УЧЕБНОЕ НАГЛЯДНОЕ ПОСОБИЕ ПО ГЕОГРАФИИ И АСТРОНОМИИ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ПРИЛИВОВ И ОТЛИВОВ Российский патент 1995 года по МПК G09B25/06 

Изобретение относится к учебным наглядным пособиям по географии и астрономии для демонстрации приливов и отливов и может быть использовано на уроках географии в 6-х классах при изучении географии и в 11 классах по астрономии общеобразовательных школ при изучении понятия о теории приливов и отливов.

Известно наглядное учебное пособие по географии и астрономии для демонстрации приливов и отливов, содержащее элемент, имитирующий берег суши, подвижный плоский элемент, имитирующий уровень воды в мировом океане, и направляющие в первом элементе для шарнирного соединения со вторым [1]
Недостатком известного пособия является недостаточная наглядность, обусловленная отсутствием зрительной связи положений Луны относительно Земли и Солнца.

Цель изобретения увеличение наглядности пособия.

Для этого известное учебное наглядное пособие по географии и астрономии для демонстрации приливов и отливов, содержащее элемент, имитирующий берег суши, подвижный плоский элемент, имитирующий уровень воды в мировом океане, и направляющие в первом элементе для шарнирного соединения со вторым, дополнительно имеет расположенный на лицевой поверхности элемента, имитирующего берег, имитатор Солнца, установленные на одной оси вращения, имеющей рукоятку, имитаторы Земли и Луны и кулачковый механизм для перемещения плоского элемента, кулачок которого соединен со связанным с плоским элементом и расположенным в направляющих стержнем, при этом элемент, имитирующий берег, выполнен в виде чаши, подвижный плоский элемент установлен в ней, а ось установлена с возможностью вращения в одном направлении и расположена перпендикулярно к стержню.

Кроме того, кулачковый механизм состоит из кулачка с выемкой замкнутого профиля, внутри которого проходит геометрическая ось оси вращения, и пальца, жестко соединенного со стержнем, установленного в выемке кулачка.

Для обеспечения одностороннего вращения оси пособие имеет храповое колесо, совмещенное с кулачком и насаженную на неподвижную ось собачку.

Пособие имеет имитатор причала, выполненный в виде выступа на внутренней поверхности чаши, а в плоском элементе выполнен соответствующий выступу вырез.

На внутренней поверхности чаши расположена шкала уровня воды мирового океана.

На лицевой поверхности чаши выполнена расположенная против шкалы прорезь, закрытая прозрачным материалом.

На фиг. 1 изображено учебное наглядное пособие по географии и астрономии для изучения приливов и отливов, вид сверху; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 пособие при положении отлива, вид спереди; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 пособие при положении прилива, вид спереди; на фиг. 6 пособие при положении отлива, вид спереди; на фиг. 7 пособие при положении прилива, вид спереди.

Учебное наглядное пособие по географии и астрономии для демонстрации приливов и отливов содержит (фиг. 1 и 2) элемент 1, имитирующий берег суши, подвижный плоский элемент 2, имитирующий уровень воды в мировом океане, и направляющие 3 в первом элементе для шарнирного соединения со вторым (поскольку эти детали могут перемещаться одна относительно другой).

Элемент 1, имитирующий берег суши, выполнен в виде чаши 4, включающей лицевую поверхность 5, внутри чаши 4 установлен шарнирно вышеупомянутый плоский элемент 2. На лицевой поверхности 5 установлены элементы, имитирующие движение Луны 6 вокруг Земли 7 с измененной условной поверхностью 8 мирового океана и положение Земли 7 относительно условно неподвижного Солнца 9, причем имитаторы Луны 6 и Земли 7 с океаном 8 выполнены на рукоятке 10, установленной (фиг. 1 и 2) на оси 11, которая имеет возможность только одностороннего вращения и содержит (фиг. 2 и 4) кулачковый механизм 12 (обведен пунктиром), шарнирно соединенный (фиг. 2) со стержнем 13, на котором установлен плоский элемент 2, причем геометрические оси пособия 14 и 15 стержня и вращения перпендикулярны друг к другу и пересекаются в одной точке 16.

Кроме того, кулачковый механизм 12 содержит (фиг. 2 и 4) кулачок 17 с выемкой 18 замкнутого профиля, внутри которого проходит геометрическая ось 15 оси вращения 11, и палец 19 стержня 13 (фиг. 2), вставленный в выемку 18 (фиг. 2 и 4).

