Оборудование школьного физического кабинета

• свободное падение шарика в неподвижной и подвижной системах отсчета;

• наблюдение движения тела, брошенного горизонтально в неподвижной и подвижной системах отсчета;

• взаимодействие тел в неподвижной системе отсчета;

• закон сохранения импульса;

• независимость действия сил;

• взаимодействие тел в подвижной системе отсчета;

• инвариантность закона сохранения в инерциальной системе отсчета;

• взаимодействие тел в инерциальной системе отсчета;

• инерциальный акселерометр.

Рис. 4.28. Комплект для изучения поступательного движения

Комплект для изучения поступательного движения (рис. 4.28) включает в себя скамью длиной 1,2 м с двумя тележками массой по 0,12 кг, движущимися на магнитной подвеске, неподвижный блок и основание для подвешивания стальных шаров на определенном расстоянии друг от друга. Все эти элементы крепятся на магнитах к металлической классной доске. В комплект входит груз для тележек, позволяющий увеличивать массу тележки в два раза, два груза изменяемой массы для подвешивания их на нити, перекинутой через блок, два шарика одинаково й массы диаметром 18 мм и шарик, масса которого в 4 раза меньше. Для проведения измерений в комплекте имеются два датчика момента времени, позволяющие регистрировать движение тележек, шариков и вращение блока. Каждая из тележек имеет два съемных флажка, а на блок установлен диск с чередующимися прозрачными и непрозрачными секторами. Датчики подключаются к компьютерному измерительному блоку или цифровому секундомеру.

Комплект позволяет проводить следующие демонстрации:

• равномерное и неравномерное движение;

• понятие средней скорости;

• определение мгновенной скорости;

• определение ускорения при равноускоренном движении;

• изучение зависимости скорости от времени при равноускоренном движении;

• путь, пройденный телом при равноускоренном движении с нулевой начальной скоростью;

• определение ускорения свободного падения;

• проявление инерции;

• зависимость ускорения от величины действующей на тело силы и от его массы;

• движение системы тел в поле силы тяжести;

• движение тела по наклонной плоскости без трения;

• движение тела по наклонной плоскости с трением;

• изучение закона сохранения импульса;

• упругий удар;

• сохранение механической энергии в поле силы тяжести;

• период колебаний математического маятника.

Комплект для демонстрации вращательного движения (рис. 4.29) включает в себя массивное основание и подвижную конструкцию, вращение которой с требуемой угловой скоростью (в диапазоне от 0,1 до 2,5 об/с) обеспечивается за счет электрического привода. Частота вращения системы может измеряться с помощью цифрового секундомера или датчика момента времени, подключенного к компьютерной измерительной системе. На вращающейся конструкции в зависимости от задач конкретного эксперимента устанавливаются следующие принадлежности: один или два груза, блок для соединения вращающего груза с неподвижным измерительным устройством, устройство для запуска шарика, пластина с улавливателем шарика.

Комплект позволяет выполнить следующие демонстрации:

• определение силы, необходимой для удержания тела на заданной криволинейной траектории;

• моделирование метода определения скорости молекул газа в опыте Штерна;

• движение тела в неинерциальной системе отсчета;

• модель маятника Фуко;

• моделирование центробежного регулятора.

Рис. 4.29. Комплект для изучения вращательного движения

Набор по статике (рис. 4.30) предназначен для формирования понятий «момент силы», «центр тяжести», правил сложения сил; используется при изучении равновесия твердого тела. В состав набора входят: три трубчатых динамометра (предел измерения 3 Н, цена деления 0,5 Н, погрешность 0,25 Н); два постоянных магнита; два блока со съемными петлями; два набора из пяти грузов массой по 50 г; одна пластина неправильной формы весом 0,5 Н с отверстием; один стержень с петлями; один угольник для измерения плеч; две пружины; три нити длиной 140, 240 и 270 мм; пять проволочных крючков; стальной лист 42 ? 90 см.

Рис. 4.30. Набор по статике

Набор позволяет проводить следующие демонстрации:

• сложение сил и условия равновесия материальной точки;

• условия равновесия твердого тела, имеющего ось вращения;

• сборка и конструирование кронштейнов;

• формирование понятия «момент силы»;

• условия равновесия сил на рычаге, подвижном и неподвижном блоках;

• исследование сил упругости;

• нахождение центра масс.

Рис. 4.31. Трубка Ньютона с насосом Камовского

Рис. 4.32. Тележки легкоподвижные

Рис. 4.33. Призма наклоняющаяся с отвесом

Рис. 4.34. Маятник Максвелла