Учебный прибор по механике Советский патент 1986 года по МПК G09B23/08 

Изобретение относится к учебным приборам по теоретической механике, а именно к приборам для демонстрации момента силы относительно точки.

Цель изобретения - повьшение на- глядности путем обеспечения демонстрации зависимости момента от величины и линии действия силы.

На фиг.1 представлен прибор, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг. на фиг,5 - схематичное изображение учебного прибора при силе и моменте, равных нулю, линия действия силы не проходит через точку, относительно которой определяется момент силы; на фиг.6 - то же, при прохождении линии действия силы через точку, относительно которой определяется момент; на фиг. 7 - то же, при силе и моменте, не равных нулю, линия действия силы не проходит через точку, относительно которой определяется момент} на фиг.8 - то же, при мо- менте, равном нулю, линия действия силы проходит через точку, относительно которой определяется момент.

Учебный прибор по механике со

держит основание 1, стрелочный указатель 2 силы и стрелочный указа- .тель 3 момента. Учебный прибор имеет также установленную под углом к основанию 1 лицевую панель 4 с окном 5 и отверстием 6, направляющие 7 и 8, закрепленные с тыльной стороны лицевой панели 4, пластину 9 расположенную под окном 5 в направляющих (фиг.1-4), резьбовую втулку 10, жестко связанную с пластиной 9 и расположенную на лицевой стороне панели 4 в плоскости, параллельной ей (фиг. 1), ползун 11, расположенный под лицевой панелью 4, кулису 12, шарнирно соединенную со стре- лочным указателем 2 силы и с ползуном 11 (фиг.5), и тягу 13, жестко соединенную с ползуном 11 и стрелочным указателем 3 момента. При этом стрелочный указатель 3 момента связан с основанием 1 посредством телескопически соединенной с ним штанги 14 и размещен под отверстием 6 лицевой панели 4 перпендикулярно к ней, а стрелочный указатель 2 си- ль1 расположен в резьбовой втулке 10 и имеет резьбовой хвостовик 15. Точка 16 (фиг.З), относительно ко

5

0

0 5

торой определяется момент, находится на оси 17 стрелочного указателя 3 момента. Стрелочный указатель 2 силы имеет ось 18, а резьбовая втулка 10 - гнездо 19.

Работа учебного прибора основана на том, что моментом силы относительно какой-либо точки является вектор, численно равный произведению модуля силы на плечо, т.е. на кратчайшее расстояние от указанной точки до линии действия силы, и направленный перпендикулярно плоскости, проходящей через выбранную тачку, например точку 16, и линию действия силы (ось 18) в ту сторону откуда поворот, совершаемый силой вокруг точки, представляется происходящим против хода часовой стрелки.

Рассмотрим схему работы прибора, показанную на фиг.5. Если стрелочный указатель 2 находится в гнезде .19 резьбовой втулки 10, сила равна нулю. При этом стрелочный указатель 3 момента находится в отверстии 6.

При перемещении пластины 9 по направляюш 1М 7 и 8 перемещается в том же направлении и кулиса 12, однако в результате того, что в этом положении стрелочного указателя 2 силы кулиса также расположена перпендикулярно оси 18, она не оказывает никакого воздействия н& ползун 11 и, следовательно, стрелочный указатель 3 момента остается неподвижным и находится в отверстии 6, Это означает что момент равен нулю на всем диапазоне перемещения пластины 9, показанного на фиг.З, до положения точки 16 на оси 18, т.е. на возможной линии действия силы

(фиг.6). I

Для демонстрации появления момента необходимо ввернуть резьбовую втулку 10 на резьбовом хвостовике 15, при этом стрелочный, указатель

2силы начинает выдвигаться из гнезда 19, Показьшая появление силы, вследствие чего кулиса 12 поворачивается (фиг.7), передвигает ползун 1 Г влево и посредством тяги 13 выдвигает стрелочный указатель

3момента из отверстия 6 на некоторую величину. Чем больше выдвигается стрелочный указатель 2 силы, тем больше поворот кулисы 12 и, следовательно, больше перемещение пол3

зуна 11 влево и вьше поднимается стрелочньй указатель 3 момента,демонстрируя увеличение момента .от увеличения силы. Положение стрелочного указателя 3 зависит также от положения линии действия силы, т.е. оси 18 относительно точки 16.

При перемещении пластины 9 вверх кулиса 12, взаимодействуя с ползуном 11, перемещает последний вправо при этом стрелочный указатель 3 момента опускается вниз, демонстрируя уменьшение момента (фиг.8), хотя сила остается в прежнем значении. В крайнем верхнем положении пластины 9 точка 16 оказывается на оси 18, стрелочный указатель 3 момента полностью опускается в отверстие 6, тем самым демонстрируя, что когда точка 16, относительно которой определяется момент, находитс на линии действия силы (ось 18) создающей этот момент, последний равен нулю.

Ф о рмула изобретения Учебный прибор по механике, со- держащий основание, стрелочньй ука54531

затель силы и стрелочный указатель момента, отличающийся тем, что,с целью повьштения наглядности путем обеспечения демонстра5 ции зависимости момента от величины и линии действия силы, он имеет установленную под углом к основанию лицевую панель с окном и отверстием, направляющие, закрепленные с тыпь10 ной стороны панели, пластину,расположенную под окном в направляющих, резьбовую втулку, жестко связанную с пластиной и расположенную на вой стороне панели в плоскости, паt5 раллельной ей, ползун,расположенньш под панелью, кулису, шарнирно соединенную со стрелочным указателем силы и с ползуном, и тягу, жестко соединенную с ползуном и стрелочным

20 указателем момента, при этом последний связан с основанием посредством телескопически соединенной с ним штанги и размещен под отверстием панели перпендикулярно к ней, а стре25 лочный указатель силы расположен во втулке и имеет резьбовой хвостовик.

-X

Г

г

Изобретение относится к учебному прибору по механике и позволяет повысить наглядность путем обеспечения демонстрации зависимости моSf- ::; мента от величины и линии действия сильк Лицевая панель 4 с окном 5 и отверстием 6 расположена под углом к основанию. Направлякшще 7 и 8 закреплены с тыльной стороны панели 4. Пластина 9 расположена под окном 5 в направляющих 7 и 8. Резьбовая втулка жестко связана с пластиной 9 и расположена на лицевой стороне панели 4 в плоскости, параллельной ей. Ползун 11 расположен под лицевой панелью 4. Кулиса 12 шарнирно соединена со стрелочным указателем силы, и с ползуном 11. Тяга 13 жестко соединена с ползуном 11 и со стрелочным, указателем 3 момента. 8 ил. 8 сл Is9 СП 4i СЛ 00

фиг. f

Ц

фиг. 2

Фаг.З

//

Фиг. 5

Л

fPu.S

iPuff. 7

/6

Редактор A, Огар

Составитель Т. Григорян

Техред В.КадарКорректор М. Максимийинёц

Заказ 4724/55 Тираж 455 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР .по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Фиг. 6