВОЙ СИЛЫ ИНЕРЦИИ, содержащий установленную на основании стойку, направляющую, связанную со стойкой с возможностью вращения относительно вертикальной оси, подвижный относительно направляющей груз

„„SU„„1174965 и средство для регистрации действия силы

Кориолиса, отличающийся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей путем обеспечения определения зависимости кориолисового ускорения от величины угла между векторами о гносительной скорости и вектором скорости переносного движения, средство для регистрации действия силы Кориолиса состоит из нескольких полых градуированных цилиндров, радиально расположенных в плоскости, перпендикулярной направляющей, и консольно закрепленных на подвижном грузе, и дополнительных грузов, свободно расположенных в каждом цилиндре. 1174965

Изобретение относится к учебным пособиям по физике и теоретической механике и может быть использовано на лекциях, лабораторных и практических занятиях для наглядной демонстрации группе, обучаемой действию сил Кориолиса.

Целью изобретения является расширение демонстрационных возможностей путем обеспечения определения зависимости Кориолисова ускорения от величины угла между векторами относительной скорости и вектором скорости переносного движения.

На фиг. 1 изображен прибор, общий вид; на фиг. 2 — направляющая с грузом.

Прибор для демонстрации действия кориолисовой силы инерции содержит основание 1 (фиг. 1), вертикальную стойку 2, подвижный груз 3, перемещающийся по направляющей 4, имеющей на конце упор 5.

Направляющая 4 жестко укреплена на втулке 6, которая установлена с помощью подI шипников на вертикальной стойке 2. С противоположной стороны втулки 6 укреплен противовес 7. На подвижном грузе 3 консольно укреплены идентичные радиально расположенные в верхней части плоскости, перпендикулярной направляющей 4, полые градуированные цилиндры 8 с дополнительными грузами 9, установленными внутри цилиндров 8 с возможностью перемещения вдоль оси последних и с нанесенными на них шкалами 10 для индикации положения груза 9 относительно центра подвижного груза 3. Полые цилиндры 8 могут быть связаны между собой, например растяжками 11.

Полые цилиндры и расположенные в них дополнительные грузы составляют средство для регистрации действия силы Кориолиса.

Для предотвращения поворота груза 3 с цилиндрами 8 вокруг направляющей 4 в ней выполнен паз 12 (фиг. 2) по всей длине, а груз 3 имеет паз 13 со шпонкой 14.

Для удержания груза 3 при начальном вращении он имеет со стороны вертикальной стойки 2 круговой паз 15 (фиг. 1 и 2).

На втулке 6 установлена стойка 16 с рычагом 17,один конец которого заходит в паз 15 груза, а другой конец соединен с тягой 18, установленной внутри стойки 2, на нижнем конце которой установлена рукоятка 19, а на верхнем — упор для тяги, при этом стойка 2 в нижней части имеет прорезь 20.

Для удержания всех дополнительных грузов 9 при начальном вращении от перемещения вдоль цилиндров 8 на втулке 6 установлена вилка 21, а в цилиндрах и дрполнительных грузах выполнены отверстия 22, куда входят концы вилки. Для устранения возможности выпадания дополнительных грузов 9 из пустотелых цилиндров 8 в последних могут быть установлены упоры.

Прибор работает следующим образом.

В исходном положении подвижный груз 3 находится у вертикальной стойки 2 и удерживается от перемещения рычагом 17. Рукоятка 19 находится в верхнем положении.

Дополнительные грузы 9 удерживаются вилкой 21.

Направляющей 4 вместе с подвижным грузом 3 и противовесом 7 вручную сообщается угловая скорость со относительно оси вертикальной стойки 2. Начальная угловая скорость ж выбирается большой для контраста динамического эффекта.

Во время вращения по инерции направляющей с грузами и противовесом рукоятку 19 перемещают вдоль прорези 20 в нижнее положение, в результате чего рычаг 17 из зацепления с подвижным грузом 3, предоставляя возможность этому грузу с цилиндрами 8 двигаться вдоль направляющей 4. Под действием первоначальной силы инерции подвижный груз 3 с цилиндрами 8 начинает перемещаться к концу направляющей 4. Одновременно с началом движения груза 3 вилка 21 освобождает все дополнительные грузы 9.

При перемещении подвижного груза 3 по направляющей 4 к периферии в силу присущей массе дополнительных грузов 9 инерции, стараясь сохранить свое прежнее направление движения, они начнут перемещаться внутри цилиндров 8 относительно оси направляющей 4. При перемещении груза 3 с цилиндрами 8 к упору 5 величина и направление движения дополнительных грузов 9 внутри цилиндров 8 демонстрируют величину (по шкале 10) и направление поворотного ускорения.

Затем изменяется направление вращения.

В этом случае сразу же изменяется направление поворотного ускорения и поэтому происходит изменение направления движения дополнительных грузов 9 внутри цилиндров 8.

Ускорение Кориолиса отсутствует в том случае, когда вектор относительной скорости направлен параллельно оси переносного вращения. Конструкция прибора позволяет наглядно продемонстрировать зависимость

Кориолисова ускорения от величины угла между векторами относительной скорости V и вектором угловой скорости м) переносного движения, так как цилиндры с дополнительными грузами расположены под разными углами к горизонтальной плоскости, что расширяет демонстрационные возможности прибора.

Ожидается положительный качественный эффект при изучении соответствующих разделов теоретической механики и физики, экономический эффект от лучшего усвоения демонстрируемого закона.

1174965

ЮЛ 17 б 15

Редактор В. Иванова

Заказ 5206/52

Составитель Т. Григорян

Техред И. Верее Корректор М. Максимишинеи

Тираж 452 Полннсное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП *«Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4