Учебный прибор по тригонометрии

 

232622

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 18.V11.1967 (№ 1173816/28-12) с присоединением заявки №

Приоритет

Кл. 42п, 11/05

МПК G 09Ь

УДК 514(07.08) (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Мииистрое

СССР

Опубликовано 11.XII 1968. Бюллетень № 1 за 1969 г.

Дата опубликования описания 31.III.1969

Автор изобретения

И. М. Злочевский

Заявитель Сумский государственный педагогический институт им. А. С. Макаренко

УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ТРИГОНОМЕТРИИ

Предлагаемый учебный прибор относится к демонстрационно-дин амическим у чебно-н аглядным пособиям по тригонометрии и предназначен для использования в средней школе.

С помощью прибора можно иллюстрировать преобразование графиков синусоиды и косинусоиды, физический смысл параметров А, а, b и переменной величины ах+О функций у=А

sin (ax+b), у = Acos (ax+ b), выражающих простые гармонические колебания, и практическое их приложение, например, в электротехнике и механике.

Прибор содержит закрепленные на общем валу многоступенчатый шкив и диск с отверстиями, расположенными по радиусу, панель с подвижным вдоль нее экраном, связанным гибкой нитью со шкивом, пишущее приспособление для вычерчивания на экране графиков и кулисный механизм, передающий движение от диска к пишущему приспособлению.

Кулисный механизм состоит из рамы с двумя направляющими, вдоль одной из которых нанесена шкала, перемещающейся по ним кулисы, несущей указатель шкалы; держателя пишущего приспособления, соединенного с кулисой; и пальца, переставляемого по отверстиям диска и скользящего в прорези кулисы.

Прибор может быть снабжен моделью башмаков магнита, соединенных эластичными нитями, имитирующими силовые линии, и стрелкой-указателем для демонстрации приложения тригонометрических функций.

На фиг. 1 изображен предлагаемый прибор в общем виде; на фиг. 2 — то же, разрез по

А — А фиг. 1; на фиг. 3 — кинематическая схема прибора; на фиг. 4 — кулисный механизм.

В корпусе 1 размещен вал 2, поворачивае10 мый рукояткой 3, на котором закреплены многоступенчатый шкив 4 и диск 5. На лицевой стороне диска 5 на панели б нанесены концентрические окружности и радиус-вектор, вдоль которого выполнены отверстия 7. Расстояния от центр- окружностей до отверстий выбираются в зависимости от амплитуды гармонического колебания.

Прибор содержит панель 10 с передвигающимся вдоль нее экраном 11, связанным гиб20 кой нитью 12 со шкивом. Шкив закреплен на втулке 8, фиксируемой на валу 2 винтом 9.

При фиксировании втулки 8 экран устанавливается неподвижно.

Панель 10 имеет направляющие ролики 18

25 для нити 12 и две направляющие рейки 14, по которым перемещается экран 11.

Для вычерчивания на экране графиков функций предусмотрено пишущее приспособление 15, движение которому передается от

БО диска 5 посредством кулисного механизма, 232622 состоящего из рамы lб с двумя направляющими для перемещения кулисы 17, несущей указатель 18 шкалы 19. С кулисой 17 соединен держатель 20 пишущего приспособления

15. В прорези кулисы 17 скользит палец 21, вставляемый в отверстия 7. Вращение диска

5 преобразуется при помощи пальца 21 в возвратно-поступательное перемещение кулисы 17.

Для сбора схематически действующей модели генератора электрического тока, для демонстрации приложения тригонометрических функций служит модель башмаков магнита, соединенных эластичными нитями, которые имитируют силовые линии (на фигурах не изображены) .

Модель устанавливают на лицевую часть кулисного механизма, а к диску 5 прикрепляют стрелку-указатель линейной скорости вращающегося проводника обмотки якоря в магнитном поле.

Работает прибор следующим образом.

От вала 2 вращение передается диску 5.

Кулиса 17, увлекаемая пальцем 21, совершает простые гармонические колебания с амплитудой, равной радиусу окружности, по которой вращается палец. Пишущее приспособление

15, соединенное через держатель 20 с кулисой, чертит на экране 11 график этого движения.

Если многоступенчатый шкив 4 зафиксировать с помощью втулки 8, то гибкая нить 12 переместит экран 11 вдоль оси х абсцисс с линейной скоростью, отличной от скорости вращения пальца 21. Полное колебание, изображенное графически отрезком прямой, будет развернуто по оси абсцисс во времени, т. е. развертка даст изображение графика функции y=Asinax, если радиус-вектор приведен в движение от начала деления окружности на панели б.

Синхронность вращения диска 5 с движением указателя 18 дает возможность выяснить физический смысл параметров А, а, b u переменной величины ax+b функций y=Asin (ax+ b), у = A cos (ax+ b) .

При вращении стрелки-указателя линейной

5 скорости вращающегося проводника (пальца

21) совместно с диском 5 собранной модели генератора электрического тока демонстрируется изменение э. д. с., возникающей в проводнике при пересечении эластичных нитей,.

10 имитирующих магнитные силовые линии, по закону синуса. Это иллюстрируется указателем 18 по шкале 19 простого гармонического колебания или с помощью графика, вычерчиваемого пишущим приспособлением 15 од15 новременно с движением проводника.

Предмет изобретения

1. Учебный прибор по тригонометрии, отли20 чающийся тем, что, с целью вычерчивания графиков функций, демонстрации их изменения, а также демонстрации закономерности простых гармонических колебаний, он содержит закрепленные на общем валу многосту25 пенчатый шкив и диск с рядом отверстий, расположенных по радиусу, панель с подвижным вдоль нее экраном, связанным гибкой нитью со шкивом, пишущее приспособление для вычерчивания на экране графиков:

30 и кулисный механизм, передающий движение от диска к пишущему приспособлению, 2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что кулисный механизм состоит из рамы с двумя направляющими, вдоль одной из которых на35 несена шкала, перемещающейся по ним кулисы, несущей указатель шкалы, держателя пишущего приспособления, соединенного с кулисой, и переставного по отверстиям диска пальца, скользящего в прорези кулисы.

40 3. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен моделью башмаков магнита, соединенных эластичными нитями, имитирующими силовые линии, и стрелкой-указателем.

232622

Фиг. 8

17

Составитель М. Лиманова

Редактор Т. Орловская Техред Л. Я. Левина

Корректор А. П. Васильева

Заказ 433/14 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2