Учебный прибор на основе пружинного маятника

Учебный прибор на основе пружинного маятника

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение предназначено для демонстрации векторного характера силы тяжести , а также различия между массой и весом тела и относится к демонстрационным приборам по физике. Целью изобретения является расширение демонстрационных возможностей. Прибор содержит штатив 3, с прикрепленными к нему шкалами 19, спиЧ ральные пружины 15 с указателями 20 и грузы 16. Устройство дополнительно содержит тонкую проволоку 11, пропущенную в пружинах 15 вдоль осевых отверстий двух грузов и закрепленную в натянутом состоянии между верхним 4 и нижним 5 основаниями штатива, дополнительные стойки 1 с основанием 2, соединенные шарнирно со стойками штатива. Угол наклона подвижного штатива определяется по дополнительной шкале 8, прикрепленной к стойке подвижного штатива с помощью дополнительного указателя 9. В грузах 16 сделаны выборки, в которых закреплены подшипники качения с надетыми на наружные обоймы последних кольцами. Кольца имеют снаружи проточку, 3 ил. чвЈ ON 00 OJ о ся Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1683054 А1 (si)s G 09 В 23/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Мавщи

ЖИЛЮ-P„: цщщ ( ""БЛ119 ГЕЯХ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ иг. (21) 4717259/12 (22) 11.07.89 (46) 07.10.91. Бюл. М 37 (75) H.Н.Беккауер, Б.П.Кулаков и В.И.Санюк (53) 530.07(088.8) (56) Иверокова В.И. Лекционные демонстрации по физике. — M. Наука, 1972, с.138. (54) УЧЕБНЬ)Й ПРИБОР НА ОСНОВЕ ПРУЖИННОГО МАЯ.ТНИКА (57) Изобретение предназначено для демонстрации векторного характера силы тяжести, а также различия между массой и весом тела и относится к демонстрационным приборам по физике..Целью изобретения является расширение демонстрационных воэможностей. Прибор содержит штатив 3, с прикрепленными к нему шкалами 19, спи5 ральные пружины 15 с указателями 20 и грузы 16. Устройство дополнительно содержит тонкую проволоку 11, пропущенную в пружинах 15 вдоль осевых отверстий двух грузов и закрепленную в натянутом состоянии между верхним 4 и нижним 5 основаниями штатива, дополнительные стойки 1 с основанием 2, соединенные шарнирно со стойками штатива. Угол наклона подвижного штатива определяется по дополнительной шкале 8, прикрепленной к стойке подвижного штатива с помощью дополнительного указателя 9, В грузах 16 сделаны выборки, в которых закреплены подшипники качения с надетыми на наружные обоймы последних кольцами. Кольца имеют снаружи проточку. 3 ил. Р

1683054

20

30

l, с

Изобретение предназначено для демонстрации векторного характера силы тяжести, а также для демонстрации различия между массой и весом тела и относится к демонстрационным приборам по физике.

Цель изобретения — расширение демонстрационных воэможностей.

На фиг.1 изображен прибор; на фиг.2— разрез А-А на фиг.1; на фиг,3 — вид Б на фиг.1.

Между двух стоек 1 штатива, соединенных с основанием 2, размещены еще три стойки 3 штатива с верхним 4 и нижним 5 основаниями. Стойки 3 шарнирно, с помощью осей 6 и 7 соединены со стойками 1.

Шкала 8 неподвижно прикреплена к стойке

3, выгнута по окружности и имеет деления в градусах. Напротив шкалы 8 к стойке 3 прикреплен указатель 9, В верхнее основание 4 сверху вставлено два болта l0, каждый иэ которых имеет сквозное цилиндрическое отверстие, высверленное вдоль оси болта.

Сквозь отверстия болтов 10 верхнего основания 4 и отверстий в нижнем основании 5 пропущена тонкая проволока 11, которая в натянутом состоянии прижата винтами к голавкам болтов 10 верхнего основания 4 и винтами к нижнему основанию 5 снизу его, Болты 10 гайками 12 крепятся к верхнему основанию штатива 4, Кроме того, между гаек 12 зажаты кольца 13, к которым на растяжках 14 прикреплены две спиральные пружины 15, имеющие отличную друг от друга жесткость.

