Учебное наглядное пособие по механике Советский патент 1950 года по МПК G09B23/08 

Известные учебные наглядные пособия по механике для демонстра дни ноложений теории пар на плоскости, выполненные в виде свободно перемещаемого круга и системы блоков для нитей с грузами илн в виде ступенчатого шкива с грузами, подвешенными на нитях на каждой ступени шкива, обладают сложной конструкцией, снижающей в известной степени наглядность демонстрации и удорожающей изготовление пособия.

Предлагаемое пособие позволяет упростить конструкцию прибора и обеспечить большую наглядность демонстрации законов мехапики, например демонстрации свободного перемеш,ения шкива. Для этой цели ступенчатый шкив подвешен при помощи блоков на нити и уравновешен грузом, причем соединенные со ступенями шкива нити направляются под заданным углом посредством переставных блоков.

На фиг. 1 изображен общий вид учебного пособия; на фиг. 2-вид сбоку; на фиг. 3-то же, для демонстрации эквивалентности пар; на фиг. 4-то же, для доказательства теоремы о сложении пар.

Основной деталью учебного пособия является ступенчатьи шкив /, вращающийся в вертикальной плоскости, каждая ступень которого соединена нитями 2, 3, 4, 5 с грузами 6, 7, 8, 9.

Шкив 1 подвешен при помощи блоков 10, 11 па нити 12 и уравновеи:ен грузом J3.

Для демонстрации приложения к щкиву 1 различных взаимно-уравновещивающих моментов, нити 2, 3, 4, 5 направляются под заданным УГЛОМ посредством переставных блоков 14, 15, 16.

Пособие позволяет поставить ряд опытов, наглядно иллюстрирующих учаидимся свойства пары сил на плоскости и теорему о параллельном переносе силы.

Памотав на ступени шкива нити и подвесив к ним равные гири, можно осуществить довольно продолжительное вращательное действие пары на тело.

Это подтверждает правило, обоснование которого дается в динамике, что пара, как бы ни была она расположена, всегда сооби1ает свободному телу врайхение вокруг оси, проходящей через его центр тяжести, а нече,рез, нлеча пары. Неподвижность центра тяжести круга можно демонстрировать опытом, при котором располагают пару так, чтобв бдна из ее сил прошла через центр тяжести тела /фиг. 2). Из этого опыта наглядно видно, что последняя сила не сообн ает движения своей точке приложения, хотя вследствие уравновешенности шкива и груза она .и может свободно перемешаться в любом на1 равлении.

При вращении шкива гиря, укрепленная на конце нитн, направление которой проходит через центр тяжести шкива, остается неподвижной в то время, когда другая гиря опускается вниз, разматывая свой шнур.

Чтобы убедиться в эквивалентности пар с одинаковым моментом, к шкиву прикладываются две пары с разными по величине, но противоположными но знаку моментами. Осуществляется это так, как показано на фиг. 3, где AiA2P BiB2q.

Изменение расположения и величины плеч и сил пары при условии соблюдения, равенства модулей и противоположности знаков моментов пар не будут иметь значения, а потому шкив будет оставаться неподвижным. Ири нарушении же равенства между моментами (изменения величины плеча или сил одной из них) равновесие нарушится и шкив начнет вращаться в ту или другую сторону.

Для опыта по проверке теоремы о сложении нар, лежащих в одной плоскости, осуществляется схема на фиг. 4. Ири этой схеме сумма моментов (AiA2Pi+A2A3P2) пар, вращающих шки-в по часовой стрелке, равна моменту пары вращающ..ему шкив п;р.от:нз часовой стрелки и нпси.в остается неподвижным.

Иредмет и з о бр н ия

1.Учебное наглядное нособие но механике для демонстрации положений теории пар на плоскости, вьтол®ен«ое в виде вр.ащающегося в вертикальной плоскости ступенчатого щкива, каждая .ступень которого соединена нитями с грузами, отличающееся тем, что для демонстрации свободного перемещения шкива ©н подвешен при пом.ощи ;блоков на нити и уравновещен грузом.

2.Иособие по п. 1, отличающееся тем, что для демонстрации прилол-сения к шкиву различных взаиммо-уравновешивающихся моментов, соединенных со ступеня.ми нити, направляются под заданным углом посредством переставных блоков.

Фиг г

шш р о 9