RU164176U1 - MECHANICAL INSTRUMENT - Google Patents

MECHANICAL INSTRUMENT Download PDF

Info

Publication number
RU164176U1
RU164176U1 RU2016109346/12U RU2016109346U RU164176U1 RU 164176 U1 RU164176 U1 RU 164176U1 RU 2016109346/12 U RU2016109346/12 U RU 2016109346/12U RU 2016109346 U RU2016109346 U RU 2016109346U RU 164176 U1 RU164176 U1 RU 164176U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
guides
load
mechanical system
ball
pulley
Prior art date
Application number
RU2016109346/12U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наталия Владимировна Водолазская
Александр Геннадиевич Пастухов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина"
Priority to RU2016109346/12U priority Critical patent/RU164176U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU164176U1 publication Critical patent/RU164176U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Toys (AREA)

Abstract

1. Прибор по механике, содержащий размещенную на неподвижном основании модель механической системы, состоящую из вертикальной стойки с закрепленными на ней направляющими и кинематически связанными между собой подвижными элементами, отличающийся тем, что подвижные элементы механической системы, представленные в виде груза, шкива и подвижного блока, расположены таким образом, что подвижный блок упруго связан с основанием, шкив закреплен на вертикальной стойке, а груз установлен с возможностью перемещения вдоль направляющих, состоящих из наклонного и горизонтального участков, при этом горизонтальный участок направляющих снабжен упором, датчиками фиксации времени движения и приемным лотком.2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что груз выполнен в виде корпусной детали с двумя взаимно перпендикулярными цилиндрическими каналами, в одном из которых установлен с возможностью перемещения шарик, а другой канал снабжен двухступенчатым отверстием с установленными в нем резьбовой пробкой и подпружиненным стопорящим элементом, предназначенным для контактирования с шариком.3. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что наклонный участок направляющих выполнен с возможностью изменения угла наклона по отношению к неподвижному основанию.1. A mechanical device, comprising a model of a mechanical system located on a fixed base, consisting of a vertical rack with guides fixed to it and movable elements kinematically connected to each other, characterized in that the movable elements of the mechanical system, presented in the form of a load, a pulley and a movable block are arranged so that the movable block is elastically connected to the base, the pulley is mounted on a vertical stand, and the load is mounted to move along the guides consisting of inclined and horizontal sections, while the horizontal section of the rails is equipped with an emphasis, motion time sensors and a receiving tray. 2. The device according to claim 1, characterized in that the cargo is made in the form of a body part with two mutually perpendicular cylindrical channels, in one of which a ball is mounted with the ability to move, and the other channel is equipped with a two-stage hole with a threaded plug installed in it and a spring-loaded locking element, intended for contact with the ball. 3. The device according to claim 1, characterized in that the inclined portion of the guides is configured to change the angle of inclination with respect to the fixed base.

Description

Полезная модель относится к приборам по механике и может быть использована для наглядной демонстрации законов механики, в частности, общих теорем динамики механической системы и для проведения лабораторных работ, например, при изучении темы «Теорема об изменении кинетической энергии механической системы».The utility model relates to instruments in mechanics and can be used to clearly demonstrate the laws of mechanics, in particular, general theorems of the dynamics of a mechanical system and to conduct laboratory work, for example, when studying the topic “Theorem on the change in the kinetic energy of a mechanical system”.

Известен учебный прибор по механике [SU 564650 А1, 5 G09B 23/08, 05.07.1977], содержащий размещенную на неподвижном основании модель механической системы. Недостатком этого прибора является то, что он хоть и позволяет демонстрировать одну из общих теорем динамики о движении центра масс механической системы, но не предназначен для иллюстрации основных видов движения твердого тела (поступательного и вращательного).Known educational device in mechanics [SU 564650 A1, 5 G09B 23/08, 07/05/1977] containing a model of a mechanical system located on a fixed base. The disadvantage of this device is that although it allows one to demonstrate one of the general theorems of dynamics on the motion of the center of mass of a mechanical system, it is not intended to illustrate the main types of motion of a rigid body (translational and rotational).

