Модель для демонстрации сечения геометрического тела плоскостью

оюз советскихОЦАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 6 4 А 1 й)5 6 09 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ кий институ и В.В.Гетман СССР2. АЦИИ СЕЧЕЛА ПЛОСКОебным моде- геометричеФиг. Р К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) МОДЕЛЬ ДЛЯ ДЕМОНСТРНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО Т 1:СТЬЮ(57) Изобретение относйтсяк улям для демонстрации сечени 2ских тел плоскостью и может использоваться при изучении начертательной. геометрии и черчения. Модель выполнена на основе двух прозрачных тонкостенных сосудов 1 и 2, выполненных в форме поверхности имитируемых геометрических тел, Сосуды сообщены между собой каналом 7 через кран 8. Будучи связаны друг с другом, сосуды установлены с возможностью поворота в вертикальной плоскости посредством горизонтальной штанги 6 и снабжены фиксатором в различных положениях в виде винта 10. 2 з.п. ф-лы, 17 ил, 169536410 30 35 Изобретение относится к учебныммоделям для демонстрации сечений геометрических тел плоскостью и может использоваться при изучении начертатальнойгеометрии, стереометрии и черчения.Целью изобретения является повышение наглядности модели при демонстрацииразличных положений секущей плоскости иудобства пользования.На фиг.1 и 2 изображен вариант конструкции модели для демонСтрации сечениягеометрического тела плоскостью во фронтальной и горизонтальной проекциях; нафиг.З и 4 - второй вариант модели с подвижной связью прозрачных сосудов во фронтальной и горизонтальной проекциях; нафиг.5 - вариант шарнирной связи сосудов вгоризонтальной проекции; на фиг,6 и 7 -вариант кинематической связи сосудов вофронтальной и горизонтальной проекциях;на Фиг,8-17 - принцип работы модели.Модель для демонстрации сечения геометрического тела плоскостью содержит поменьшей мере два прозрачных сосуда 1 и2 имитирующих форму поверхности каких-либо геометрических тел, напримертел вращения - конуса и цилиндра. Сосудырасположены так, что их продольные оси 3и 4.совпадают, пересекаясь с осью 5 горизонтальной штанги 6, к которой они прикреплены. Полости сосудов сообщенымежду собой каналами 7 через управляемыйклапан (кран 8). Горизонтальная штанга установлена с возможностью вращения вокруг своей оси во втулке 9 и снабженастопорным винтом 10. Втулка прикрепленак вертикальной стойке штатива 11. Внутренние объемь 1 Тонкостенных прозрачных сосудов 1 и 2 выполнены равными и заполненыжидкостью 12, обьем которой равен объемуодного из сосудов, Благодаря этому в исходном горизонтальном положении сосудовпри открытом кране 8 жидкость поровнураспределяется между сосудами, занимаяполовину объема каждого из них, В случаеприменения двухкомпонентной жидкости,один из компонентов которой окрашен иимеет меньший удельный вес, образуя наповерхности второго компонента (неокрашенного) тонкую пленку 13, заполнение сосудов позволяет равномерно распределитьмежду ними оба компонента,Сосуды могут иметь между собой и шарнирное соединение (фиг,3-7), допускающееих относительный поворот в вертикальнойплоскости. Шарнир, в частности, может выполняться сферическим (фиг.З и 4), охватывающая 14 часть шарнира (полусфера)прикреплена к одному сосуду (вершине конуса 15) и горизонтальной штанге 16, и охватываемая часть 17 (шар) - к второму сосуду (вершине конуса 18), В полусфере и шаре выполнены каналы 19 и 20 и полость 21, обеспечивающие сообщение сосудов между собой во всем диапазоне их поворота (не менее 90 град), Винт 22 позволяет зафиксировать сосуды друг относительно друга в любом промежуточном положении, Сопряжение полусферы и шара - герметичное, не допускающее утечки жидкости Возможно выполнение шарнира для подвижного соединения сосудов и цилиндрическим(фиг.5). При атом в штанге 23 имеется канал 24 с радиальными отверстиями, обеспечивающий сообщение полостей 25 и 26, герметично посаженных на нее втулоК 27 и 28, несущих сосуды. Имеются винты 29 и 30 для стопорения втулок на штанге и винт 31 для стопорения самой штанги в стойке 32 штатива. Поворот штанги совместно с сосу. дами в расстопоренном состоянии может производиться рукоятью ЗЗ на ее втором конце. Заполнение сосудов - то же, что и в первом варианте конструкции модели, однако сосуды целесообразно иметь идентичными по форме и объему.