RU1770971C - Учебный прибор по механике - Google Patents

Abstract

Использование, учебные приборы по те- оре ической механике дл  демонстрации составл ющих реакции неподвижной опоры , а также реакции подвижной опоры позвол ет рзсошоить дидактические возможности за счет показа составл ющих реакции подвижной опоры. Сущность изобретени : прибор состоит из балки, концы которой св заны с установленными на основании подвижной опорами посредством шарниров. В средней части балки св зана с основанием упругой св зью. Конец балки св зан с неподвижной опорой двум  шарнирами , оси которых размещены в горизонтальной и вертикальной прорез х. При этом ось одного из шарниров также расположена в вырезах, выполненных в неподвижной опоре. Длина прорезей должна быгь не менее двух радиусов, размещенных в них кривошипов . Дл  демонстрации направлений составл ющих реакции неподвижной опоры , а также реакции подвижной опоры, устанавливают упругую св зь под углом к вертикали. При этом упруга  св зь создает внешнюю силу, котора  пытаетс  переместить балку по горизонтали и вниз, смеща  расположенную в ее прорези ось шарнира вниз, вследствие чего стрелка шарнира устанавливаетс  вертикально в верх по направлению вертикальной составл ющей реакции неподвижной опоры, а ось другого шарнира смещаетс  по горизонтали, вследствие чего его стрелка располагаетс  в гори- зонтальной направлении, показыва  направление горизонтальной составл ющей той же реакции 1 з.п.ф-лы 2 ил.

Description

Изобретечие относитс  к учебным приборам по теоретической механике и может быть использовано дл  демонстрации составл ющих реакции неподвижной опоры, а также подвижной опоры.

Известен учебный прибор по механике, содержащий основание, стрелочный указатель силы, указатели ее составл ющих и средств дл  преобразовани  перемещени  указател  силы в перемещение указателей составл ющих, расположенных по горизонтальной и вертикальной ос м координат.

Недостатком данного прибора  вл ютс  низкие эксплуатационные свойства, обусловленные тем, что он может показать составл ющие силы, котора  существует сама по себе, без св зи с каким-либо телом.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  учебный прибор по механике содержащий балку, концы которой св заны с установленными на основании подвижной и неподвижной опорами посредством шарниров, каждый из которых выполнен в виде кривошипов с двум  ос ми, одна из которых устаноплена в

XI XI

О О х|

опоре, а друга  св зана с балкой, указатели направлени  действи  сил, жестко св занные с кривошипами и расположенные по линии, соедин ющей центры их осей и упругую св зь, соедин ющую основание с балкой , снабженную указателем направлени  действи  силы, и установленную с возможностью взаимодействи  с элементом основани , выполненным в аиде криволинейной прорези.

Основным недостатком данного устройства  вл ютс  узкие дидактические возможности , заключающиес  в том, что на нем нельз  показать составл ющие реакции неподвижной опоры, которые  вл ютс  основными элементами при решении задач по определению реакции опор,

Цель изобретени  - расширение дидактических возможностей прибора за счет возможности показа составл ющих реакций подвижной опоры.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в учебном процессе по механике, содержащем балку, концы которой св заны с установленными на основании подвижной и неподвижной опорами посредством шарниров , каждый из которых выполнен 8 виде кривошипов с двум  ос ми одна из которых установлена на опоре, а друга  св зана с балкой, указатели направлени  действий си , жестко св занные с кривошипом и расположенные по линии, соедин ющей центры их осей и упругую св зь, соедин ющую основание с балкой, снабженную указателем направлени  действи  силы, в отличие от прототипа, неподвижна  опора снабжена вторым кривошипом с указателем направлени  действи  сил, а конец балки, св занный с неподвижной опорой, снабжен горизонтальной и вертикальной прорез ми, в которых размещены оси кривошипов. При этом кривошип, одна из осей которого расположена в горизонтальной прорези неподвижной опоры, выполнен съемным,

Такое выполнение прибора позвол ет расширить дидактические возможности, так как при демонстрации нагружени  балки силой, направленной сверху под каким- либо углом, реакци  неподвижной опоры представл етс  в виде двух составл ющих, из которых одна направлена вертикально вверх, а друга  горизонтально в положительном направлении или отрицательном направлении, в зависимости от того, в какую сторону отклонена внешн   сила, действующа  на балку от вертикали. Така  демонстраци  способствует лучшему усвоению предмета теоретической механики, поскольку в учебном проце ссе при решении задач определ ютс  составл ющие реакций

опор, в данном случае - неподвижной оно ры. Выполнение кривошипа, одна из осей которого расположена в горизонтальной прорези неподвижной опоры, „-мным, позвол ет демонстрировать конкретное на правление реакции неподвижной опоры а также нагл дно доказывать теорему о трех силах, расположенных о одной плоскости приложенных к телу, наход щемус  всос,г нии равновеси ,

На фиг. 1 - схема прибора- на фиг 2 - вид по А - А.

