CN100545603C - 台阶式凸面共轴三线摆 - Google Patents
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Abstract
一种台阶式凸面共轴三线摆，其底盘为圆形台阶式凸面结构，底盘的外周为台阶式2重柱面，内侧为圆柱面凹形结构，凸面中的圆环面与外周的圆柱面都同心于底盘的竖向中心线，外周台阶高度与底盘内侧凹面的深度相同，底盘的上端面为圆形平面，圆形平面的中心处有一突起的轴杆，底盘环形面外沿固定有相对盘心成120度角分布的三个挂钩。本发明能确保底盘与待测试件两者的质心处于同一竖直线上。
Description
技术领域：
本发明涉及一种三线摆，特别涉及一种底盘为非平面的共轴三线摆。
背景技术：
用三线摆测量刚体转动惯量是一个古老的物理力学实验。作为该实验装置最基本、最重要的部件是底盘。公知的三线摆底盘都是圆形平板。这种平板式的底盘的最大缺陷是无法保证置于底盘上的试件的质心与底盘的质心共轴。而该项测量的先决条件则要求这两者必须共轴，只有这样，用于该项测量的理论计算公式才成立，否则将会造成较大的实验误差。由于底盘是平板，所以试件与底盘两者的质心是否共轴，则完全取决于操作者的视觉分辨能力和经验，并无客观标准，因此而产生的测量误差也就在所难免。
发明内容：
本发明的目的是提供一种台阶式凸面共轴三线摆，以确保待测试件的质心与底盘的质心共轴。
本发明的目的是这样实现的：三线摆的底盘为圆形台阶式外凸内凹结构，台阶的级数为2级，其上级为圆形平面，圆形平面的中心处有一高为25mm、横向尺寸为6mm的轴杆，下一级台阶面为圆环形平面，环形平面宽度为15mm，台阶圆环面与侧壁柱面垂直，台阶的高度为10mm，台阶圆环面的内径和与该台阶相配的待测圆环试件的内径一致，彼此的配合间隙为0.01mm～0.02mm，底盘的内侧面为凹形圆柱面，凹形柱面的横向厚度不小于5mm，底盘内侧凹面的深度与台阶的高度相同，底盘内侧的圆柱面与底盘外侧的圆柱面均与底盘的竖向中心线同心，底盘圆环形面固定有相对于盘心互成120度夹角的三个挂钩，每个挂钩的基点的直径为1～2mm，挂钩与此环形面外沿的距相等且不大于5mm，每个挂钩的质量不大于1g，底盘总体直径不小于20cm，底盘中心点处的厚度不小于10mm。
采用上述方案能收到以下显著效果：
1、将待测圆环试件套入底盘的台阶面上，即既能确保试件的质心与底盘的质心处于同一竖直线上，使两者在转动中共轴，又能使试件转动中处于稳定状态，从而消除了该项测量中一项测量误差，并大幅度缩短了仪器的调节时间。
2、通过在轴杆上连接公知的载物圆盘，即能方便地测定圆柱、圆筒和球体的转动惯量，并且能确保试件的质心与底盘质心共转轴。
3、由于本方案能确保底盘沿径向质量分布的均匀性，所以无须改变其转动惯量的计算公式。
4、常规的三线摆无法测球体的转动惯量，而本方案则能轻易实现。
附图说明
图1是台阶式凸面共轴三线摆的底盘剖面图。
图中1底盘；2待测圆环；3轴杆。
Claims (1)
1、一种台阶式凸面共轴三线摆，其特征是：三线摆的底盘为圆形台阶式外凸内凹结构，台阶的级数为2级，其上级为圆形平面，圆形平面的中心处有一高为25mm、横向尺寸为6mm的轴杆，下一级台阶面为圆环形平面，环形平面宽度为15mm，台阶圆环面与侧壁柱面垂直，台阶的高度为10mm，台阶圆环面的内径和与该台阶相配的待测圆环试件的内径一致，彼此的配合间隙为0.01mm～0.02mm，底盘的内侧面为凹形圆柱面，凹形圆柱面的横向厚度不小于5mm，底盘内侧凹面的深度与台阶的高度相同，底盘内侧的圆柱面与底盘外侧的圆柱面均与底盘的竖向中心线同心，底盘圆环形面固定有相对于盘心互成120度夹角的三个挂钩，每个挂钩的基点的直径为1～2mm，挂钩与此环形面外沿的距相等且不大于5mm，每个挂钩的质量不大于1g，底盘总体直径不小于20cm，底盘中心点处的厚度不小于10mm。
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