Модель для демонстрации момента силы относительно оси

Модель относится к наглядным учебным пособиям и может найти применение в учебных лабораториях по теоретической механике.

Известная модель для демонстрации момента силы относительно оси, состоит из станины, тела, приложенного к нему вектора силы, и оси, относительно которой рассмотрен момент этой силы. Основной недостаток этой модели заключается в том, что она имеет конструктивно неизменяемые параметры, которые не позволяют визуально увидеть вращательный эффект, который создает момент силы относительно оси.

Предлагаемая модель имеет конструктивно изменяемые параметры, которые дают возможность визуально наблюдать вращение тела под действием силы, создающей момент относительно оси.

Модель относится к наглядным учебным пособиям и может найти применение в учебных лабораториях по теоретической механике.

Известна схема модели [1] (рис. 87, стр. 74) для демонстрации момента силы относительно оси, состоящая из станины, тела, приложенного к нему вектора силы F и оси, относительно которой рассмотрен момент этой силы.

Основной недостаток известной модели заключается в том, что она имеет конструктивно неизменяемые параметры, которые не позволяют визуально увидеть, а органами осязания ощутить вращательный эффект, который создает момент силы относительно оси.

Задача, на решение которой направлена полезная модель и технический результат от ее использования, заключается в расширении диапазона возможностей устройства, т.е. для демонстрации вращательного эффекта момента силы относительно оси.

Технический результат достигается тем, что тело, к которому приложена сила, выполнено из материала прямоугольной пластинчатой формы с боковыми приливами, в которых расположено отверстие для проходящего через него вертикального стержня с конусом в верху с возможностью вращения тела относительно этого стержня, геометрическая ось которых является той осью, относительно которой рассматривают момент приложенных сил, а векторы сил выполнены из пластинчатого материала и прикреплены к пластинчатому телу с противоположной от оси стороны с помощью резьбового крепежного элемента.

Такое исполнение модели позволило визуально наблюдать, а рукой осязать и вращать тело вокруг вертикальной оси в направлении действия силы, создающей момент относительно этой оси.

На фиг.1 представлена схема предлагаемой модели.

Модель устроена следующим образом.

Модель (фиг.1) состоит из тела 1, выполненного из материала прямоугольной пластинчатой формы с боковыми приливами. В приливах выполнено отверстие, которым тело шарнирно закреплено на вертикальном стержне 2 с конусом наверху. Стержень 2 жестко закреплен к станине 3. К телу 1 с противоположной от оси 2 стороны жестко закреплены три вектора (стрелки) 4, 5 и 6 с помощью резьбового крепежного элемента с возможностью изменения их направления. Эти векторы изображают соответственно силу F (вектор 4) и ее составляющих, направленных: вектора 5 - перпендикулярно плоскости, проходящей через ось 2, вектора 6 - параллельно оси 2,

Модель работает следующим образом.

Если к телу 1 рукой приложить силу, направленную вдоль вектора 5, создающего момент силы относительно оси 2, то можно визуально наблюдать и рукой ощутить вращение тела относительно оси 2. Если же подействовать на тело вдоль вектора 6, то визуально можно наблюдать и рукой ощутить отсутствие вращающего эффекта от составляющей (вектора 6), направленной параллельно оси 2. Кроме того, с помощью резьбового крепежного элемента, можно изменять направление векторов 4 и 5 сил, а следовательно и направление вращательного эффекта момента силы относительно оси.

Таким образом, предложенная модель действительно расширяет диапазон ее использования, т. е. демонстрирует вращательный эффект момента силы относительно оси как в одном, так и в другом направлениях.

ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ

1. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики: Учеб. для втузов. -10-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1986.-416 с.

Модель для демонстрации момента силы относительно оси, состоящая из станины, тела, приложенного к нему вектора силы и вертикальной оси, относительно которой рассматривают момент этой силы, отличающаяся тем, что тело, к которому приложена сила, выполнено из пластинчатого материала прямоугольной формы с боковыми приливами, в которых расположено отверстие для проходящего внутри него вертикального стержня с конусом вверху с возможностью вращения тела относительно этого стержня, геометрическая ось которых является той осью, относительно которой рассматривают момент приложенных сил, а векторы сил выполнены из пластинчатого материала и прикреплены к пластинчатому телу с противоположной от оси стороны с помощью резьбового крепежного элемента.