Przedmiotem wynalazku jest zestaw pomiarowy do doświadczalnego badania siły odśrodkowej przeznaczony zwłaszcza do doświadczeń edukacyjnych prowadzonych dla młodzieży.The subject of the invention is a measuring set for experimental testing of centrifugal force, intended especially for educational experiments conducted for young people.
Znane są eksperymenty z klasycznych opisów podręcznikowych ruchu na karuzeli i działających w ruchu obrotowym sił bezwładności. W opisach tych kładziony jest nacisk na część teoretyczną i proponowany eksperyment wydaje się być raczej eksperymentem myślowym. Realnie wykonano eksperyment z pomiarem siły z użyciem wahającego się obciążnika.Experiments are known from classic textbook descriptions of carousel motion and inertia forces acting in rotational motion. These descriptions emphasize the theoretical part and the proposed experiment seems to be more of a mental experiment. An experiment was actually made with the measurement of force using a swinging weight.
Z opisu patentu europejskiego nr 1080759 znane jest urządzenie w formie karuzeli, wyposażonej w dwa trwale połączone ramiona.From the European patent specification No. 1080759 a device in the form of a carousel is known, provided with two permanently connected arms.
Zestaw pomiarowy do doświadczalnego badania siły odśrodkowej, według wynalazku składa się z okrągłej obręczy, po której wewnętrznej powierzchni swobodnie porusza się kulka. Obręcz osadzona jest obrotowo wokół osi pionowej w dolnej części do dowolnego typu wentylatora chłodzącego, korzystnie wentylatora zasilacza komputerowego, a od góry w łożysku zamocowanym na ramieniu przymocowanym do statywu. Całość zmontowana jest na podstawie, na której umieszczone jest źródło prądu, regulator prędkości obrotowej oraz układ szczelin.The measuring set for the experimental centrifugal force test, according to the invention, consists of a round rim on the inner surface of which a ball moves freely. The rim is rotatably mounted around a vertical axis in its lower part to any type of cooling fan, preferably a computer power supply fan, and in its upper part in a bearing mounted on an arm attached to the tripod. The whole is assembled on the base, on which the power source, rotational speed controller and the slot system are placed.
Zaletą zestawu jest prosta konstrukcja i łatwość obserwacji doświadczenia przez uczniów.The advantage of the set is its simple structure and easy observation of the experience by students.
Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zestaw w rysunku schematycznym, a fig. 2 - kulkę umieszczoną wewnątrz obręczy.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows the assembly in a schematic drawing, and Fig. 2 shows a ball placed inside the rim.
Zestaw pomiarowy do doświadczalnego badania siły odśrodkowej składa się z okrągłej obręczy 1, korzystnie plastikowej lub metalowej obracającej się wokół osi pionowej. Obręcz umocowana jest u dołu do dowolnego typu wentylatora chłodzącego zasilacz komputerowy 2, a od góry utrzymuje ją w pionie łożysko 4 zamocowane na ramieniu przymocowanego do statywu 3. Całość zmontowana jest na podstawie 5. W skład zestawu wchodzi także akumulator 12 V 7, potencjometr suwakowy 8 oraz układ szczelin 9. Na wewnętrznej powierzchni obręczy 1 umieszczona jest swobodnie kulka metalowa 6.The measuring set for the experimental centrifugal force test consists of a circular rim 1, preferably made of plastic or metal, rotating about a vertical axis. The rim is attached at the bottom to any type of fan cooling the computer power supply 2, and from the top it is held vertically by the bearing 4 mounted on the arm attached to the tripod 3. The whole is assembled on the base 5. The set also includes a 12 V battery 7, a sliding potentiometer 8 and a pattern of slots 9. A metal ball 6 is freely placed on the inner surface of the rim 1.
Działanie zestawu polega na tym, że prędkość obrotowa regulowana jest przy pomocy potencjometru suwakowego 8 podłączonego szeregowo z dwunastowoltowym akumulatorem 7. Najważniejszym elementem układu jest kulka metalowa 6 mogąca się poruszać swobodnie po wewnętrznej powierzchni obręczy. Przy zwiększaniu prędkości obrotowej kulka 6 wychyla się bardziej, przy zmniejszaniu mniej. Jej położenie jest mierzone przy pomocy układu szczelin 9.The operation of the set is based on the fact that the rotational speed is regulated by means of a slide potentiometer 8 connected in series with a twelve-volt battery 7. The most important element of the system is a metal ball 6 that can move freely on the inner surface of the rim. Ball 6 deflects more when increasing its rotational speed and less when decreasing. Its position is measured using the slot system 9.