В качестве прототипа выбран прибор для изучения законов механики [RU 2473974 C1, G09B 23/06 (2006.01), 27.01.2013], в котором частично устранен указанный выше недостаток, так как этот прибор выполнен с возможностью анализа кинематики поступательного движения. Общими существенными признаками известного и заявляемого приборов является то, что они содержат размещенную на неподвижном основании вертикальную стойку с закрепленными на ней направляющими и подвижным элементом. Однако известный прибор позволяет проводить опыты только по определенным законам физики и не охватывает всего аспекта законов в разделе "Механика" и не предназначен для проведения лабораторных работ. Этот недостаток значительно сужает область применения указанного прибора.As a prototype, a device was selected for studying the laws of mechanics [RU 2473974 C1, G09B 23/06 (2006.01), 01/27/2013], which partially eliminated the above drawback, since this device is capable of analyzing the kinematics of translational motion. Common essential features of the known and claimed devices is that they contain placed on a fixed base, a vertical rack with guides and a movable element mounted on it. However, the known device allows experiments to be carried out only according to certain laws of physics and does not cover the entire aspect of the laws in the "Mechanics" section and is not intended for laboratory work. This disadvantage significantly narrows the scope of the specified device.

В основу полезной модели поставлена задача расширения области применения известного прибора за счет обеспечения возможности дидактического изучения теоремы об изменении кинетической энергии механической системы.The utility model is based on the task of expanding the field of application of a known device by providing the possibility of didactic study of the theorem on the change in the kinetic energy of a mechanical system.

Поставленная задача достигается тем, что подвижные элементы механической системы, представленные в виде груза, шкива и подвижного блока, расположены таким образом, что подвижный блок упруго связан с основанием, шкив закреплен на вертикальной стойке. Груз установлен с возможностью перемещения вдоль направляющих, состоящих из наклонного и горизонтального участков, при этом горизонтальный участок направляющих снабжен упором, датчиками фиксации времени движения и приемным лотком. Причем груз выполнен в виде корпусной детали с двумя взаимно перпендикулярными цилиндрическими каналами, один из которых предназначен для размещения шарика с возможностью перемещения, а другой канал снабжен двухступенчатым отверстием с установленными в нем резьбовой пробкой и подпружиненным стопорящим элементом, контактирующим с шариком. Наклонный участок направляющих выполнен с возможностью изменения угла наклона по отношению к неподвижному основанию.The problem is achieved in that the movable elements of the mechanical system, presented in the form of a load, a pulley and a movable block, are arranged in such a way that the movable block is elastically connected to the base, the pulley is mounted on a vertical strut. The load is installed with the possibility of moving along the guides, consisting of an inclined and horizontal sections, while the horizontal section of the guides is equipped with a stop, time tracking sensors and a receiving tray. Moreover, the cargo is made in the form of a body part with two mutually perpendicular cylindrical channels, one of which is designed to accommodate the ball with the ability to move, and the other channel is equipped with a two-stage hole with a threaded plug installed in it and a spring-loaded locking element in contact with the ball. The inclined section of the guides is configured to change the angle of inclination with respect to the fixed base.

Предложенное решение обеспечивает расширение области применения за счет возможности изучения теоремы об изменении кинетической энергии механической системы, а также демонстрации поступательного, вращательного и плоскопараллельного видов движения при изучении раздела «Кинематика».The proposed solution provides an extension of the scope due to the possibility of studying the theorem on the change in the kinetic energy of a mechanical system, as well as demonstrating translational, rotational and plane-parallel types of motion when studying the “Kinematics” section.

Суть предлагаемой полезной модели поясняется следующими схемами, на которых изображено:The essence of the proposed utility model is illustrated by the following schemes, which depict:

фиг. 1 - общий вид прибора по механике;FIG. 1 - a general view of the instrument in mechanics;

фиг. 2 - продольный разрез подвижного элемента (груза) в момент нахождения шарика в одном из промежуточных положений.FIG. 2 is a longitudinal section of a movable element (load) at the moment the ball is in one of the intermediate positions.

