Учебный прибор по теоретической механике Советский патент 1982 года по МПК G09B23/10 

(541 УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ

Изобретение относится к учебным пособиям и предназначено для наглядной демонстрации распределения ускорений точек тела, имеющего неподвижную точку, при чтении лекций. Известны приборы для демонстрацци движения, распределения скоростей, которые не могут быть использо ваны для демонстрации скоростей и ускорений точек тела, имеющего непод вижную точку С1 и L2 . Известен учебный прибор по механике Для демонстрации мгновенного центра скоростей, на котором возможн демонстрация положения векторов скоростей лишь при плосковращательном движении. Этот прибор содержит элементы, имитирующие точки тела, и стрелки, имитирующие векторы, закрепленные на плоской платформе 3 Однако этот прибор не может быть использован для демонстрации распределения ускорений точек тела при их сферическом вращении относительно ег неподвижной точки. Цель изобретения - расширение демонстрационных возможностей путем демонстрации распределения ускорений точек тела. Поставленная цель достигается тем, что учебный прибор по теоретической механике, содержащий шаровые элементы, имитирующие подвижную и неподвижную точки, и стрелки, имитирующие радиус-вектор, вектор мгновенной угловой скорости, вектор углового ускорения, вектор скорости,вектор осестремительного ускорения и вектор вращательного ускорения, имеет опору, закрепленный на опоре одним концом стержень, и две прозрачные треугольные пластины,закрепленные на стержне ребром, прилеггиощим к острому углу, одна шарнирно, а другая жестко, при этом один из шаровых элементов установлен на основании и жестко соединен с нижним концом стержня, а другой состоит из двух полусфер, расположенных на верхних ребрах пластин, соединенных со стержнем, причем стрелка, имитирующая радиус-вектор,установлена на стержне, стрелка, имитируквдая вектор мгновенной скорости - на свободном боковом ребре неподвижной пластины, стрелка, имитирующая вектор углового ускорения - на свободном боковом ребре подвижной пластины, а стрелки, имити- рующие вектор скорости, вектор осестремительного ускорения и вектор вращательного ускорения - соответственно на полусферах.

На чертеже изображен прибор.

Учебный прибор по теоретической механике содержит основание 1, шаровой элемент 2, имитирующий неподвижную точку, закрепленный на основании стержень 3, одним концом жестко закрепленный в шаровом элементе 2, шаровой элемент 4, закрепленный на другом конце стержня, стрелку радиуса-вектора 5, укрепленную на стержне, треугольные прозрачные пластины 6 и 7, одна из которых 6 стороной, прилегающей к острому углу, закреплена на стержне неподвияфо, а другая 7 - шарнирно, причем свободные стороны пластин, прилегающие к острому углу, проходят соответственно через вектор мгновенной угловой скорости и вектор углового ускорения, стрелку 8 вектора мгновенной скорост закрепленную на свободной стороне неподвижной пластины 6 и стрелку 9 вектора углового ускорения - на свободной стороне подвижной пластины 7. Шаровой элемент 4 состоит из двух полусфер, верхняя из которых жестко связана с неподвижной пластиной б и имеет стрелку 10 вектора скорости, направленного перпендикулярно пластине б. Плоскость б имеет также стрелку 11 вектора осестремительного ускорения, направленного от элемента 4 к вектору мгновенной угловой скорости 8. Нижняя полусфера элемента 4 жестко связана с подвижной пластиной. 7, имеет стрелку 12 вектора вращательного ускорения, направленного перпендикулярно пластине 7.

Для демонстрации распределения векторов осестремительного и вращательного ускорений точки тела и сферическом движении тела бесконечное положение векторов реализуется путем поворота подвижной пластины б относительно неподвижной 7. При этом демонстрируется также наличие переменного угла между векторами мгновенной угловой скорости и вектором углового ускорения, угол между вектором вращательного ускорения и вектором скорости точки тела, положение вектора вращательного ускорения и вектора скорости, лежащих в плоскости, перпендикулярной радиусу-вектора точки, положение векторов осестремительного ускорения и скорости, лежащих в плоскости, перпендикулярно вектору угловой скорости.

При наличии одинаковых углов у v вершин треугольных прозрачных пластин и, следовательно, одинаковых углов, образованных векторами угловой скорости и углового ускорения: с радиусом-вектором точки, совмеще нием данных пластин демонстрируется распределение векторов при вращении тела вокруг неподвижной оси.

Использование пособия в учебном процессе позволяет улучшить усвоение демонстрируемого закона распределения скоростей и ускорений точек тела, имеющего одну неподвижную точку.

Формула изобретения

Учебный прибор по теоретической механике, содержащий шаровые элементы, имитирующие подвижную и неподвижную точки и стрелки, имитирующие радиус-вектор, вектор мгновенной угловой скорости, вектор углового ускорения, вектор скорости, вектор осестремительного ускорения и вектор вращательного ускорения, отличающийся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей путем демонстрации распределения ускорения точек тела, он имеет опору, закрепленный на опоре одним концом стержень и две прозрачные треугольные пластины, закрепленные на стержне ребром, прилегающим к острому углу, одна шарнирно, а другая жестко, при этом один из шаровых элементов установлен на основании и жестко соединен с нижним концом стержня, а другой состоит из двух полусфер, расположенных на верхних ребрах пластин, соединенных со стержнем, причем стрелка, имитирующа радиус-вектор, установлена на стержне, стрелка, имитирующая вектор мгновенной скорости - на свободном боковом ребре неподвижной пластины, стрека, имитирующая вектор углового ускорения - на свободном боковом ребре подвижной пластины, а стрелки, имитирующие вектор скорости, вектор осестремительного ускорения и вектор вращательного ускорения - соответственно на полусферах.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 384124, кл. G09 В 23/08, 1973. .

3.Авторскоесвидетельство СССР 767810, кл. G09 В 23/10, 1980 (прототип ).