本實(shí)用新型屬于動(dòng)力學(xué)研究領(lǐng)域。
背景技術(shù):
兩個(gè)物體碰撞,速度會(huì)如何改變?雖然這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)被研究的比較清楚了,但是,作為初學(xué)者,需要有一些器械用于學(xué)習(xí)碰撞,或者用于研究碰撞。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型提出:
用于研究碰撞的裝置,包括平板制成的底座,底座所在的平面是水平面,豎立支架和底座固定連接,豎立支架設(shè)置于豎直方向,其特征是:還包括上擋板,上擋板為一水平設(shè)置的平板,上擋板和豎立支架固定連接,上擋板設(shè)有第一孔,第一孔為一通孔;
還包括下?lián)醢澹聯(lián)醢逦挥谏蠐醢逑路?,下?lián)醢鍨橐凰皆O(shè)置的平板,下?lián)醢搴拓Q立支架以可拆卸方式連接,并且下?lián)醢迥軌蜓刂Q直支架上下移動(dòng),下?lián)醢逶O(shè)有第二孔,第二孔為一通孔;
第一孔和第二孔處于同一條豎直線;
還包括用于穿過(guò)第一孔和第二孔的直桿,直桿下端連接下球,下球和直桿以可拆卸方式連接,下球形狀為圓球形,直桿所在的豎直線通過(guò)下球的球心;
還包括用于和下球發(fā)生碰撞的上球,上球形狀為圓球形,上球設(shè)有一通過(guò)直徑的通孔,上球套設(shè)于直桿;
上球的下端和下球的上端接觸。
進(jìn)一步的:上球的質(zhì)量小于下球的質(zhì)量。
進(jìn)一步的:直桿的水平截面為圓形,直徑為1cm,上球設(shè)有的通孔其橫截面是圓形,直徑為1.2-1.5cm。
進(jìn)一步的:直桿由透明材料制成。
進(jìn)一步的:直桿的高度大于上擋板到底座的高度。
進(jìn)一步的:第一孔的形狀為圓形,直徑1.2cm,第二孔的形狀為圓形,直徑為1.2cm,直桿的水平截面為圓形,直徑為1cm。
進(jìn)一步的:豎立支架還設(shè)有用于測(cè)量高度的刻度。
本實(shí)用新型可以用于研究或者學(xué)習(xí)碰撞的知識(shí)。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:1-底座,2-豎立支架,3-上擋板,31-第一孔,4-下?lián)醢澹?1-第二孔,5-直桿,6-下球,7-上球。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)附圖1,是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:
用于研究碰撞的裝置,包括平板制成的底座1,底座1所在的平面是水平面,底座1最好用鋼板制成,如果有研究的必要,也可以用橡木板制成。豎立支架2和底座1固定連接,豎立支架2可以用直的鋼筋制成,豎立支架2設(shè)置于豎直方向,其特征是:還包括上擋板3,上擋板3為一水平設(shè)置的平板,意思是說(shuō)上擋板3處于水平面,上擋板3和豎立支架2固定連接,上擋板3設(shè)有第一孔31,第一孔31為一通孔;
還包括下?lián)醢?,下?lián)醢?位于上擋板3下方,下?lián)醢?為一水平設(shè)置的平板,意思是說(shuō)下?lián)醢?處于水平面,下?lián)醢?和豎立支架2以可拆卸方式連接,這樣方便安裝直桿5,并且下?lián)醢?能夠沿著豎直支架上下移動(dòng),下?lián)醢?設(shè)有第二孔41,第二孔41為一通孔;
下?lián)醢?能夠沿著豎直支架上下移動(dòng),可以比較方便的確定上球7反彈的高度,例如:讓上球7反彈以后恰好到達(dá)下?lián)醢?的下表面,這樣就容易測(cè)量反彈的高度,并且,也容易確定上球7距離底座的距離,例如:讓上球7的頂端恰好接觸下?lián)醢?的下表面,那么,上球7頂端距離底座的距離就是下?lián)醢?距離底座的距離。
第一孔31和第二孔41處于同一條豎直線;
還包括用于穿過(guò)第一孔31和第二孔41的直桿5,直桿5下端連接下球6,下球6和直桿5以可拆卸方式連接,下球6形狀為圓球形,直桿5所在的豎直線通過(guò)下球6的球心;
還包括用于和下球6發(fā)生碰撞的上球7,上球7形狀為圓球形,上球7設(shè)有一通過(guò)直徑的通孔,上球7套設(shè)于直桿5;
上球7的下端和下球6的上端接觸。
進(jìn)一步的:上球7的質(zhì)量小于下球6的質(zhì)量。
進(jìn)一步的:直桿5的水平截面為圓形,直徑為1cm,上球7設(shè)有的通孔其橫截面是圓形,直徑為1.2-1.5cm。
進(jìn)一步的:直桿5由透明材料制成。這樣便于觀察者把視線集中到上球7、下球6。
進(jìn)一步的:直桿5的高度大于上擋板3到底座1的高度。這樣可以讓直桿5在釋放以后也不至于傾倒。
進(jìn)一步的:第一孔31的形狀為圓形,直徑1.2cm,第二孔41的形狀為圓形,直徑為1.2cm,直桿5的水平截面為圓形,直徑為1cm。
進(jìn)一步的:豎立支架2還設(shè)有用于測(cè)量高度的刻度。
使用方法:
第一步,測(cè)量:下球6的質(zhì)量、上球7的質(zhì)量;
第二步,把下球6安裝到直桿5的下端,并且把上球7套設(shè)于直桿5;
第三步,讓直桿5的頂端穿過(guò)第二孔41、第一孔31,操作者用手提著直桿5的頂端;
第四步,操作者釋放直桿5,直桿5連同上球7、下球6掉落,碰撞到底座1,然后,下球6會(huì)反彈,上球7也會(huì)反彈。
在上述操作中,涉及這些碰撞:1,下球6和底座1的碰撞。2,下球6和上球7的碰撞。上球7反彈的高度、下球6反彈的高度,取決于碰撞材料的性質(zhì)以及上球7、下球6的質(zhì)量。
作為定性研究,可以不需要嚴(yán)格測(cè)量反彈的高度。如果需要定量測(cè)量,還可以這樣:豎立支架2還設(shè)有用于測(cè)量高度的刻度。用攝像機(jī)錄制碰撞的過(guò)程,就可以更加容易的看清楚反彈的高度。
為什么要設(shè)置第一孔31、第二孔41?因?yàn)橐粋€(gè)孔很難確保直桿5始終位于豎直方向,兩個(gè)孔就容易讓直桿5位于豎直方向。
在這個(gè)碰撞過(guò)程中,如果碰撞可以視為彈性碰撞,上球7的質(zhì)量小于下球6的質(zhì)量,上球7反彈的高度會(huì)很高,從理論上可以計(jì)算得到這個(gè)結(jié)果,可以利用本裝置驗(yàn)證理論計(jì)算的結(jié)果。
本實(shí)用新型使用方法多樣,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,為研究碰撞提供了新的技術(shù)方案。