Предлагаемый прибор по механике (фиг. 1) для изучения теоремы об изменении кинетической энергии механической системы содержит размещенную на неподвижном основании 1 модель механической системы, состоящую из вертикальной стойки 2 с закрепленными на ней направляющими и кинематически связанными между собой гибкой связью 3 (например, нитью) подвижными элементами. Подвижные элементы механической системы представлены в виде груза 4, шкива 5 и подвижного блока 6. При этом подвижный блок 6 упруго связан пружиной 7 с основанием 1, центр шкива 5 закреплен на вертикальной стойке 2, а груз 4 установлен с возможностью перемещения вдоль направляющих, состоящих из двух участков: наклонного 8 и горизонтального 9. Наклонный участок 8 направляющих закреплен на вертикальной стойке 2 с возможностью скольжения вдоль дополнительного элемента 10 и фиксирования в нем для изменения угла наклона по отношению к неподвижному основанию. Горизонтальный участок 9 направляющих снабжен упором 11, датчиками 12 и 13 фиксации времени движения и приемным лотком 14.The proposed instrument in mechanics (Fig. 1) for studying the theorem on the kinetic energy change of a mechanical system contains a model of a mechanical system located on a fixed base 1, consisting of a vertical strut 2 with guides fixed on it and kinematically connected by a flexible link 3 (for example, a thread ) movable elements. The movable elements of the mechanical system are presented in the form of a load 4, a pulley 5 and a movable block 6. In this case, the movable block 6 is resiliently connected by a spring 7 to the base 1, the center of the pulley 5 is mounted on a vertical strut 2, and the load 4 is mounted for movement along the guides consisting of two sections: inclined 8 and horizontal 9. The inclined section 8 of the guides is mounted on a vertical strut 2 with the possibility of sliding along the additional element 10 and fixing in it to change the angle of inclination with respect to the fixed axis IAOD. The horizontal section 9 of the guides is equipped with a stop 11, sensors 12 and 13 for fixing the time of movement and the receiving tray 14.

Груз (фиг. 2) выполнен в виде корпусной детали 15 с двумя взаимно перпендикулярными цилиндрическими каналами. В канале 16 установлен с возможностью перемещения вдоль обоих каналов шарик 17. А другой канал 18 снабжен двухступенчатым отверстием 19. В отверстии установлена резьбовая пробка 20 и подпружиненный пружиной 21 стопорящий элемент 22, предназначенный для контактирования с шариком 17.The load (Fig. 2) is made in the form of a body part 15 with two mutually perpendicular cylindrical channels. A ball 17 is mounted in the channel 16 with the possibility of moving along both channels. And the other channel 18 is equipped with a two-stage hole 19. A threaded plug 20 and a spring-loaded locking element 22 are installed in the hole for contact with the ball 17.

Наклонный участок 8 направляющих выполнен с возможностью изменения угла наклона по отношению к неподвижному основанию 1.The inclined section 8 of the guides is configured to change the angle of inclination with respect to the fixed base 1.

Для блокировки движения механической системы относительно наклонного участка направляющих предусмотрен удерживающий элемент, например, крюкообразный стержень 23. Для закрепления груза 4 на вертикальной стойке 2 конец крючка выполнен с возможностью помещения в канал 16 груза 4.To block the movement of the mechanical system relative to the inclined section of the guides, a holding element is provided, for example, a hook-shaped rod 23. To secure the load 4 on a vertical rack 2, the end of the hook is made with the possibility of placing cargo 4 in the channel 16.