Учебный прибор со механике состоит из балки 1, концы 2 иЗ которой св заны с уст.з

новленными на основании 4 подвижной Е и неподвижной 6 опорами иосрел.с-.ом шар ниров 7, 8 и 9. Каждый шарнир выполнен в виде кривошипа с двум  ос ми (см фиг. л) из которых ось 10 par положена з опоре 5 или

6, а ось 11 в балке 1, при зто н  ос х 10 неподвижно закреплены укзоа ели мапрчл- лени  действи  сил, выпол «енные в вид: стрелок 12, расположенных по , соедин ющей центры осей 10и 11 и нз.фзьленных от оси 13. Б средней части озгжа 1 св зана с основанием 4 упругой св зью содержащей стержень 13 выполнен ый г.ио- но со стрелкой 14 ,ч своОеи,ьом/ к -и / стержн  13 згкр гиечо г.румагт. iij ьк нна  другим копи м с - Чъ -члоом id /станов ленным с возможностью ,,меыеии о в

криволинейной прорези I/ оснований 1 при повороте стержн  13 вокруг оси 1C Конец 2 балки 1 св зан с неподвиу юй

опорой 6 двум  шарнирами 7 и 8 oci 11 которых размещены е горизонтальной 9 ы вертикальной 20 прорез х. При этом ось 10 шарнира 7 также расположена в вырезах 2 1, выполненных в неподвижной опоре 6 Длина прорезей 19 и 20 должна быть не менее двух радиусов размещенных в них кривошипов . Дл  большей нар дности приложени  обеих составл ющих к одной точке стрелка 12, св занна  с кривошипом 7, снабжена

удлинением 22.

Учебный прибор по механике рзб&тает следующим образом. Дл  демонстрации направлений составл ющих реакций неподвижной опоры 6, а также реакции

подвижной опоры 5 устанавливают упругую св зь, как показано на фиг.1. При этом пружина 15 создает внешнюю силу, котора  пытаетс  переместить балку 1 влево и вниз, смеща  расположенную Б ее прорези 19 ось

11 шарнира 7 вниз, вследствие чего стрелка 12 шарнира 7 устанавливаетс  вертикально вверх, показыва  направление вертикальной составл ющей реакции неподвижной опоры 6. Одновременно, расположенна  з прорези 20 ось 11 шаонира 8 смещаетс 

влево, вследствие чего его стрелка 12 располагаетс  в горизонтальном положении, показыва  направление горизонтальной составл ющей той же реакции. Ось 11 шарнира 9 также смещаетс  вниз, а его стрелка 12 устанавливаетс  вертикально вверх, то есть о направлении, перпендикул рном повеохКОС ГИ МОДС1ИЖНОЙ ОПОрЫ 5,

Передвига  шарнир 15 по прорези 17 вправо с проходом вер . мка.тьного положе- им  стрелкой 14 измен ем направление внешней силы, приложенной к балке 1, при этом горизонтальна  составл юща  внешней силы сдвигает балку 1 вправо. Так как подчижнал опооа :; мохот перемещатьс  по основанию 4, а ось 11 шзркир 7 размещена в прорези, то блока 1 встречает сопротивление своему смещению только от шарнира 8, г;оложение которого при действии на его ось 1 : илы, направленной слева,  вл етс  че;/стойчиьь м, т.к. кривошип работает на сжатие, а поэтому он скольз  осью 11 по прорези 20. поворачиваетс  вместе со стрелкой 12 вокруг оси 10 на 180°. показыва , что горизонтальна  составл юща  не- подвижной опоры 6 изменила свое направление на противоположное.

Дл  демонстрации конкретного направлени  реакции неподвижной споры 6, перемещают шарнир 16 в крайнее правое положение, чтсюь1 обеспечить наименьшую деформацию пружины 15, и поднимают конец 2 балки 3 над. неподвижной опорой 6. При этом шарнир 7 выходит из вырезов 21 неподвижной опоры б и, повернув его на 90°, извлекают из прорези 19 балки 1. Теперь по возвращении конца 2 балки 1 на прежнее место, он взаимодействует верхним концом прорези 20 только с шарниром 8, а поэтому последний устанавливаетс  по направлению действующей на него силы от балки 1, показыва  стрелкой 22 направление реакции неподвижной опоры 6, как суммы ее вертикальной и горизонтальной

составл ющих. Показание направлению реакции подвижной опоры 5 при этом не измен етс . При этом состо нии прибора можно продемонстрировать теорему о трех непараллельных силах, расположенных в одной плоскости и приложенных к телу, которое находитс  в равновесии, путем установки прибора на демонстрационной доске и прочерчивани  продолжени  линий действи  всех сил, до их пересечени  в одной точке. Технико-экономическа  эффективность предлагаемого прибора по сравнению с прототипом заключаетс  в расширении его дидактических возможностей за счет возможности демонстрации составл ющих реакции неподвижной опоры.

Claims (2)

1.Учебный прибор по механике, содержащий балку, концы которой св заны с установленными на основании подвижной и неподвижной опорами посредством шарниров , каждый из которых выполнен в виде кривошипов с двум  ос ми, одна из которых установлена в опоре, а друга  св зана с балкой, указатели направлени  действи  сил, жестко св занные с кривошипами и расположенные по линии, соедин ющей центры из осей и упругую св зь, соедин ющую основание с балкой, снабженную указателем направлени  действи  силы, о т л и- чающийс  тем, что, с целью расширени  дидактических возможностей за счет возможности показа составл ющих реакции неподвижной опоры, последн   снабжена вторым кривошипом с указателем направлени  действи  сил, а конец балки, св занный с неподвижной опорой, имеет горизонтальную и вертикальную прорези, в которых размещены оси кривошипов.

2.Прибор по п.1,отличающийс  тем, что кривошип, одна из осей которого расположена в горизонтальной прорези неподвижной опоры, выполнен съемным.

7 8 I 26 15 13 13 14 17

Фаг.I

f

ЛУ / г/ /