Устройство для гидростатических испытаний

По существующей классификации оборудования кабинета физики устройство для гидростатических испытаний можно отнести к вспомогательным демонстрационным приборам.


Фото. 1	Фото. 2

Основная часть устройства - пружина, закрепленная между двумя платформами красного дерева при помощи трех стальных массивных стержней; внутри пружины проходит леска (!?), которая при повороте ручки-диска наматывается на ось, находящуюся под неподвижной платформой; верхняя платформа подвижная; привинченные к верхней платформе медные цилиндры являются ограничителями сжатия пружины. Общие габариты устройства: высота 24 см, средний диаметр основания 7 см.
На нижней платформе укреплен шильдик с логотипом фирмы-изготовителя.

Макс Кол. Акционерное Общество. Мастерские для претензионной механики. Хемниц. Саксония.

Прибор изготовлен в Германии, между 1908 и 1914 годами. В каталоге № 20 (1905 г.) фирмы «Max Kohl. Chemnitz» указаны область применения и конкретное назначение устройства.

Подстрочный перевод: «Устройство для гидростатических испытаний, для подъема и опускания стекла механическим способом» – дает только намеки на возможное использование рассматриваемого устройства в опытах по гидростатике. Например, при изучении выталкивающей силы с помощью устройства можно поднимать отливной стакан с водой к висящему на нити телу или опускать сосуд с водой, в которую полностью погружено тело, уравновешенное на коромысле рычажных весов.
Скорее всего, данное устройство использовалось не только по прямому назначению, но было приспособлено для разных лекционных демонстраций: изучение свойств силы упругости; преобразование энергии падающего тела в потенциальную энергию сжатой пружины (на верхней платформе имеются вмятины характерной формы, будто на неё сбрасывали тяжелый цилиндр); допустимо использование устройства для наблюдения явления поверхностного натяжения (сцепление между стеклянной пластиной и поверхностью воды).

Органайзер исследователя
1. Рассмотрите рисунок из каталога и фото 1 (изображения выполнены в 1905 г. и 2022 г. соответственно). Можно ли утверждать, что прибор переделывали? Если да, то перечислите все изменения, которые вы заметили.
Примечание: пропорции изображений одинаковы.
2. Изучите формулу для расчета коэффициента жесткости пружины.

А - коэффициент, зависящий от сорта стали, d - диаметр проволоки, N - число витков, D -диаметр пружины.
Выберите любое изображение устройства и помощью формулы опишите основные характеристики пружины.
3. Используя текст статьи, фото 1 и фото 2, оцените известным вам способом значение коэффициента жесткости пружины. Масса груза 600 г.