Модель для демонстрации момента силы относительно центра

Модель относится к наглядным учебным пособиям и может найти применение в учебных лабораториях по теоретической механике. Известная модель имеет основной недостаток, заключающийся в том, что она имеет постоянные технические параметры, не позволяющие демонстрировать положение действующей силы и вектора момента этой силы относительно центра в широком диапазоне углов поворота плоскости, в которой находится вектор силы и центр. В предлагаемой модели тело снабжено стойкой с вертикальным стержнем со стрелкой на конце и с горизонтальным отверстием, в котором расположена ось с резьбой и резьбовым маховичком на конце, на которой шарнирно закреплена рамка треугольной формы, к основанию которой жестко прикреплена пластинчатая стрелка - вектор действующей на тело силы, а стрелка - вектор момента силы относительно центра, состоящая из двух половин с проушиной на конце, жестко закреплена к треугольной рамке. Это позволило демонстрировать положение вектора момента силы в широком диапазоне изменения угла поворота плоскости, в которой расположен вектор действующей силы и центр.

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

Известна схема модели для демонстрации момента силы относительно центра (Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики: Учеб. для втузов. - 10-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986, рис.31, стр.32), состоящей из тела с центром, относительно которого действует сила и из которого выходит вектор момента действующей силы перпендикулярно плоскости, проходящей через линию действия силы и центр, относительно которого действует сила.

Основной недостаток известной модели состоит в том, что она имеет постоянные технические параметры, не позволяющие демонстрировать положение вектора момента силы для различных положений плоскости, в которой расположен вектор силы и центр, относительно которого действует сила, и отсутствует ось, относительно которой можно было бы вести отсчет углов поворота.

Задача, на решение которой направлена полезная модель и технический результат от ее использования, заключается в обеспечении возможности демонстрации положения вектора момента силы относительно центра для различных положений плоскости, в которой расположен вектор силы и центр, относительно которого действует сила.

Технический результат достигается тем, что модель для демонстрации момента силы относительно центра, состоящая из тела с центром, относительно которого действует сила и из которого выходит вектор момента действующей силы перпендикулярно плоскости, проходящей через линию действия силы и центр, относительно которого действует сила, тело снабжено

стойкой с вертикальным стержнем и с горизонтальным отверстием, в котором расположена ось с резьбой и резьбовым маховичком на конце, на которой шарнирно закреплена рамка треугольной формы, к основанию которой жестко прикреплена пластинчатая стрелка - вектор действующей на тело силы, а стрелка - вектор момента силы относительно центра, состоящая из двух половин с проушиной на конце жестко закреплена к треугольной рамке.

Такое исполнение модели позволяет вращать рамку с действующей силой и вектором момента этой силы относительно центра вокруг геометрической оси шарнира и демонстрировать любое их положение в пределах 90° относительно вертикальной оси. При необходимости нужное их положение фиксируют с помощью резьбового маховичка.

На фиг. представлена схема модели.

Модель (см. фиг.) состоит из стойки 1, к которой жестко прикреплен стержень - вертикальная ось 2 (ось 2). К стойке 1 в точке О шарнирно прикреплена треугольная рамка 3, представляющая некоторую плоскость, проходящую через вектор 4 силы и центр О. К рамке 3 жестко прикреплена стрелка 5, изображающая вектор момента силы относительно центра О, лежащего на оси Z. Стрелка 5 - вектор момента силы относительно центра состоит из двух половин с проушиной на конце жестко закреплена к треугольной рамке. Рамка 3 со стрелками 4 и 5 может поворачиваться относительно оси шарнира О и закрепляться в нужном положении к стойке 1 с помощью резьбового маховичка 6.

Модель работает следующим образом. Перемещением рамки 3 со стрелками 4 и 5 устанавливают определенное значение угла между вертикальной осью и осевой линией стрелки 5. Угол можно изменять в пределах почти от 0 до 90° и фиксировать положение рамки 3 со стрелками 4 и 5 в нужном положении с помощью резьбового маховичка 6.

Предлагаемая модель действительно позволяет расширить диапазон демонстрации положения действующей силы и ее вектора момента относительно центра, чем повышает качество обучения студентов.

Модель для демонстрации момента силы относительно центра, состоящая из тела с центром, относительно которого действует сила и из которого выходит вектор момента действующей силы перпендикулярно плоскости, проходящей через линию действия силы и центр, относительно которого действует сила, отличающаяся тем, что тело снабжено стойкой с вертикальным стержнем со стрелкой на конце и с горизонтальным отверстием, в котором расположена ось с резьбой и резьбовым маховичком на конце, на которой шарнирно закреплена рамка треугольной формы, к основанию которой жестко прикреплена пластинчатая стрелка - вектор действующей на тело силы, а стрелка - вектор момента силы относительно центра, состоящая из двух половин с проушиной на конце, жестко закреплена к треугольной рамке.