Кроме того, пособие содержит (фиг. 4) совмещенное с кулачком 17 храповое колесо 20, на периферии которого размещен зубчатый венец 21, а храповая собачка 22 насажена на неподвижную ось 23.

Чаша 4 (фиг. 1) внутри имеет выступ 24, имитирующий в пособии причал для наблюдений высоты уровней приливов, а плоский элемент 2 вырез 25 для него.

Чаша 4 (фиг. 1 и 3) внутри содержит шкалу 26, уровня мирового океана, установленную на причале.

Лицевая поверхность 5 имеет (фиг. 1 и 3, 5-7) прорезь 27, перпендикулярную к плоскому элементу 2, расположенную против шкалы 26 и закрытую прозрачным материалом 28.

На фиг. 1 показано, что пособие содержит элемент 1, имитирующий берег суши, в виде внутренней поверхности чаши 4, включающей лицевую поверхность 5, заднюю поверхность 29, левую 30 и правую 31 поверхности. Задняя поверхность 29 содержит выступ 24, имитирующий причал, на поверхности 32 которого, обращенной к лицевой поверхности 5, установлена шкала 26 высоты уровня мирового океана. На лицевой поверхности 5 против шкалы 26 выполнена прорезь 27, в которую вставлен прозрачный материал 28. Пособие также содержит плоский элемент 2, имитирующий уровень воды, шарнирно размещенный внутри чаши 4 и имеющий вырез 25 для причала 24. В прорезь 27 видны шкала 26 и плоский элемент 2, являющийся как бы указателем для шкалы. На лицевой поверхности 5 видны размещенные на ней имитатор Солнца 9 и выступающая рукоятка 10, соединенная с осью 11 вращения. Рукоятка выполнена трехступенчатой по величинам диаметра. На ступени наименьшего диаметра выполнен на торце имитатор Земли 7. Вторая ступень выполнена в виде симметричного овала, имитирующего условную поверхность 8 мирового океана. На ступени наибольшего диаметра рукоятки 10 расположен на периферии имитатор Луны 6.

На фиг. 2 показано, что пособие содержит элемент 1, имитирующий берег суши, выполненный в виде внутренней поверхности чаши 4, внутри которой установлен плоский элемент 2, имитирующий уровень воды мирового океана, установленный на перпендикулярном к нему стержне 13, шарнирно установленном в направляющих 3 в первом элементе, закрепленных на стойке 33, установленной на дне 34 чаши. Пособие содержит кулачковый механизм 12 пособия (обведен пунктиром), расположенный на оси 11 вращения, шарнирно соединенной с лицевой поверхностью 5 чаши 4 и стойкой 35. На оси 11 жестко установлен кулачок 17 с выемкой 18 замкнутого профиля, внутри которого проходит геометрическая ось 15 оси вращения 11. В выемку 18 шарнирно вставлен палец 19 стержня 13. Снаружи лицевой поверхности 5 чаши 4 на оси 11 установлена рукоятка 10. Геометрическая ось 14 стержня 13 перпендикулярна к геометрической оси 15 оси вращения 11. Они пересекаются в точке 16.

На фиг. 3, 5-7 показано, что лицевая поверхность 5 пособия содержит прорезь 27, закрытую прозрачным материалом 28, через который видны шкала 26 высоты уровня воды мирового океана и элемент 2, имитирующий уровень воды мирового океана.

На фиг. 3 также показано, что на одной линии 36, параллельной плоскому элементу 2, расположен слева имитатор Солнца 9, а справа рукоятка 10 с выполненными на ней имитатором Земли 7, окруженным измененной условной поверхностью 8 мирового океана, и имитатором луны 6. Поверхность 8 выполнена в виде овала, большая ось которого 37-38 находится на прямой, соединяющей геометрическую ось вращения 15 с центром Луны (не обозначенном позицией), а малая ось 39-40 перпендикулярна к большой оси 37-38 и также проходит через геометрическую ось вращения 15 рукоятки. Поэтому значение высоты воды уровня мирового океана в точке 38, лежащей между Землей и Луной, равно значению высоты в точке 37, лежащей на имитаторе Земли 7 со стороны, диаметрально противоположной Луне (приливы), и равны друг другу на концах перпендикулярного диаметра 39 и 40 (отливы). Стрелка 41, расположенная на линии 36, направленная от Солнца 9 к Земле 7, указывает условную скользящую точку 42 на поверхности имитатора Земли 7, относительно которой демонстрируется значение высоты уровня мирового океана, отсчитываемое по шкале 26 (стрелкой служит элемент 2). Стрелка 43 указывает направление вращения рукоятки 10 вслед за вращением Луны 6 вокруг Земли 7 (против часовой стрелки), если смотреть на плоскость эклиптики со стороны Полярной звезды.