Работает прибор по механике следующим образом. В начальный момент времени механическая система установлена в состоянии покоя. Затем груз 4 освобождают от крючка 23 и придают импульс движения. Под действием собственной силы тяжести шарик 17 осуществляет движение вдоль наклонной части направляющих, приводя во вращение шкив 5. Посредством нити 3 подвижный блок 6 начинает плоскопараллельное движение, вызывая деформацию пружины 7. При этом груз 4 достигает упора 11. Вследствие удара размещенный в грузе 4 шарик 17 проходит через упор 22. Сжатие пружины 21 обеспечивает перемещение упора 22 вниз вдоль оси отверстия 19. Шарик выходит из канала 18 и контактирует с датчиком 12, подающим сигнал на включение счетчика времени. После контакта с датчиком 13, выключающим счетчик времени, шарик 17 попадает в приемный лоток 14. Далее шарик 17 помещают в канал 16 груза 4, а сам груз возвращают в исходное фиксированное положение. Прибор готов для следующих опытов.The device operates in mechanics as follows. At the initial time, the mechanical system is set at rest. Then the load 4 is released from the hook 23 and give a momentum of movement. Under the action of its own gravity, the ball 17 moves along the inclined part of the guides, causing the pulley 5 to rotate. By means of the yarn 3, the movable block 6 starts plane-parallel motion, causing deformation of the spring 7. In this case, the load 4 reaches the stop 11. Due to the impact, the ball placed in the load 4 17 passes through the stop 22. Compression of the spring 21 moves the stop 22 down along the axis of the hole 19. The ball exits the channel 18 and is in contact with the sensor 12, which sends a signal to activate the time counter. After contact with the sensor 13, turning off the time counter, the ball 17 enters the receiving tray 14. Next, the ball 17 is placed in the channel 16 of the load 4, and the load itself is returned to its original fixed position. The device is ready for the following experiments.

Предлагаемая полезная модель позволяет демонстрировать законы механики и проводить ряд лабораторных работ. Например, упрощенная схема предоставляет возможность проведения замеров времени движения вдоль горизонтального участка направляющих, имеющего известную длину. Затем, наличие величины времени движения позволяет вычислить конечную скорость груза 4 и аналитически рассчитать деформацию пружины 7, использовав теорему об изменении кинетической энергии механической системы. Наиболее предпочтительным вариантом является использование специальной компьютерной учебной программы при соответствующем подключении датчиков 12 и 13 с последующими машинными расчетами и графическим изображением зависимости кинетической энергии механической системы от ряда изучаемых параметров, которые изменяются в зависимости от угла наклона наклонного участка 8 направляющих.The proposed utility model allows us to demonstrate the laws of mechanics and conduct a series of laboratory work. For example, a simplified diagram provides the ability to measure travel time along a horizontal section of guides having a known length. Then, the presence of the magnitude of the movement time allows you to calculate the final speed of the load 4 and analytically calculate the deformation of the spring 7, using the theorem on the change in the kinetic energy of the mechanical system. The most preferred option is to use a special computer training program with the appropriate connection of sensors 12 and 13, followed by machine calculations and a graphical depiction of the kinetic energy of a mechanical system depending on a number of parameters studied, which vary depending on the angle of inclination of the guiding section 8.

Данное техническое решение позволяет повысить интерес аудитории к изучению темы «Теорема об изменении кинетической энергии механической системы», расширить функциональные возможности прибора за счет проведения лабораторных работ, в том числе увеличить количество студентов, непосредственно вовлеченных в одновременное выполнение различных учебных заданий.This technical solution allows to increase the audience’s interest in studying the topic “Theorem on the change in the kinetic energy of a mechanical system”, to expand the functionality of the device through laboratory work, including increasing the number of students directly involved in the simultaneous implementation of various educational tasks.

Источники информации:Information sources:

1. SU 564650 А1, 5 G09B 23/08, 05.07.1977. Учебный прибор по механике / Бутенин Н.В., Иванов Л.Д., Хрупкий В.И.1. SU 564650 A1, 5 G09B 23/08, 07/05/1977. Training device for mechanics / Butenin N.V., Ivanov L.D., Khrupky V.I.

2. RU 2473974 C1, G09B 23/06 (2006.01), 27.01.2013. Прибор для изучения законов механики / Поваляев О.А., Цуцких А.Ю.2. RU 2473974 C1, G09B 23/06 (2006.01), 01/27/2013. A device for studying the laws of mechanics / Povalyaev O.A., Tsutskikh A.Yu.

