СБОРНАЯ УНИВЕРСАЛЬНАЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к учебным пособиям по физике и может быть использована при проведении экспериментальных опытов по разделу физики - механика.
Обычно при проведении лабораторных опытов используются различные подставки и приспособления для закрепления элементов типа желобов, дорожек и т.д. Наиболее распространенным является обычный школьный штатив с перекладинами и зажимами. Однако он является тяжелым и дорогостоящим элементом, так как изготовлен из металла, и требует наличие всевозможных резьбовых крепежных деталей.
Известно техническое решение по патенту №2063065, в котором в качестве опоры используется основание с подвесом, соединенным с дополнительной опорой. На массивном основании размещаются уже элементы прибора для проведения эксперимента, такие как маятник и т.д. Однако такое решение подставки является громоздким и неудобным в эксплуатации.
Наиболее близким является патент РФ №2017228, в котором для проведения опытов используется основание с закрепленным на нем U - образная рамка, стойки которой соединены полуосями, на которые крепятся грузы и другие элементы для проведения опытов. Однако такая подставка также является громоздкой и дорогостоящей.
Задачей настоящей полезной модели является создание универсальной экспериментальной установки, простой и легкой по конструкции, легко собирающейся и удобно складывающейся для хранения.
При использовании такой установки учащиеся уже в процессе сборки универсальной экспериментальной установки получают навыки ее конструирования, а при проведении опытов обеспечивается наглядность и безопасность их осуществления.
Поставленная цель достигается тем, что экспериментальная универсальная установка, содержащая основание и две стойки, характеризуется тем, что стойки выполнены в виде плоских элементов двутаврового сечения, верхние и нижние полки которых соединены перемычкой, причем верхние полки снабжены вертикальными торцевыми наружными щелевидными пазами, один из которых расположен в одной концевой зоне полки, а второй - в другой концевой зоне на уровне вертикального торца перемычки и отверстием, а на нижней полке на внутреннем наклонном ее торце выполнен вертикальный щелевидный паз на уровне вертикального торца перемычки и в одной вертикальной плоскости с соответствующим вертикальным пазом верхней полки и горизонтальный щелевидный паз на наклонном внутреннем торце по другую сторону перемычки, при этом стойки взаимодействуют с вертикальным рабочим полем, снабженным верхними и средними прорезями и нижними щелевидными торцевыми пазами, причем пазы на стойках, находящиеся в одной вертикальной плоскости с вертикальным торцом перемычки соединяются с верхними прорезями и нижними щелевидными торцевыми пазами рабочего поля, а сверху стойки соединены верхней вертикальной перекладиной, щелевидные пазы которой соединяются с вертикальными наружными торцевыми щелевидными пазами, расположенными в концевой зоне верхних полок, а горизонтальные щелевидные пазы нижних полок соединены горизонтальной перекладиной, снабженной щелевидными пазами, в средние прорези рабочего поля вставлены держатели, один из которых выполнен с угловыми прорезями, а другой - с угловыми окнами для установки желобов, при этом в отверстие верхней полки посредством крючка подвешена балка, снабженная центральным хвостовиком с отверстием для ее подвеса, и не менее чем двумя ушками с отверстиями расположенными по разные стороны от центрального хвостовика для подвеса грузов и динамометра.
Сборная универсальная экспериментальная установка дополнительно снабжена пирамидальной подставкой, содержащей прямоугольное основание и две наклонные треугольные стороны, вершины которых соединены перемычкой с отверстием для закрепления маятника.
Сборная универсальная установка характеризуется тем, что балка выполнена треугольной в поперечном сечении и изготовлена из прямоугольной заготовки, снабженной двумя продольными разделительными линиями перегиба, разделяющими его на три продольные полоски, одна крайняя из которых снабжена центральным отгибаемым хвостовиком с отверстием, а продольный торец ее снабжен симметрично расположенными ушки с отверстием, а на другой крайней полоске выполнены продольные прорези, расположенные в одной плоскости с ушками и при складывании по линиям перегиба взаимодействующие с ушками.
Сборная универсальная установка характеризуется тем, что динамометр выполнен из прямоугольной заготовки, один торец которой снабжен ушком с отверстием, и в зоне этого торца последовательно выполнены три поперечные линии перегиба, образующие три площадки, верхняя из которых снабжена отверстием, а нижняя снабжена прорезью, а в зоне другого торца заготовки выполнена линия перегиба и отверстие.
Сборная универсальная экспериментальная установка характеризуется тем, что все детали выполнены либо из жесткого картона, либо из другого материала легко поддающемуся изгибу по проведенным линиям перегиба.
Сборная универсальная экспериментальная установки характеризующаяся тем, что треугольная балки, пирамидальная подставка и динамометр выполнены соответственно каждый из своей единой заготовки, посредством сгиба по линиям перегиба и соединения их отдельных элементов.
