Устройство для демонстрации действий над векторами

 

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет демонстрировать сложение двух сил, расположенных под разными углами, а также разложение силы, расположенной под произвольным углом. Устройство содержит размещенные между вертикальными панелями шарнирно соединенные одними концами стрелочные указатели горизонтальной 1 и вертикальной 2 составляющих вектора, стрелочный указатель 3 вектора равнодействующей силы и связанный с ним шарнирный параллелограмм, две пары взаимно перпендикулярных валов 4,5 с направляющими роликами 6 и приводными маховиками 7 и две взаимно перпендикулярные рамки 8,9, связанные между собой расположенным в их прорезях 10 пальцем 11. Шарнирный параллелограмм образован двумя парами тяговых элементов 12,13, а рамки 8,9 соединены с ветвями элементов 12,13. Стрелочные указатели 1,2 соединены с концами рамок 8,9, указатель 3 соединен с пальцем 11. На задней панели 14 имеется дуговая прорезь 17, с которой связано коромысло 20, взаимодействующее с параллелограммом. Ролики 6 смонтированы с возможностью наклона их осей, для чего они имеют шарниры, состоящие из жестко связанных с валами втулок и размещенных одно в другом колец, наружное из которых взаимодействует с тяговыми элементами 12,13. Для демонстрации ослабляют фиксатор, перемещают коромысло по дуговой прорези 17 и фиксируют в требуемом положении. В результате этого поворачивается и шарнирный параллелограмм, при этом рамка 8 будет смещаться, постоянно сохраняя горизонтальное положение, а рамка 9 поворачиваться наугол тот же, что и коромысло. В результате смещения рамок 8,9 стрелочные указатели 1,2,3 располагаются по отношению друг к другу в зависимости от положения, занимаемого шарнирным параллелограммом. Вращая маховики 7, демонстрируют изменение величины стрелочного указателя 3 вектора равнодействующей силы, его составляющих и угла между ними. 7 ил.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

COLIHAËÈÑÒÈ×ECHÈХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 С 09 В 23/08

1! E" РИЗН44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4056926/31-12 (22) 18.04.86 (46) 15.07.89. Бюл. 1 - 26 (71) Усть-Каменогорский строительно— дорожный институт и Специальное конструкторское бюро по подземному самоходному горному оборудованию (72) П.Ф. Дейнеко и П.Р. Синдеев (53) 371.66/67(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 411488 кл. G 09 В 23/00, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОНСТРАПИИ

ДЕЙСТВИЙ НАД ВЕКТОРАИИ (57) Изобретение относится к демонстстрационным приборам и позволяет демонстрировать сложение двух сил, расположенных под разными углами, а также разложение силы, расположенной под произвольным углом. Устройство содержит размещенные между вертикальными панелями шарнирно соединенные и 7 б

„„SU„„1494030 А1

2 одними концами стрелочные указатели горизонтальной 1 и вертикальной 2 составляющих вектора, стрелочный указатель 3 вектора равнодействующей силы и связанный с ним шарнирный параллелограмм, два пары взаимно перпендикулярных валов 4, 5 с направляющими роликами 6 и приводными маховиками 7 и две взаимно перпендикулярные рамки 8, 9, связанные между собой расположенным в их прорезях

10 пальцем 11. Шарнирный параллелограмм образован двумя парами тяговых элементов !2, 13, а рамки 8, 9 соединены с ветвями элементов 12, 13. Стре. лочные указатели 1, 2 соединены с а концами рамок 8, 9, указатель 3 соее динен с пальцем ll . На задней панели

14 имеется дуговая прорезь 17, с которой связано коромысло 20, взаимодействующее с параллелограммом. Ролики 6 смонтированы с возможностью

1494030

45 наклона их осей, для чего они имеют шарниры, состоящие из жестко связанных с валами втулок и размещенных одно в другом колец, наружное из которых взаимодействует с тяговыми элементами 12, 13. Для демонстрации ослабляют фиксатор, перемемещают коромысло по дуговой прорези 17 и фиксируют в требуемом положении. В результате этого поворачивается и шарнирный параллелограмм, при этом, рамка 8 будет смещаться, постоянно сохраИзобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, при изучения в кур. се теоретической механики сложения двух сил, расположенных под разными углами, а также разложения силы на две составляющие.

Цель изобретения — повышение точности и удобства в работе.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 — 30 схема механизма перемещения стрелочных указателей векторов; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 2; на фиг, 4 сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 6 прибор с расположением стрелочных указателей векторов под острым углом один к другому, на фиг. 7 — то же, под тупым углом.

Устройство содержит шарнирно соединенные одним концом стрелочные указатели горизонтальной 1 и вертикальной 2 составляющих вектора и стрелочный указатель 3 вектора равнодействующей силы и связанный с ним шарнирный параллелограмм, две пары взаимно перпендикулярных валов 4 и 5, с направляющими роликами 6 и привод ными маховиками 7 и две взаимно перпендикулярные рамки 8 и 9, связанные

50 между собой расположенным в их прорезях 10. пальцем 11.

