Учебное пособие по географии для изучения пассатов Я.П.Шебалина Советский патент 1993 года по МПК G09B25/06 

Изобретение относится к физике, к средствам обучения, к прочим моделям и макетам, не отнесенных к группе научных, медицинских и математических моделей: к мо целям и макетам для топографии, к географическим моделям и макетам и может быть использовано в мастерских и на завода, изготовляющих пособие для обучения географии.

Цель изобретения - повышение наглядности.

Эта цель, согласно изобретению, достигается тем, что в известном учебном пособии по географии для изучения пассатов, включающем карту 8 проекции Меркатора и с линиями широт, накладное устройство, со- деджащее ступень для контактирования с картой, элемент, имитирующий плоскость экватора на карте, расположенные по разные стороны от него элементы, имитирующие зоны высокого давления и два

стрелочных указателя направления пассатов, причем каждый содержит не менее одной стрелки, направленной к имитирующему плоскость экватора элементу под углом, отличающегося по своей величине от прямого угла, дополнительно выполнено следующее: накладное устройство имеет вторую ступень и элементы, соединяющие ступени друг с другом, при этом ступени выполнены из прозрачного материала, два указателя направления антипассатов, установленных на второй ступени над указателями направления пассатов, указатель направления антипассатов имеет не менее одной стрелки, направленной от элемента, имитирующего плоскость экватора, под углом, отличающегося по своей величине от прямого угла, все стрелки указателей шарнирно установлены на своих ступенях. Эта же цель достигается тем, что пособие имеет элементы перемещения стрелок указателей пассатов и антипассатов, шарел

с

со

о

со

ю

СО О

нирно соединенные с каждой стрелкой соответствующего указателя.

Эта же цель достигается тем, что пособие содержит фиксаторы крайних положений стрелок указателей..

Эта же цель достигается тем, что пособие содержит неподвижные стрелки указателей вертикального перемещения масс воздуха, связанные с элементами, соединяющими ступени.

Эта же цель достигается тем, что пособие имеет неподвижные стрелки указателей направления западных ветров, связанные со ступенью для контактирования с картой, при этом между этими указателями распо- ложены указатели направления пассатов.

Другой целью изобретения является упрощение конструкции пособия.

Эта цель, согласно изобретению, достигается тем, что ступени и соединяющие их элементы выполнены из сплошных пластин, при этом элементы выполнены из прозрачного материала. ....... ...- , ,:

Для пояснения изобретения приведем в качестве примера вариант .его использова- ния, подтверждающий возможность осуществления изобретения с. получением положительного эффекта при .использовании всей совокупности существенных признаков изобретения, указанной в его формуле, со ссылками на позиции чертежа, на котором изображено: на фиг. 1 - вид сверху учебного пособия Я.П.Шебалина по географии для изучения пассатов; положение накладного устройства (над Африкой) соответствует дням равноденствия (21.03 и 23.09); на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б на .фиг, 2 части накладного устройства для показа стрелок направления пассатов.; на фиг.4 - совмещенные частичные разрезы пр В-В, Г-Г,. Д-Д и Ё-Е на фиг.2; на фиг,5,- совмещенные частичные разрезы поЖ-Ж.иЗ-3 на фиг. I; меньший масштаб; на фиг.6 -совмещенные разрезы по И-И на фиг.1 и. К-К на фиг.З; меньший масштаб; на фиг.7 - общий вид накладного устройства со стрелками направления пассатов, антипассатов и вертикальных перемещений воздушных масс, выполненного по пп,1-5 формулы изобрете- ния, в аксонометрической проекции; на фиг.З - общий вид накладного устройства со стрелками направления пассатов, антипассатов и вертикальных перемещений воздушных масс, выполненного по пп.1-6 формулы изобретения, в.аксонометрической проекции; на фиг.9 - упрощенное изображение накладного устройства на глобусе в день летнего солнцестояния (22.06) в северном полушарии; на фиг. 10-упрощенное

