Учебный прибор для демонстрации гироскопического момента и свойства прецессии
Изобретение касается учебных пособий по теоретической механике. Цель изобретения - повышение наглядности демонстрации взаимосвязи между величиной переносной угловой скорости, кориолисовым ускорением, гироскопическим моментом и вынужденной прецессией. Учебный прибор содержит основание 1, подвес в виде полурамы 2 с рукояткой 3, стойку 4, гибкую ось 5, гиромотор 6 и диск 7, выполненный из гибкого материала и связанный с ротором гиромотора. Ось 5 жестко соединена с полурамой 2 и состоит из набора сегментов 9, скрепленных тросом. Гиромотор 6 подвешен на гибкой оси консолью. Полурама 2 установлена на стойке 4 основания 1 с возможностью вращения. Питание гиромотора осуществляется через проводники 14 и контактные кольца 23 от преобразователя 25. После разгона ротора гиромотора 6 полураме сообщают переносную угловую скорость и наблюдают действие и направление кориолисова ускорения по кромкам гибкого диска и направление прецессии оси с гиромотором под действием гироскопического момента путем постепенного изгибания звеньев гибкой оси до угла 90°. 2 ил.
союз советсних
СОЯИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
„.SU„„1541 (51) 5 G 09 В 23/10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОсудАРст8енный нОмитет
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРи гннт сссР
1 (21) 4409366/31-12 (22) 12.04.88 (46) 07.02.90. Бюл. М 5 (72) А.Б. Михайлин и Л.Д. Иванов (53) 697.245(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 629546, кл. G 09 В 23/10, 1977. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ
ГИРОСКОПИЧЕСКОГО МОМЕНТА И СВОЙСТВА
ПРЕЦЕССИИ (57) Изобретение касается учебных пособий по теоретической механике.
Цель изобретения - повышение наглядности демонстрации взаимосвязи между величиной переносной угловой скорости, кориолисовым ускорением, гироскопическим моментом и вынужденной пре" цессией. Учебный прибор содержит основание 1, подвес в виде полурамы 2 с рукояткой 3, стойку 4, гибкую ось
5, гиромотор 6 и диск 7, выполненный из гибкого материала и связанный с ротором гиромотора. Ось 5 жестко соединена с полурамой 2 и состоит иэ набора сегментов 9, скрепленных тросом. Гиромотор 6 подвешен на гибкой оси консольно. Полурама 2 установлена на стойке 4 основания 1 с возможностью вращения. Питание гиромотора осуществляется через проводники
14 и контактные кольца 23 от преобразователя 25. После разгона ротора гиромотора 6 полураме сообщают переносную угловую скорость и наблюдают действие и направление кориолисова ускорения по кромкам гибкого диска и . направление прецессии оси с гиромотором под действием гироскопического момента путем постепенного изгибания звеньев гибкой оси до угла 90 . 2 ил.
1541659
Изобретение относится к учебнонаглядным пособиям по теоретической механике и может быть использовано для показа неразрывности связи между величиной переносной угловой скорости, кориолисовым ускорением, гироскопическим моментом и вынужденной пре- цессией.
Целью изобретения является повышение наглядности демонстрации взаимосвязи между величиной переносной уг,ловой скорости, кориолисовым ускоре ниемм, гироскопическим моментом и вы нужденной прецессией. 15
На фиг. 1 изображен учебный при бор, частичный вырез; на фиг. 2";-о же, вид s плане с частичным выре, зом по узлу крепления и натяжения концов троса и крепления проводников
1 гиромотора.
Учебный прибор содержит основание поднес в виде полурамы 2 с рукояткой 3, стойку 4, гибкую ось 5, гиромотор б и диск 7, выполненный из гиб"25 кого материала. Гибкая ось 5 одним концом жестко соединена с полурамой
2, а на другом конце гибко" оси консольно подвешен статор 8 в гиромоторе, при этом ось 5 состоит из набора пово- 0 рачивающихся один относительно другого в вертикальной плоскости. сегментов 9, скрепленных по центру тросом 10.
