УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ТРИГОНОМЕТРИИ Советский патент 1969 года по МПК G09B23/04 

1

Предлагаемый учебный прибор относится к демонстрационно-динамическим учебно-наглядным пособиям по тригонометрии и предназначен для использования в средней школе.

С помощью прибора можно иллюстрировать преобразование графиков синусоиды и косинусоиды, физический смысл параметров А, а, b и переменной величины функций у А п(, ,(ax + b), выражающих простые гармонические колебания, и практическое их приложение, например, в электротехнике и механике.

Прибор содержит закрепленные на общем валу многоступенчатый шкив и диск с отверстиями, расположенными по радиусу, панель с подвижным вдоль нее экраном, связанным гибкой нитью со шкивом, пишущее приспособление для вычерчивания на экране графиков и кулисный механизм, передающий движение от диска к пишущему приспособлению.

Кулисный механизм состоит из рамы с двумя направляющими, вдоль одной из которых нанесена шкала, перемещающейся по ним кулисы, несущей указатель шкалы; держателя пишущего приспособления, соединенного с кулисой; и пальца, переставляемого по отверстиям диска и скользящего в прорези кулисы.

нитями, имитирующими силовые линии, и стрелкой-указателем для демонстрации приложения тригонометрических функций.

На фиг. 1 изображен предлагаемый прибор

в общем виде; на фиг. 2 - то же, разрез по А-А фиг. 1; на фиг. 3 - кинематическая схема прибора; на фиг. 4 - кулисный механизм. В корпусе 1 размещен вал 2, поворачиваемый рукояткой 3, на котором закреплены многоступенчатый шкив 4 и диск 5. На лицевой стороне диска 5 на панели 6 нанесены концентрические окружности и радиус-вектор, вдоль которого выполнены отверстия 7. Расстояния от центра окружностей до отверстий выбираются в зависимости от амплитуды гармонического колебания.

Прибор содержит цанель 10 с передвигающимся вдоль нее экраном 11, связанным гибкой нитью 12 со шкивом. Шкив закреплен на втулке 8, фиксируемой на валу 2 винтом 9. При фиксировании втулки 8 экран устанавливается неподвижно. Панель 10 имеет направляющие ролики 13

для нити 12 и две направляющие рейки 14, по которым перемещается экран 11.

состоящего из рамы 16 с двумя направляющими для перемещения кулисы 17, несущей указатель 18 шкалы 19. С кулисой 17 соединен держатель 20 пишущего приспособления 15. В прорези кулисы 17 скользит палец 21, вставляемый в отверстия 7. Вращение диска 5 преобразуется при помощи пальца 21 в возвратно-поступательное перемещение кулисы 17.

Для сбора схематически действующей модели генератора электрического тока, для демонстрации приложения тригонометрических функций служит модель башмаков магнита, соединенных эластичными нитями, которые имитируют силовые линии (на фигурах не изображены).

Модель устанавливают на лицевую часть кулисного механизма, а к диску 5 прикрепляют стрелку-указатель линейной скорости вращающегося проводника обмотки якоря в магнитном поле.

Работает прибор следующим образом.

От вала 2 вращение передается диску 5. Кулиса 17, увлекаемая пальцем 21, соверщает простые гармонические колебания с амплитудой, равной радиусу окружности, по которой вращается палец. Пишущее приспособление 15, соединенное через держатель 20 с кулисой, чертит на экране // график этого двил ения.

Если многоступенчатый шкив 4 зафиксировать с помощью втулки 8, то гибкая нить 12 переместит экран 11 вдоль оси х абсцисс с линейной скоростью, отличной от скорости вращения пальца 21. Полное колебание, изображенное графически отрезком прямой, будет развернуто по оси абсцисс во времени, т. е. развертка даст изображение графика функции y Asinax, если радиус-вектор приведен в движение от начала деления окружности на панели 6.

Синхронность вращения диска 5 с движением указателя 18 дает возможность выяснить физический смысл параметров А, а, b н переменной величины ах-{-Ь функций y Asm (ax + b), (). При вращении стрелки-указателя линейной

скорости вращающегося проводника (пальца 21) совместно с диском 5 собранной модели генератора электрического тока демонстрируется изменение э. д. с., возникающей в проводнике при пересечении эластичных нитей,,

имитирующих магнитные силовые линии, пО закону синуса. Это иллюстрируется указателем 18 по шкале 19 простого гармонического колебания или с иомощью графика, вычерчиваемого пишущим приспособлением 15 одповременно с движением проводника.

Предмет изобретения

1.Учебный прибор по тригонометрии, отличающийся тем, что, с целью вычерчивания

графиков функций, демонстрации их изменения, а также демонстрации закономерности простых гарлюнических колебаний, он содержит закрепленные на общем валу многоступенчатый шкив и диск с рядом отверстий, расположенных по радиусу, панель с подвижным вдоль нее экраном, связанным гибкой нитью со шкивом, пишущее приспособление для вычерчивания на экране графиков;

и кулисный механизм, передающий движение от диска к пишущему приспособлению.

2.Прибор по п. 1, отличающийся тем, что кулисный механизм состоит из рамы с двумя направляющими, вдоль одной из которых нанесена шкала, перемещающейся по ним кулисы, несущей указатель шкалы, держателя: пишущего приспособления, соединенного с кулисой, и переставного по отверстиям диска пальца, скользящего в прорези кулисы.

3. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен моделью башмаков магнита, соединенных эластичными нитями, имитирующими силовые линии, и стрелкой-указателем.

о

р/уууя

-rt/

csssa.

--

05

3

ит

€.

с

со