Прибор для демонстрации закона сохранения положения центра масс механической системы

 

Изобретение относится к учебным приборам по теоретической механике и позволяет повысить наглядность демонстрации этого закона. Прибор содержит два взаимодействующих тела, одно из которых представляет собой желоб 1, выполненный в виде прозрачной дугообразной трубки, а другой - шаровой груз 2, два кривошипа 7, соединенные посредством хомутов 6 с желобом 1 и образующие с опорами 4 расположенный в вертикальной плоскости шарнирный параллелограмм. На выступающих концах кривошипов 7 установлены противовесы 8 с возможностью перемещения. При демонстрации закона сохранения положения центра масс шаровой груз 2 вводят в желоб 1 и отпускают без начальной скорости. При этом желоб 1 совершает поступательное движение, а шаровой груз 2 свободно перемещается по дугообразной трубке. Сумма проекций всех внешних сил и реакций внешних связей (вертикально направленных) на горизонтальную плоскость равна нулю, а горизонтальная координата положения центра масс системы остается величиной постоянной. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„14729 (51)4 С 09 В 23/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЫО1)вД

>.>яа 1ЕИ3

1О Е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4227883/31-12 (22) 13.04.87 (46) 15.04.89. Бюл.. ¹ 14 (71) Краматорский индустриальный институт (72) 10. А. Ерфорт, Е. Г. Водолазская и В. Г. Федорченко (53) 371.66/67(088.8) ,(56) Авторское свидетельство СССР ¹ 564650, кл. G 09 В 23/08, 1977. (54) ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ЗАКОНА

СОХРАНЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЦЕНТРА МАСС МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (57) Изобретение относится к учебным приборам по теоретической механике и позволяет повысить наглядность демонстрации этого закона. Прибор содержит два взаимодействующих тела, одно из которых представляет собой желоб 1, выполненный в виде прозрачной дугообразной трубки, а дру1 гой — шаровой груз 2, два кривошипа .7, соединенных посредством хомутов

6 с желобом 1 и образующих с опорами

4 расположенный в вертикальной плоскости шарнирный параллелограмм. На выступающих концах кривошипов 7 установлены противовесы 8 с возможностью перемещения. При демонстрации закона сохранения положения центра масс шаровой груз 2 вводят в желоб

1 и отпускают без начальной скорости. При этом желоб 1 совершает поступательное движение, а шаровой груз 2 свободно перемещается по дугообразной трубке. Сумма проекций всех внешних сил и реакций внешних связей (вертикально направленных) на горизонтальную плоскость равна нулю, а горизонтальная координата положения центра масс системы остается величиной постоянной. 1 s.ï. ф-лы, 3 ил.

1472939

Изобретение относится к учебным приборам по теоретической механике и физике и может быть использовано для наглядной демонстрации законов физики при проведении лабораторных работ.

Цель изобретения — повышение наглядности демонстрации.

На фиг, 1 показана принципиальная схема прибора; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

Б-Б на фиг. 2.

Прибор содержит два взаимодействующих тела, одно из которых пред- 15 ставляет собой желоб 1, а другое— тело вращения 2, расположенное с возможностью перемещения относительно желоба 1, и средство для установки желоба 1 на основании 3, имеющее две 20 опоры 4.

Прибор имеет также две дополнительные опоры 5, соединенные с желобом 1 посредством хомутов 6, и два 25 кривошипа 7, образующих с опорами 4 расположенный в вертикальной плоскости шарнирный параллелограмм, при этом желоб 1 выполнен в виде прозрачной дугообразной трубки. 30

Кроме того, прибор имеет противовесы 8, установленные с возможностью перемещения на верхних концах привошипов 7.

Для демонстрации закона сохранения положения центра масс механической системы тело вращения 2 вводят в желоб 1 и отпускают без начальной скоpocTH ° Внешними силами дей CTBующими 40 на механическую систему, являются силы тяжести всех подвижных звеньев прибора и реакции опор 4 (цилиндрических шарниров), которые также направлены вертикально. Следовательно, сум- 5 ма проекции всех внешних сил и реакций внешних связей на горизонтальную плоскость равна нулю (2. F „= 0).

Учитывая, что в начальный момент система находится в покое, на основании второго следствия теоремы о движении центра масс горизонтальная координата положения центра масс системы остается величиной постоянной (Х с = const) в результате чего колебания тела 2 вращения внутри желоба

1 и колебания самого желоба будут находиться в противофазах. При этом пе— риоды колебаний обоих тел совпадают.

При перемещении противовесов относительно кривошипов происходит изменение положения центра тяжести механической системы, т.е. измене ние угла раскачки кривошипов, а в целом это способствует повышению наглядности демонстрационного эффекта.

Формула изобретения

1, Прибор для демонстрации закона сохранения положения центра масс механической системы, содержащий два взаимодействующих тела, одно из которых представляет собой желоб, а другое — тело вращения, расположенное с возможностью перемещения относительно желоба, и средство для установки желоба на основании, имеющее две опоры, отличающийся тем, что, с целью повышения наглядности демонстрации, он имеет две дополнительные опоры, соединенные с желобом посредством хомутов, и два кривошипа, образующих с опорами расположенный в вертикальной плоскости шарнирный параллелограмм, при этом желоб выполнен в виде прозрачной дугообразной трубки.

2. Прибор по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что он имеет противовесы, установленные с возможностью перемещения на верхних концах кривошипов, 1472939

Составитель Т. Григорян

Редактор А, Маковская ТехредЛ.Олийнык Корректор M. Васильева

Заказ 1714/49 Тираж 470 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101