Учебный прибор по математике

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик р>930340 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) за"влено 051278 (2 ) 2693021/18-12 (11 М Кп 3 с присоединением заявки М9 (23) Приоритет

G 09 В 23/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2305.82- Бюллетень hlo

Дата опубликования описания 230582 (Щ УДК 783. 864 (088.8) (72) Автор изобретения

A.Èóçàôôàðoâ (7!) заявитель (54) учеБНЫИ пРИБОР ПО мАТЕМАТИКе

Изобретение относится к учебнонаглядным пособиям, в частности к учебным приборам по математике и механике.

Наиболее близким к предлагаемому является учебный прибор по математике, содержащий установленный в лицевой панели корпуса диск с диаметральной прорезью и шкалой отсчета, стрелку-указатель и диск с цветовой индикацией, расположенные на валу соот- ветственно перед диском с диаметральной прорезью и за ним, приводной механизм имеющий рукоятку, связанную с кривошипом(1).

Недостатком его являются ограниченные демонстрационные возможности, т.е. отсутствие возможности показа изменения перемещения, скорости, ускорения и значений фазы гармонического колебания.

ЦеЛь изобретения — расширение демонстрационных возможностей.

Указанная цель достигается тем, ч о в учебном приборе по математике, содержащем установленный в лицевой панели корпуса диск с диаметральной прорезью и шкалой отсчета, стрелкууказатель и диск с цветовой индикацией, расположенные на валу соответ/ ственно перед диском с диаметральной прорезью и за ним, приводной механизм, имеющий рукоятку, связанную с кривошипом, он имеет ременную передачу с натяжным приспособлением, ведущий шкив, которой связан резьбовым соединением с рукояткой, а ведомый установлен на валу за диском с цветовой индикацией, ползун жестко связанный с рукояткой, подпружиненный маятник с указателем и шкалой отсчета его отклонений, установленный на валу перед диском с диаметральной прорезью, при этом в кривошипе и лицевой панели корпуса выполнены продольные пазы, а ползун и вал соответственно расположены в них.

На фиг. 1 изображен учебный прибор по математике, общий внд; на .фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг.3части прибора, смонтированные на валу и оси; на фиг. 4 и 5 — натяжное приспособление; на фиг. 6 — ведомый

25 шкив; на фиг. 7 и 8 — элемент кривошипа; на фиг. 9 — прибор, вид спереди; на фиг. 10 и 11 — схема решения задач; на фиг. 12 — диск с диаметральной прорезью в экране; на

ЗО фиг. 13 — диск с цветовой индикацией

930340

Учебный прибор по математике содержит установленный в лицевой панели 1 корпуса диск 2 с диаметральной прорезью 3 и шкалой, отсчета 4, стрелку-указатель 5 и диск б с цветовой индикацией, расположенный на валу 7 соответственно перед диском

2 с диаметральной прорезьуз и за ним, приводной механизм, имеющий рукоятку 8, связанную с кривошипом

9, ременную передачу 10 с натяжным приспособлением 11, ведущий шкив

12, который связан резьбовым соединением с рукояткой 8, а ведомый 13 установлен на валу 7 за диском б с цветовой индикацией, ползун 14 жестко связанный с рукояткой 8, подпружнненый маятник 15 с указателем 16 и шкалой отсчета 17 его отклонений, установленный на валу 7 перед диском

2 с диаметральной прорезью. B кривошипе 9 и лицевой панели 1 корпуса выполнены продольные пазы 18, а пазы

5 !

О !

22 на оси 25 гайкой 37 жестко закреплен держатель .38. Ведомый шкив 13, диск б и стрелка-указатель 5 закреп-лены на валу 7 гайками 39. Концы дву. 60 плечих рычагов 28 связаны с зацепом

40 через пружинящие элементы 41. Концы планки 26 выполнены в виде вилки

42, с которой соединена рукоятка 8.

Прибор установлен на опоры 43.

14 и вал соответственно расположены в них. С обратной стороны лицевой панели 1 к ней на шпильках 19 и опорах

20, гайками 21 закреплена крестовина

22 с горизонтальным пазом 23 для скольжения в нем рукоятки 8 при вращении кривошипа 9 вокруг его оси 24 совместно с ведущим шкивом 12.

Внутри вала 7 проходит ось 25, жестко соединенная с крестовиной 22.

