Учебный прибор по механике Советский патент 1984 года по МПК G09B23/08 

Изобретение относится к учебно-наглядным пособиям по механике и может быть использовано, в частности, для демонстрации по определению главного вектора и главного момента системы сил.

Известен учебный прибор по механике, содержащий твердое тело, которое связано с опорой с помощью щарнира, выполненного в виде кулисы, имеющей ось поворота относительно опоры и подпружиненный ползунок, несущий ось поворота тела, и закрепленные на теле нити с грузами и блоками (Ij.

Однако этот прибор не дает возможности одновременной демонстрации величины и направления главного вектора и главного момента системы сил, действующей на твердое тело.

Цель изобретения - расширение демонстрационных возможностей прибора.

Поставленпая цель достигается тем, что учебный прибор но механике, содержащий твердое тело, которое связано с опорой с помощью щарнира, выполненного в виде кулисы, имеющей ось поворота относительно опоры и подпружиненный ползунок, несущий ось поворота тела, и закрепленные на теле нити с грузами и блоками, имеет закрепленную на опоре горизонтальную балку, установленную на ней каретку с б.юком и две дополнительные нити с одинаковыми грузами, закрепленные в двух точках тела, находящихся на вертикальной прямой на одинаковом расстоянии от щарнира, при этом нить, закрепленная в верхней точке, проходит через блок каретки.

На фиг. 1 изображен учебный прибор, общий вид; на фиг. 2 - то же, разрез.

Учебный прибор содержит твердое тело I (Плоское, .с малым весом, желательно прозрачное), которое связано щарнирно с опорой 2 (например чертежная доска). Шарнир, соединяющий тело 1 с опорой 2, выnOvineH в виде вращающейся кулисы 3, в прорези которой установлен подпружиненный пружиной 4 ползунок 5. Ось вращения 6 соединяет кулису 3 с опорой 2, а ось вращения 7 - ползунок 5 с телом 1.

Указатель 8 направления главного вектора системы сил жестко связан с кулисой 3 и направлен вдоль линии, соединяющей оси вращения 6 и 7. Указатель 9 величины главного вектора системы сил жестко связан с 1юлзун- м 5, а линейка 10 с делениями установлена на кулисе 3.

На теле 1 закреплены нити 11 с грузами 12, нити проходят через блоки 13, установленные на опоре 2.

В точках А и А , находящихся на вертикальной прямой на одинаковом расстоянии

от оси 7, закреплены дополнительная нить 14 с грузом 15 и дополнительная нить 16 с таким же грузом 17. Нить 16 проходит через блок 18, закрепленный на каретке 19. установленной на горизонтальной неподвижной балке 20.

Учебный прибор но механике работает следующим образом.

При отсутствии внечших сил, созтаваемых груза.ми 11, оси вращения 6 и 7 совпадают. Это дo,kтигдeтcя настройкой пружины 4. Силы FU и Fi., создаваемые равными грузами 15 и 17 будут при этом действовать но вертикальной прямой, проходящей через оси врап1епия, в противоположные стороны,т.е. они образуют уравновещиваю0 щуюся систему сил. С помощью нитей i 1. грузов 12 и блоков 13 прр кладь1 §ак т к твегдому телу 1 С4;1стему сил F,;, F, F,, F . Faasный вектор R этой системы сил, приложенный к ползунку 5 в оси 7. фиводит к повороту кулисы 3, пока их направления не совпадут. NKa3aTe.ib 8 покажет направление главного вектора R. Одновременно ползунок 5 под действием главного вектора сместится вдоль паза кулисы 3, деформируя пружину 4. Величина деформации пропор0 циональна модулю главного вектора, что будет показано указат еле.м 9. Под действием главного момента Мд системы сил твердое тело новернется вокруг оси 7 на неко.торый угол, по часовой стрелке. При этом сила F, создавае.мая грхзом 15,

5 будет перемещаться параллельно влево, оставаясь все время направленной вертикально вниз. Сила Fy, создаваемая грузом 17, будет перемещаться параллельно вправо и будет направленной вертикально

0 вверх.

Таким образом, силы Fy и Fy образуют пару сил, которая уравновесит главный момент системы. По величине и направлению момента уравновешивающей пары сил судят о величине и направлении главного

5 момента сил. Чем больше величина главного момента системы сил, тем больше .1ет плечо уравновешивающей пары сил. а следовательно, ее момент.

Применение предлагаемого прибора позволит повысить эффективность об чения.

лдлллл/

/W vVVVV

-f

УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО МЕХАНИКЕ, содержащий твердое тело, которое связано с опорой с помощью щарнира, выполненного в виде кулисы, имеющей ось поворота относительно опоры и подпружиненный ползунок, несущий ось поворота тела, и закрепленные на теле нити с грузами и блоками, отличающийся .т:еы, что, с целью расширения демонстрационных возможностей, он имеет закрепленную на опоре .горизонтальную балку, установленную на ней каретку с блоком и две дополнительные нити с одинаковыми грузами, закрепленные в двух точках тела, находящихся на вертикальной прямой на одинаковом расстоянии от щарнира, при этом нить, закрепленная в верхней точке, проходит через блок каретки. (Л со о 05