НАЗАД Пружинные весы для демонстрации величины центробежной силы





Название прибора определено по каталогу фирмы «Max Kohl Action Gesellschaft»,1912.
Примечание: в скобках (Fr.phys.Techn. I, 2) обычно указывается источник, где впервые описано устройство и принцип действия нового прибора.
Пружинные весы входят в коллекцию раритетных приборов, работающих с помощью центробежной машины: модель центрифуги, рамка с двумя телами неравной массы, аппарат для подъема тяжестей. Все перечисленные приборы предназначены для показа и разъяснения действия центробежной силы.

Рисунок 1. Внешний вид пружинных весов. Длина рамки, на которой крепится стержень с деталями прибора, 30 см, ширина рамки 3 см, высота - 6 см. В центре рамки привинчен стержень для крепления в муфте центробежной машины. Прибор не действующий.

Известно, что учение о центробежной силе основал знаменитый голландский ученый Гюйгенс (1629-1695), а вот различия между центробежной и центростремительной силами разъяснил проф. В.П. Ермаков1 в небольшой статье «Центробежная сила», журнал «Вестник опытной физики и элементарной математики», № 92, 1890 г.
Изучение статьи, приводит к пониманию принципа действия пружинных весов.

Рисунок 2. В железной трубке, покрытой лаком, находится пружина с приспособлением, которое показывает её наибольшее растяжение. Латунный шарик соединен с пружиной тонкими металлическими прутами. Деления на трубке необходимы, чтобы показывать, как меняется величина центробежной силы при изменении числа оборотов центробежной машины.

Органайзер исследователя
1. На рисунке 3 показана установка для изучения центробежной силы.

Рисунок 3 из книги Любимова «Начальные основания физики» 1878 г.

Назовите основные части установки, обозначенные буквами. Можно ли прибор назвать пружинными весами? Как вы думаете, для чего предназначен второй шарик?
2. В учебнике физики для средней школы 1948 года предложена упрощенная установка (см. рис.4).

Рисунок 4. Трубчатый динамометр с помощью бечевы привязан к гире;
систему можно раскручивать в горизонтальной или вертикальной плоскости.

Величину какой силы (центростремительной или центробежной) будет фиксировать динамометр? Поясните свой выбор. Как изменятся показания динамометра, если сохраняя радиус вращения, взять гирю другой массы? Проведите рассуждение на тему «Может ли плоскость вращения повлиять на показания динамометра?».

1) Василий Петрович Ермаков (1845-1922) - российский математик, член-корреспондент Петербургской академии наук (1884), с 1899 года заслуженный профессор. Один из организаторов Киевского физико-математического общества (1889).
Рейтинг@Mail.ru