專利名稱：地球科氏力演示實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于物理力學(xué)演示實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域。
隨著科學(xué)的發(fā)展，科氏力具有現(xiàn)時(shí)意義，例如，許多人知道南北行馳的雙軌火車，兩軌道受力不一樣，南北流向的河流兩岸沖刷程度不同。如果說(shuō)這兩個(gè)問(wèn)題比較古老些，暫時(shí)不去細(xì)想也過(guò)得去。那么南北飛行的飛機(jī)導(dǎo)彈又當(dāng)如何呢 南北行馳的磁懸列車會(huì)怎樣呢 付科擺與地球自轉(zhuǎn)有什么關(guān)系呢 從理論上講這些問(wèn)題都與科里奧利力有關(guān)。物體相對(duì)于勻角速參考系作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，除了離心力外，還有一個(gè)叫做科里奧利力的慣性力作用在物體上。但由于地球自轉(zhuǎn)很慢，地球上的科氏力現(xiàn)象不容易為人們所注意和理解。因此常常被忽略。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)出一種地球科氏力演示實(shí)驗(yàn)裝置，使人們能明顯地觀察到地球上的科氏力現(xiàn)象。且該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，演示容易等特點(diǎn)。
科里奧利力的慣性力作用在物體上的關(guān)系如下F→=2mv→×ω→]]>式中，m物體質(zhì)量。 為物體相對(duì)于參考系的速度， 為參考系的角速度。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)裝置的轉(zhuǎn)速比地球轉(zhuǎn)速快得多，科氏力的作用非常明顯，很容易被人們認(rèn)識(shí)。本裝置的大轉(zhuǎn)盤像地球使人們明白地球上的科氏力現(xiàn)象。斜板使演示方便得多，而且可以觀察走向兩極和離開(kāi)兩極的運(yùn)動(dòng)。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種地球科氏力演示實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)施例，其結(jié)構(gòu)如


圖1所示，結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下本實(shí)施例包括以下各部分底座1最好用鑄鐵制成，使其能穩(wěn)定支撐整個(gè)裝置，放在地面上，其上端用螺紋與柱體2之間相聯(lián)。
柱體2直徑60毫米鐵柱制成。與轉(zhuǎn)盤3之間有三個(gè)軸承聯(lián)結(jié)，一個(gè)壓力軸承，兩個(gè)徑向軸承，保證了柱體2與轉(zhuǎn)盤3之間摩擦力很小。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)不易停止。
轉(zhuǎn)盤3為直徑1米的大圓盤，盤面上刻有經(jīng)線和緯線使人一眼望去像地球。
擺球4用一條細(xì)線掛在支架5上。
支架5固定在轉(zhuǎn)盤3上。
斜板6斜板的四周有矮邊。防止?jié)L球7跑到斜板外面，斜板面積0.2×0.96米2。
滾球7(或小車)置于斜板上。
用本實(shí)施例可進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)
1．將滾球7(或小車)放在斜板6最高處、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤3，觀察滾球7運(yùn)動(dòng)情況，分析小球受力。滾球向下滾動(dòng)是受重力作用，滾球前一半下落很慢，而且轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)愈快、下滾愈慢、以致不動(dòng)；甚至向上滾。而通過(guò)轉(zhuǎn)盤中心達(dá)到下一半路程時(shí)，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)的愈快，下滾愈快，這是由于離心力的作用。滾球在轉(zhuǎn)盤不動(dòng)時(shí)，沿直線下滾，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾球下滾的同時(shí)還向側(cè)面跑，跑的方向與轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向有關(guān)，這是受到科氏力的作用。F→=2mv→×ω→]]>，因?yàn)槭芰Ψ较蚺c角速度 方向有關(guān)。
2．圓盤上面掛著一個(gè)擺球，使擺球擺動(dòng)起來(lái)。以地面為參考系，不管轉(zhuǎn)盤是否轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)平面基本不動(dòng)，以轉(zhuǎn)盤為參考系，如果轉(zhuǎn)盤不動(dòng)擺動(dòng)平面也不動(dòng)。慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤、擺動(dòng)平面相對(duì)轉(zhuǎn)盤開(kāi)始改變。這就是付科擺的原理。還可以研究擺球放在轉(zhuǎn)盤中心(相當(dāng)于放在南北極上的付科擺)與放在邊上有什么不同。其實(shí)擺球運(yùn)動(dòng)很復(fù)雜，除擺動(dòng)平面改變以外還有橢圓運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求1．一種地球科氏力演示實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括底座、柱體、轉(zhuǎn)盤、擺球、支架、斜板、滾球，其中，該底座上端用螺紋與柱體之間相聯(lián)，該轉(zhuǎn)盤與柱體通過(guò)軸承聯(lián)結(jié)，所說(shuō)的支架和斜板固定在轉(zhuǎn)盤上，所說(shuō)的擺球用一條細(xì)線掛在支架上，所說(shuō)的滾球置于斜板上。
2．如權(quán)利要求1所述的地球科氏力演示實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所說(shuō)的轉(zhuǎn)盤的盤面上刻有經(jīng)線和緯線。
3．如權(quán)利要求1所述的地球科氏力演示實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所說(shuō)的斜板的四周有矮邊。
4．如權(quán)利要求1所述的地球科氏力演示實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所說(shuō)的軸承包括一個(gè)壓力軸承，兩個(gè)徑向軸承。
專利摘要本實(shí)用新型屬于物理力學(xué)演示實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域。包括底座、柱體、轉(zhuǎn)盤、擺球、支架、斜板、滾球,其中,該底座上端用螺紋與柱體之間相聯(lián),該轉(zhuǎn)盤與柱體通過(guò)軸承聯(lián)結(jié),所說(shuō)的支架和斜板固定在轉(zhuǎn)盤上,所說(shuō)的擺球用一條細(xì)線掛在支架上,所說(shuō)的滾球置于斜板上。本裝置使人們能明顯地觀察到地球上的科氏力現(xiàn)象。且該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工方便,演示容易等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G09B23/10GK2431608SQ0023862
公開(kāi)日2001年5月23日 申請(qǐng)日期2000年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月23日
發(fā)明者張泊靜, 劉鳳英 申請(qǐng)人:清華大學(xué)