На фиг. 4 показано, что пособие содержит кулачковый механизм 12 (обведен пунктиром), включающий кулачок 17 с выемкой 18 замкнутого профиля овальной формы, внутри которой проходит геометрическая ось 15 вращения оси, на которой установлен кулачок 17, палец 19 стержня (показан в разрезе), шарнирно вставленный в выемку 18. Расстояние между геометрической осью 15 и точкой 44 равно расстоянию между точками 15 и 45 (имитирующими приливы), а расстояния между точкой 15 и точками 46 и 47, лежащими на линии, перпендикулярной линии 44-45, равны друг другу и меньше значения расстояния 15-44 (они имитируют отливы). Стрелка 43 показывает возможное направление вращения кулачка 17 по часовой стрелке (против часовой стрелки на фиг. 3).

Одностороннее вращение кулачка обеспечивается храповым колесом 20, зубчатый венец 21 которого размещен по периферии кулачка 17, и собачкой 22, шарнирно насаженной на неподвижную ось 23, установленную на опоре 48.

Когда на лицевой поверхности 5 (фиг. 5) ручка 10 повернута по стрелке 43 в положение, в котором Луна 6 находится между Солнцем 9 и Землей 7 на одной линии 36, положение на шкале 26 элемента 2, имитирующего высоту воды мирового океана, в скользящей точке 42 Земли, на которую указывает стрелка 41, определяет уровень воды мирового океана на шкале 26, видимой в прорезь 27, закрытую прозрачным материалом 28, который эквивалентен толщине слоя 38-42 над точкой 42 Земли 7 (прилив).

На фиг. 6 показано такое положение на лицевой поверхности 5 рукоятки 10, повернутой по стрелке 43, в котором линия от геометрической оси 15 Земли 7 до центра Луны 6 перпендикулярна к линии, соединяющей центры имитаторов Солнца 9 и Земли 7. При этом положении на шкале 26 элемента 2, имитирующего высоту воды мирового океана, в скользящей точке 42 Земли, на которую указывает стрелка 41, показывает самый низкий уровень (отлив), эквивалентный толщине 40-42 измененной высоты слоя воды мирового океана 8 над точкой 42 Земли.

Когда на лицевой поверхности 5 (фиг. 7) ручка 10 повернута по стрелке 43 в положение, в котором Луна 6 находится относительно Земли 7 по другую сторону от Солнца 9 на одной прямой 36, положение на шкале 26 элемента 2, имитирующего высоту воды мирового океана 8, в скользящей точке 42 на Земле 7 по стрелке 41, определяет по шкале 26 через прорезь 27, закрытую прозрачным материалом 28, высоту прилива, эквивалентную расстоянию 37-42 на мировом океане 8.

Пособием пользуются следующим образом.

Допустим, начальному положению соответствует размещение Луны между Солнцем и Землей (величина прилива максимальна) и плоский элемент 2 внутри чаши 4 на шкале 26 находится в верхнем положении (фиг. 5). Стрелка 41 указывает скользящую точку 42 на поверхности Земли, в которой мы рассматриваем условный уровень воды 8 мирового океана. Палец 19 на фиг. 2 находится в точке 45.

При вращении рукоятки 10 против часовой стрелки по направлению вращения Луны вокруг Земли (если смотреть на плос- кость эклиптики со стороны Полярной звезды) Луна будет поворачиваться вокруг Земли, сойдя с линии 36, соединяющей имитаторы Земли и Луны, и через 90^о поворота займет положение, в котором линия от центра 15 имитатора Земли 7 до центра имитатора Луны 6 будет вертикальна (фиг. 6). В скользящей точке 42 на поверхности имитатора Земли уровень воды 8 мирового океана будет минимален (отлив) и элемент 2 на шкале 26 занимает минимальное положение. Это произошло потому (см. фиг. 4), что кулачок 17 повернулся на 90^о и палец 19 стержня 13, вставленный в выемку 18 кулачка, занял в ней положение в точке 46, соответствующее минимальному удалению от центра 15 кулачка.

При дальнейшем вращении рукоятки 10 против часовой стрелки еще на 90^о Луна 6 займет положение относительно Земли 7, противоположное положению Солнца 9 (фиг. 7). В скользящей точке 42 на поверхности Земли 7 высота уровня воды мирового океана 8 будет соответствовать высоте прилива, на что укажет положение элемента 2 на шкале 26. Это произойдет потому (см. фиг. 4), что кулачок 17 повернулся на 90^о и палец 19 стержня 13, вставленный в выемку 18 кулачка, поднялся над центром 15 кулачка 17 (точка 44).

