ПРИБОР ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ДЕМОНСТРИРОВАНИЯ РАВНОМЕРНОГО И РАВНОПЕРЕМЕННОГО ДВИЖЕНИЙ Советский патент 1928 года по МПК G09B23/08 

Предлагаемый прибор для одновременного демонстрирования равномерного и равнопеременного движений относится к таким приборам, демонстрирующим относительное движение, в которых применяются шкивы, сидящие на общей оси и снабженные шнурами с грузами, при чем один из этих шкивов-круговой, а другой очерчен по спирали.

На чертеже фиг. 1 изображает вид прибора спереди и фиг. 2 - вид спереди шкива со спиральной рабочей поверхностью.

На оси cd предлагаемого прибора, подвешенной на подвеске F, насажены два шкива А и B, из которых шкив В круговой, а шкив А имеет рабочую поверхность, очерченную по развертке круга. Через оба шкива перекинуты шнуры с грузами. При вращении оси cd, которое она получает от пружинного двигателя E, находящегося на ней, груз шкива будет двигаться равномерно, а груз шкива А - равноускоренно или равнозамедленно. Для ограничения вращения оси cd точно до оборота, она снабжена приспособлением D, рычажок которого совершает один оборот вместе с осью, а полоборота - вращаясь в прорези втулки, длина которой равна окружности + толщина рычажка.

Как известно, длина развертки круга определяется уравнением , где r_о - радиус основной окружности, по которой катится без скольжения прямая, а ρ - конечный переменный радиус кривой, равный длине касательной, проведенной из точки кривой к основной окружности радиуса r_о; в то же время ρ есть длина развернутой дуги окружности и увеличивается пропорционально времени, если касательная к окружности отклоняется на один и тот же угол за каждую единицу времени (угловая скорость=const).

Длина , где есть часть полного оборота шкива, совершаемая в 1 секунду. Если заставить ось шкивов, вращающуюся равномерно, делать оборота в 1 секунду, а радиус основного круга примем = 25 мм, то длина р_1,, когда шкив А повернулся на полного оборота, будет равна ; в конце оборота ρ₂=78,54 мм, вообще , т.-е. переменный радиус растет пропорционально времени, а следовательно, и скорость пропорциональна ему.

Ускорение в движении гири можно найти из таблицы, в которой вычислены по указанным формулам для оборота, полного оборота, и оборота, сначала соответствующая им величина ρ, потом

Конечно, можно составить такую же таблицу при другой скорости вращения и при другом r_о. Конечная скорость V₆=61,685-6=370,11.

В данном случае оба шкива: один В с постоянным радиусом, другой А с переменным, делают оборота в 6 секунд. Обе гирьки пройдут один и тот же путь 1110,33 мм за 6 сек. Если ось cd шкивов неподвижна, то длина окружности шкива , а радиус мм.

Так как при демонстрировании для сравнения того и другого движений шкивы делают оборота, то желоб шкива А направлен винтообразно, а потому груз, помимо вертикального движения, будет совершать также горизонтальное перемещение.

С целью избежать этого горизонтального перемещения шнура шкива А на ось cd насаживаются по наружным сторонам шкивов A и В шкивы c₁ и с₂ одинакового радиуса, равного диаметру развертываемой окружности, на которые наматываются особые шнуры, прикрепленные одним концом к ним, а другим - к неподвижным точкам рамы; тогда при вращении шкивов ось cd будет перемещаться в горизонтальных направляющих, заменяющих подвеску F на расстояние, соответствующее перемещению точки привеса. Чтобы при этом груз шкива В не перемещался в горизонтальном направлении, шнур с него перекидывают на неподвижный блок.

1. Прибор для одновременного демонстрирования равномерного и равнопеременного движений, с парой шкивов на общей оси, из которых один круговой, а другой имеет спиральную рабочую поверхность, отличающийся тем, что ось с d снабжена пружинным двигателем Е для равномерного ее вращения, подвескою F, ограничивающим поворот оси приспособлением D и шкивами В и А с накинутыми на них шнурами, концевые грузы коих указывают прямолинейные движения: равномерное - от вращения шкива В и равноускоренное или равнозамедленное - от шкива А, очерченного по развертке круга (фиг. 1 и 2).

2. При указанном в п. 1 приборе применение, для устранения изменения положения шнура шкива А дополнительных шнуров, наматывающихся на пару шкивов с₁ и с₂, наглухо насаженных на оси cd для смещения ее соответственно изменению расстояния точки привеса от центра шкива А (фиг. 1).