На фиг.1 изображена сборная универсальная экспериментальная установка, на фиг.2 - вид А фиг.1, на фиг.3 - изображена стойка установки, на фиг.4 - рабочее поле, на фиг.5 - заготовка для треугольной балки, на фиг.6 - пирамидальная подставка, на фиг.7 - заготовка для динамометра
Сборная универсальная экспериментальная установка состоит из стоек 1 опорных, рабочего поля 2. Стойки 1 выполнены в виде плоских элементов двутаврового сечения, верхние 3 и нижние 4 полки соединены перемычкой 5 и снабжены щелевидными пазам. На верхней полке 3 выполнены вертикальные щелевидные пазы 6, 7, паз 6 расположен в одной концевой зоне полки 3, а паз 7 - в другой и выполнен на уровне торца 8 перемычки 5. На нижней 4 полке выполнены горизонтальный щелевидный паз 9 и вертикальный щелевидный паз 10, расположенный в одной вертикальной плоскости с пазам 7 верхней полки. Верхняя полка 7 снабжена отверстием 11. Рабочее поле 2 выполнено в виде прямоугольной плоской пластины и снабжено вертикальными прорезями верхними 12, средними 13 и нижними торцевыми пазами 14. Верхние 12 и средние 13 вертикальные прорези выполнены со смещением. Рабочее поле 2 снабжено держателями 15, 16, установленными в средние 13 прорези рабочего поля, причем держатель 15 выполнен с угловыми прорезями 17, а держатель 16 с угловыми окнами 18. В прорези 17 и окна 18 вставляются желоба 57. Для обеспечения жесткости установки верхние полки 3 стоек 1 соединены вертикальной перемычкой 19, установленной в пазы 6, а нижние полки 4 стоек 1 соединены горизонтальной перемычкой 20 установленной в пазы 9. В отверстие 11 верхней полки закрепляется крючок 21, на который посредством центрального хвостовика 22 подвешивается рычаг 23, выполненный для жесткости в поперечном сечении треугольным, и снабженный не менее двумя ушками 24, расположенными вдоль балки по разные стороны от центрального хвостовиком 22. На фиг.5 представлена развертка рычага. Она выполнена в виде прямоугольника 26, один продольный торец 27 снабжен не менее двумя ушками 24 с отверстиями 28. Прямоугольник 26 снабжен двумя продольными разделительными линиями перегиба 29, указанные пунктиром, делящими прямоугольник 26 на три полоски 30, 31, 32. Полоска 30 снабжена центральным хвостовиком 22 подвеса с отверстием 33, хвостовик 22 прорезан с трех сторон (на чертеже показаны жирные сплошные линии), а по четвертой (пунктирной) стороне он отгибается, а в полоске 32 выполнены симметричные относительно центрального хвостовика 22 прорези 34, в соответствии с расположением ушек 24, в которые, при изгибе полосок по линиям перегиба 29 в треугольную конструкцию, заводят ушки 24. В ушки 24 подвешивается с одной стороны грузы 35, а с другой стороны - динамометр 36.
Сборная универсальная экспериментальная установка дополнительно снабжена пирамидальной подставкой 37, которая содержит прямоугольное основание 38 и две наклонные треугольные стороны 39, вершины которых соединены перемычкой 40, снабженной отверстием 41 для закрепления в нем маятника 42 (см. фиг.6). Для удобства и наглядности при проведении опытов и треугольных сторонах пирамидальной подставке выполнены окна 43.
Динамометр 36, см. фиг.7, также выполнен из единой прямоугольной заготовки 44 один торец которой снабжен ушком 45 с отверстием 46 для подвеса посредством крючка 47 к балке 23, а в зоне этого же торца выполнены три поперечные линии перегиба 48, образующих три площадки 49, 50, 51. На площадке 49 выполнено отверстие 52, а на площадке 51 выполнена прорезь 53, В отверстие 52 крепится пружина или продольная резинка (на чертеже не показана), затем она проходит сквозь прорезь 53. В зоне другого торца прямоугольной заготовки выполнено ушко 54 с отверстием 55, выше которого выполнена линия перегиба 56, по которой отгибается ушко 54, при этом конец пружины или резинки проходит сквозь отверстие 55.
С целью облегчения сборки установки из отдельных ее деталей и проведения лабораторных работ сборная универсальная экспериментальная установка снабжена методическими указаниями (на чертежах не показана)
Для снижения материалоемкости и себестоимости установки все ее детали изготовлены либо из картона, либо из другого материала легко перегибаемому по линиям сгиба. Предложенная установка является легкой в транспортировании для раздачи учащимся по столам, простой и дешевой в изготовлении, она легко собирается и разбирается, так как все детали выполнены либо с пазами, либо с прорезями, которые при сборке входят один в другой, что обеспечивает удобное ее хранение в разобранном виде.