Учебный прибор по механике для демонстрации закона сохранения момента количества движения

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ:ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 509 В 23/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВ ГОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (в:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

f 21) 3283267/28-12 (22) 27.04.81 (46) 15.07.83. Бпп. В 26 (72) Л.Д.Иванов и Л.Н.Фомин (53) 371.66/67(088.8). (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 500539, кл. Q 09 В 23/06, 1976. (54)(57) УЧЕБНЫЯ ПРИБОР ПО МЕХАНИКЕ

ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ СОХРАНЕНИЯ МОМЕНТА

КОЛИЧЕСТВА ДВИЖЕНИЯ, содержащий стойку, шаровые грузы, установленные ,,с возможностью поворота относительно стойки направлякицие для грузов, .имеющие горизонтальный и наклонный участки, бункер для сбора грузов, цилиндрическую кассету с поворотным дном,. в стенке которой выполнены

„.SU.„ 1029217 А два диаметрально расположенных окна, а дно с помощью мальтийского и зубчатых механизмов кинематически связано со стойкой, стопорный механизм, состоящий из профильного диска, расположенного между дном кассеты и ведомым колесом мальтийского механизма, жестко скрепленного с ними, и подпружиненных штоков, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения наглядности демонстрации, каждая направляющая выполнена в виде .нап-. равляющих прутков, образующих паз для грузов, установленных параллельно один другому, при этом наклонный участок ее выполнен по дуге с радиу- а сом, равным половине длины размаха Е горизонтального участка.

1029217

Изобретение относится к учебным пособиям по теоретической механике и физике и может использоваться на лекциях в учебном процессе.

Известен учебный прибор по механике для демонстрации закона сохранения момента количества движения вращающейся системы тел, содержащий подвижные шаровые грузы, смонтированные на стойке поворотные относительно стойки направляющие для грузов, стойка у основания имеет бункер для сбора грузов, в верхней части.ее установлена цилиндрическая кассета,с поворотным дном, в стенке которой выполнены два диаметрально расположенные окна, дно кассеты -с помощью мальтийского и зубчатого механизмов кинематически связано со стойкой, при этом бункер и кассета соединены направляющими, представля.ющими собой желоба с горизонтальными и наклонными участками. Кроме того, прибор содержит стопорный механизм, состоящий из профильного диска, расположенного между дном кассеты и ведомым колесом мальтийского механизма, жестко скрепленного с ними, и двух подпружиненных штоков, установленных. с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль горизонтального участка желоба(Ц, В.данном учебной приборе перемещение груза по направляющим на горизонтальных и наклонных участках скрыто от наблюдения бортиками желоба, На наклонных участках вертикальное перемещение грузов в сторону бункера происходит под одним и тем же углом, что препятствует быстрому разгону груза и перемещению его к оси вращения прибора, а иногда вызывает застой грузов. Поскольку движение шарового груза про.исходит как качение без скольжения, то уменьшение шероховатости поверхности направляющих не увеличивает ,скорости его центра масс. Увеличение же угла наклона направляющих приводит к резкому увеличению габаритов прибора в вертикальном направлении и уменьшению его устойчивости.

Цель изобретения — повышение наглядности демонстрации эа счет обеспечения управления вертикальным перемещением шаровых грузов и лучшего обзора их движения.

Указанная цель достигается тем, что в приборе, содержащем стойку, шаровые грузы, установленные с возможностью поворота относительно стойки направляющие для грузов,имеющие горизонтальный и наклонный

Участки сбора грузов, цилиндрическую кассету с поворотным дном, в стенке которой выполнены два диа-, метрально расположенных окна, а дно с помощью мальтийского и зубчатых механизмов кинематически связано со стойкой, стопорный механизм, состоящий иэ профильного диска, расположенного между дном кассеты и ведомым колесом мальтийского механизма, жестко скрепленного с ними, и двух подпружиненных штоков, каждая направляющая выполнена в виде направляющих прутков, образующих паз для груза, установленных параллельно один другому, при этом участок ее выполнен по дуге с радиусом равным половине длины, размаха горизонтального участка.

На фиг. 1 изображен прибор, общий вид на фиг. 2 — то же, вертикальный разрез.

Учебный прибор содержит основание 1, неподвижно закрепленную на нем стойку 2, которая в нижней части имеет бункер 3, установленный на подшипниках 4, а в верхней — цилиндрическую кассету 5 для грузов 6 с поворотным дном 7, установленную на подшипниках 8. В стенках кассеты

5 выполнены два диаметрально расположенных окна 9. Кассета 5 и бункер

3 соединены между собой направляющими, представляющими собой два направляющих прутка с горизонтальными

10 и наклонными 11 участками, образующими паз для груза. Дно 7 кассеты

5 жестко связано с ведомым колесом

12 мальтийского механизма, водило 13 которого неподвижно соединено с шестернями 14.и 15, одна из которых

15 жестко укреплена на стойке. Под кассетой 5 расположен стопорный механизм, содержащий профильный диск

16, помещенный между дном 7 и ведомым колесом 12 мальтийского механизма, жестко скрепленный с нивы, и два подпружиненных штока 17, установленных с возможностью воэвратно45 поступательного перемещения вдоль горизонтального участка направляющих 10.

Прибор работает следующим обраэоме

50 Направляющим сообщается угловая скорость. Шестерня 14 обкатывает шестерню 15„ одновременно поворачивая водило 13, которое входит в зацепление с -ведомым колесом 12 мальтийского механизма. Дно 7 поворачивается и грузы б устанавливаются напротив окон 9, Одновременно выступ профильного диска 16 перемещает штоки 17, которые перекрывают паз в

60 местах соединения наклони х 11 и горизонтальных 10 участков

Под действием центробежной силы грузы б расходятся к противоположным концам участков 10. Вращение направляющих 10 и 11 замедляется, 1029217

Составитель Г.Самбикина

Редактор N. Митейко Техред КМыцьо Корректор С.Черни

Заказ 4987/49 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП. "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4.так как радиус врашения центров тяжести достигает наибольшей величины.

Через два оборота направляюших

10 и 11 водило 13 входит в зацепление с .ведомым колесом 12 и поворачивает его. Штоки 17 сходят с кулачков профильного диска 16 и под действием пружин перемещаются в направлении к стойке 2. Грузы падают на наклонные направляющие 11, начинают скатываться и приобретают ускоренное движение вследствие большой крутизны начальных участков направляющих. При скатывании в бункер 3 грузы останавливаются.

Угловая скорость направлякщих 10 и 11 увеличивается. Одновременно с поворотом ведомого колеса 12 поворачивается дно 7 кассеты 5. Процесс повторяется, пока все грузы не переместятся в бункер 3.

- Использование данного прибора

10 повышает наглядность демонстрации моделируемого физического закона, позволяет уменьшить габариты прибора.