На оси 25 смонтирована планка 26, на которой смонтированы ведущий 12 и ведомый 13 шкивы, и на осях 27 установлены двуплечие рычаги 28. Шкала 33 отсчета 17 нанесена на ленте. Диамет ральная прорезь 3 выполнена в экране

29, жестко прикрепленном к держателю

30. Маятник 15 подпружинен пружинами 31, закрепленными на шпильках 32, 40 снабженных зажимами 33 для удержания ленты. По" периферии экрана 29 расположена шкала радианов 34. Цветовая индикация диска 6 представляет собой два нанесенных на него круга, один 4 из них синий 35, расположен в положительной части оси ординат, а другой — красный 36, расположенный в отрицательной части оси абсцисс, при этом их окружности пересекаются в центре диска 6.Круги 35 и 36 могут быть различных диаметров. Например, синий круг 35, служащий для определения скорости маятника 15, имеет диаметр в два раза меньше, чем красный круг Зб, служащий для определения55 ускорения маятника 15. К крестовине

Прибор работает следующим образом.

Рукояткой 8 производят равномерное вращение по часовой стрелке кривошипа

9 вокруг оси 24, при этом рукоятка 8 будет скользить по горизонтальному пазу 23 крестовины 22, придавая ей возвратно-поступательное движение.

Одновременно с вращением кривошипа 9 вращается ведущий шкив 12, приводя во вращение через ременную передачу 10 ведомый шкив 13 и вместе с ним вал 7.

Диаметры шкивов равны и при одном обороте кривошипа делают также один оборот. Вместе с колебаниями маятника 15 будет совершать гармонические колебания и диск б с цветной индикацией и одновременно будет вращаться.

При этом часть синего круга будет наблюдаться через вертикальную прорезь 3 экрана 29 в виде направленного отрезка, указывающего величину скорости маятника 15 (фир.Ç и 10).

Часть красного круга -36 диска 6 в виде направленного отрезка будет показываться через .прорезь 3, указывая величину ускорения маятника 15 (фиг. 3 и 11). При этом длина синего и красного отрезков определяются по шкале 4.

Стрелка-указатель 5 будет указывать на шкалах градусов или радианов фазу колебания маятника 15.

Берут диаметр синего круга 35 равным, например, б см, а центр его находится в положительной части оси ординат, а диаметр красного круга 36 берется равным 12 см, а центр его лежит в отрицательной части абсцисс.

При этом окружности кругов 35 и 36 пересекаются в центре диска 6. В этот момент стрелку-указатель 5 устанавливают на положительную. часть оси абсцисс. Далее для наглядной демонстрации данных условий передвигают ползун 14, устанавливая его íà расстоянии 3-х см от центра 24 вращения кривошипа 9, при этом фиксируют ползун прижатием шкива 12. Следовательно, амплитуда колебания маятника 15 булет A = 3 см. В начальный момент стрелка-.указатель 5 будет указывать на шкале нулевое положение, так как начальная фаза = О, указатель маятниха 1, будет находиться также на нулевой отметке ленты.

Это будет момент перехода из положения равновесия гармонически колеблющегося маятника 15,при этом скорость маятника будет. равняться длине сине- го отрезка, измеряемого по шкале 4 будет равна б см. При этом красный отрезок круга 36 показываться в прорезь 3 не будет, следовательно, в этой точке ускорение маятника будет равно нулю. Затем вращением руки 8 приводим в движение маятник 15, а указатель 16 при этом доходит до отметки 1,5 см по шкале 17 ленты.

930340

Таким образом, зная величины перемещения и скорости гармонически ко.леблющегося материала с определенной частотой колебаний определяют амплитуду колебания и начальную фазу колеблющегося маятника,т.е.находят частные решения дифференциального урайнения, удовлетворяющие движению центра маятника.

Простота и доходчивость демонстрации решения задач учащимся дает возможность применение настоящего прибора для широкого использования в средних и высших учебных заведениях.

Формула изобретения

Учебный .прибор по математике, содержащий установленный в лицевой панели корпуса диск с диаметральной прорезью и шкалой отсчета, стрелку- Щ указатель и диск с цветовой индикаци ей, расположенные на валу соответстI венно перед диском с диаметральной прорезью и за ним, приводной механизм, имеющий рукоятку, связанную с кривошипом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей, он имеет ременную передачу с натяжным приспособлением, ведующий шкив которой связан резьбовым соединением с рукояткой, а ведомый установлен на валу за диском с цветовой индикацией, ползун, жестко связанный с рукояткой, подпружиненный маятник с указателем и шкалой отсчета его отклонений, установленный на валу перед диском с диаметральной прорезью, при этом. в кривошипе и лицевой панели корпуса выполнены продольные пазы, а ползун и вал соответственно расположены в них.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 84155, кл. G 09 В 23/02, 1950.

930340 о

Фиа U

Составитель В.Ермашов

Редактор А.Шандор Техред Т- Маточка р о ректор Л.Муска

Заказ 3477/66 Тираж 474 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР и о делам изобретений и открытий

113035,Москва,Ж-35,Раушская наб.,д.4/

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.ПрОектная, 4