[实用新型]一种惯性离心实验仪

说明书

技术领域

本实用新型主要属于惯性离心设备和教学实验设备领域，具体而言，本实用新型提供了一种惯性离心实验仪。

背景技术

离心机可用来分离不同密度的各种物质，如油脂生物制品和各种同位素。近代的离心机能使密度颗粒在溶液里所受到的向外合力f和向内合力f。之比可达数千，这就大大加快了沉淀或分离的速度。

惯性离心力和离心力的概念不同，离心力是在惯性系中观察时向心力的反作用力，并不作用周围运动的物体上；而惯性离心力是作用在该物体上的。

教学实践中，经常需要通过演示说明惯性离心力和离心力的概念。相关实物演示给学生强烈的感性认识，既明确了概念，也加深了印象。但是，目前演示惯性离心力的教学实验设备还不多，尤其是成本低且操作简便的惯性离心实验演示仪尚未见报道。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种演示惯性离心力的教学实验设备。

本实用新型提供了一种惯性离心实验仪，该实验仪包括V型中空透明管5、隔离块3、直径小于透明管内径的球体1、球体2以及转盘部件7；两根中空透明管呈V型连接，并与在V型底部的注液体管6连接且贯通；V型中空透明管5的管臂与水平面的夹角为2-60度；隔离块3固定在V型中空透明管管内正中位置，两个球体1和2分别置于V型中空透明管管内隔离块3的两侧，V型中空透明管固定在转盘部件7的转轴4上。

本实用新型的构思为：在匀速圆周运动的非惯性系中的静止质点所受的惯性离心力可用如下公式表示：F_惯＝-Ma_n＝-MRω²。式中R为质点到转轴的垂直距离，ω为转动参照系的角速度，式中负号表示F_惯沿向心加速度的反方向。在此惯性系中，F_惯与向心加速度的方向相反，故称惯性离心力。

本实用新型中，两个球体1和2直径可以相同。两个球体直径相同则体积相同，演示时就可排除体积因素影响。

本实用新型中，V型中空透明管可以采用石英玻璃，有机玻璃等制备。

本实用新型中，V型中空透明管5管内可注有液体。所用液体可以是水、油或者高分子聚合物等。注液体管6的连接位置可以是V型中空透明管5的底部。

本实用新型中，转盘部件7的转速可以由无级调速装置控制。

本实用新型中，两个球体1和2可以呈不同颜色，并且与透明管的颜色形成鲜明对比。本实用新型中，两个球体1和2的质量可以不同。两个球体可以分别采用不同的材质制备，例如，采用橡胶、塑料、石蜡、木材、金属合金，等等。为了演示效果直接明了，可以采用质量比为整数的球体。例如，球体1可以是塑料球，球体2可以是石蜡球，两者的质量比为1∶3。

本实用新型中，隔离块3可以是圈状，其外径与V型中空透明管5内径相同。隔离块的作用是防止球体从V型中空透明管的一个管臂到另一个管臂。隔离块可以采用有弹性的材质制备，以便更好的卡在V型中空透明管管内正中位置。例如，隔离块3可以制成圈状，其外径与V型中空透明管5内径相同，这样隔离圈可固定在管内起到隔离作用，同时，如果管内有液体，隔离圈也不妨碍液体的注入与流通。

本实用新型中，V型中空透明管5的管臂与水平面的夹角可以根据管径、透明管的材质或者转速等具体情况确定。例如，管臂与水平面的夹角可以为2度，15度，20度，30度，45度，或者60度等。较好的，本实用新型中，V型中空透明管5的管臂与水平面的夹角为30-45度。

本实用新型中，各部分零件可根据具体需要而确定尺寸。

本实用新型的惯性离心实验演示仪，可以简单明了的演示说明惯性离心力和离心力的概念。相关实物演示给学生强烈的感性认识，既明确了概念，也加深了印象。并且，本实用新型的惯性离心实验演示仪成本低，操作简便，适用于大中专学校及讲座等各种场合的惯性离心力演示。

附图说明

图1为惯性离心力实验仪的结构示意图。其中，1为塑料球，2为石蜡球，3为隔离块，4为转盘的转轴，5为V型中空透明管，6为注液体管，7为转盘部件。

具体实施方式

实施例1惯性离心力实验仪

如图1所示的惯性离心实验仪中，包括V型中空透明管5、隔离块3、两个直径小于透明管内径的球体和转盘部件7。