При дальнейшем вращении рукоятки 10 против часовой стрелки еще на 90^о имитатор Луны 6 расположится непосредственно над имитатором Земли 7 и величина уровня воды 8 мирового океана в скользящей точке 42 снова будет минимальна (отлив, фиг. 3). Элемент 2 на шкале 26 будет показывать отлив. Это произошло потому, что палец 19 стержня 13, вставленный в выемку 18 кулачка, занял положение, максимально близкое к центру 15 (точка 47).

При дальнейшем вращении рукоятки 10 на 90^о имитатор Луны 6 окажется между имитатором Земли 7 и имитатором Солнца 9. Над скользящей точкой 42 высота уровня воды 8 мирового океана будет максимальна (прилив, фиг. 5). Элемент 2 на шкале 26 покажет самый высокий уровень воды. Это произошло потому, что палец 19 стержня 13 в выемке 18 кулачка 17 занял положение, максимально удаленное от центра 15 кулачка 17 в точке 45.

Увеличение наглядности достигнуто тем, что подъем и опускание элемента 2, имитирующего уровень воды 8 в мировом океане, вдоль шкалы 26 зрительно связан с положением имитатора Луны 6 относительно имитатора Земли 7 и имитатора Солнца 9 при вращении имитатора Луны 6 относительно имитатора Земли 7 и вращением условно измененного уровня воды 8 мирового океана относительно скользящей по имитатору Земли 7 точки 42, расположенной на линии 36, соединяющей центры Земли и Солнца.

Возможны и другие варианты выполнения пособия, не выходящие за пределы первого пункта формулы, например обеспечение одностороннего вращения оси 10 может быть обеспечено муфтой свободного хода иного типа, чем с храповым механизмом, и храповое колесо может быть выполнено отдельно от кулачка, кулачок может не иметь впадины, зато стержень 13 может быть подпружинен и т.д.

Использование: в качестве учебного наглядного пособия по географии и астрономии при изучении приливов и отливов. Сущность: на лицевой поверхности элемента 1, имитирующего берег суши, расположен имитатор 9 Солнца. Имитаторы 6 и 7 Луны и Земли установлены на одной оси 11 вращения, имеющей рукоятку 10. Элемент, имитирующий берег, выполнен в виде чаши. Подвижный плоский элемент 2, имитирующий уровень воды в мировом океане, установлен в чаше. Кулачок механизма для перемещения плоского элемента 2 соединен со стержнем, расположенным в направляющих. Геометрические оси стержня и вращения оси 11 перпендикулярны и пересекаются. 5 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. УЧЕБНОЕ НАГЛЯДНОЕ ПОСОБИЕ ПО ГЕОГРАФИИ И АСТРОНОМИИ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ПРИЛИВОВ И ОТЛИВОВ, содержащее элемент, имитирующий берег суши, подвижный плоский элемент, имитирующий уровень воды в мировом океане, и направляющие в первом элементе для шарнирного соединения с вторым, отличающееся тем, что оно имеет расположенные на лицевой поверхности элемента, имитирующего берег, имитатор Солнца, установленные на одной оси, вращения, имеющей рукоятку, имитаторы Земли и Луны и кулачковый механизм для перемещения плоского элемента, кулачок которого соединен со связанным с плоским элементом и расположенным в направляющих стержнем, при этом элемент, имитирующий берег, выполнен в виде чаши, подвижный плоский элемент установлен в ней, а ось установлена с возможностью вращения в одном направлении и расположена перпендикулярно стержню. 2. Пособие по п.1, отличающееся тем, что кулачковый механизм состоит из кулачка с выемкой замкнутого профиля, внутри которого проходит геометрическая ось оси вращения и пальца, жестко соединенного со стержнем, установленного в выемке кулачка. 3. Пособие по п.1, отличающееся тем, что для обеспечения одностороннего вращения оси оно имеет храповое колесо, совмещенное с кулачком, и насаженную на неподвижную ось собачку. 4. Пособие по п.1, отличающееся тем, что оно имеет имитатор причала, выполненный в виде выступа на внутренней поверхности чаши, а в плоском элементе выполнен соответствующий выступу вырез. 5. Пособие по п.1, отличающееся тем, что на внутренней поверхности чаши расположена шкала уровня воды мирового океана. 6. Пособие по п. 1, отличающееся тем, что на лицевой стороне чаши выполнена расположенная против шкалы прорезь, закрытая прозрачным материалом.