Оборудование, используемое в учебном эксперименте по механике



Исходя из задач учебного эксперимента, можно в общих чертах определить, каким должно быть учебное оборудование по механике.

Для наблюдения за механическим движением тел необходимо иметь сами эти тела. В физических кабинетах в качестве движущихся тел используют шарики, бруски, грузы на нити, тележки, игрушки (куклы, машины — простые и заводные), детали машин и механизмов. Траектория движения этих тел часто задается с помощью желобов, рельсов, стеклянных трубок и других вспомогательных средств. Для возбуждения вращательного движения пользуются во многих случаях центробежной машиной, которая может обеспечить вращение как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Для наблюдения колебательных движений применяются нитяные и пружинные маятники (вертикальные и горизонтальные).

Изучение механического движения связано с необходимостью фиксации положения тела в заданные моменты времени. Разработаны различные способы фиксации. Один из наиболее простых — с помощью капельницы, оставляющей след на бумажной ленте. Иногда с той же целью с движущимся телом соединяют мягкую кисточку, обмакнув ее предварительно в красящий раствор. В некоторых приборах по кинематике и динамике положение тела в заданные моменты времени фиксируется либо указателями, либо по удару о специальные связанные с секундомером фиксаторы, являющиеся, по существу, подвижными контактами в электрической цепи секундомера. В ряде случаев для фиксирования положения движущихся тел применяют так называемый стробоскопический метод с помощью электронного стробоскопа СШ-2.

Без измерений невозможно изучение механического движения тел и их взаимодействий. В кинематике — это прежде всего измерение расстояний и времени, в динамике — массы и силы. Для измерения расстояний и линейных размеров тел применяются: метр демонстрационный; линейки ученические; гибкие меры длины (рулетка, мерная лента); шкалы, входящие в комплекты по механике; штангенциркули и микрометры.

Для измерения объемов жидкостей применяются мензурки и  мерные кружки (иногда в сочетании с отливным стаканом).

Для измерения времени в школьных кабинетах используются: метрономы (механические и электронные); демонстрационные счетчики-секундомеры разных конструкций (электромеханические и электронные); секундомеры для лабораторных работ (механический и счетчик импульсов лабораторный СИЛ-1).

Приборы для измерения скорости (спидометры) и ускорения (акселерометры) в школы не поставляются. Однако принцип действия спидометра может изучаться на специальной модели(она поступает в магазины учебно-наглядных пособий) или на самодельной установке.

Прямое измерение массы тел в условиях кабинета проводится с помощью весов разных конструкций. Это весы настольные с открытым механизмом ВНШО-2 с набором гирь; весы технические демонстрационные Т-1000 и ВТ- 2-200 для практикума с разновесом; весы учебные с гирями для лабораторных работ.

Для измерения плотности жидкостей используют ареометры.

Для измерения сил в опытах по механике применяют разнообразные динамометры: комплект из двух демонстрационных динамометров; комплект из трех трубчатых динамометров; динамометры учебные для лабораторных работ.

Изучение большинства закономерностей и взаимосвязей величин в кинематике и динамике проводится с помощью специально разработанных комплектов, элементы которых согласованы между собой. К ним относятся: прибор для демонстрации законов механики; комплект для изучения вращательного движения; машина Атвуда; комплект по механике для

практикума; приборы для определения ускорения свободного падения; прибор для определения мощности электродвигателя; приборы для проверки закона сохранения импульса и ряд других.

Отдельную группу составляют приборы для изучения темы “Механические колебания и волны”.

Для воссоздания колебаний применяют нитяные и пружинные маятники, маятник в часах. Возбудителями звуковых колебаний и волн являются камертоны с молоточками, генератор низкой частоты, ультразвуковая установка. В опытах с этими источниками колебаний используют различные средства для регистрации возникших колебаний (микрофоны, телефоны и громкоговорители, осциллографы и др.). Моделирование продольных и поперечных волн проводится на специальной волновой машине. Демонстрация продольных волн ставится с помощью длинной мягкой спиральной пружины, а волны на воде — с помощью специального прибора для демонстрации волновых явлений или волновой ванны с принадлежностями.

Специальную группу составляют  приборы  для постановки эксперимента по механике жидкостей и газов. Наиболее важны в этой теме понятие давления, а также законы Паскаля и Архимеда. Кабинет должен располагать приборами, позволяющими обнаруживать, изменять и измерять давление в жидкостях и газах. Для этих целей существует специальный комплект приборов “Давление жидкости”, насосы (насос Комовского, ручной воздушный), а также измерительные приборы — манометры (демонстрационный, микроманометр, мановакууметр) и барометр.

Проявление действия закона Паскаля демонстрируют, в частности, с помощью так называемого шара Паскаля, а изучение действия архимедовой силы проводится с помощью ведерка Архимеда. Демонстрация практических приложений названных понятий и законов осуществляется с помощью гидравлического пресса с соответствующими принадлежностями, модели всасывающего и нагнетательного насосов.

В гидро- и аэродинамике эксперимент по установлению зависимости давления жидкости от скорости течения ставится с помощью модели трубы разного сечения, моделей пульверизатора и водоструйного насоса.

Похожие записи:
    None Found
Запись опубликована в рубрике Физика с метками . Добавьте в закладки постоянную ссылку.