Учебное пособие по механике

АВТОРСНОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ ОПИСАНИЕ учебного пособия по механике.К авторскому свидетельству И. А. Рязанова, заявленному 17 апреля 1934 года (спр. о перв.145940). О выдаче авторского свидетельства опубликовано 28 февраля 1935 года,(267) Известны приборы по механике, дающие возможность демонстрировать и проверять опытным путем простейшие положения статики на плоскости.Предлагаемое пособие, имеющее три измерения, позволяет демонстрировать н проверять опытным путем законы механики как на плоскости, так и в пространстве, причем оно дает возможнссть определять как численное значение, так и направлсние реакций связей. С этой целью пособие выполнено в виде решетчатого параллелепипеда с ребрами уголкового сечения, снабженными продольными прорезями, служащими для установки и перемещения в них реек и валиков барабанов, позволяющих при посредстве троса, гирь и динамометров осуществлять требуемые комбинации сил и связей различной величины и направления,На чертеже фиг. 1, 2 и 3 изображают учебное пособие в трех проекциях; фиг. 4 - установку на пособии транспортира, укосины крана и динамометров; фиг. 5 - установку на пособии цилиндрической зубчатой передачи; фиг. б - установку качающейся кулисы; фиг,7 - установку приборов для определения моментов инерции тела и исследования колебательных движений. Пособие (фиг. 1, 2, 3) состоит из решетчатого параллелепипеда, установленного на ножках, и дополнительных приспособлечий к нему в виде комплектамоделей механизмов и приборов статикии динамики,Ребра 7 сконструированы из равнобокого уголкового железа и скрепленыдеталями 5 для придания жесткости,припаянными или приклепанными к уголкам, Подъемные винты 6 в ножках позволяют устанавливать пособие в горизонтальном положении с помощьюуровня.Каждый из двенадцати уголковых ребер 7 рамы имеет две прорези 8 и двешкалы миллиметровых делений (не показанные на чертеже), по одной прорезии по одной шкале в каждой полкеуголка.Прорези при посредстве барашков 9позволяют укреплять на ребрах в любом полоянии барабаны 10, зубчатыерейки 11 и Фчадкие рейки 12.Барабаны с 1 ужат для перекидываниячерез них н ей, к которым подвешиваются гири 13, осуществляющие известные задаваемые силы,Зубчатые рейки служат для укрепления на них нитей, к которым подвешивают испытуемую модель 2. В нитивключают динамометры 14, определяющие силы (реакции связей и задаваемые).Гладкие рейки служат для укрепления на них посредством ползунков с подшипниками 15 неподвижных частей механизмов, например, кулисы 3 и приборов и установок 4 динамики (фиг. 7),Шкалы миллиметровых делений позволяют точно устанавливать барабаны 10, зубчатые рейки 11 и гладкие, рейки 12, а также при посредстве барашков нити (не показанные на чертеже), дающие возможность установить по ним модель или прибор в горизонтальном или вертикальном положениях.Для установки модели или прибора под данным углом служит транспортир 16 (фиг. 4), укрепленный на гладкой рейке 17, вдоль которой он может перемещаться прн помощи муфт или ползунков 18,Для вычерчивания кривых по кинематике служит стекло (не показанное на чертеже), прикрепляемое к одной из рам в вертикальном положении,Для демонстрирования некоторых операций с силами, не находящимися в равновесии, служат приспособления, подобные приспособлениям прибора Тэйлора: неподвчжный диск, укрепляемый на раме, свободный диск на шариках и др. Система блоков прибора Тэйлора осуществляется на предлагаемом пособии барабанами.На чертеже показаны некоторые простейшие случаи демонстрирования опытов по механике.1) Определение численного значения и направления опорных реакций:а) фермы 2 с параллельными поясами на двух опорах (фиг. 1);б) укосины 2 (фиг, 4), укрепленной на стойке крана посредством шарнира и троса; укосина разьемная, в нее вклю. чен динамометр 19 для определения сжимающего усилия в ней.2) Цилиндрическая зубчатая передача 3 (фиг, ),3) Качающаяся кулиса 3 (фиг, 6). Из этого механизма .можно получить другой - вращающуюся кулису - сближением гладких реек 12, на которые надеты ползунки 15, несущие подшипники 20 валиков механизма. Подобно этому можно из параллелограма получить антипараллелограмы. Подобн ыи же прием дает возможность демонстрировать преобразования данного механизма, например, ш рнирного четырехугольника путем последовательно го превращения его различных звеньев в стойку.4) Определение моментов инерции твердого тела способом качаний -шатуна 4 и шкива 4 (фиг. 7).5) Исследование свободных и вынужденных колебаний массы на пружине 4" (фиг. 7),Все модели статики имеют съемные конструкции связей (опора неподвижная, опора на катках, подшипник, подпятник и др.). Сначала модель демонстрируется со связями, нак несвободное тело, затем ее освобождают от связей, подвешивая на раме,Модель балки дает возможность демонстрировать и проверить все операции с параллельными силами в плоскости;другие модели дают такую же возможность для любой системы сил в пространстве как параллельных, так и не параллельных (не приложенных в одной точке).Демонстрирование на приборе операций с силами, приложенными в одной точке, как в плоскости, так и в прострастве, не требует никаких моделей вовсе.В частности, на приборе можно оцределить опытным путем положение центра тяжести тела какой угодно формы (например, многоколенчатого валя), что может представить интерес и в заводской практике. Для этого достаточно данное тело освободить от связей, подвесив его на раме, Так как- реакция связей определяется с помощью динамо- метров, то в шести уравнениях равновесия неизвестными будут липь координаты центра тяжести тела, которые найдем из трех уравнений моментов. Предмет изобретения.1, Учебное пособие по механике, отличающееся тем, что оно,", выполнено в виде решетчатого параллелепипеда с ребрами 7 углового сечения, снабженными продольными прорезями 8 (фиг, 1) служащими для установки и перемеще, иия з них реек 11, 12 и валиков барабанов 19, позволяющих при посредстве тросов, гирь и динамометров осуществлять требуемые комбинации сил и связей, соответствующие заданию величин и направлений.2. При учебном пособии по п. 1 применение укр членнон на рейках 12(фнг. Й) качающейся кулисы 3, служащей для демонстрирования преобразования ее во вращающуюся кулису путем сближения упомянутых реек.3. При учебном пособии по и. 1 применение транспортира 16 (фиг. 4), снабженного муфтами 18 для перемещения его вдоль рейки 17.