изображение накладного устройства на глобусе в день зимнего солнцестояния (22.12) в северном полушарии; на фиг. 11 - схема расположения стрелок, указывающих направление пассатов в дни весеннего (21.03) и осеннего (23.09) равноденствия над Африкой; на фиг. 12 - схема расположения стрелок, указывающих направление пассатов в дни весеннего (21.03) и осеннего (23.09) равноденствия над Африкой; на фиг. 13 - схема расположения стрелок, указывающих направление пассатов в день летнего (22.06) солнцестояния в северном полушарии над Африкой; на фиг. 14 - схема расположения стрелок, указывающих направление антипассатов в день летнего (22.06) солнцестояния в северном полушарии над Африкой; на фиг. 15 -схема расположения стрелок, указывающих направление пассатов в день зимнего (22.12) солнцестояния в северном полушарии над Африкой; на фиг. 16 - схема расположения стрелок, указывающих направление антипассатов в день зимнего (22.12) солнцестояния в северном полушарии над Африкой.

Учебное пособие Я.П.Шебалина по географии для изучения пассатов включает (см.фиг.1) карту 1 в проекции Меркатора и с линиями широт (условно показаны линии: пунктирная Северного тропика (тропика Рака) 2, сплошная - экватора 3 и пунктирная - южного тропика - тропика Козерога) 4, накладное устройство 5 (обведено пунктиром, т.к. в прототипе выполнен иначе), содержащее ступень 6 (см.фиг,1-3) накладного устройства для контактирования с картой 1, элемент 7 (см.фиг.1 и 2) накладного устройства 5, имитирующий линию плоскость экватора 3 на карте 1 (обведен пунктиром, выполнен иначе чем в прототипе), элементы 8 и 9, имитирующие зоны высокого давления (обведены пунктиром; выполнены иначе, чем у прототипа, см.фиг, 1 и 2), расположенные по разные стороны от элемента 7, имитирующего плоскость экватора, два указателя 10 (обведены пунктиром на фиг. 2 и 3) направления пассатов, причем каждый содержит не менее одной стрелки 11, направленной к имитирующему плоскость экватора элементу 7 под углами, отличающийся по своей величине от прямого угла (углы позициями не обозначены).

Новыми признаками являются следующие.

Накладное устройство имеет (см.фиг.1- 2) вторую ступень 12 и элементы 7-9, соединяющие ступени 6 и 12 накладного устройства друг с другом (элементы 7-9 одновременно имитируют: 8 - зону повышенного давления, 7 - плоскость экватора, 9 - зону повышенного давления), при этом ступени 6 и 12 выполнены из прозрачного материала, два указателя 13 (обведены пунктиром на фиг.1 и 2) направления антипассатов, установленных (см.фиг. 1 и 2) на второй ступени 12 (над указателями 10 направления пассатов, каждый указатель направления антипассатов имеет не менее одной стрелки 14, направленной от элемента 7, имитирующего плоскость экватора, по д углом (не показанном на чертеже), отличающегося по своей величине от прямого угла, все стрелки указателей установлены на своих ступенях с помощью шарнира 15 (обведен пунктиром на фиг,2 и подробно раскрыт на фиг.4, поскольку конструкция шарниров стрелок пассатов и антипассатов одинаковы, то и позиция одна и та же).

Кроме того, пособие содержит (см.фиг.З) элементы 16 и 17 перемещения стрелок 11 указателей 10 пассатов, элементы (см.фиг.1) перемещения 18 и 19 стрелок 14 указателей

13 антипассатов, соединенные с каждым стрелочным указателем соответственно с помощью шарнирного элемента 20.

Кроме того, пособие содержит (см.фиг.1 и 2) фиксаторы 21-28 крайних положений стрелок 11 указателей пассатов 10 и стрелок

14 указателей 13 антипассатов (связь фик- сатЬров со стрелками опосредственна элементами перемещения стрелок 16-19, как этб будет показано ниже при описании изо- бр женного на фиг.5 и 6).

