Учебный прибор по механике

 

Изобретение относится к учебным пособиям. Прибор может использоваться в учебном процессе для проведения лабораторных работ и демонстрации основных теорем плоской статики. Цель изобретения - повышение наглядности решения задач по определению главного вектора и главного момента сил, приведенных к заданному центру. Прибор содержит модель горизонтально расположенного твердого тела, опирающегося на стальные шарики 2, собранные в сепаратор 3. Это позволяет телу свободно поворачиваться и смещаться относительно плиты 4. Посредством нитей 9, блоков 8, штифтов 11 и грузов 10 к телу прикладывается исходная система сил, произвольно расположенных в плоскости. Нагружение тела силами, в процессе которого оно фиксируется стопорными винтами относительно плиты, осуществляется в соответствии с наложенным на тело бланк-заданием, на котором графически уже определены главный вектор и главный момент заданной системы сил. С целью экспериментальной проверки результатов графического решения к телу прикладывается уравновешивающие сила и пара сил, равные по модулю найденным значениям соответственно главного момента и главного вектора, снимается фиксация тела и регистрируется его смещение, свидетельствующее о правильности решения задачи. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU „„1524086 (51)4 С 09 В 23 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4384229/31 — 12 (22) 23.02,88 (46) 23.11,89. Бюл. У 43 (71) Харьковский автомобильно-дорожный институт им, Комсомола Украины (72) И,В.Винник и Г.И,Тохтарь (53) 371 .66(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1119061, кл. G 03 B 23/08, 1983. (54) УЧББИйй ПРИБОР ПО МЕХАНИКЕ (57) Изобретение относится к учебным пособиям, Прибор может использоваться в учебном процессе для проведения лабораторных работ и демонстрации основных теорем плоской статики.

Цель изобретения — повышение наглядности решения задач по определению главного вектора и главного момента сил, приведенных к заданному центру.

Прибор содержит модель горизонтально расположенного твердого тела, опирающегося на стальные шарики 2, собран2 ные в сепаратор 3, что позволяет телу свободно поворачиваться и смещаться относительно плиты 4. Посредством нитей 9, блоков 8, штифтов 11 и грузов

10 к телу прикладывается исходная система сил, произвольно расположенных в плоскости. Нагружение тела силами, в процессе которого оно фиксируется стопорными винтами относительно плиты, осуществляется в соответствии с наложенным на тело бланкэаданием, на котором графически уже определены главный веКтор и главный момент заданной системы сил. С целью экспериментальной проверки результатов графического решения к телу прикладываются уравновешивающие сила и пара сил, равные по модулю найденным значениям соответственно главного момента и главного вектора, снимается

% фиксация тела и регистрируется его смещение, свидетельствующее о правильности решения задачи. 3 ил.

152408Г>

Иэобретег»»»е относится к учебнонаглядным пособиям по механике и может быть использовано для проведег»г»я лабораторных работ и демонстрации ос5 новных теорел» статики плоской системы сил.

Цель изобретения — повышение на" глядности решения задач ro определению главного вектора и главного момента сил, приведенных к зада»п»ому центру.

На фиг.1 изображена схема прибора; на фиг.2 — узел саедиления; на »I>!!r,3прибор в аксонометрии с нагружающими грузами, Учебный прибор содержит модель твердого тела, выполненную в виде диска I Диск посредством сталь»»ых шариков 2, собранных в сепараторе 3, опирается на плиту 4 с элкрепле»»»»ым на ней o! pat!tt tt»i e»t» It!It» кольцом 5. Такая установка дискл позволяет ему свободно поворачивлтьсл относительно вертикальной осп и смегtëòüñ»l в гори- д зонтальной плоскости в любом направлении I!a oem«tttlty зазора между диском и ограничительным кольцом. С IIQMoùüþ стопорных винтов 6». резьбовых втуJloK 7, элкрепле»»ных»а пл»»те 4, диск -

30 может быть злфиксироваи по o TI»o!IJF-! Iitio к плите в одпом из четырех Ionoii il »й (пр»» совпадении меток нл диске раничительном кольце) . В каждом из этих положений предусмотренные в дис35 ке отверстия для фикслц»ш располагаются соосно с резьбовьип» втулкамн, . обеспечивая тем самым возможность установки стопорных винтов 6, 40

