[实用新型]新型悬挂式角动量守恒演示仪

说明书

技术领域

本发明属于大学普通物理教学的演示装置。 

背景技术

角动量守恒规律指的是系统不受外力矩或所受合力矩为零时，系统转动的角动量保持恒定。对于由两部分组成的刚体系统，在静止状态下因内力矩作用而转动时，则有 或（式中负号表示角速度的方向相反， 、和、 分别表示两部分的转动惯量和角速度）。这个规律是大学普通物理教学中一个重要的演示实验，目前尚无较为理想的仪器和方法来验证前述公式，就传统方法（茹科夫斯基转椅）和已公布的所有专利产品而言，前者是落地式，且体积大不易移动和操作。后者大多是台式的或手握式的，也存在着演示现象较为单调或深奥，直观性不强或可供观察的现象不能持久等，且自身没有动力是上述装置演示效果不佳的最主要的原因。本发明是一种轻巧灵便且自带电池的悬挂装置，而且有两种操控方式，可以克服上述各装置的诸多不足。 

发明内容

本发明目的主要是定性验证公式：。还可用来演示角动量守恒的条件，以及用来定性演示转动惯量跟质量大小及质量相对于转轴分布的关系。 

 本发明的技术方案为：新型悬挂式角动量守恒演示仪，于铁架台横梁上安吊挂、十字支架、连接件、低压直流电动机、电池支架、载物仓、电路控制件的顺序依次相连，其特征是：机械连接为低压直流电动机的转轴与悬挂于吊挂下的十字支架相连，外壳与电池支架和载物仓相连；电连接方法1，低压直流电动机、触摸式开关盒、电池依次连接，电连接方法2，低压直流电动机、2路遥控开关接受器、电池依次连接，电连接方法1中触摸式开关盒与载物仓间使用了软性泡沫塑料做的支座。当使用电连接方法1控制的装置演示时，操作者只要用任一只手的中指或食指的指腹竖直向上轻轻的触摸一下载物仓底的金属触摸片，就会看到十字支架连同橡皮塞朝顺(或逆)时钟方向旋转起来，同时电池支架连同电池槽朝逆(或顺)时钟方向旋转起来。再触摸一下金属片，上述两部分的旋转就会停止下来。分别调节橡皮塞和电池槽在水平钢丝及水平支架上的位置，就可改变二者的转动惯量，很直观地看出的演示效果。当用电连接方法2控制的装置演示时，2路遥控开关的遥控器上有ACBD4个按键。按A(或C)键电动机正(或反)转，再按B或D键电动机停转；同理按C(或A) 键电动机的转动方向就反过来了，再按B或D键则电动机的反转停止。电池支架和十字支架转动惯量的调节与前述方法相同，两种方法均可直观地验证公式。如果交错调节装置上两部分(十字支架叫第1部分，电池支架叫第2部分) 的转动惯量的大小，就可以观察到下列多种角动量守恒的有趣现象：如当（或）时，（或），且最大，最小（或最小，最大)时，最小，最大（或最大，最小）；较大，较小（或较小，较大）时，较小、较大（或较大，较小）。当调节两部分的转动惯量很接近时，即接近时，与也很接近，且和都大（或和都小）时，和都小（或和都大），即使是任意状态下也可以观察到的情形，无论是电动机的正转还是反转都可以看到相同的现象。 

附图说明

图1是本发明装置的主视图；图2是本发明装置的俯视图；图3是拉线挂环俯视图；图4是触摸式开关控制的电路图；图5是2路遥控开关控制的电路图；图6是1路遥控开关控制的电路图。 

图中：1--吊挂   2--十字支架   3--橡皮塞    4--拉线挂环    5--直流电动机     6--电池支架   7--电池槽   8--连接件   9--载物仓   10--电路控制件  11--铁架名   12--重物  41--上拉线挂环   42--下拉线挂环   13--开关盒   14--金属触摸片   15-- D C--9 V   16--电动机   17--接受器   18--天线   19--DC—3.7V(接受器用)   20--电动机   21-- D C—3.7 V (电动机用)  22--1路遥控开关接受器    23--天线   24--DC—3.7V (或9 V)   25--电动机   26-- DC—3.7V (或9 V)

具体 实施方式