Наглядное учебное пособие по теоретической механике

 

Класс 42п, 11,-, 42п, 11ов

Л0 91983

ФФВЭИЬЙ1у (1ll йлтиатнО ПЙИВ%ЕСКМ 1 ИЮТЕК сссо

- . / ;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

П. А. Виноградов

УЧЕБНОЕ НАГЛЯДНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ

МЕХАНИКЕ

Заявлено 12 сен-ября 1950 г. за No 434525 в Гостехннку СССР

Известны учебные наглядные пособия по теоретической механике для демонстрации произведения двух векторов, состоящие из экрана со шкалой, снабженного прорезью для изображения вектора, образуемого видимой через прорезь .поверхностью помещенного за экраном диска. перекатываемого по внутренней поверхности вдвое ббльшей окружности.

В описываемом учебном наглядном пособии для повышения нагляд-. ности при демонстрации произведения векторов прияменена установленная перпендикулярно к плоскости экрана пластина с укрепленным в центре ее штифтом. на который свободно надеты две,поворотные стрелки и втулка со шкивом, соединенная при помощи передачи с кривошилом, передающим движение диску.

На фиг. 1 схематически изображен общий вид пособия; на фиг. 2— соединение стрелок со штифтом и втулкой (частично в разрезе); на фиг. 3 — экран с прорезью, общий вид; на фиг. 4 — схема передачи от штифта со стрелками к диску.

Учебное пособие включает в себя укрепленный на стойке 1 экран 2 с прорезью 3 и установленной перпендикулярно к плоскости пластиной 4, в центре которой помещен штифт 5.

На штифт 5 свободно надеты стрелки 6, представляющие собой векторы-сомножители. Видимый в прорези экрана вектор 7 изображает произведение векторов б.

Вся система может поворачиваться в вертикальной плоскости с помощью установочного виконта 8

Обе стрелки б могут вращаться вокруг неподвижного штифта 5 (фиг. 2). Нижняя стрелка вращается вокруг прилива 9 к цилиндрической втулке 10, насаженной с возможностью вращения на штифт 5. Со штифтом 5 жестко соеди нен диск 11, имеющий вырез 12. Основа|ние штифта окаймляет кольцо 18, также имеющее вырез 14, Вырез 15 сделан также и на втулке 10.

В начальном положении стрелки 6 совпадают, т. е. располагаются одна над другой; при этом все три выреза 12, 14 и 15 находятся в одной плоскости

В этом положении ножевидные отростки 16, имеющиеся на стрелках, входят в вырезы 12 H 14 соответсввенно. Так как при этом оба век4 тора б коллынеарны, то их,векторное произведение равно нулю, вследствие чего вектор % фиг. 1), отсутствует.

Для того,.чащобы.,показать свойства произведения двух векторов при различных углах между нйми, приводят модель в действие легким нажатием на ту илй иную стрелку (верхнюю — вниз, нижнюю — вверх); при этом соответствующий отросток 1б (фиг, 2) выходит из выреза 12 (или 14) и другой стороной заходит в вырез 15; затем поворачивают стрелку в нужную сторону на тот или лной угол.

При этом, вследствие осуществившегося. сцепления стрелки и втулки 10, последняя также будет поворачиваться, передавая свое движение с помощью шкива 17 механизму, управляющему переменным вектором 7, При этом, если введена в действие какая-либо стрелка, то до ее возвращения в исходное положение другая стрелка не может быть выведена из начального состояния, а также не может быть нарушен контакт между нею и втулкой 10.

Результирующий (перемененный) вектор 7 (фиг. 1) образуется в прорези экрана 2.

3а экраном 2 помещен диск 18, перекатываемый по внутренней поверхности окружности вдвое большего радиуса и окрашенный в яркий цвет. При перекатывании этого диска без скольжения по внутренней поверхности окружности, вдвое большего радиуса, через прорезь экрана будет проступать окрашенный элемент аб (фиг 3), длина которого будет изменяться в зависимости от угла оаб по гармоническому закону„ так же, как и модуль воспроизводимого вектора.

Для усиления впечатления переменного вектора в точке б диска помешена поворачивающаяся на цапфе пластина ромбической формы, окрашенная в тот же цвет, что и подвиж ной диск. В таком случае, острис пластины, обращенное в данный момент к центру неподвижного круга будет сливаться с окрашенным элементом диска, видимым через прорезь, что и усилит впечатление переменного вектора, увенчанного на конце нормально ориентированным острием.

Поворот той или иной стрелки передается с помощью шкива 17 (фиг. 2.),и гибкой связи шкиву 19 (фиг 4), сидящему на оси рукоятки 20, которая приводит в движение окрашенный диск 18, перекатывающийся за счет фрикционного или зубчатого сцепления по в нутренней поверхности кольца 21.

Прибор устанавливается таким образом, что при совпадении перемножаемых векторов, т. е. стрелок б, воспроизводяший диск располагается так, что радиус оа (фиг. 3) должен быть перпендикулярным к прорези в экране, .причем сам диск помешается справа или слева от нее в зависимости от того, к какой системе координат (правой или левой) желательно отнести рассматриваемую операцию.

Для удобства пользования моделью на плоскости пластичны 4 может быть вокруг стрелок б нанесена градусная шкала; это даст возможность сразу установить или прочитать угол между перемножаемыми век1орами.

На плоскости экрана 2 может быть помещена вдоль переменного вектора 7 линейная шкала для отсчета значений модуля вектора в зависимости от угла между сомножителями.

Пр едм ет изобретения

1. Учебное наглядное пособие по теоретической механике для демонстрации произведения двух векторов, состоящее из экрана со шкалой, снабженного прорезью для изображения вектора, образуемого .видимой через прорезь поверхностью помещенного за экраном диска, перекаты;

¹ 91983 ваемого по внутрен ней поверхности вдвое ббльшей окружности, о т л ич а ю ще е с я тем, что в нем применена установленная перпендикулярно к плоскости экрана пластина с укрепленным в центре ее штифтом, нкоторой свободно надеты две поворотные стрелки и втулка со шкивом, соединенная при помощи передачи с кривошипом, передающим движение диску.

2. Форма выполнения учебного наглядного пособия по и. 1, о тл ич а ю щ а я с я тем, что стрелки снабжены отростком, взаимодействующим в стационарном положении стрелки с прорезью упора, а при повороте стрелки — с соответствующей прорезью в корпусе поворотной втулки. № 91983 с корректор В. П. Фомина (}бт-. и 0,44 пзд. л.

Цена О кол.

Фор;13 1ум. О . 1(i6

|н1 аск 2 Н

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и отк; ытий при Совете Министров СССР

Москва Центр, М. Черкасский пер., д. 2/б.

Поди. к пен. 22Х|-61

Зак 6192

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР. Москва Петровка, 14.

Ре:иктор Б. И. Новиков Текред A.,× Токер!

ij!