Кроме того, пособие содержит (см.фиг.7) неподвижные стрелки указателей 29 - направления вертикального опускания или 30 - подъема масс воздуха, связанные с элементами, соединяющими ступени 6 и 12 накладного устройства друг с другом. Эта свя:зь на фиг.7 выражается тем, что элементы,соединяющие ступени 6 и 12, выполнены |в виде колонн, имеющих формы стрелок - в зонах 8 и 9, имитирующих зоны высокого давления (см.фиг.2), стрелки 29 на фиг.7 на- прз|влены от ступени 12 к ступени 6, а в зоне 7 на фиг.2, имитирующей линию экватора - стрелки 30 на фиг.7 направлены от ступени б к ступени 12,

Кроме того, пособие содержит (см.фиг.З) неподвижные стрелки 31 и 32 указателей на- пра вления западных ветров, связанные со ступенью 6, причем между стрелочными указателями 31 и 32 расположены стрелочные указатели пассатов 10.

Кроме того, ступени б и 12 пособия и соединяющие их элементы 7-9 (одновре- мен|но имитирующие на фиг.2 зоны высокого давления и линию экватора со стрелочными указателями (вертикального перемещения воздуха) выполнены (см.фиг.8) из сплошных пластин, причем элементы 7-9 выполнены

из прозрачных материалов, например, из оргстекла.

Приведем описание изображенного на фигурах.

На фиг. 1 показано, что учебное пособие Я.П.Шебалина по географии для изучения пассатов включает карту 1 в проекции Мер- катора и с линиями широт (условно показаны линии: пунктирная - Северного тропика

0 (тропика Рака) 2, сплошная - экватора 3 и пунктирная - Северного тропика (Козерога) 4, накладное устройство 5 (обведено пунктиром), ступень 6 накладного устройства для контактирования с картой 1, элемент 7 (об5 веден пунктиром) накладного устройства 5, имитирующий плоскость экватора 3 на карте 1, элементы 8 и 9 (обведены пунктиром), имитирующие зоны высокого давления, расположенные по разные стороны от элемен0 та 7, имитирующего плоскость экватора (с расстоянием между ними в 60° широты в отличие от расстояния между тропиками примерно 46° широты), вторую ступень 12, причем ступени 6 и 12 выполнены из про5 зрачного материала, два указателя 13 направления антипассатов, установленных на второй ступени 12, каждый указатель 13 направления антипассатов имеет не менее одной стрелки 14, направленной от элемента

0 7, имитирующего плоскость экватора, под углом (не показанном на чертеже), отличающегося по своей величине от прямого угла, стрелки 14 указателя 13 установлены на своей ступени 12 с помощью шарнира 15.

5Также видны частично элементы 16 и 17 перемещения стрелок указателей пассатов, установленные на ступени 6, i/i элементы 18 и 19 перемещения стрелок 14 указателей 13 антипассатов, установленные на ступени 12

0 по разные стороны от элемента 7, имитирующего плоскость экватора. Элементы 18 и 19 перемещения стрелок 14 указателей 13 антипассатов соединены с соответствующими стрелками шарнирным элементом 20 (ус5 ловно показан пунктирной окружностью на одном стрелочном указателе 14). Видны фиксаторы 21-24 крайних положений стрелок указателей пассатов и стрелок 14 указателей 13 антипассатов, вставленные в

0 однотипные прорези 33 в элементах 16-19 перемещения стрелочных указателей (условно позиция 33 поставлена на одной прорези). Видны неподвижные стрелки 31 и 32, направленные в разные стороны, указываю5 щие направление западных ветров, связанные со ступенью 6, причем между стрелками 31 и 32 расположены указатели пассатов 10 (см.фиг.2). Видно, что накладное устройство 5 занимает среднее (симметричное к положению плоскости экватора 3 на карте) положение, при котором элемент 7, имитирующий плоскость 3 экватора, совпадает с линией экватора на карте, что, в частности, определяется расположением изображения Солнца 34 над плоскостью экватора 3 (Сол- нце изображено в центре ступени 12).