К противоположным концам спиральных пружин 15 гайками 12 прикреплены два груза 16 с одинаковым весом и размерами, и имеющие цилиндрические отверстия вдоль осей для пропускания в wx проволоки 11, Грузы 16 внутри имеют выборку., в которую вмонтированы подшипник 17 качения, с напрессованными на верхние обоймы подшипников 1& колец, имеющих выточки для пропускания в них проволоки 11. Две несьемные пружины с грузом находятся в одном из проемов, образованного стойками 3 подвижного штатива, В другом проеме размещено крепление, предусматривающее с помощью отверстий в соответствующих элементах конструкций подвешивание спиральной пружины 15 и подвешивание к пружине груза 16, имеющего одинаковые размеры и вес с двумя другими несъемными грузами 16. К каждой из стоек 3 закреплены шкалы 19, Каждый из грузов 16 в общем проеме имеет указатель 20. На съемном грузе 16 указатель 20 закреплен на пружине.

Прибор работает следующим образом, В пустой проем вешается пружина 15 с указателем 20, Указатель показывает какоето начальное положение на шкале 19, Затем на противоположный конец пружины навешивается груз 16, под действием которого указатель на пружине смещается вниз. В данном случае растяжение пружины произошло под действием силы тяжести груза

Р, имеющего массу m. Для демонстрации векторного характера силы тяжести со штатива снимают съемный груз 15 с пружиной

16. Затем наклоняют штатив 3 на некоторый угол и обращают внимание на то, что указатели на шкалах 19 демонстрируют уменьшение силы тяжести. Максимальный наклон штатива определяют заранее. Вернув подвижный штатив в вертикальное положение, добавив разреэные грузы на каждый несъемный груз и вновь увеличив наклон штатива, вновь получают уменьшение силы тяжести в зависимости от величины наклона подвижного штатива.

Зная вес груза, на основании векторной диаграммы можно рассчитать положение указателей на шкалах. Разницу между массой и весом демонстрируют следующим образом, Оттянув вниз два груза на пружине и отпустив их, показывают, что они колеблются с определенной для каждой пружины частотой. Затем производят наклон штатива 3 и показывают, что частота колебаний не меняется от наклона подвижного штатива, Вернув подвижный штатив в вертикальное положение и навесив на несъемные грузы дополнительно грузы с прорезями, демонстрируют, что произошло изменение частоты колебаний в меньшую сторону и наклон подвижного штатива на частоту колебаний маятников не влияет, Следовательно, частота колебаний груза на пружине пропорцио- нальна массе груза и зависит от жесткости пружины, Использование в устройстве двух отличных одна от другой по жесткости несьемных пружин с грузами не обязательно и служит для сокращения времени показа.

Можно использовать и одну несъемную пружину, а все демонстрационные эксперименты, поясняющие роль жесткости пружины, показывать на съемных пружинах.

Формула изобретения

Учебный прибор на основе пружинного маятника, содержащий состоящий из стойки с двумя основаниями штатив со шкалой, на котором закреплена пружина, груз и указатель, закрепленные на пружине, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей, он содержит две дополнительные стойки, закрепленные на основании штатива с возможностью поворота на фиксированные углы относительнО перпендикулярного к стойкам направления, вторую пружину с

1683054

Вид Е

27,2

Составитель А.Глазков

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор М.Бланар

Заказ 3415 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 указателем и грузом, имеющим сквозное отверстие, вторую шкалу, а также проволоку, расположенную вдоль оси пружины и отверстия в грузе, закрепленную в-натянутом состоянии между верхним и нижним

19 9

22

f3

7,28 основаниями штатива, причем внутри отверстия в грузе закреплены подшипники качения с кольцами на наружных обоймах, имеющими проточку посередине и охватываю5 щими проволоку с противоположных сторон,