Учебный прибор для демонстрации прецессии гироскопа

 

Изобретение относится к учебному прибору для демонстрации прецессии гироскопа и позволяет расширить демонстрационные возможности. Гироскоп выполнен в виде волчка 3. Нижний конец оси 4 волчка 3 размещен на опоре 2. Стойка 5 имеет вертикально закрепленньй на ней упор 6. Средство для изменения угла нутации W § W Фиг./

А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИХ (19) SU ш) др 4 G 09 В 23/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТХРЫТИЙ (21 ) 3830889/2 8-1 2 (22) 25. 12, 84 (46) 30. 08. 86. Бюл. У 32 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией (72) Л.А. Безпалько и Л.Б. Розенберг (53) 531.383 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1128287, кл. G 09 В 23/06, 1984. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ

ПРЕЦЕССИИ ГИРОСКОПА (57) Изобретение относится к учебному прибору для демонстрации прецессии гироскопа и позволяет расши- рить демонстрационные возможности.

Гироскоп выполнен в виде волчка 3 °

Нижний. конец оси 4 волчка 3 размещен на опоре 2, Стойка 5 имеет вертикально закрепленный на ней упор 6.

Средство для изменения угла нутации

12545 представляет собой диск 8 с криволинейной нижней поверхностью А для контактирования с осью 4. Диск 8 соединен с упором 6 через стопорный винт 7.

Верхний конец оси 4 имеет гнездо 9 под заостренный конец упора 6 при

32 запуске волчка 3. Форма поверхности

А диска 8 может быть сферической, цилиндрической, конической, плоской, с ребрами. В данном приборе поверхность А имеет цилиндрическую форму с горизонтальной образующей, 2 ил.

Изобретение относится к учебным пособиям по механике и физике и предназначено для демонстрации гироскопических явлений, в частности прецессии с переменным углом нутации.

Цель изобретения — расширение демонстрационных воэможностей прибора.

На фиг.1 изображен прибор при запуске волчка, общий вид на фиг.2— то же, при демонстрации прецессии.

Учебный прибор для демонстрации прецессии гироскопа содержит основание 1 с опорой 2, гироскоп в виде волчка 3, нижний конец оси 4 которого размещен на опоре 2, и стойку 5 с вертикально закрепленным на ней упором 6. Учебный прибор имеет также средство для изменения угла нутации, выполненное в виде соединенного с упором 6 посредством стопорного винта 7 диска 8, имеющего криволинейную нижнюю поверхность А, предназначенную для контактирования с осью

4 волчка 3, причем нижний конец упора 6 заострен, а верхний конец оси

4 волчка 3 имеет гнездо 9 для размещения заостренного конца упора 6 при запуске волчка 3. Упор 6 крепится к стойке 5 винтом 10.

Подготовку прибора к работе производят следующим образом.

Отпустив винт 10, поднимают упор

6 вверх. Нижний заостренный конец оси 4 волчка вставляют в гнездо на опоре 2 и устанавливают вертикально.

Затем упор 6 опускают и вводят в гнездо 9 оси 4 волчка. Это положение упора 6 и оси 4 фиксируют винтом 10

{фиг.1).

Гибкой нерастяжимой нитью или малогабаритным электродвигателем с резиновым диском -на конце вала (не показаны) приводят волчок в быстрое вращение вокруг оси 4. Отпустив винт

10, поднимают упор Ь вверх и закрепляют его в этом положении, Легким прикосновением к верхнему концу оси

4 вращающегося волчка отклоняют ось на некоторый угол от вертикали. Так как центр тяжести волчка не совпадает с точкой опоры, ось волчка прецессирует с постоянным углом нутацни, описывая поверхность кругового конуса. Величина и диапазон изменения угла нутации определяются конкретной формой поверхности А диска 8.

Форма нижней поверхности А диска

8 может быть сферической, цилиндрической, конической, плоской, с ребрами. В данном случае поверхность А диска прибора имеет цилиндрическую форму с горизонтальной образующей.

Для демонстрации гироскопического

1 эффекта и прецессии с переменным углом нутации освобождают стопорный винт 10, упор 6 с диском 8 опускают до соприкосновения последнего с, осью

4 вращающегося волчка и фиксируют это положение диска стопорным винтом

7 (фиг.2).

При соприкосновении оси 4 вращающегося волчка с неподвижным диском 8 между ними возникает сила трения.

Направление момента силы трения,действующей на конец оси 4 волчка, относительно неподвижной точки таково, что согласно закону прецессии конец оси волчка 3 прижимается к нижней поверхности А диска 8. Возникающая нормальная составляющая реакции диска вынуждает волчок прецессировать.

При этом конец оси 4 волчка перемещается по нижней поверхности А, не отрываясь от нее, и описывает пространственную кривую, точки которой равно отдалены от неподвижной точки опоры волчка. Так как траектория конца оси волчка в общем случае не

Формула из об ре те ния

Учебный прибор для демонстрации прецессии гироскопа, содержащий

Составитель Т. Григор ьян

Редактор А. Огар . Техред В.Кадар Корректор М. Максимишинец

Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4724/55

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4 есть окружность, угол между вертикалью и осью волчка — угол нутации— при таком движении является переменньщ.

Для демонстрации прецессии с переменным углом. нутации и управления этим процессом ослабляют винт 10 и перемещают упор с диском поступательно вверх или вниз при вращающемся волчке.

254532 4 основание с опорой, гироскоп в виде волчка, нижний конец оси которого размещен на опоре, и стойку с вертикально закрепленным на ней упором, отличающийся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей, он имеет средство для изменения угла нутации, выполненное в виде соединенного с упором посредtO ством стопорного винта диска, имеющего криволинейную нижнюю поверхность для контактирования с осью волчка, причем нижний конец упора заострен, а верхний конец оси волчка имеет гнездо для размещения заостренного конца упора при запуске волчка.