На фиг. 2 показано, что ступень 6, контактирующая с картой 1, соединена со ступенью 12, расположенной на требуемом расстоянии от ступени 6, элементами 7-9 (обведены пунктирами), причем элемент 7 имитирует плоскость экватора, а элементы 8 и 9 имитируют зоны высокого давления. Видно, что стрелки 11 указатели 10 пассатов соединены со ступенью 6 шарниром 15 (об- веден пунктиром), что между стрелками 11 указателя 10, с одной стороны, и ступенью 6, с другой стороны, расположены элементы перемещения этих стрелок 16 и 17, и ,что стрелки 14 указателей 13 антипассатов 13, расположенные над второй ступенью 12, соединены с ней шарнирами 15 (обведен пунктиром), и что между стрелками 14 указателями 13 антипассатов и ступенью 12 расположены элементы 18 и 19 перемеще- ния этих стрелочных указателей. Видно, что накладные и неподвижные стрелки 31 и 32 указателей западных ветров расположены на ступени 6 таким образом, что между ними находятся стрелки 11 указателей 10 пасса- тов.

На фиг. 3 показано, что на ступени 6 расположены стрелки 11 указателей 10 пассатов, направленные концами друг к другу, и расположенные по разные стороны от эле- мента 7, имитирующего плоскость экватора на карте, таким образом, что образуют с этим элементом углы, отличающиеся по своей величине от прямого (углы позициями не обозначены).

На фиг.4 показано, что на ступенях 6 или 12 (ступени условно совмещены) установлены по три стрелки 11 указателей пассатов, или по три стрелки 14 указателей антипассатов (стрелочные указатели и стрелки 11, 14 условно совмещены) с помощью шарниров 15 (обведен пунктиром), и что каждый шарнир содержит фасонную ось 35 вращения стрелки, жестко установленную на соответствующей ступени, и отверстие 36 в стрелке, в которое вставлена утонченная часть 37 оси вращения 35. После сборки стрелочный указатель удерживается на оси 35 фасонным элементом 38.

На фиг. 5 видно, что элементы переме- щения 16 и 17 стрелок 11 указателей пассатов установлены на ступени 6, а элементы 18 и 19 перемещения стрелок 14 указателей антипассатов установлены на ступени 12с помощью шарниров 20 (обведены пунктиром по одному шарниру на разных ступенях). Каждый шарнир содержит фасонный палец 39, жестко установленный на элементе перемещения, и продольную прорезь 40 в стрелке, в которую вставлен цилиндрический участок пальца 41 (показано поперечное сечение прорези 40).

На фиг.6 показано соединение любой стрелки 11, 14 любого указателя пассатов или антипассатов (стрелки указателей условно совмещены) со ступенью 6 или 12 (ступени условно совмещены) шарниром 15 (обведен пунктиром), что повторяет фиг.4 в определенной степени, и соединение любой стрелки указателей с элементом перемещения 16-19 (они условно совмещены) с помощью шарнира 20, что повторяет фиг.5 в определенной степени. Видно, что в шарнир 15 входит цилиндрическое отверстие 36 в стрелке, а в шарнир 20 - продольная прорезь 40 (показано ее продольное сечение).

На фиг,7 показана конструкция элементов, жестко соединяющих ступени 6 и 12. Эти элементы выполнены в виде колонн, имеющих формы стрелок, и позиции 29 в зонах высокого давления, причем стрелки 29 направлены от ступени 12 к ступени 6, и позиции 30 в зоне, имитирующей линию экватора на карте, причем стрелки 30 направлены от ступени 6 к ступени 12. Видно, что в основу конструкции ступеней 6 и 12 положены решетки, имеющиеся, в основном, и в прототипе.

На фиг.8 показана иная конструкция степеней 6 и 12 и соединяющих их элементов 7-9, выполненных в виде пластин из прозрачного материала, стрелки 29 нанесены соответственно на элементы (зоны) 8 и 9, а стрелки 30 на элемент 7,

На фиг. 9 показана упрощенная схема положения наклонного устройства 5 на карте 1 в день летнего солнцестояния (22,06) в Северном полушарии, когда изображение Солнца 34 на ступени 12 и элемент 7, имитирующий экватор, совпадает с линией на карте 1 Северного тропика (тропика Рака) 2.

На фиг.10 показана упрощенная схема положения накладного устройства 6 в день зимнего солнцестояния (22.12) в Северном полушарии, когда изображение Солнца 34 на ступени 12 и элемент 7, имитирующий экватор, совпадают с линией на карте 1 южного тропика (тропика Козерога) 4.

