Прибор для демонстрации сложения угловых скоростей "глобус

Прибор для демонстрации сложения угловых скоростей "глобус

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к средствам обучения, в частности к учебным приборам по физике, и может быть широко использовано в ряде лекционных наглядных экспериментов по физике при изучении механики, вращательных движений и т.д. Цель изобретения - повышение демонстрационной наглядности. Сущность изобретения заключается в том, что с помощью двух приводов приводят во вращение в взаимно перпендикулярных плоскостях шаровой элемент с метками и по изменению скоростей демонстрируют перемещение мгновенной оси, добиваясь этого за счет введения обгонной муфты в кинематическую связь вращения шарового элемента вокруг горизонтальной оси, исключая при этом ее связь с вертикальной осью вращения держателя шара. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

союз советских соци листичьсних

РЕСПУБЛИН (51)5 G 09 В 23/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

no vaossamsesM V Отнятиям

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4382352/31-12 (22) 24.02.88 (46) 15.02.90. Бюл, 1 6, (71) ИГУ им. H.Â.Ëîìîíîñîâà (72) И.,Г.Вабищевич, В.В.Корчажкин

Т.Ш.Мусаев, С.И.Окс и И.В.Семенов . (53) 371.66(088.3 1 (56) Лекционные демонстрации по фи-. зике/Под ред. проф, В.И.Ивероновой, М., 1972, с. 42 43. (54) ПРИБОР ДЛЯ ДЕ?МОНСТРАЦИИ СЛОЖЕНИЯ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ "ГЛОБУС" (57) Изобретение относится к средст- вам обучения, в частности к учебным приборам по физике, и может быть широко использовано в ряде лекционных

Изобретение относится к средствам обучения, в частности к наглядным средствам для демонстраций в физике, и может быть широко использовано в современных курсах физики при изуче-; нии механики, вращательных движений и т.д, Цель изобретения - повышение де ; монстрационной наглядности.

На фиг. 1 приведена векторная диаграмма сложения угловых скоростей; на фиг. 2 - графическая схема прибора, Прибор для демонстрации угловых скоростей содержит держатель 1 в виде вертикальной рама, установленную в нем горизонтально ось 2 с шаровым элементом 3, на поверхности которого параллельно эквоториапьной плоскости по линиям широт через равные,Я0„„1543437 A 1

2 наглядных экспериментов по физике при изучении механики, вращательных движений и т.д. Цель изобретения— повышение демонстрационной наглядности. Сущность изобретения заключается в том, что с помощью двух приводов приводят во вращение в взаимно перпендикулярных плоскостях шаровой элемент с метками.,и по изменению скоростей демонстрируют перемещение мгновенной оси, добиваясь этого за счет введения обгонной муфты в кинематическую связь вращения шарового элемента вокруг горизонтальной оси, исключая при этом ее связь с вертикальной осью вращения держате- а ля шара. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

И% промежутки расстояний нанесены от- 2 метки в виде рядов точек, привод вращения держателя, состоящий из приемного шкива 4, выполненного монолит- Ю ным с держателем 1, шкива 5 с редук- ВРь тором б и ремня 7, и дополнительный фФ привод для вращения оси 2, состоящий фЬ из двойного приемного шкива 3, пово- фф ротного блока 9, приемного шкива 10, ) горизонтальной оси 2, мотора 11 с редуктором, на оси которого установлен шкив обгонной муфты 12, реМня 13.и уцругого элемента 14. Для регулировки частоты вращения приводов прибор имеет средства регулировки, состоящие из блоков управления 15 и 16 и . блока питания 17, Шкив редуктора мотора 11 горизонтальной оси 2 шарового элемента 3 выполнен в виде обгонной муфты 12, исключакщей вращение вокруг

1543437

25

5S оси при включении только мотора 6 прнвода держателя. Выполнение обгонной муфты показано на фиг. 2 (разрез

А-А) ° В одном направлении осуществляется зацеп шкивов, в противоположном направлении его нет (за счет схождения или расхождения шариков), в результате чего исключается горизонтальное движение шара при включенном вертикальном движении.

Прибор питается от напряжения сети 220/127 В, а сам шаровой элемент байансируется динамически и статически чтобы исключить биения, путем введения внутрь поверхности дополните1 ьной массы, например пластилина.

Прибор для демонстрации сложения угловых скоростей работает следующим образом.

Известно, что сложение угловых скоростей можно рассматривать как слржение векторов. На фиг, 1 показа-но как складываются угловые скорости

Й,и <д и получается результирующая

Ф угловая скорость Ш . Выбирая малый проме>куток времени dt и рассматривая практически прямолинейный отрезок и Б, мо1кно считать, что точка Г будет пере мещаться, как показано на фиг.

Векторное сложение двух угловых скоростей здесь ясно видно, стоит лишь заМетить очевидное подобие получившихся при построении треугольников.

Демонстрация начинается с показа вращения шарового элемента вокруг. вертикальной оси, затем мотор 6 с редуктором привода держателя выключают и показывают вращение вокруг горизонтальной оси 2, Положение оси вращения хорошо заметно по наличию вблизи нее точек с малыми линейными схоростями, вдали от оси вращения точки сливаются в сплошные круги.

Не выключая разогнанный мотор 11 с редуктором дополнительного привода горизонтальной осН 2, включают мотор 6 привода держателя и, постепенно увеличивая его обороты и уменьшая обороты мотора 11 горизонтальной оси 2 вплоть до его выключения, наблшдают перемещение мгновенной оси в1>ащения шарового элеМента от горизОнтапьного к вертикальному положению. Поскольку горизонтальная ось шарового элемента вращается вокруг вЕртикальной оси держателя, мгновен ная ось также вращается в простран4 стве и перемещается относительно шарового элемента, Поэтому при одновременном вращении вокруг обеих осей на шаровом элементе нет точек, кото рые бы все время покоились, точки вблизи мгновенной оси лишь замирают на один момент и в дальнейшем при ее смещении вновь приходят в движение, так что следить надо за теми точка ми, которые покоятся в данный момент.

Следует иметь в виду, что система достаточно инерционна и для установления определенной угловой скорости требуется некоторое время.

Устройство просто в изготовлении, общедоступно, надежно и стабильно в работе, легко демонстрируется в лю-. бых условиях, не требуя вспомогательных средств, поэтому может найти широкое применение в учебном процессе как в школе, так и в высших учебных з аведениях. формула изобретения

1. Прибор для демонстрации сложения угловых скоростей, содержащий связанный посредством ременной передачи с приводом держатель и установленную в нем ось с шаровым элементом, на поверхности которого параллельно экваториальной плоскости по линиям широт через равные промежутки расстояний нанесены отметки в виде рядов точек, отличающийся тем, что, с целью повышения демонстрационной наглядности, он имеет дополнительный привод для вращения оси шарового элемента, состоящий из мотора с редуктором и установленной на оси редуктора обгонной муфты, соединенной через кинематическую связь с осью шарового элемента, держатель выполнен в виде вертикальной рамы, а ось вращения шарового элемента расположена горизонтально, при этом каждый привод имеет средство для регулировки частоты вращения.

2. Прибор по п. 1, отличающ и и с.я тем, что кинематическая связь между обгонной муфтой и осью шарового элемента состоит из приемного шкива, установленного на этой оси, передающего шкива, связанного с обгонной муфтой посредством ременной передачи, и гибкого элемента, соединенного со шкивами через поворотный блок °

1543437

Составитель И, 1(оноваленко

Редактор М,Циткина Техред. N.Õîäàíè÷ . 1(орректор М. 1(учерявая

Тираж 390 Подписное

Заказ 403

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101