Шарнирный параллелограмм образован двумя парами бесконечных тяговых элементов 12 и )3 а рамки 8 и 9 соединены с ветвями тяговых элементов 12

55 и 13.

Стрелочные указатели 1 и 2 составляющих вектора свободными концами няя горизонтальное положение, а рамKà 9 — понсрачиваtüся Hà угол тот же, что и коромысло. В результате смещения рамок 8, 9 стрелочные указатели 1, 2,3 располагаются по отношению друг к другу в зависимости от положения, занимаемого шарнирным параллелограммом. Вращая маховики 7, демонстрируют изменение величины стрелочного указателя 3 вектора равнодействующей силы, его составляющих и угла между ними. 7 ил. соединены с концами рамок 8, 9, указатель 3 равнодействующей силы свободным концом соединен с пальцем 11, а посредством выполненной в нем прорези взаимодействует с элементами корпуса.

Все элементы устройства размещены в корпусе между вертикальными панелями 14, 15, установленными на основании 16, при этом на задней панели 14 имеется дуговая прорезь 17, в которой перемещается фиксатор, состоящий из болта 18 с барашковой гайкой 19, посредством которьгх фиксатор связан с коромыслом 20 и закрепляется после перемещения последнего в требуемом положении, причем коромысло 20 взаимосвязано с шарнирным параллелограммом.

Ролики 6 смонтированы на валах 4, 5 с возможностью наклона их осей вращения относительно осей валов, для чего они снабжены универсаль— ными шарнирами, состоящими из жестко связанных с валами в гулок 21, в диаметральные отверстия которых установлсны два штифта 22, свободные концы которых,становлены в глухом диаметральном отверстии промежуточного кольца 23. Последнее аналогичным образом установлено в наружном кольце 24, взаимодействующем с тяговыми элементами 12, 13, для чего кольцо 24 может быть выполнено в виде шкивов нли звездочек в зависимости от вида исполнения бесконечНых тяговых элементов.

Устройство для демонстрации действий над векторами работает следующим образом.

1494030

Для демонстрации сложения сил, расположенных под прямым углом один к другому шарнирный параллелограмм устанавливают так, чтобы стрелочные указатели 1 и 2 находились под прямым углом друг к другу. После этого, вращая маховики 7, демонстрируют изменение величины стрелочного указателя 3 вектора равнодействующей силы, перемещение в вертикальной или горизонтальной плоскостях бесконечных тяговых элементов 12,13 и связанных с ними рамок 8 и 9, а следовательно, и стрелочньж указателей 1 и 2, являющихся составляющими вектора 3, при этом демонстрируется также и изменение угла между векторами I 3.

Для демонстрации сложения или разложения сил, расположенных под острым или тупым углом, ослабляют фик" сатор, перемещают коромысло 20 по дуговой прорези 17 и фиксируют в требуемом положении. В результате поворачивается и шарнирный параллелограмм, при этом благодаря наличию универсальных шарниров рамка 8 будет смещаться, постоянно сохраняя горизонтальное положение, а рамка

9 — поворачиваться в ту или иную сторону на угол, равный углу поворота коромысла 20. В результате смешения рамок 8 и 9 будут смещаться и стрелочные указатели 1-3, располагаясь по отношению друг к другу в зависимости от положения, занимаемого шарнирным параллелограммом. Вращая маховики 7, демонстрируют изменение величины стрелочного указателя 3 вектора равнодействующей силы, а следовательно, и его составляющих и угла между векторами.

Использование изобретения поэво5 ляет значительно повысить точность и удобство в работе при изучении процесса сложения двух сил, расположенных под различными углами одна к другой, а также разложение силы на

10 две составляющие, расположенной под произвольным углом к горизонтали или вертикали.

Формула изобретения

Устройство для демонстрации дей15 ствий над векторами, содержащее шарнирно соединенные одним концом стрелочные указатели горизонтальной и вертикальной составляющих вектора и стрелочный указатель вектора рав20 нодействующей силы и связанный с ним шарнирный параллелограмм для изменения величины и направления указателей векторов, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности и удобства в работе, оно имеет две пары взаимно перпендикулярных валов с направляющими роликами и приводными маховиками и две взаимно перпендикулярные рамки, связанные

30 между собой расположенным в их прорези пальцем, при этом шарнирный параллелограмм образован двумя парами бесконечных тяговьм элементов, связанных с роликами, рамки соединены с ветвями тяговых элементов, стрелочные указатели составляющих вектора свободными концами соединены с концами рамок, а указатель равнодействующей силы свободным концом сое40 динен с пальцем.

1494030

b-Å

1494030

1Ю 1б

АР 7

Составитель П. Сердечнов

Техред А. Кравчук. Корректор И. Горная

Редактор М. Келемеш

Заказ,4113/4Ь Тирал 4Ь9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101