В состав прибора входит комплект блоков 8, нитей 9, грузов 10 и штифтов 11, посредством которых к диску прикладывается заданная система сил, С этой целью в соотве"ствующие отвер- 4 стия, выполненные. в диске для выбора точек приложения сил, вставляются штифты 11 с закрепленными к ним нитями 9. Каждая нить перебрасывается через отдельный блок 8, стой- < ка которого устанавливается в одно иэ отверстий, расположенных по пери" метру плиты 4, обеспечивая заданное направление силы. Бел»»чина силы определяется грузом 10, закрепленным к второму концу нити 9, В случае, когда линия действия силы проходит между о тв ер с т»»»»л»»» в плите (»»апример, рлсчетнюе направление главного вектора), используется специальный блок с коленчатой стойкой 12, Нагружение диска осуществляется в соответствии с бланк-заданием

13, представляющим собой круг из плотного листа бумаги диаметром, равным диаметру диска и выполненными в нем отверст»»ями, точно совпадающими с отверстиями в диске.

С целью предотвращения проскаль" эывания диска 1 относителг>»»о шариков

2 при сборке прибора сепаратор 3 центрируется тремя шт»»фтами 14, ра=положенными в теле ограничительного кольца под углом 1?0

Перед началом рл >оты плита 4 прибора устанавливается в горизонтах»г,. 1»! пллскссти по уровню поворотом опорных стоек 15.

Работа с прибором осуществляется в следующем порядке.

1!зучаю»»».;м статику выдается бланкзадание, на котором изображена, к примеру, сис гема сил,, произвольно рас»»о:»ожен»»ь»х и плоскости, указан центр приведения — точка 0 и ставится задача о вычис.».нии главного вектора и l ллвного моле; та исходной системы сил, приведе» ных к заданному центру„

Вначале посз зале»»»»а»» злдлча решается»»е.»осредствеино па бланк-задании, где графически определяются искомы результаты: направления действия и величинь» главного вектора R, и главного момента 1!

Затем производится экспериментальItQF проверка полученных результатов, С =-той целью бланк-задание 13 накл;дывается на диск тлк, чтобы совпал»» все их отверстия, диск повора" чивается в определенное положение и ф»»нг»»руется стопорными винтами 6, Посредством нитей 9, грузов 10, блоков

8 и штифтов 11 к диску прикладывается исходная система сил в соответствии с бланк-заданием, После этого, пользуясь блоками с коленчатыми стойками 12, теми же нитями, грузами и штифтами, к диску в центре приведения

Ю / прикладывается сила R, равная по модулю найденному значению главного вектора 1„но направленная в противзполож»»ую сторону, и пара сил с моментом Y.„ðàt»íûì вычисленному главному моменту 11 „но противоположным ему по знаку. Б результате к диску будет приложена уравновешенная система =ил, а это значит, что если после

5 152408 извлечения стопорных винтов 6 диск остается неподвижным, то поставленная задача решена верно. Если же при вычислении главного вектора или главного момента допущена ошибка, то диск сместится в сторону или повернется и тогда специальными датчиками будет определена величина ошибки, Аналогично решаются и другие перечисленные задачи, формулаиэобретения

Учебный прибор по механике, содержащий модель тела, выполненную в виде пластины, установленной на основании с возможностью вращательного и поступательного перемещения, и средство для приложения системы произвольно расположенных в плоскости сил, со- 20 стоящее из нескольких грузов, присоединяемых в заданных точках к пластине через блоки, и т л и ч а юшийся тем, что, с целью повы" щения наглядности решения задач по определению главного вектора и главного момента сил, приведенных к заданному центру, он имеет горизонтально расположенное на основании кольцо, установленный в нем с зазором шарикоподшипник и стопорные винты для фиксации пластины на основании в эаданном положении, при этом пластина вы" полнена в виде диска, расположенного на подшипнике и имеет отверстия для закрепления на нем посредством фиксаторов бланка-задания, а один иэ блоков установлен на основании посредством коленчатой стойки.