Учебный прибор для демонстрации прецессии гироскопа Советский патент 1986 года по МПК G09B23/08 

представляет собой диск 8 с криволинейной нижней поверхностью А для контактирования с осью 4. Диск 8 соединен с упором 6 через стопорный винт 7. Верхний конец оси 4 имеет гнездо 9 под заостренный конец упора 6 при

Изобретение относится к учебным пособиям по механике и физике и предназначено для демонстрации гироскопических явлений, в частности прецессии с переменным углом нутации.

Цель изобретения - расширение демонстрационных возможностей прибора.

На фиг.1 изображен прибор при запуске волчка, общий ВИД} на фиг.2 - то же, при демонстрации прецессии.

Учебньй прибор для демонстрации прецессии гироскопа содержит основание 1 с опорой 2, гироскоп в виде волчка 3, нижний конец оси 4 которог размещен на опоре 2, и стойку 5 с вертикально закрепленным на ней упором 6. Учебньй прибор имеет также средство для изменения угла нутации, выполненное в виде соединенного с упором 6 посредством стопорного вин- та 7 диска 8, имеющего криволинейную нижнюю поверхность А, предназначенную для контактирования с осью 4 волчка 3, причем нижний конец упора 6 заострен, а верхний конец оси 4 волчка 3 имеет гнездо 9 для размещения заостренного конца упора 6 при запуске волчка 3. Упор 6 .крепится к стойке 5 винтом Ю.

Подготовку прибора к работе про- изводят следующим образом.

Отп/стив винт 10, поднимают упор 6 вверх. Нижний заостренный конец оси 4 вдлчка вставляют в гнездо на опоре 2 и устанавливают вертикально. Затем упор 6 опускают и вводят в гнездо 9 оси 4 волчка. Это положение упора 6 и оси 4 фиксируют винтом 10 (фиг.1).

Гибкой нерастяжимой нитью или малогабаритным электродвигателем с резиновым диском на конце вала (не показаны) приводят волчок в быстрое вращение вокруг оси 4. Отпустив винт

запуске волчка 3. Форма поверхности А диска 8 может быть сферической, цилиндрической, конической, плоской, с ребрами, В данном приборе поверхность А имеет цилиндрическую форму с горизонтальной образующей. 2 ил.

10, поднимают упор Ь вверх и закрепляют его в этом положении. Легким прикосновением к верхнему концу оси 4 вращающегося волчка отклоняют ось на некоторый угол от вертикали. Так как центр тяжести волчка не совпадает с точкой опоры, ось волчка прецес сирует с постоянным углом нутации, описывая поверхность кругового конуса. Величина и диапазон изменения угла нутации определяются конкретной формой поверхности А диска 8.

Форма нижней поверхности А диска 8 может быть сферической, цилиндрической, конической, плоской, с ребрами. В данном случае поверхность А диска прибора имеет цилиндрическую форму с горизонтальной образующей.

Для демонстрации гироскопического эффекта и прецессии с переменным углом нутации освобождают стопорный винт 10, упор 6 с диском 8 опускают до соприкосновения последнего с,осью 4 вращающегося волчка и фиксируют это положение диска стопорным винтом 7 (фиг.2).

При соприкосновении оси 4 вращающегося волчка с неподвижньм диском 8 между ними возникает сила трения. Направление момента силы трения,действующей на конец оси 4 волчка, относительно неподвижной точки таково, что согласно закону прецессии конец оси волчка 3 прижимается к нижней поверхности А диска 8. Возникающая нормальная составляющая реакции диска вынуждает волчок прецессироватб. При этом конец оси 4 волчка перемещается по нижней поверхности А, не отрываясь от нее, и описывает прост- ранственную кривую, точки которой равно отдалены от неподвижной точки опоры волчка. Так как траектория конца оси волчка в общем случае не

есть окружность, угол между вертикалью и осью волчка - угол нутации при таком движения является перемен ным.

Для демонстрации прецессии с переменным углом нутации и управления этим процессом ослабляют винт 10 и перемещают упор с диском поступательно вверх или вниз при вращающем ся волчке.

Формула изобретения

Учебный прибор для демонстрации прецессии гироскопа, содержащий

2545324

основание с опорой, гироскоп в виде волчка, нижйий конец оси крт-орого размещен на опоре, и стойку с вертикально закрепленным на ней упором, 5 отличающийся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей, он имеет средство для изменения угла нутации, выполненное в виде соединенного с упором посред10 ством стопорного винта диска, имеющего криволинейную нижнюю поверхность для контактирования с осью волчка, причем нижний конец упора заострен, а верхний конец оси волчка

15 имеет гнездо для размещения заостренного конца упора при запуске волчка.

Редактор А. Огар

Составитель Т. Григорьян

Техред В.Кадар Корректор М. Максимишинец

Заказ 4724/55 Тираж 455Подписное

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.2

Изобретение относится к учебному прибору для демонстрации прецессии гироскопа и позволяет расширить демонстрационные возможности. Гироскоп выполнен в виде волчка 3. Нижний конец оси 4 волчка 3 размещен на опоре 2. Стойка 5 имеет вертикально закрепленньй на ней упор 6. Средство для изменения угла нутации W § W Фиг./