Модель для демонстрации реакций стержней и замкнутого плана сил

Модель относится к наглядным учебным пособиям и может найти применение в учебных лабораториях по теоретической механике. В известных стержневых конструкциях нет возможности визуально наблюдать возникающие реакции стержней и построение плана приложенных к ним сил. В предлагаемой модели стойка станины и стержни выполнены из трубчатого профиля с продольными окнами по бокам и стрелками на концах, внутри которых расположены неоновые лампы, включенные в электрическую цепь с источником электрического тока, лампы в стержнях включены параллельно с возможностью одновременного их включения и выключения с помощью включателя и выключателя, а лампа, расположенная в станине, снабжена индивидуальным включателем и выключателем с возможностью включения и выключения ее в любой момент времени. Это позволяет визуально наблюдать возникающие реакции стержней и построение плана приложенных к конструкции сил.

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

Известны невесомые стержни (Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике: Учеб пособие. - 36-е изд., исправл. / Под ред. Н.В.Бутенина, А.И.Лурье, Д.Р.Меркина. - М.: Наука, 1986, рис. к задаче 2.7, в, стр.11), соединенные со стеной (станиной) и между собой посредством шарниров, к внутреннему из которых подвешен груз.

Основной недостаток известных стержней заключается в том, что они не демонстрируют реакции, возникающие в них, и план геометрически сложенных сил.

Задача, на решение которой направлена полезная модель и технический результат от ее использования, заключается в обеспечении визуального наблюдения реакций невесомых стержней с шарнирами на концах и план геометрически сложенных сил.

Технический результат достигается тем, что невесомые стержни, соединенные со станиной и между собой посредством шарниров, к внутреннему из которых подвешен груз, стойка станины и стержни выполнены из трубчатого профиля с продольными окнами по бокам и стрелками на концах, внутри которых расположены неоновые лампы, включенные в электрическую цепь с источником электрического тока, лампы в стержнях включены параллельно с возможностью одновременного их включения и выключения с помощью включателя и выключателя, а лампа, расположенная в станине, снабжена индивидуальным включателем и выключателем с возможностью включения и выключения ее в любой момент времени.

Такое исполнение модели позволяет визуально наблюдать появление реакций в стержнях, а затем геометрическое сложение сил (план сил),

На фиг. представлена схема предлагаемой модели

К стойке 1 станины с помощью вращательных шарниров А и В прикреплены невесомые стержни 2, также шарнирно связанные и между собой в точке С.В точке С (к внутреннему шарнирному соединению) с помощью нерастяжимой нити 3 подвешен груз 4 весом . Станина 1 и стержни 2 выполнены из трубчатого профиля с продольными окнами по бокам и стрелками на концах, внутри которых расположены неоновые лампы 5, включенные в электрическую цепь с источником электрического тока. Лампы в стержнях 2 включены параллельно с возможностью одновременного их включения и выключения с помощью выключателя, а лампа, расположенная в станине, снабжена индивидуальным выключателем с возможностью включения и выключения ее в любой момент времени.

Модель работает следующим образом.

При подвешивании с помощью нити 3 груза 4 к шарниру С включаются неоновые лампы 5, которые высвечивают возникшие реакции ( и ) стержней 2. Включение неоновых ламп 5, расположенных в стержнях 2, осуществляется, например, с помощью кнопочного включателя и выключателя, не показанного на схеме. Высвечивающиеся реакции и ###U96 хорошо наблюдаются обучающимися (студентами). Далее при решении подобных задач необходимо строить план приложенных к конструкции сил (, ###U96и ). Для этого достаточно включить неоновую лампу, расположенную в стойке 1. Студенты наглядно наблюдают и построенный план сил. Он является замкнутым, поскольку силы, приложенные к описанной конструкции, находятся в равновесии. При завершении демонстрации реакций стержней и построенного плана сил неоновые лампы выключают.

Таким образом, предложенная модель действительно наглядно демонстрирует реакции стержней и построение плана приложенных к конструкции сил, чем способствует повышению качества обучения студентов.

Модель для демонстрации реакций стержней и замкнутого плана сил, имеющая стержни, соединенные со станиной и между собой посредством шарниров, к внутреннему из которых подвешен груз, отличающаяся тем, что стойка станины и стержни выполнены из трубчатого профиля с продольными окнами по бокам и стрелками на концах, внутри которых расположены неоновые лампы, включенные в электрическую цепь с источником электрического тока, лампы в стержнях включены параллельно с возможностью одновременного их включения и выключения с помощью включателя и выключателя, а лампа, расположенная в станине, снабжена индивидуальным включателем и выключателем с возможностью включения и выключения ее в любой момент времени.