Учебный прибор для демонстрации гармонических колебаний

Учебный прибор для демонстрации гармонических колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сеез Советскик

Соцналистнчесннк

Реслублик он868819

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 271179 (21) 2845030/28-12 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет—

Опубликовано 300981. Бюллетень HP 36

Дата опубликования описания 300981 (зим. к

6 09 В 23/М

Государственный комитет

CCC Р ао велам изобретений н открытий (53) УДК .535. 08 (088.81

«Ф йъ, °, Л.Д. Иванов, И.Н. Кузнецов и О.Д.Аверин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ

ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИИ

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 сопротивления и с сопротивлением и проекцией перемещения точки на диаметр окружности,10 йо которой она перемещается.

Наиболее близким к предлагаемому является учебный прибор для демойстрации 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 (1) . 20

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

Цель изобретения — повышение наглядности демонстрации.

Укаэанная 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 расположенное под цилиндром отверстие с заслонкой для перекрывания его, световой индикатор состоит нз подвижно установленных на стойке световых элементов с контактами, расположенными симметрично вала и закрепленного на валу электродвигателя, кулачка, взаимодействующего с контактами, при этом груз расположен в цилиндре.

На фиг. 1 изображен учебный прибор для демонстрации гармонических колебаний, общий виду на фиг. 2— электрическая схема прибора.

Учебный прибор для демонстрации гармонических колебаний содержит основание 1 с установленными на нем стойкой 2 с консолью и полым прозрачным цилиндром 3, подвешенную на консоли пружину 4 с грузом 5. Ha стойке 2 на уровне груза 5 установлен электродвигатель б, на валу ко868819 торого закреплен векторный указатель

7 положения груза 5 и световой инликатор 8 колебаний груза 5, состоящий из подвижно установленных в продольном пазу стойки 2 световых элементов Лl и Л2 с контактами 1 КС и

2 КС, расположенными симметрично от носительно оси электродвигателя 6 и закрепленного на валу электродвигателя кулачка 9, взаимодействующего с контактами.

Основание l.имеет расположенное под цилиндром 3 отверстие с заслонкой 10 для перекрывания его. Через пружину 4 и стойку 2 пропущена капроновая нить ll соединенная с грузом 5.

Учебный прибор для демонстрации гармонических колебаний работает следующим образом.

При полностью открытой 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„ïoäàþò питание на электро" двигатель 7 и визуально подбирают скорость вращения векторного указателя 7 таким образом, чтобы моменты 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 9, установленным на оси электродвигателя 6. Этим демонстрируется, что величина размаха груза 5 меняется по тому же гармоническому закону, что и проекция перемещения точки на вертикальный диаметр окружности, по которой .она перемещается. Цля визуального наблюдения характера гармонических колебаний в среде с малым сопротивлением заслонкой 10 прикрывают подпоршневую часть цилиндра 3, оставляя зазор, которому соответствует определенный коэффициент сопротивления. Снова выводят груз 5 из, равновесия и подбирают обороты двигателя 6..В этом случае амплитуда 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 при® бора позволяет с большей наглядно" стью и удобством демонстрировать связь между прямолинейными гармоническими колебаниями материальной точки и проекцией перемещения точки

15 по диаметру окружности, пс которой она перемещается.

Формула изобретения

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, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения наглядности демонстрации,он

З имеет полый прозрачный цилиндр, установленный на основании,при этом основание имеет расположенное под цилиндром отверстие с заслонкой для перекрывания его,световой индикатор состоит йэ подвижно устновленных на стойке световых элементов с контактами, расположенными симметрично валу и закрепленного на валу электродвигателя кулачка, взаимодействующего с контактами, при этом груз расположен

40 в цилиндре.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мякишев Г.Я. и Буховцев Б.Б.

Физика. — Учебник для 10 класса сред45 ней школы. Изд. третье, М., Просвещение, 1979, с. 17,18.

868819

Составитель В. Ермашов

Редактор Е. Спиридонова - Техред Ж.Кастелевич Корректор С. Шекмар

Закаэ, 8337/74

Тираж 487 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Ф

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4