Для удобства пользования моделью(отказа от стопорящих винтов) сосуды могут быть кинематически связаны друг с другом посредством прикрепленных к каждому из них двухвенцовых зубчатых секторов 34 и 35 и двух щек 36 и 37, Полости сосудов сообщаютсягибким трубопроводом 38, Для удобства пользования гибкие трубопроводы 39 и 40 могут сообщать между собой также нижние, заполненные жидкостью и верхние части полостей сосудов. Посредством одной из щек (36) устройство прикреплено к горизонтальной поворотной штанге описаннойранее конструкции.Работает устройство следующим образом. В исходном горизонтальном положении сосудов (фиг,8) поверхностная пленка 13жидкости имитирует сечения геометрических тел, проходящие через их продольные оси 3 и 4. По форме такое сечение у конуса является треугольником, а у цилиндра - прямоугольником, что наглядно демонстрируется моделью. Поворачивая при закрытом кране 8 сосуды 1 и 2 в вертикальной плоскости, можно наглядно продемонстрировать как исходная Форма сечения у конуса превратится в параболу (плоскость сечения параллельна образующей, фиг.9), эллипс (плоскость сечения пересекает обе очерковые образующие, фиг.10) и круг (плоскость сечения перпендикулярна оси 3 конуса, фиг.11), а у цилиндра - в эллипс и круг при тех же условиях, Для демонстрации сеченияконуса, ограниченного гиперболой, обеспечивают перетекание части жидкости иэ конуса в цилиндр, отперев кран 8, и устанавливают сосуды в горизонтальное положение, чтобы плоскость сечения оказалась ., параллельна оси 3 (фиг.12), Можно обеспе" чить демонстрацию такого же сечения подругому, увеличив объем жидкости в коническом сосуде эа счет перетекания ее из цилиндра (фиг.13),При использовании в одной моделидвух идентичных сосудов можно повысить наглядность демонстрации сечения геометрического тела плоскостью за счет того, что заполненная жидкостью часть одного сосуда будет имитировать одну часть геометрического тела, а заполненная жидкостью(при закрытом кране) часть второго сосуда будет имитировать как бы отсеченную от первой (недостающую) вторую часть геометрического тела, причем наглядно будет показано, что сечения у обоих частей, имитируемого рассеченного геометрическо-.го тела одинаковы и по форме, и размерам.В соответствии с вариантами конструкции модели на фиг.3-7 демонстрация сечений осуществляется при раэлйчных относительных положениях сосудов. Таким образом, можно наглядно обеспечить сравнение двух сечений одногЬ и того же тела в различных местах, например ограниченного треугольником и окружностью (фиг,15), эллипсом и окружностью (фиг.16), гиперболой и параболой (фиг.17).Модель отличается высокой наглядностью благодаря возможности сравнения различных форм имитируемых сечений как одного геометрического тела в разных местах, так и различных геометрических тел.Кроме того, наглядность возрастает благодаря возможности имитации двух частей и их сечений рассекаемого геометрического тела (фиг.14). Заслуживает внимания удобство пользования моделью. Будучи герме тично запертой в сосудах, жидкость неможет быть пролита в любом их положении.Исключается также возможность ее испарения, что особенно важно при использовании незамерзающих легколетучих 10 жидкостей, жидкостей со специфическим запахом. Предлагаемая конструкция модели допускает использование любых жидкостей,15 Формула изобретения1, Модель для демонстрации сечениягеометрического тела плоскостью, содержащая два прозрачных тонкостенных сосуда,один из которых выполнен в форме имити 20 руемой поверхности геометрического тела,причем сосуды связаны через управляемыйклапан, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения демонстрационных возможностей, второй сосуд также выполнен в25 форме имитируемой поверхности геометрического тела, идентичной первой, причемсосуды заполнены жидкостью на половинуих суммарного объема и установлены соосно друг другу на горизонтальной штанге с30 воэможностью поворота в вертикальнойПЛОСКОСТИ.2. Модель по п.1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что связь сосудов друг с другом выполнена шарнирной в вертикальной плоскости,35 причем сосуды снабжены фиксатором в различных относительных положениях,3, Модель по п,2, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что сосуды кинематически связаны другс другом посредством прикрепленных к.ним40 зубчатых секторов, 16953641695364 оставитель А. Глазковехред М.Морге нтал Редактор Л. Павлова Т Корректор Л. Бескид изводственноельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,аказ 4166 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская на 6., 4/5