1. Назначение
Изделие предназначено для проведения демонстрационных опытов при изучении раздела "Механика" школьного курса физики. Его используют для демонстрации закономерностей равномерного и равноускоренного прямолинейного движения, законов Ньютона, исследования колебаний маятников, свободного падения тел.
Конструкция изделия предполагает его применение в экспериментальных установках совместно с типовым оборудованием учебного кабинета физики общеобразовательной школы.
2. Устройство изделия и работа с ним
Тележка представляет собой прямоугольную платформу, по углам основания которой закреплены пластиковые колеса. На верхней поверхности платформы закреплены четыре штифта для установки капельницы. На одном из торцов тележки имеется крючок для присоединения нити. Капельница съемная. Она состоит из основания и закрепленного на нем закрытого пластикового сосуда. В верхней части сосуда имеется отверстие для заправки водой закупоренное пробкой. Пробка имеет сквозное осевое отверстие, куда запрессована трубка, служащая для стабилизации частоты капель по принципу действия сосуда Мариотта. Сосуд имеет отвод в виде изогнутого патрубка в отверстии которого закреплен кран. По углам основания капельницы находятся отверстия для ее установки на штифты тележки или соединения с нитями подвеса.
При подготовке к работе капельницу снимают с тележки, закрывают кран, отделяют пробку и заполняют ее сосуд подкрашенной водой. Затем пробку возвращают, капельницу устанавливают на тележку и, поворачивая ручку крана, устанавливают необходимую частоту образования капель. При демонстрациях по кинематике вдоль направления движения тележки с капельницей помещают бумажную или матерчатую ленту, где капли будут оставлять следы (рисунок 1).
К тележке прикрепляют нить, на конце которой подвешен груз. В зависимости от цели опыта, массу груза подбирают так,
рисунок 1.
чтобы тележка под действием натяжения нити перемещалась либо равномерно, либо равноускоренно. Зная период падения капель и расстояния между их следами, оставленными на ленте, проводят вычисления параметров ее движения.
С помощью капельницы может быть получена временная развертка колебания нитяного маятника. При этом капельница, используемая как тело маятника, подвешивается нитями длинной не менее 0,5 м к лапке штатива так, чтобы высота крана от поверхности стола не превышала 5-10 мм (рисунок 2). Под капельницу подкладывают полосу бумаги, открывают кран и, отрегулировав частоту капель, приводят капельницу в колебания. Бумагу равномерно и плавно протягивают под краном в направлении перпендикулярном плоскости колебаний. При этом на бумаге остаются следы капель отражающие зависимость положения капельницы от времени.
Для доказательства утверждения о том, что свободное падение происходит с постоянным ускорением, заправленную водой капельницу закрепляют деталями штатива на высоте не менее 0,5 м от поверхности стола. Открывают кран и освещают падающие капли вспышками стробоскопа. Частоту капель и вспышек подбирают так, чтобы в силу стробоскопического эффекта капли казались "зависшими" в воздухе. Рядом с каплями помещают демонстрационный метр, измеряют им расстояния между соседними каплями, находят их отношения и убеждаются что они соответствуют пропорции 1:3:5 ...., что является признаком равноускоренного движения.
рисунок 2.
3. Технические характеристики
Объем капельницы | не менее 150 мл |
Размер платформы тележки | не менее 90´160 мм |
Масса изделия в сборе | не более 300 г |
Габаритные размеры в упаковке | не более 120´200´200 мм |
4. Комплект поставки
Тележка в сборе | 1 шт. |
Капельница в сборе | 1 шт. |
Руководство по эксплуатации | 1 шт. |
Укладочная коробка | 1 шт. |