Наглядное учебное пособие по теоретической механике

П. А. Виноградов УЧЕБНОЕ НАГЛЯДНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ Заявлено 12 сенгября 1950 г. за М 434525 в Гостехннку СССРИзвестны учебные наглядные пособия по теоретической механике для демонстрации произведения двух векторов, состоящие из экрана со шкалой, снабженного прорезью для изображения вектора, образуемого видимой через прорезь, поверхностью помещенного за экраном диска. перекатываемого по внутренней поверхности вдвое ббльшей окружности.В описываемом учебном наглядном пособии для повышения нагляд-. ности при демонстрации произведения векторов применена установленная перпендикулярно к плоскости экрана пластина с укрепленным в центре ее штифтом. на который свободно надеты две,поворотные стрелки и втулка со шкивом, соединенная при помощи передачи с кривошилом, передающим движение диску,На фиг, 1 схематически изображен общий вид пособия; на фиг. 2 - соединение стрелок со штифтом и втулкой (частично в разрезе); на фиг. 3 - экран с прорезью, общий вид; на фиг. 4 - схема передачи от штифта со стрелками к дискуУчебное пособие включает в себя укрепленный на стойке 1 экран 2 с прорезью 3 и установленной перпендикулярно к плоскости пластиной 4, в центре которой помещен штифт 5.На штифт 5 свободно надеты стрелки 6, представляющие собой векторы-сомножители. Видимый в прорези экрана вектор 7 изображает произведение векторов б.Вся система может поворачиваться в вертикальной плоскости с помощью установочного виконта 8.Обе стрелки б могут вращаться вокруг неподвижного штифта 5 (фиг. 2). Нижняя стрелка вращается вокруг прилива 9 к цилиндрической втулке 10, насаженной с возможностью вращения на штифт 5. Со штифтом 5 жестко соединен диск 11, имеющий вырез 12, Основание штифта окаймляет кольцо 13, также имеющее вырез 14, Вырез 15 сделан также и на втулке 10.В начальном положении стрелки 6 совпадают, т. е. располагаются одна над другой; при этом все три выреза 12, 14 и 15 находятся в одной плоскостиВ этом положении ножевидные отростки 16, имеющиеся на стрелках, входят в вырезы 12 и 14 соответсввенно. Так как при этом оба век,Ч 9(983тора б коллынеарны, то их,векторное произведение равно нулю, вследствие чего вектор %фиг. 1) отсутствует.Для того чащобы,показать свойства произведения двух векторов при различных углах между нйми, приводят модель в действие легким нажатием на ту илй иную стрелку (верхнюю - вниз, нижнюю - вверх); при этом соответствующий отросток 1 б (фиг, 2) выходит из выреза 12 (или 14) и другой стороной заходит в вырез 15; затем поворачивают стрелку в нужную сторону на тот или лной уголПри этом, вследствие осуществившегося. сцепления стрелки и втулки 10, последняя также будет поворачиваться, передавая свое движение с помощью шкива 17 механизму, управляющему переменным вектором 7, При этом, если введена в действие какая-либо стрелка, то до ее возвращения в исходное положение другая стрелка не может быть выведена из начального состояния, а также не может быть нарушен контакт между нею и втулкой 10,Результируюший (перемененный) вектор 7 (фиг. 1) образуется в прорези экрана 2,За экраном 2 помещен диск 18, перекатываемый по внутренней поверхности окружности вдвое большего радиуса и окрашенный в яркий цвет, При перекатывании этого диска без скольжения по внутренней поверхности окружности, вдвое большего радиуса, через прорезь экрана будет проступать окрашенный элемент аб (фиг 3), длина которого будет изменяться в зависимости от угла оаб по гармоническому закону так же, как и модуль воспроизводимого вектора.Для усиления впечатления переменного вектора в точке б диска по- мешена поворачивающаяся на цапфе пластина ромбической формы, окрашенная в тот же цвет, что и подвижной диск. В таком случае, острис пластины, обращенное в данный момент к центру неподвижного круга будет сливаться с окрашенным элементом диска, видимым через прорезь, что и усилит впечатление переменного вектора, увенчанного на конце нормально ориентированным острием.Поворот той или иной стрелки передается с помощью шкива 17 (фиг, 2,),и гибкой связи шкиву 19 (фиг 4), сидящему на оси рукоятки 20, которая приводит в движение окрашенный диск 18, перекатывающийся за счет фрикционного или зубчатого сцепления по внутренней поверхности кольца 21.Прибор устанавливается таким образом, что при совпадении перемножаемых векторов, т. е. стрелок б, воспроизводяший диск располагается так, что радиус оа (фиг. 3) должен быть перпендикулярным к прорези в экране, причем сам диск помешается справа или слева от нее в зависимости от того, к какой системе координат (правой или левой) желательно отнести рассматриваемую операцию.Для удобства пользования моделью на плоскости пластичны 4 может быть вокруг стрелок б нанесена градусная шкала; это даст возможность сразу установить или прочитать угол между перемножаемыми векторамиНа плоскости экрана 2 может быть помещена вдоль переменного вектора 7 линейная шкала для отсчета значений модуля вектора в зависимости от угла между сомножителями.Пр едм ет изобретения1. Учебное наглядное пособие по теоретической механике для демонстрации произведения двух векторов, состоящее из экрана со шкалой, снабженного прорезью для изображения вектора, образуемого видимой через прорезь поверхностью помещенного за экраном диска, перекаты.ваемого по внутренней поверхности вдвое ббльшей окружности, о тл ич а ю ще е с я тем, что в нем применена установленная перпендикулярно к плоскости экрана пластина с укрепленным в центре ее штифтом, нкоторой свободно надеты две поворотные стрелки и втулка со шкивом, соединенная при помощи передачи с кривошипом, передающим движение диску2, Форма выполнения учебного наглядного пособия по и. 1, отл ич а ю щ а я с я тем, что стрелки снабжены отростком, взаимодействующим в стационарном положении стрелки с прорезью упора, а при повороте стрелки - с соответствующей прорезью в корпусе поворотной втулки.. 2/б,ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытаете Министров СССР, Москва Петров;а, 14. ипографипри ЦБТИ при Комитете при Сов Москва, Центр:12 к 2 Но делам изобретение Министров СССРМ. Черкасский пер.,