Патент ссср 153620

 

Класс G Olc; 42n, 8« № 153620 КК еЗмя

ИВЛНОТщ

ОписАние изоееетения—

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа № 175

Ш. Г. Лившиц

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ МАЛЫХ УГЛОВЫХ

СКОРОСТЕЙ

Заявлено 20 декабря 1961 г. за ¹ 756426/26-10 в Комитет по делам изобре ений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Б|оллетене изобретений и товарных знаков» № 6 за 1963 г.

Известны устройства для демонстрации вращения Земли, например маятник Фуко, плоскость колебаний которого находится в неподвижной системе координат, связанной со звездами, в то время как

Земля в ТоН же системе координат равномерно вращается.

Однако демочстрация вращения Земли с помощью маятника Фуко затрудняется тем, что для обнаружения смещения плоскости колебаний маятника относительно Земли длина маятника должна быть возможно большей, чтобы увеличить период колебаний. Кроме того, для колисственного измерения угла. поворота плоскости колебаний маятника приходится применять довольно сложные измерительные методы, например совмещение с плоскостью колебаний узкого светового луча от точечного источника света.

Предлагаемое устройство для обнаружения малых угловых скоростей может также применяться для демонстрации вращения Земли, так как в нем угловая скорость определяется по углу закручивания нижнего конца тонкой нити относительно верхнего его конца, жестко связанного с вращающимся телом.

Закручивание нити производится при многократном уменьшении момента инерции системы стержней, вызываемом переходом ее из горизонтального положения в вертикальное. Стержни имеют полукруглое сечение и поворотпо закреплены в обойме симметрично относительно нити.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

На нижнем конце тонкой упругой нити 1, верхний конец которой закреплен неподвижно относительно вращающегося тела (Земли), подвешена своим верхним концом обойма 2, в которой укреплены связан¹ 153620 ные между собой шестерни 8. С ними жестко связаны металлические стержни 4, 5, б и 7, имеющие такую конфигурацию, что центры тяжести их близки к их свободным концам. Благодаря шестерням 8 стержни могут занимать либо вертикальное, либо горизонтальное положение.

B начале опыга стержни расположены горизонтально и фиксир ются В этом положении, например, с пОмОщью нитянОГО кольца (на чертеже не показано).

Если устройство участвует во вращательном движении некоторой системы,,например во вращении Земли вокруг оси, то в первоначальном положении все устройство, находясь в разновесии, будет вращаться вокруг вертикали с той же угловой скоростью, что и Земля, а стержни будут неподвижны по отношеншо к Земле (или к другой вращающейся системе). Это видно по показаниям стрелок 8, укрепленных на концах стержней б и 7.

Так как вектор угловой скорости на правлен параллельно оси вращения Земли, то угловая скорость вращения устройства равна вертикальной составляющей угловой скорости Земли в данном месте. Последняя определяется равенством ж = ж ыпгр, где со,. — вертикальная составля ощая угловой скорости Земли.„ао— полная угловая скорость Земли; <р — широта в месте расположения предлагаемого устоойства.

Из этого равенства видно, что вертикальная составляющая угловой скорости вращения Земли равна полной угловой скорости вращения Земли,при ср = 90, т. е. на полюсе, и равна нулю при rt; = 0, т. е. на экваторе.

Кинетическая энергия стержней, участвующих во вращении Земли, определяется соотношением где I — момент инерции систеь ы стержней.

Если теперь пережечь нитяное кольцо, фиксирующее стержни в

Горизонтальном положе: ии, то эти стержни олагодаря расположению центра тяжести каждого из пих у его свободного конца и большему ьесу стержней б и 7 по срагнению со стержнями 4 и б, перейдут в вертикальное положение. При этом многократно уменьшится момент инерции системы сгержней и соответственно увеличится угловая скорость этой системы. Благодаря этому нижний конец нити закручивается относительно верхнего ее конца на угол, при котором потенциальная энергия закрученной нити равна кинетической энергии системы стержней. Этот угол определяется по показаниям стрелок и позволяет вычислить начально ю угловую скорость системы стержней, т. е. величину вертикальной составляющей угловой скорости Земли. При вычислении начальной угловой скорости системы стержней должен также учитываться постоянный коэффициент прибора, зависящhl: от моментов инерции системы стержней и упругих свойств нити.

Предмет изобретения

Устройство для обнаружения малых угловых скоростей, например для демонстрации явления вращения Земли. выполненное в виде системы стержней, подвешенной на нижнем конце тонкой нити, верхний конец которой жестко связан с вращающимся телом, о т л и ч а к щ е еся тем, что, с целью упрощения процесса наблюдения малых угловых скоростей и снижения момента инерции устройства, стержни полукруг№ 153620 лого сечения, концы которых перемеща!отся в обойме, раамещены симметрично относительно нити подвеса.

Составитель В. А. Ростовцев

Редактор С. Л. Богатырева Тс. ред Г. li. 1<урилко 1 ;оррсктор T. С. Дрожжина

Поди. к пен. 6/IX — 63 г. Формат бум. 70 X 108 !iI; Объем 0,26 пзд. л.

3ак. 2627, !1 1 яра>к 4/о Цена 4 оп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытпш СССР . 1!осина, Центр, пр. Сероьа, д. 4.

Типография, пр, Сапунова, 2.

1 !

11

11

1

I(I

I 1 — — — — !-4 ю