Учебный прибор для демонстрации гироскопического эффекта
ЗГЧЕБШЛЙ ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ГИРОСШПИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА, содержащий приводи1«лй во вращение маховик , установленный неподвижно на оси с заостренным нижним концом, опирающИ1« я на основание, отличающийся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей прибора путем изменения величины и направления скорости прецессии гироскопа , он имеет расположенный на оси диск и фиксаторы положения диска, установленный на основании кронштейн с градуированной шкалой и пазом и расположенную в пазу кронштейна муфту и упор для закрепления другого конца оси.
gag G 09 В 23/06 (21) 3638776/28-3,2 (22) 13.07.83 (46).07.12.84.Вюл. У 45 (72) Л.А.Безпалько и Л.Б.Розенберг (7t) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени:государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией (53) 629.396.23.054.6(088.8) (56) 3. Демонстрационные приборы по: теоретической механике. Под ред.
H.Â.Áóòåíèíà. Л., Изд-во ВИКИ им. А.Ф.Можайского, 1980, с. 58 (прототип). (54)(57) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ГИРОСКОПИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА, содержащий приводимый во вращение маховик, установленный неподвижно на оси с заостренным нижним концом, опирающимся на основание, о т л и ч à io шийся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей прибора путем изменения величины н направления скорости прецессии гироскопа, он имеет расположенный на оси диск и фиксаторы полсякения диска, установленный на основании кронштейн с градуированной .шкалой и пазом и расположенную в пазу кронштейна муфту и упор для закрепления другого конца оси.
1128287
Изобретение относится и учебнодемонстрационным приборам по механике и физике и предназначена для демонстрации явления прецессии гироскопа . 5
Известен гироскоп-волчок, содержащий приводимый во вращение маховик, установленный. неподвижно на оси с заостренным нижним концом, опирающимся.. на основание Я . 10
Однако известное устройство не позволяет демонстрирбвать изменение во время двйжения величины и направления скорости прецессии гироскопа.
Цель изобретения — расширение де- 15 монстрацнонных возможностей прибора. путем демонстрации изменения величины и. направления скорости прецессии гироскопа.
Поставленная цель достигается тем, 20 что прибор, содержащий приводимый во вращение маховик, установленный неподвижно на оси с заостренным нижним концом, опирающимся на основание, имеет расположенный на оси диск и 25 фиксаторы положения диска, установ(ленный на основании кронштейн с градуированной шкалой и пазом и расположенную в пазу кронштейна муфту и упор для закрепления другого кон- 30 ца оси.
На чертеже изображен учебный прибор для.демонстрации гироскопического эффекта.
Прибор состоит из маховика 1 колоколообразной формы, насаженного. неподвижно на ось 2, диска 3, подвижно установленного на оси 2, и фиксаторов 4 и 5 положения диска 3. Ци- 40 линлрическая эсь 2 с заостренными концами имеет продольный паз 6 и два сегментных выреза — верхний и нижний (не показаны). Фиксатор 4 установлен на конце диска 3, имеет вид 45 рычажка, один конец которого входит в верхний сегментный вырез, а другой выступает за боковую поверхность диска, Штифт 7, конец которого входит в паз 6, препятствует повороту 50 диска 3 вокруг оси 2. Фиксатор 5 выполнен в виде диска, подвижно насаженного на ось 2, удерживается на уровне нижнего сегментного выреза с помощью рычажка 8, один конец ко" 55 торого входит в нижний сегментный вырез, а другой выступает за край фиксатора 5.
Устройство, фиксирующее начальное положение оси 2 под заданным углом к вертикали, состоит из установленного на основании 9 кронштейна 10 с градуированной шкалой и пазом и расположенную в пазу кронштейна муфту 11 и упор 12 для закрепления другого конца оси. Муфта крепится на кронштейне в,заданном положении гайкой 13, упор в муфте — винтом 14.
Ось 2 нижним концом опирается на выступ 15 основания 9, а верхним устанавливается в гнездо упора 12.
Для демонстрации устойчивости гироскопа к ударным нагрузкам ось 2 устанавливается вертикально, маховик
1 приводится в быстрое вращение. После освобождения верхнего конца оси 2 наносят по ней или по маховику легкие удары. При этом ось, слегка вибрируя, сохраняет свое вертикальное положенйе.
- для демонстрации изменения величины и направления угловой скорости прецессии ось 2 с помощью муфты 11 и упора 12 устанавливается на основании под заданным углом к вертикали, отсчитываемым по градуированной шкале. Диск 3 с помощью фиксатора 4 устанавливается на оси 2 на уровне верхнего сегментного выреза, фиксатор 5 — на уровне нижнего сегментного выреза. При этом центр тяжести маховика 1 выше точки опоры оси.
Сообщив маховику 1 быстрое вращение, освобождают верхний конец оси 2.
Под действием собственного веса маховика 1 ось 2 совершает прецессионjйое движение с постоянной угловой окоростью, величина которой пропорциональна расстоянию от центра тяжести ротора до точки опоры оси. Направление прецессии при этом совпадает с направлением собственного вращения маховика.
Если легким прикосновением к выступающему концу фиксатора 4 повернуть его настолько, чтобы другой конец его вышел из сегментного выреза, диск
3 под действием силы тяжести начнет скользить по оси 2 вниз, при этом расстояние от центра тяжести маховика 1 до точки опоры оси 2 уменьшается, следовательно, уменьшается величина угловой скорости прецессии. Когда диск 3 коснется фиксатора 5, центр тяжести маховика 1.совпадает с неподвижной точкой опоры оси 2, и прецесСоставитель Г. Самбикина
РедактоР И. НиколайчУк ТехРед 3 Палий
Корректор О.Луговая
Заказ 9067/38 Тираж 446
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подпис но е
Филиал IIIIII "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4
3 11282 сионное движение прекращается. Ось 2 остается неподвижно, составляя с вертикалью угол, равный. начальному его значению.
После освобождения фиксатора 5 (поворотом рычажка 8) диск 3 вместе с фиксатором 5 начинает скользить
IIo оси 2 вниз,. центр тяжести маховика 1 опускается, находясь ниже точки опоры, ось 2 вновь. начинает прецесси- 1О
87 а ровать в направлении, противоположном направлению собственного вращения маховика 1 с угловой скоростью, увеличивающейся по мере опускания диска 3 до момента соприкосновения его с маховиком,1.
Учебный прибор позволяет наглядно демонстрировать изменение so время движения гироскопа величины и направления угловой скорости прецессии.
