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

(Л

со

00 QD СО

/3

пластину 2, консольно установленную на основании 1 посредством цилиндрического 3 и сферического 4 шарниров, снабженных стрелочным указателем 5 направления реакции от действия на пластину внешней нагрузки, В результате этого возникает горизонтальная составляющая действующей на систему силы, создаваемой упругий тягой 9. Эта сила пытается сдвинуть пластину 2 в горизонтальной плоскости, в результате чего указатель 5 наклоняется в сторону, противоположную горизонтальной составляющей приложенной силы, В свою очередь горизонтальная составляющая действующей на пластину силы может быть разложена также на две составляющие, одна из которых направлена по оси цилиндрического

шарнира, а другая - перпендикулярно этой оси, В результате действия последней составляющей силы стрелочный указатель 5 цилиндрического щарнира также наклоняется в ту или иную сторону. Поворачивая направляющую 8 относительно кронштейна 6 и перемещая по ней упругую тягу 9, демонстрируют различные направления реакций, возникающих в шарнирах 3 и 4, в зависимости от направления действия приложенной к пластине 2 силы. Кроме того, прибор позволяет демонстрировать изменение направлений.реакций, возникающих в щарнирах, при действии на пластину 2 системы сил, создаваемых, например, от указки путем воздействия последней на гнезда 11 пластины 2, ил.

Изобретение относится к области демонстрационньк приборов и позволяет расширить диапазон изучаемых в курсе теоретической механики задач за счет демонстрации реакций, возникающих в сферическом шарнире под действием внешней силы. Перемещаясь по криволинейной направляющей 8 упругая тяга 9 занимает наклонное положение относительно нагружаемого объекта, представляющего собой горизонтальную

1

Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, в учебном процессе при изучении курса теоретической механики,

Цель изобретения - расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации реакций сферического шарнира.

На чертеже представлена схема при- бора,

Прибор содержит основание 1, нагру- жаемь1й объект, представляющий собой горизонтальную пластину 2, установленную на основании посредством цилиндрического 3 и сферического 4 шарниров. Каждый шарнир снабжен стрелочным указателем 5 направления реакции от действия на пластину 2 внешней нагрузки. На основании над нагружаемым объектом 2 вертикально установлен кронштейн 6, в котором закреплен посредством зажима 7 имитатор нагрузки, состоящий из криволинейной поворотной направляющей 8 и связанной с ней одним концом тяги 9, второй конец которой закреплен на пластине 2, На тяге закреплен стрелочный указатель 10 направления действия ,в пространстве приложенной силы,,

При этом цилиндрический шарнир 3 имеет две оси 11 и 12 вращения, из

5

О

c

0

0

которых ось 11 связывает шарнир с опорой, а ось 12 жестко связана с пластиной 2, причем стрелочный указа-- тель 5 этого шарнира может перемещаться относительно оси 12,

Стрелочный указатель 5 сферического щарнира такзке связан своей нижней частью с пластиной 2,

Кроме того, в пластине 2 выполнены гнезда 13, являющиеся точками приложения дополнительных сил, например, от действия указки,

Прибор работает следующим образом,

В исходном положении сила тяжести Р пластины 2 уравновешена тремя вертикальными реакциями сферического 4, цилиндрического 3 шарниров и тяги 9, о Чем свидетельствует вертикальное расположение стрелочных указателей 5 направления реакций, возникающих в щарнирах, и стрелочного указателя 10 направления приложенной к системе силы,

Перемещая по криволинейной направляющей 8 тягу 9, последняя занимает наклонное положение относительно пластины 2, в результате чего возникает Горизонтальная составляющая действующей на систему силы, которая со здает- ся тягой 9 и сдвигает пластину 2 в горизонтальной плоскости, благодаря

возможности перемещения стрелочного указателя 5 цилиндрического шарнира относительно оси 12. В результате стрелочный указатель 5 сферического шарнира наклоняется в сторону, противоположную горизонтальной составляющей приложенной силы.

В свою очередь горизонтальная .составляющая действующей на систему силы может быть также разложена на две составляющие, одна из которых направлена по осям 11 и 12 цилиндрического шарнира, а вторая - перпендикулярно этим осям. В результате действия последней составляющей силы стрелочный указатель 5 цилиндрического шарнира, поворачиваясь относительно осей 11 и 12, также наклоняется, указьшая направленное реакции шарнира

Поворачивая криволинейную направляющую. 8 относительно кронштейна 6 и перемещая по направляющей 8 тягу 9, демонстрируют различные направления реакций, воз никаюидах в шарнирах 3 и 4, в зависимости от направления действия приложенной к пластине.2 силы.

Воздействуя на пластину 2 в точках вьтолнения гнезд 13, демонстрируют изменения направлений реакций, возникающих в щарнирах от действия на пластину системы сил.

Применение предлагаемого прибора позволит расширить диапазон решаемых

задач, изучаемых, например, в курсе теоретической механики.

Формула изобретения

Учебньй прибор по механике, содержащий основание, нагружаемый объект, шарнирно установленньй на основании посредством двух шарниров, один из которых выполнен цилиндрическим, стрелочные указатели реакций, возни- кшощих в шарнирах, и имитатор нагрузки со стрелочным указателем направления действия приложенной силы, о т - лич ающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации реакций сферического шарнира, другой шарнир выполнен сферическим, нагружаемый обг.- ект представляет собой горизонтальную пластину, установленную в шарнирах, на основании над пластиной вертикально установлен кронштейн, в котором закреплен посредством зажима имитатор нагрузки, состоящий из криволинейной поворотной направляющей и связанной с пей одним концом тяги, другой конец которой закреплен на пластине, при этом стрелочньп указатель направления действия приложенной силы закреплен на тяге, а стрелочный указатель цилиндрического шарнира установлен в двух расположенных одна над другой осях с возможностью перемещения относительно нижней оси.