Учебный прибор по механике Советский патент 1989 года по МПК G09B23/08 

Изобретение относится к учебно- наглядным пособиям по механике и может быть использовано для проведения лабораторных работ и демонстрации основных теорем статики плоской системы сил.

Цель изобретения - повышение наглядности решения задач по определению главного вектора и главного мо- мента сил, приведенных к заданному центру.

На фиг.1 изображена схема прибора на фиг,2 - узел соедошения; на фиг.З прибор п аксонометрии с нагружающими груза иг.

Учебный прибор содержит модель твердого тела, Бьтолненную в виде дика I, Диск посредством стальных шариков 2, собранных в сепараторе 3, опирается на плиту 4 с закрепленным на ней огратгичител-ьным кольцом 5. Такая установка диска позволяет ему свбодно поворачиваться относительно . нертикалыюй оси и смецаться в гори- зонтальной плоскости в любом нлправ- леН1П1 на Bejnnniiiy зазора между диско и ограничительным кольцом, С помощью CTonopicbrx винтов б резьбовых втулок 7, закрепленных па плите 4, дис может быть зафиксирова г по отношению к плите в одном из четырех положеичй (при совпадении меток на ; ; раничительном кольце), В кажг.ог из этих положетшй предусмотренные о диске отверстия для фиксации располагаются соосно с резьбовыии втулками, обеспечивая тем самым возможность установки стопорных винтов 6,

В состав прибора входит комплект блоков 8, литей 9, грузов 10 и штифтов 11, посредством которых к диску прикладывается заданная система сил, С этой целью в соответствующие отвер стия, выполненные; в диске для выбора точек приложения cmi, вставляются штифты I1 с закрепленными к ним нитями 9, Каждая нить перебрасывается через отдельньш блок 8, стой- ка которого устанавливается в одно из отверстий, расположенных по периметру плиты 4, обеспечивая заданное направление силы. Величина силы определяется грузом 10, закрепленнь М к второму концу нити 9, В случае, когда линия действия силы проходит между отверстиям в плите (например, расчетное направление главного

Q

5

Q 5 Q

0

5 Q

5

вектора), используется специальный блок с коленчатой стойкой 12,

Нагружение диска I осуществляется в соответствии с бланк-заданием 13, представляющим собой круг из плотного листа бумаги диаметром, равным диаметру диска и выполненш 1ми в нем отверстиями, точно совпадающими с отверстиями в диске,

С целью предотвращения проскальзывания диска 1 относительно шариков 2 при сборке прибора сепаратор 3 центрируется тремя штифтами 14, рагположенными в тела ограничительного кольца под углом 120°,

Перед началом раиоты плита 4 ири- 6oiia устанавливается в горизонтальной плоскости по уровню поворотом опорных стоек 15,

Работа с прибором осуществлйерся в следующем порядке.

Изучающем статику выдается бланк- задание, на котором изображена, к при- Mejiy, система сил,, произвольно расположенных п плоскости, указан центр приведения - точка О и ставится задача о вычислении главного вектора и лавного моме: та исходной системы сил, приведегиых к задапному центру.

Вначале поставленная задача решается непосредственно на бланк-за- даш1и, где графически определяются искомы з результаты; направления действия и величины глапного вектора Рд к главного момента М.

Затем производится экспериментальная: проверка полученных результатов С этой целью бланк-задание 13 накладывается на диск I так, чтобы совпали все их отверстия, диск повора- чисается в определенное положение и фиксируется стопорными винтами 6, Посредством нитей 9, грузов 10, блоков 8 и штифтов 11 к диску прикладывается исходная система сил в соответст- ВИИ с бланк-заданием. После этого, пользуясь блоками с коленчатыми стойками 12, теми же нитями, грузами и штифтами, к диску в центре приведения прикладывается сила R, равная по модулю найденному значению главного вектора к, но направленная в противоположную сторону, и пара сил с моментом Кр, равным вычисленному главному моменту MO, но противоположным ему по знакуо Б результате к диску будет приложена уравновегменная система сил, а это значит, что если после

извлечения стопорных винтов 6 диск ос таетсп иеподшшным, то поставленная задача решена верно. Если же при вы- численин главного вектора или главного момента допущена ошибка, то диск сместится в сторону или повернется и тогда специальными датчиками будет определена величина ошибки Аналогично решаются и другие перечисленные задачи.

Формула изобретения

Учебньй прибор по механике, содержащий модель тела, выполненную в виде пластины, установленной на основании с возможностью вращательного и поступательного перемещения, и средство для приложения системы произволь

стоящее из нескольких грузов, присоединяемых в заданных точках к пластине через блоки, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения наглядности решения задач по определению главного вектора и главного момента сил, приведенных к заданному центру, он имеет горизонтально расположенное на основании кольцо, установленный в нем с зазором шарикоподшипник и стопорные винты для фиксации пластины на основании в заданном положении, при этом пластина вы- пол}1ена в виде диска, расположенного на подшипнике и имеет отверстия для закрепления на нем посредством фиксаторов бланка-задания, а один из блоков установлен на основании посредст

Изобретение относится к учебным пособиям. Прибор может использоваться в учебном процессе для проведения лабораторных работ и демонстрации основных теорем плоской статики. Цель изобретения - повышение наглядности решения задач по определению главного вектора и главного момента сил, приведенных к заданному центру. Прибор содержит модель горизонтально расположенного твердого тела, опирающегося на стальные шарики 2, собранные в сепаратор 3. Это позволяет телу свободно поворачиваться и смещаться относительно плиты 4. Посредством нитей 9, блоков 8, штифтов 11 и грузов 10 к телу прикладывается исходная система сил, произвольно расположенных в плоскости. Нагружение тела силами, в процессе которого оно фиксируется стопорными винтами относительно плиты, осуществляется в соответствии с наложенным на тело бланк-заданием, на котором графически уже определены главный вектор и главный момент заданной системы сил. С целью экспериментальной проверки результатов графического решения к телу прикладывается уравновешивающие сила и пара сил, равные по модулю найденным значениям соответственно главного момента и главного вектора, снимается фиксация тела и регистрируется его смещение, свидетельствующее о правильности решения задачи. 3 ил.

но расположенных в плоскости сил, со-20 вом коленчатой стойки.

3

Фиг. г