153620

Класс б 01 с; 42 п, 8,т153620 3 Кй.о еЗм я ИВЛНОТЕКА писание изовеетеиии К АВТОРСКОМУ СБИДЕТЕЛЬС Подписная группа175 Г, Лившиц РОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ МАЛЫХ УГЛОВЫХСКОРОСТЕЙ Заявлено 20 декаб делам изобре.ений в Боллетене изоб я 1961 г. за756426/26-10и открытий при Совете Министров СССРетений и товарных знаков6 за 1963 г. Комитетпубликова Известны устройства для демонстрации вращения Земли, например маятник Фуко, плоскость колеоаний которого находится в неподвижной системе координат, связанной со звездами, в то время как Земля в той же системе координат равномерно вращается.Однако демочстрация вращения Земли с помощью маятника Фуко затрудняется тем, что для обнаружения смещения плоскости колебаний маятника относительно Земли длина маятника должна быть возможно большей, чтобы увеличить период колебаний. Кроме того, для коли. сственного измерения угла. поворота плоскости колебаний маятника приходится применять довольно сложные измерительные методы, например совмещение с плоскостью колебаний узкого светового луча от точечного источника света.Предлагаемое устройство для обнаружения малых угловых скоростей может также применяться для демонстрации вращения Земли, так как в нем угловая скорость определяется по углу закручивания нижнего конца тонкой нити относительно верхнего его конца, жестко связанного с вращающимся телом.Закручивание нити производится при многократном уменьшении момента инерции системы стержней, вызываемом переходом ее из горизонтального положения в вертикальное, Стержни имеют полукруглое сечение и поворотпо закреплены в ооойме симметрично относительно нити.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства,На нижнем конце тонкой упругой нити 1, верхний конец которой закреплен неподвижно относительно вращающегося тела (Земли), подвешена своим верхним концом обойма 2, в которой укреплены связанМ 153620ные между собой шестерни 3. С ними жестко связаны металлические стержни 4, 5, б и 7, имеющие такую конфигурацию, что центры тяжести их близки к их свободным концам. Благодаря шестерням 3 стержни могут занимать либо вертикальное, либо горизонтальное положение.В начале опыга стержни расположены горизонтально и фиксируются в этом положении, например, с помощью ниоо кольца (на чертеже не показано).Если устройство участвует во вращательном движении некоторой системынапример во вращении Земли вокруг оси, то в первоначальном положении все устройство, находясь в разновесии, будет вращаться вокруг вертикали с той же угловой скоростью, что и Земля, а стержни будут неподвижны по отношеншо к Земле (или к другой вращающейся системе). Это видно по показаниям стрелок 8, укрепленных на концах стержней б и 7,Так как вектор угловой скорости направлен параллельно оси вращения Земли, то угловая скорость вращения устройства равна вертикальной составляющей угловой скорости Земли в данном месте. Последняя определяется равенством ж = жю з 1 пгр,где ж,. - вертикальная составляющая угловой скорости Землио - полная угловая скорость Земли; р - широта в месте расположения предлагаемого устоойства.Из этого равенства видно, что вертикальная составляющая угловой скорости вращения Земли равна полной угловой скорости вращения Земли,при ср = 90, т. е. на полюсе, и равна нулю при р = 0, т, е. на экваторе.Кинетическая энергия стержней, участвующих во вращении Земли, определяется соотношениемЦ 7 .=ггде 1 - момент инерции системы стержней,Если теперь пережечь нитяное кольцо, фиксирующее стержни в горизонтальном положении, то эти стержни олагодаря расположению центра тяжести каждого из пих у его свободного конца и большему весу стержней б и 7 по срагнению со стержнями 4 и 5, перейдут в вертикальное положение, При этом многократно уменьшится момент инерции системы стержней и соответственно увеличится угловая скорость этой системы. Благодаря этому нижний конец нити закручивается относительно верхнего ее конца на угол, при котором потенциальная энергия закрученной нити равна кинетической энергии системы стержней. Этот угол определяется по показаниям стрелок и позволяет вычислить начальную угловую скорость системы стержней, т. е. величину ,ертикальной составляющей угловой скорости Земли. При вычисленпч начальной угловой скорости системы стержней должен также учитываться постоянный коэффициент прибора, зависящий от моментов инерции системы стержней и упругих свойств нити.П редмет изобретенияУстронство для обнаружения малых угловых скоростей, например для демонстрации явления вращения Земли. выполненное в виде системы стержней, подвешенной на нижнем конце тонкой нити, верхний конец которой жестко связан с вращающимся телом, отличакщееся тем, что, с целью упрощения процесса наблюдения малых угловых скоростей и снижения момента инерции устройства, стержни полукруг153620 лого сечения, концы которых перемещаются в обойме, размещены симметрично втносительно нити подвеса. 1---- г 4оставитель В. А. ростовце ктор С. Л. Богатырева Тс. ред Г. ГН Курилко Корректор Т, С. Дрожжина ого коми Чос ва Ц ипографии, пр, Са нова, 2.