Учебный прибор по механике

 

Изобретение относится к учебным и наглядным пособиям помеханике для. демонстрации сохра нения центра масс механической системы. Целью изобретения являет; ся расширение демонстрационных д возможностей опрокидывания механических систем. Прибор снабжен стойкой , закрепленной на тележке и снабженной шкалой для определения положения тела, выполненного в :виде массивного -стержня относительно тележки, а средство для перемещения тела относительно тележки выполнено в виде электродвигателя, установленного на тележке барабана, установленного на оси электродвигателя , блока, установленного на стойке, троса, связывающего барабан с телом и взаимодействующего с блоком. 1 ил.

СОЮЗ CQBETCHHX

СОЦИАЛИСТ>ИЕСНИХ . РЕСПУБЛИН ур С 09 В 23/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I заявляемому, содержащий основание, установленную на нем тележку, механически связанное с тележкой тело и средство перемещения тела относительно тележки.

Недостатком этого прибора являют- . ся его ограниченные демонстрационные возможности, так. как AH не повволяет, например, демонстрировать закономерности опрокидывания механических сис> тем.

Целью изобретения является расширение демонстрационных возможностей прибора за счет демонстрации вако- i номерностей опрокидывания механиче- . ской системы .

Поставленная цель достигается тем, что в приборе, содержащим основание, установленную на нем тележку, механически связанное с тележ" кой тело и средство перемещения теГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4707455/12 (22) 19. 06. 89 (46) 15.03.92. Бюл. М 10 (72) С.И .Тимофеев и А.А.Чернов (53) 371. 66/67 (088.8) (56) Лекционные демонстрации по физике п.р. В.И.Ивероновой. И.:

Наука, 1965, с.56-57 °

I (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО. ИЕХАНИКЕ (57) Изобретение относится к учебным и наглядным пособиям по механике для демонстрации сохра" нения центра масс механической системы. Целью изобретения являет"

Изобретение относится к учебным приборам по механике и может:бытb использовано при изучении разделов.

"Динамика" - для демонстрации за".. кона движения центра масс. материальной системы, "Статика" - для демонстрации закономерностей опрокидыва-. ния механических систем.

Известны учебные приборы .по ме" ханике, содержащие основание, наклонно установленные на основании направляющие, тела, установленные на направляющих с возможностью.их пере" мещения относительно направляющих.

Недостатком этих.прйборов является то, что они не позволяют демон" стрировать закон движения центра масс материальной системы.

Известен также учебный прибор по механике, являющейся по своей техни" ческой сущности наиболее близким к

„„SU„, 1720072 А i

2 ся расширение демонстрационных возможностей опрокидывания механических систем. Прибор снабжен стой. кой, закрепленной на тележке и снабженной шкалой для определения положения тела, выполненного в. виде массивного -стержня относительно тележки, а. средство для перемещения тела относительно. тележки выполнено в виде электродвигателя,,установленного на тележке барабана, установленного на оси электродвигателя, блока, установленного на стойке, троса, связывающего барабан с телом и взаимодействующего с блоком. 1 ил.

1720072 ла относительно тележки, тело выпол- нено в виде массивного стержня, шарнирно закрепленного одним концом на тележке, вне ее площади опоры, а средство. перемещения тела относительно тележки выполнено в ви- лде электродвигателя, с установ:ленным на его оси барабаном, стойки с блоком и троса, соединяющего незакрепленный конец тела и барабан через блок, на стойке установлен указатель углового положения тела, а на тележке и основании установлены указатели положения центра масс системы, при этом прибор снабжен набором сменных грузов для изменения положения центра масс.

На чертеже представлен общий вид прибора. 20

Учебный прибор по механике содержит основание 1, установленную на основании тележку 2, установленное на тележке 2 вне ее площади опоры .с помощью опоры 3 и оси 4 тело 5, вы- 25 полненное в виде массивного стержHR (модели летательного аппарата), стойку 6, на которой установлен указатель углового положения 7 тела 5," средство для перемещения тела 5 отно- g0 сительно тележки 2, выполненное в виде электродвигателя 8,установленного на тележке 2, барабана 9, установленного на оси электродвигателя 8, блока l0, установленного на стойке, тРоса

11, связывающего барабан 9 с телом 5 и переброшенного через блок 10. При этом электродвигатель 8 связан с источником питания 12 через выключатель

13 и регулятор 14. Еще один .трос 15 40 связывает тележку 2 с основанием 1.

