Прибор для демонстрации сложения угловых скоростей "Глобус Советский патент 1990 года по МПК G09B23/06 

Изобретение относится к средствам обучения, в частности к наглядным средствам для демонстраций в физике, и может быть широко использовано в современных курсах физики при изучении механики, вращательных движений и т.д.

Цель изобретения - повышение дегч монстрационной наглядности.

На фиг. 1 приведена векторная диаграмма сложения угловых скоростей; на фиг. 2 - графическая схема прибора.

Прибор для демонстрации угловых скоростей содержит, держатель 1 в виде вертикальной рамл, установленную в нем горизонтально ось 2 с паровым элементом 3, на поверхности которого параллельно эквоториальной плоскости по линиям широт через равные

промежутки расстояний нанесены отметки в виде рядов точек, привод вращения держателя, состоящий из приемного шкива 4, выполненного монолитным с держателем 1, шкива 5 с редуктором 6 и ремня 7, и дополнительный привод для вращения оси 2, состоящий из двойного приемного шкива 8, поворотного блока 9, приемного шкива 10, горизонтальной оси 2, мотора с ре- дукдором, на оси которого установлен шкив обгонной муфты 12, ремня 13 и упругого элемента J4. Для регулировки частоты вращения приводов прибор имеет средства регулировки, состоящие из блоков управления 15 и 16 и блока питания 17. Шкив редуктора мотора 11 горизонтальной оси 2 шарового элемента 3 выполнен в виде обгонной муфты 12, исключающей вращение вокруг

СЛ

Јь ОЭ Јь

со

оси при включении только мотора 6 привода держателя. Выполнение обгонной муфты показано на фиг. 2 (разрез А-А). В,одном направлении осущест- вляется зацеп шкивов, в противоположном направлении его нет (за счет схождения или расхождения шариков), в результате чего исключается горизонтальное движение шара при включен- ном вертикальном движении.

Прибор питается от напряжения сети 220/127 В, а сам шаровой элемент балансируется динамически и статически , чтобы исключить биения, путем введения внутрь поверхности дополни- те(1ьной массы, например пластилина.

Прибор для демонстрации сложения угловых скоростей работает следующим образом.

Известно, что сложение угловых скоростей можно рассматривать как слржение векторов. На фиг, 1 показано как складываются угловые скорости

рового элемента. Поэтому при одновременном вращении вокруг обеих осей на шаровом элементе нет точек, которые бы все время покоились, точки вблизи мгновенной оси лишь замирают на один момент и в дальнейшем при ее смещении вновь приходят в движение, так что следить надо за теми точками, которые покоятся в данный момент .

Следует иметь в виду, что система достаточно инерционна и для установления определенной угловой скорости требуется некоторое время.

Устройство просто в изготовлении, общедоступно, надежно и стабильно в работе, легко демонстрируется в лю бых условиях, не требуя вспомогательных средств, поэтому может найти широкое применение в учебном процессе как в школе, так и в высших учебных заведениях.

Изобретение относится к средствам обучения, в частности к учебным приборам по физике, и может быть широко использовано в ряде лекционных наглядных экспериментов по физике при изучении механики, вращательных движений и т.д. Цель изобретения - повышение демонстрационной наглядности. Сущность изобретения заключается в том, что с помощью двух приводов приводят во вращение в взаимно перпендикулярных плоскостях шаровой элемент с метками и по изменению скоростей демонстрируют перемещение мгновенной оси, добиваясь этого за счет введения обгонной муфты в кинематическую связь вращения шарового элемента вокруг горизонтальной оси, исключая при этом ее связь с вертикальной осью вращения держателя шара. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

i

угловая скорость . Выбирая малый

промежуток времени Qt и рассматривая практически прямолинейный отрезок Д5, морено считать, что точка Р будет пе- ре|мещаться, как показано на фиг, 1. Векторное, сложение двух угловых скоростей здесь ясно видно, стоит лишь заметить очевидное подобие получившихся при построении треугольников. « Демонстрация начинается с показа вр;ащения шарового элемента вокруг- вертикальной оси, затем мотор 6 с редуктором привода держателя выключают и показывают вращение вокруг горизонтальной оси 2, Положение оси вращения хорошо заметно по наличию вблизи нее точек с малыми линейными скоростями, вдали от оси вращения точки сливаются в сплошные круги. Не выключая разогнанный мотор 11 с редуктором дополнительного привода горизонтальной оси 2, включают мотор 6 привода держателя и, постепенно увеличивая его обороты и уменьшая обороты мотора J J горизонтальной оси 2 вплоть до его выключения, наблюдают перемещение мгновенной оси вращения шарового элемента от горизонтального к вертикальному положению. Поскольку горизонтальная ось шАрового элемента вращается вокруг вертикальной оси держателя, мгцовен нйя ось также вращается в пространстве и перемещается относительно ша30

35

40

получается результирующая 25 Формула изобретения

2,Прибор по п. отличающий с. я тем, что кинематическая связь между обгонной муфтой и осью шарового элемента состоит из приемного шкива, установленного на этой оси, передающего шкйв.а, связанного с обгонной муфтой посредством ременной передачи, и гибкого элемента, соединенного со шкивами через поворотный блок.

45

50

55

«Win