Сегменты гибкой полуоси имеют по три сквозных отверстия 11 - 13, через два из которых пропущен трос 10, а ! через третье - проводники 14 гиромотора. Все промежуточные сегменты, кроме крайних 15 и 16, имеют скосы боковь:х поверхностей под углом 90 . Полу- 40 рама 2 установлена на стойке 4 с воэможностью- вращения и содержит втулку
17 с крышко" 18 и опорными подшипниками 19, которые скреплены с основанием 1 с помощью болта 20 с IBMKoH
21„ выполненных из диэлектрического материала. Внутри болт содержит отверстие 22, а сверху - три контактных кольца 23. Проводники 14 гиромотора во втулке 17 через крышку 18 соединены с ползунками 24, каждый иэ которых контактирует с соответствующим контактным кольцом 23. От контактных колец через отверстия 22 болта
20 проложены проводники к преобразо- вател>о 25 питания гиромотора 6.
Для неразрывности показа связи между величиной переносной угловой скорости, кориолисовым ускорением, гироскопическим моментом, направлением и величиной прецес.сионного движения полуоси запускают гиромотор 6 с помощью преобразователя 25. После разгона ротора гиромотора 6 до необходимой скорости вращения приводу 6 с гибким диском сообщак>т небольшую переносную угловую скорость с помощью рукоятки 3 поворотом полурамы 2.
Под действием переносной угловой скорости кромки гибкого диска отгибаются в противоположные стороны от плоскости диска, показывая направление действия кориолисова ускорения.
Одновременно появляется гироскопический момент и у ротора гиромотора, ко" торый через его подшипники передается на ось крайнего сегмента 15, являющуюся продолжением оси статора 8 гиромотора 6 и совпадающую с гибкой осью, и действует на нее, стремясь кратчайшим путем установить ось вращения гиромотора параллельно оси выну>кленной прецессии. В итоге ось гиромотора вместе с первым сегментом гибкой оси поворачивается в вертикальной плоскости на некоторый угол относительно горизонтальной плоскости.
При этом подъему ротора препятствует момент силы тяжести, численно равный произведению массы гироузла на величину плеча. В данном случае величина плеча равна сумме длины ближайшего к гиромотару сегмента и гголовине длины гиромотора. Поскольку длина сегмента мала, то и противодействующий подьему ротора момент силы тяжести также мал. Это обеспечивает высокую чувствительность прибора к переносной угловой скорости и облегчает показ свойства прецессии. !
При плавном увеличении переносной угловой скорости наблюдается постепенное изгибание звена за звеном гибкой оси до угла p = 90". Существенно, что при задействовании второго и последующих сегментов подвеса чувствительность прибора к переносной угловой скорости меняется (падает). Эта адаптивность прибора, обусловленная применением набранной из сегментов гибкой оси, и обеспечивает чувствительность прибора и неразрывность показа связи между величиной переносной угловой скорости, кориолисовым ускорением, гироскопическим моментом и вынужденной прецессией.
1541659 6 шийся тем, что, с целью повышения надежности демонстрации взаимосвязи между величиной переносной угловой скорости, кориолисовым ускорением, гироскопическим моментом и вынужденной прецессией, ось жестко соединена с подвесом, а гиромотор подвешен на оси KQHGoflbHQ при этом ось выполнена гибкой и состоит из соединенных посредством троса с возможностью поворота в вертикальной плоскости один относительно другого сегментов, а подвес выполнен в виде полурамы.
I т1
I ! !
После прекращения воздействия - на полураму 2 с помощью рукоятки 3 наблюдается обратная картина.
Формула изобретения
Учебный прибор для демонстрации гироскопического момента и свойства прецессии, содержащий соединенный с основанием подвес и связанный с подвесом посредством оси гиромотор, несущий гибкий диск для индикации кориолисова ускорения, о т л и ч а юСоставитель Й. Коноваленко
Техред Л.Сердюкова Корректор В. Гирняк редактор А. Шандор
Заказ 284 Тираж 388 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
117035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101