На фиг. 11 показано направления движения пассатов, а на фиг. 12 направление движения антипассатов в дни весеннего (21.03) и осеннего (23.09) равноденствия, когда Солнце находится над экватором в зените в солнечный полдень (изображение

Солнца 32 на фиг. 12 совпадает с линией з(кватора 3).

На фиг. 11 элемент перемещения 16 Стрелок 11 указателя фиксирован левым фиксатором 21 в прорези 33, а элемент перемещения 17 стрелок 11 указателя фиксирован левым фиксатором 23 в прорези 33.

На фиг.12 элемент перемещения 18 стрелок 14 указателя фиксирован правым фиксатором 26 в прорези 33, а элемент перемещения 19 стрелок 14 указателя фиксирован правым фиксатором 28 в прорези 33.

На фиг. 11 показано, что пассаты севернее экватора дуют с севера на юг, отклоняясь вращением земли вправо по направлению движения, Пассаты южнее экватора дуют с юга на север, отклоняясь от вращения земли вправо по направлению движения.

На фиг.12 показано, что антипассаты севернее экватора дуют с юга на север, отклоняясь вращением земли вправо по направлению вращения земли, антипассаты ю|жнее экватора дуют с севера на юг, отклоняясь вращением земли влево по направлению движения.

На фиг.13 показано направление движения пассатов, а на фиг. 14 направление движения антипассатов в день летнего солнцестояния 22.06 в северном полушарии, когда Солнце находится в солнечный полдень в зените над северным тропиком (тропиком Рака) 2.

Это положение накладного устройства н$ карте обусловлено (см.фиг.9 и 14) совпа- дфнием изображения Солнца 34 на ступени 1 с линией широты Северного тропика (тропика Рака) 2 на карте. При этом на фиг.13 показано, что пассаты севернее тропика Рака (стрелки 11 указателя) будут дуть с севера н$ юг, отклоняясь от вращения земли вправо, по направлению движения, а пассаты южнее тропика Рака (стрелки 11 указателя), будут дуть на север от экватора к тропику Рэка, отклоняясь от вращения земли вправо пб направлению движения. Это положение стрелок 11 указателей пассатов обеспечивается на фиг.13 положением северного эле- мфнта перемещения 16 на левом фиксаторе 2 Т, а южного элемента перемещения 17 - на правом фиксаторе 24, требуемое положение стрелок 14 указателей антипассатов обэс- пбчивается на фиг.14 положением северного элемента перемещения 18 на правом фиксаторе 26, а южного элемента перемещения 19 - на левом фиксаторе 27. Это положение стрелок 14 указателей соответствует направлению антипассатов севернее тррпика Рака с юга на север с отклонением вращением земли вправо по направлению

движения, и направлению движения антипассатов южнее тропика Рака по стрелке 14 с севера на юг от тропика Рака к экватору с отклонением вращением земли вправо по

направлению движения.

На фиг.15 показано направление движения пассатов, а на фиг. 16 - направление движения антипассатов в день осеннего равнодействия 23.09 в северном полушарии, когда Солнце находится в солнечный полдень в зените над южным тропиком (тропиком Козерога). Это положение накладного устройства на карте обусловлено совпадением изображения Солнца 34 на

ступени 12 с линией широты 4 южного тропика (тропика Рака) на карте(см.фиг.10и 15). На фиг, 15 показано, что пассаты дуют в направлении от экватора к северному тропику с севера на юг и отклоняются вращением земли влево по направлению движения. Положение стрелок 11 указателей пассатов обусловлено положением северного элемента перемещения 16 на правом упоре 22, а южного элемента перемещения 17 на левом упоре 23.

На фиг. 16 показано, что антипассаты севернее южного тропика (стрелка 14) дуют в направлении с юга на север и отклоняются вращением земли влево по направлению

движения, а антипассаты южнее южного тропика (стрелки 14) дуют с севера на юг и отклоняются влево по направлению движения. Соответствующее положение стрелок 14 указателей обусловлено положением северного элемента перемещения 18 на левом фиксаторе 25, и положением южного элемента перемещения 19 на правом фиксаторе 28.

