Учебный прибор по теоретической механике

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соеоз Советских

Социалистических

Республик

<о982072 (6т)Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 210481 (2Ф) 3280922/18-12 с присоединением заявки М(23) ПриоритетОпубликовано 15.1282. Бюллетень М 46

Дата опубликоеанмя описания 15. 12. 82 (щ ц, Кл.з

С 09 В 23/10

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (%31УДК 531 ° 35 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

Н.В.Бутенин и Л.Д.Иванов (71) Заявитель (54 ) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ MEXAHHKE

Изобретение относится к учебным пособиям и предназначено для наглядной демонстрации распределения ускорений точек тела, имеющего неподвижную точку, при чтении лекций.

Известны приборы для демонстрацци движения, распределения скоростей, которые не могут быть использо ваны для демонстрации скоростей и ускорений точек тела, имеющего неподвижную точку (1 ) и (.2 ).

Известен учебный прибор по механике для демонстрации мгновенного центра скоростей, на котором возможна демонстрация положения векторов скоростей лишь при плосковращательном движении. Этот прибор содержит элементы, имитирующие точки тела, и стрелки, имитирующие векторы, закрепленные на плоской платформе (3 ).

Однако этот прибор не может быть использован для демонстрации распределения ускорений точек тела при их сферическом вращении относительно его неподвижной точки °

Цель изобретения — расширение демонстрационных возможностей путем демонстрации распределения ускорений точек тела. 30

Поставленная цель достигается тем, что учебный прибор по теоретической механике, содержащий шаровые элементы, имитируктдие подвижную и неподвижную точки, и стрелки, имитирующие радиус-вектор, вектор мгновенной угловой скорости, вектор углового ускорения, вектор скорости,вектор осестремительного ускорения и вектор вращательного ускорения, имеет опору, закрепленный на опоре одним концом стержень, и две прозрачные треугольные пластины, закрепленные на стержне ребром, прилегающим к острому углу, одна шарнирно, а другая жестко, при этом один иэ шаровых элементов установлен на основании и жестко соединен с нижним концом стержня, а другой состоит из двух полусфер, расположенных на верхних ребрах пластин, соединенных со сгеренем, причем стрелка, имитирукщая радиус-вектор, установлена на стержне, стрелка, имитирующая вектор мгновенной скорости — на свободном боковом ребре неподвижной пластины, стрелка, имитирующая вектор углового ускорения — на свободном боковом ребре подвижной пластины, а стрелки, имити рующие вектор скорости, вектор осе982072 стремительного ускорения и вектор вращательного ускорения — соответственно на полусферах.

На чертеже изображен прибор.

Учебный прибор по теоретической механике содержит основание 1, шаро- 5 вой элемент 2, имитирующий неподвижную точку, закрепленный на основании стержень, 3, одним концом жестко закрепленный в шаровом элементе 2, шаровой элемент 4, закрепленный на,10 другом конце стержня, стрелку радиуса-вектора 5, укрепленную на стержне, треугольные прозрачные пластины

6 и 7, одна иэ которых 6 стороной, прилегающей к острому углу, закреплена на стержне неподвищ о, а другая 7 - шарнирно, причем свободные стороны пластин, прилегающие к острому углу, проходят соответственно через вектор мгновенной угловой ско- 2г рости и вектор углового ускорения, стрелку 8 вектора мгновенной скорости, закрепленную на свободной стороне неподвижной пластины б и стрелку 9 вектора углового ускорения — на свободной стороне подвижной пластины 7 °

Шаровой элемент 4 состоит из двух полусфер, верхняя из которых жестко связана с неподвижной пластиной 6 и имеет стрелку 10 вектора скорости, направленного перпендикулярно пластине б. Плоскость б имеет также стрелку 11 вектора осестремительного ускорения, направленного от элемента

4 к вектору мгновенной угловой скорости 8. Нижняя полусфера элемента

4 жестко связана с подвижной пластиной 7, имеет стрелку 12 вектора вращательного ускорения, направленного перпендикулярно пластине 7.

Для демонстрации распределения 40 векторов осестремительного и вращательного ускорений точки тела и сферическом движении тела бесконечное положение векторов реализуется путем поворота подвижной пластины б от- 45 носительно неподвижной 7. При этом демонстрируется также наличие переменного угла между векторами мгновенной угловой скорости и вектором углового ускорения, угол между вектором 0 вращательного ускорения и вектором скорости точки тела, положение вектора вращательного ускорения и вектора скорости, лежащих в плоскости, перпендикулярной радиусу-вектора 55 точки, положение векторов осестремительного ускорения и скорости, лежащих в плоскости, перпендикулярной вектору угловой скорости.

При наличии одинаковых углов у 6О . вершин треугольных прозрачных пластин и, следовательно, одинаковых углов, образованных векторами угловой скорости и углового ускорения с радиусом-вектором точки, совмещением данных пластин демонстрируется распределение векторов при вращении тела вокруг неподвижной оси.

Использование пособия в учебном процессе позволяет улучшить усвоение демонстрируемого закона распределения скоростей и ускорений точек тела, имеющего одну неподвижную точKó °

Формула изобретения

Учебный прибор по теоретической механике, содержащий шаровые элементы, имитирующие подвижную и неподвижную точки и стрелки, имитирующие радиус-вектор, вектор мгновенной угловой скорости, вектор углового ускорения, вектор скорости, вектор осестремительного ускорения и вектор вращательного ускорения, отличающийся тем, что, с целью расширения демонстрационных воэможностей путем демонстрации распределения ускорения точек тела, он имеет опору, закрепленный на опоре одним концом стержень и две прозрачные треугольные пластины, закреп- ленные на стержне ребром, прилегающим к острому углу, одна шарнирно, а другая жестко, при этом один из шаровых элементов установлен на основании и жестко соединен с нижним концом стержня, а другой состоит из двух полусфер, расположенных на верхних ребрах пластин, соединенных со стержнем, причем стрелка, имитирующая радиус-вектор, установлена на стержне, стрелка, имитирующая вектор мгновенной скорости — на свободном боковом ребре неподвижной пластины, стрелка, имитирующая вектор углового ускорения — на свободном боковом ребре подвижной пластины, а стрелки, имитирующие вектор скорости, вектор осестремительного ускорения и вектор вращательного ускорения — соответст-. венно на полусферах.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

9 222043, кл. G 09 В 23/10, 1968..

2. Авторское свидетельство СССР

Р 384124, кл. G 09 В 23/08, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 767810, кл. G 09 В 23/10, 1980 (прототип ).

982072

Составитель Б.Андреев

Редактор Е.Лаэуренко Техред И. Гайду Ко ектор Н.Король рр

Заказ 9719/72 Тираж 472 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. /

4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4