Claims (3)

1. Прибор по механике, содержащий размещенную на неподвижном основании модель механической системы, состоящую из вертикальной стойки с закрепленными на ней направляющими и кинематически связанными между собой подвижными элементами, отличающийся тем, что подвижные элементы механической системы, представленные в виде груза, шкива и подвижного блока, расположены таким образом, что подвижный блок упруго связан с основанием, шкив закреплен на вертикальной стойке, а груз установлен с возможностью перемещения вдоль направляющих, состоящих из наклонного и горизонтального участков, при этом горизонтальный участок направляющих снабжен упором, датчиками фиксации времени движения и приемным лотком.1. A mechanical device, comprising a model of a mechanical system located on a fixed base, consisting of a vertical rack with guides fixed to it and movable elements kinematically connected to each other, characterized in that the movable elements of the mechanical system, presented in the form of a load, a pulley and a movable block are arranged so that the movable block is elastically connected to the base, the pulley is mounted on a vertical stand, and the load is mounted to move along the guides consisting of inclined and horizontal sections, while the horizontal section of the rails is equipped with an emphasis, motion time sensors and a receiving tray. 2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что груз выполнен в виде корпусной детали с двумя взаимно перпендикулярными цилиндрическими каналами, в одном из которых установлен с возможностью перемещения шарик, а другой канал снабжен двухступенчатым отверстием с установленными в нем резьбовой пробкой и подпружиненным стопорящим элементом, предназначенным для контактирования с шариком.2. The device according to claim 1, characterized in that the cargo is made in the form of a body part with two mutually perpendicular cylindrical channels, in one of which a ball is mounted with the ability to move, and the other channel is equipped with a two-stage hole with a threaded plug installed in it and a spring-loaded stop an element designed to contact the ball. 3. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что наклонный участок направляющих выполнен с возможностью изменения угла наклона по отношению к неподвижному основанию.
Figure 00000001
3. The device according to p. 1, characterized in that the inclined section of the guides is made with the possibility of changing the angle of inclination with respect to the fixed base.
Figure 00000001
RU2016109346/12U 2016-03-15 2016-03-15 MECHANICAL INSTRUMENT RU164176U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016109346/12U RU164176U1 (en) 2016-03-15 2016-03-15 MECHANICAL INSTRUMENT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016109346/12U RU164176U1 (en) 2016-03-15 2016-03-15 MECHANICAL INSTRUMENT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU164176U1 true RU164176U1 (en) 2016-08-20

Family

ID=56694361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016109346/12U RU164176U1 (en) 2016-03-15 2016-03-15 MECHANICAL INSTRUMENT

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU164176U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201716907U (en) Comprehensive mechanics experimental instrument
CN102810276A (en) Method and system for measuring displacement, speed and acceleration
Vogt et al. Acceleration sensors of smartphones
RU164176U1 (en) MECHANICAL INSTRUMENT
CN208819469U (en) A kind of apparatus for demonstrating for experiment with falling objects
CN103280142B (en) Experimental apparatus for exploring and demonstrating momentum theorem
CN204965856U (en) Elasticity demonstration instrument used for physics teaching
CN204288616U (en) A kind of spring Deformation Experiments apparatus for demonstrating
CN107680462B (en) Physical optics experimental apparatus
CN203697786U (en) Rectangular frame ellipse major axis, minor axis, original point and focus point determining instrument
CN209560805U (en) A kind of mechanics synthetic experiment measuring device
RU132234U1 (en) DEVICE FOR DEMONSTRATION OF DOUBLE BEAM EQUILIBRIUM
CN203490870U (en) Multifunctional dynamics demonstration device
CN106153501A (en) A kind of method utilizing spring bead system to carry out coefficient of viscosity measurement
CN106327965B (en) Multifunctional physical experiment instrument
CN207473905U (en) External force is done work and object kinetic energy change relationship demonstration instrument for teaching
JP3209774U (en) Teaching science experiment system
CN204990896U (en) Multifunctional physics experiment apparatus
Cabe et al. Haptic distal spatial perception mediated by strings: Point of closest approach and bypass distance.
CN218729517U (en) Momentum conservation collision tester
CN109300369A (en) High school physics experiment of machanics spring device for measuring force and force measuring method
CN216772638U (en) Demonstration teaching aid for conservative force potential energy conversion
RU2790814C1 (en) Training coil
CN210113624U (en) Demonstration device for high school's biological theory experiments
CN208889135U (en) A kind of freely falling body apparatus for demonstrating

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20170316