Учебным пособием по географии для изучения пассатов пользуются следующим образом (предполагается, что пособие собрано так, как показано на фиг.7 и 8). Рассказывают ученикам о положении планеты

Земля относительно Солнца в дни весеннего (21.03), осеннего (23.09) равноденствия и в дни летнего (22.06) и зимнего (22.12) солнцестояния. Для иллюстрации направления движения пассатов и антипассатов перемещают накладное устройство 5 на карте 1. Крайние положения накладное устройство занимает тогда, когда изображение Солнца 34 располагается либо над линией широты Северного тропика (тропика Рака)

(см.фиг.9), или южного тропика (тропика Козерога) (см.фиг, 10). Руководствуясь фиг. 11- 16 устанавливают положения северного и южного элементов перемещения 16-19 стрелок 11 и 14 указателей 10 и 13 на соответствующих фиксаторах, установленных

для стрелок 11 указателей 10 на ступени 6, а для стрелок 14 указателей 13 - на ступени 12, как было описано выше. При этом показывают и стрелки 29-30 вертикального перемещения воздуха, стрелки 31-32 западных ветров

Предлагаемое учебное пособие Я.П.Шебалина по географии для изучения пассатов увеличивает наглядность по сравнению с плоскостной моделью за счет пространственного показа кольцевых движений масс воздуха над различными широтами в зависимости от положения планеты Земли относительно Солнца.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Учебное пособие по географии для изучения пассатов, включающее карту в проекции Меркатора и с линиями широт, накладное устройство, содержащее ступень, контактирующую с картой, элемент, имитирующий плоскость экватора на карте, расположенные по разные стороны от него элементы, имитирующие зоны высокого давления, и два указателя направления пассатов, причем каждый содержит не менее одной стрелки, направленной к имитирующему плоскость экватора элементу под углом, отличным от прямого, отличающееся тем, что, с целью повышения наглядности, накладное устройство имеет вторую ступень и элементы, соединяющие ступени одна с другой, при этом ступени выполнены из прозрачного материала, и два указателя направления антипассатов, установленных

д

на второй ступени над указателями направления пассатов, при этом каждый указатель направления антипассатов имеет не менее одной стрелки, направленной от элемента,

имитирующего плоскость экватора, под углом, отличным от прямого угла, а все стрелки указателей шарнирно установлены на своих ступенях.

2. Учебное пособие по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно имеет элементы перемещения стрелок указателей пассатов и антипассатов, шарнирно соединенных с каждой стрелкой соответствующего указателя.

3. Учебное пособие по п. 1, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, оно имеет фиксаторы крайних положений стрелок указателей.

4. Учебное пособие по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно содержит неподвижные стрелочные указатели вертикального

перемещения масс воздуха, связанные с

элементами, соединяющими ступени.

5. Учебное пособие по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно содержит неподвижные стрелочные указатели направления западных ветров, связанные со ступенью, контактирующей с картой, при этом между этими указателями расположены указателя направления пассатов.

6, Учебное пособие по пп.1 и 4, о т л и- чающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, ступени и соединяющие их элементы выполнены из сплошных пластин, при этом элементы выполнены из прозрачного материала.

/Ј

е

ге

Фиг,2

Фиг.З

Г

N

5 12

Сущность изобретения: накладное устройство содержит ступень, контактирующую с Картой в проекции Меркатора. Накладное устройство имеет вторую ступень и элементы, соединяющие ступень одну с другой. Ступени выполнены из прозрачного материала. На ступени, контактирующей с картой, установлены два указателя направления пассатов, Каждый указатель содержит не менее одной стрелки, направленной к имитирующему плоскость экватора элементу под углом, отличным от прямого. На второй ступени над указателями пассатов установлены два указателя направления антипассатов. Каждый из последних имеет не менее одной стрелки, направленной от элемента, имитирующего полость экватора, под углом, отличным от прямого. Все стрелки указателей шар- нирно установлены на своих ступенях. 5 з.п.ф-лы, 16 ил.

L.

Фиг. 9

U---J

Фиг. 10

П 1L

l 6 f