На тележке установлены сменные грузы

16 на оси 17, кроме того, на тележке установлены указатели положения центра масс системы 18, 19 при различных 45 взаимных положениях тела 5 и. тележки

2. Еще. один указатель 20 установлен на основании 1.

Демонстрация прибора производится следующим образом. При демонстрации закона движения центра масс устанавливают в первоначальном положении тело

5 так, чтобы оно находилось на .опоре

3 (в горизонтальном положении). Пред" варительно находят положение центра

>5 масс (тело-тележка) в том случае, ког-. да тело 5 находится в горизонтальном положении. При этом указатель 19 ус- танавливают в положение, соответствующее этому положению центра масс, и в том случае, когда тело 5 находится в вертикальном положении, это положение центра масс фиксируют с помощью указателя 18 (положение центра масс находят путем, например, предварительных двукратных взвешиваний системы при каждом из указанных положений) . Устанавливают тележку 2 на основание 1 так, чтобы указатель 19 находился напротив указателя 20. Затем с помощью выключателя 13 запускают двигатель 8, соединяя его с источником питания 12 (скорость вращения вала двигателя 8 предварительно устанавливают с помощью регулято" ра 14), при этом трос 11 начинает наматываться на барабан 9 и тело 5 (при действии внутренних сил системы) начинает перемещаться из горизонтального положения в вертикальное, при этом тележка 2 в соответствии с законом о движении центра масс системы будет перемещаться вправо и, когда тело 5 займет вертикальное положение (при этом с помощью выключателя 13 размыкают цепь двигатель

8 - источник питания 12), указатель

18 совместится с указателем 20.

При демонстрации закономерностей опрокидывания механических систем (при описанных .выше демонстрациях опрокидывание не .происходит так как предварительно устанавливают на тележку 2 сменные грузы 16) предварительно снимают часть грузов 16 с оси

17, и рассчитывают с помощью уравнений статики взаимное положение тела и тележки, при котором происходит опрокидь1вание системы. После этого включают двигатель 8, происходит перемещение тела 5 относительно тележки 2, при этом по указателю 7 фиксируют положение тела 5, при котором происходит опрокидывание (трос.15 при опрокидывании фиксирует прибор).

После этого меняют исходные данные (при известной неизменной: массе тела 5, снимают грузы 16, меняя тем самым массу тележки 2 и положение ее центра тяжести) и повторяют демонстрацию.

Технико-экономическая эффективность использования изобретения обусловлена расширением функциональных возможностей прибора за счет того, что помимо возможности демонстрации

17 закона движения центра масс обеспечена возможность демонстрации закономерностей опрокидывания механических систем, при этом все демонстрации могут проводиться в широком диапазоне изменения массовых характеристик системы.

Изобретение целесообразно использовать в ВУЗах и техникумах на лекциях и в лабораторном практикуме по механике.

Формула изобретения

Учебный прибор по механике, содержащий основание, установленную на нем тележку.„ механически связанное с тележкой тело и. средство перемещения тела относительно тележки, отличающийся: тем, что, 20072 с целью расширения демонстрационных возможностей за счет демонстрации закономерностей опрокидывания механической.системы, тело выполнено в виде массивного стержня, шарнирно закрепленного одним концом на тележке, вне ее плошади опоры, а средство перемещения тела относительно тележ-!

О ки в виде электродвигателя, с установленным на его оси барабаном, стой- ки с блоком и троса, соединяющего незакрепленный конец тела и барабан через блок, на стойке установлен

15 указатель углового положения тела, а на тележке и основании установлены указатели положения центра масс системы, при этом прибор снабжен набором сменных грузов для изменения положения центра масс. !