Учебный прибор по механике Советский патент 1988 года по МПК G09B23/08 

i (Л

Изобретение-относится к учебным приборам и наглядным пособиям, в частности, по механике.

Цель изобретения - расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации процесса поглощения кинетической энергии при ударе за счет пластической деформации.

На чертеже схематично представлен учебный прибор по механике.

Учебньш прибор содержит установленную на основании 1 пружину 2, взаимодействующий с пружиной 2 буферный элемент 3 и средство силового воздействия на пружину 2, имеющее связанный с источником 4 питания электромагнит 5, расположенный над буферным элементом 3, и удерживающий груз 6.

Учебный прибор по механике имеет также дополнительную пружину 7, выполненную из материала с эффектом памяти, например из никелида титана, один конец которой расположен над бу ферным элементом 3, а второй конец закреп{1ен на основании 1 .

При этом обе пружины 2 и 7 расположены концентрично, а источник 4 штания электромагнита 5 электрически связан с дополнительной пружиной 7. Электрическая система содержит два переключателя 8 и 9, а учебный прибор имеет направляющие 10 и 11 и стойку 12.

Учебный прибор работает следующим образом.

Перед началом демонстрации устанавливают электромагнит 5 в заданное положение на стойке 12. При включенном источнике питания (переключатель 9 замкнут, а переключатель 8 разомкнут) устанавливают груз 6 на электромагнит 5. При размыкании переключателя 9 снимается напряжение с электромагнита 5, груз 6 отрывается от электромагнита 5 и происходит его соударение с буферным элементом 3, при этом пружины 2 и 7 сжимаются так что в дополнительной пружине 7 образуются пластические деформации, часть кинетической энергии при этом поглощается и при обратном ходе пружины 2 не происходит отрыва буферного элемента 3 от ее торцовой поверхности. Затем демонстрация повторяется в том же порядке, но за счет того что пои ударе не происходит такого

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

поглощения кинетической энергии дополнительной пружиной 7, как в первом случае, так как после первого удара в дополнительной пружине 7 возникли остаточные деформации, то при повторном ударе в исходном состоянии верхняя торцовая поверхность дополнительной пружины 7 не прилегает к поверхности буферного элемента 3, т.е. они не взаимодействуют. При обратном ходе пружины 2 буферный элемент 3 приобретает такую кинетическую энергию, что происходит его отрыв от торцовой поверхности пружины 2. Таким образом наглядно демонстрируется поглощение кинетической энергии за счет образования пластических деформаций в дополнительной пружине 7 при первом ударе. После демонстрации при включенном источнике 4 питания замыкают переключатель 8 (переключатель 9 разомкнут) и производят разогрев дополнительной пружины 7 за счет протекания через нее тока. При достижении температуры, соответствующей .окончанию обратного мартен- ситного превращения в материале дополнительной пружины 7, происходит восстановление ее формы, верхняя торцовая поверхность дополнительной пружины 7 вновь примыкает к поверхности буферного элемента 3, размыкают переключатель 8 и учебный прибор по механике приводится в исходное положение.

Формула изобретения

Учебный прибор по механике, содержащий установленную на основании пружину, взаимодействующий с пружиной буферный элемент и средство силового воздействия на пружину, имеющее связанный с источником питания электромагнит, расположенный над буферным элементом, отлич ающийся тем, что, с цепью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации процесса поглощения кинетической энергии при ударе за счет пластической деформации, он имеет дополнительную пруткину, выполненную из материала с эффектом памяти, один конец которой расположен под буферным элементом, а другой конец закреплен на основании, при этом обе пружины расположены концентрично, а источник питания электромагнита электрически связан с дополнительной пружиной.

Изобретение относится к учебным приборам по механике и позволяет расширить диапазон решаемых задач путем демонстрации процесса поглощения кинетической энергии при ударе за счет пластической деформации. Учебный прибор по механике состоит из основания, на котором установлены электромагнит 5 с грузом 6, буферный элемент 3, взаимодействующий с пружиной 2 и дополнительной пружиной 7, вьтол- ненной из материала с эффектом памяти и электрически связанной с источником 4 питания электромагнита 5. Наглядно демонстрируется поглощеиие кинетической энергии при ударе дополнительной пружиной 7, так как при исключении взаимодействия ее с буферным элементом 3, последний отрывается от торцовой поверхности пружины 2. 1 ил.