Электрифицированные макеты для уроков физики. Дисковый маятник

Автор: 18.12.2014

Дисковый маятник для наблюдения колебательного движения можно построить, если использовать пружину от испорченного будильника. Берут достаточно массивный диск, укрепляют его на оси между двух стоек так, чтобы он мог с очень малым трением вращаться. Для этого стальную ось затачивают на конус, а в металлических стойках делают небольшие углубления. Один конец пружины укрепляют на оси диска, а второй — крепят к подставке. Если теперь диск повернуть на некоторый угол вокруг оси, то пружина окажется или растянутой или сжатой, следовательно, она будет обладать потенциальной энергией. Как только будет убрана удерживающая сила, маятник начнет совершать колебания.
На этом приборе можно наблюдать, кроме колебательного движения, переход потенциальной энергии в кинетическую, явление упругой деформации.
Запись колебаний маятника. К серединам двух противоположных сторон деревянного квадратного основания, площадью около 16 дм2 крепят П-образную раму высотой 600 мм. К середине поперечной перекладины на трех нитях длиной 500 мм каждая, соединенных вверху в одной точке, подвешивают воронку. Выходное отверстие в воронке должно иметь 5— 6 мм2. Нити, расходящиеся книзу, привязывают на ободке воронки на равном расстоянии друг от друга. Подвешенное тело будет представлять собой маятник.
На поверхность основания кладут доску, обтянутую фланелью или байкой. Приклеивать материал к доске не следует {в случае необходимости его можно снять и выстирать).
В воронку насыпают мелкий просеянный сухой песок, а выходное отверстие закрывают специальным маленьким деревянным стерженьком.
Получившийся маятник отводят в сторону от положения равновесия на 100—120 мм с таким расчетом, чтобы направление, в котором он начнет двигаться, образовало с поперечной планкой угол примерно в 45 градусов (при последующих колебаниях маятник в свою первоначальную плоскость колебания будет возвращаться через определенные промежутки времени). Одновременно с началом движения открывают отверстие и высыпающийся песок оставит след от колебания воронки. След этот очень сложный и красивый и хорошо сохранится на фланели, которая не даст песку рассыпаться в разные стороны.
Чтобы песок при высыпании возможно меньше рассеивался, маятник надо взять такой длины, чтобы он при прохождении положения равновесия почти дотрагивался до основания прибора (оставался бы зазор не более 5—6 мм).