RU1774370C

RU1774370C - Mechanics educational instrument

Info

Publication number: RU1774370C
Application number: SU904824192A
Authority: RU
Inventors: Евгений Алексеевич Журавлев
Original assignee: Марийский политехнический институт им.А.М.Горького
Priority date: 1990-04-09
Filing date: 1990-04-09
Publication date: 1992-11-07

Abstract

Изобретение относитс к демонстрационным приборам и позвол ет расширить демонстрационные возможности. Прибор содержит основание, жестко соединенную с ним опору, к которой через прорези винтами прижат один конец пластины, выполненной из ферромагнитного материала, а на другом ее конце, совершающем гармонические колебани относительно основани , установлен шарнир, вл ющийс течкой подвеса стержн ма тника, который имеет возможность свободного качани в вертикальной плоскости. Под свободным концом пластины установлен электромагнит переменною тока. Измен амплитуду колебаний, демонстрируют зависимость угла увода от равновесного положени от амплитуды колебаний точки подвеса. 3 ил.The invention relates to demonstration devices and allows to expand the demonstration capabilities. The device contains a base, a support rigidly connected to it, to which one end of a plate made of ferromagnetic material is pressed through the slots with screws, and a hinge is installed on its other end, which performs harmonic oscillations relative to the base, which is a flow of the suspension of the pivot rod, which has the possibility of free swing in a vertical plane. An electromagnet with alternating current is installed under the free end of the plate. By varying the amplitude of the oscillations, the dependence of the angle of inclination on the equilibrium position on the amplitude of the oscillations of the suspension point is demonstrated. 3 ill.

Description

Изобретение относитс к демонстрационным приборам и позвол ет при изучении курса теоретической механики наблюдать изменение положени устойчивого равновеси физического ма тника при действии на него вибрационных сил инерции.The invention relates to demonstration devices and allows, when studying a course of theoretical mechanics, to observe a change in the position of the stable equilibrium of a physical dummy under the influence of vibrational inertia forces on it.

Цель изобретени - расширение демонстрационных возможностей.The purpose of the invention is the expansion of demonstration capabilities.

На фиг. 1 изображен предлагаемый прибор; на фиг. 2 - прибор при демонстрации устойчивого вертикального положени ма тника; на фиг. 3 - прибор при демонстрации увода положени равновеси ма тника.In FIG. 1 shows the proposed device; in FIG. 2 - a device for demonstrating a stable vertical position of the pendulum; in FIG. 3 - a device for demonstrating the removal of the equilibrium position of the pendulum.

Прибор содержит основание 1, жестко соединенную с ним опору 2. к которой через прорези 3 вингзми 4 прижат один конец пластины 5, выполненной из ферромагнитного материала, а на другом ее конце, совершающем гармонические колебани относительно основани 1, установлен шарнир 6, вл ющийс точкой подвеса стержн ма тника 7, который имеет возможность свободного качани в вертикальной плоскости . Под свободным концом пластины 5 установлен электромагнит 3 переменного тока . Размеры и материалы пластины 5 подобраны так, чтобы обеспечить резонанс на частоте около 50 Гц, Прорези 3 в закрепл емом конце позвол ют измен ть длину пластины 5.The device contains a base 1, a support 2 rigidly connected to it. To which, through the slots 3 of the wingsmi 4, one end of a plate 5 made of ferromagnetic material is pressed, and a hinge 6 is installed at its other end, which performs harmonic oscillations relative to the base 1, which is a point suspension of the pivot rod 7, which has the ability to swing freely in a vertical plane. Under the free end of the plate 5 is mounted an electromagnet 3 of alternating current. The dimensions and materials of the plate 5 are selected so as to provide resonance at a frequency of about 50 Hz. Slots 3 at the fixed end allow the length of the plate 5 to be changed.

Прибор работает следующим образом При подключении катушки электромагнита 8 к сети переменного тока (не на) пластина 5 начинает совершать поперечные гармоничные колебани с частотой возмущающей магнитной силы 50 Гц. Регулиру с помощью винтов 4 длину пластины 5, можно добитьс изменени амплитуды ее колебаний, причем максимальной амплитуде соответствует резонансной режим колебаний пластины 5.The device operates as follows. When the electromagnet 8 coil is connected to an alternating current network (not on), the plate 5 begins to make transverse harmonic oscillations with a frequency of perturbing magnetic force of 50 Hz. By adjusting the length of the plate 5 with screws 4, it is possible to achieve a change in the amplitude of its vibrations, with the maximum amplitude corresponding to the resonant mode of oscillation of the plate 5.

Установив основание 1 прибора на неподвижную горизонтальную поверхность и включив электромагнит, можно продемонстрировать устойчивость вертикального положени равновеси стержн ма тника 7 при нижнем расположении точки подвеса в вмде шарнира 6. Условие, при котором наблюдаетс это вление, имеет видBy installing the base 1 of the device on a fixed horizontal surface and turning on the electromagnet, it is possible to demonstrate the stability of the vertical equilibrium position of the pivot rod 7 with the lower position of the suspension point in the rear of the hinge 6. The condition under which this phenomenon is observed has the form

XJXj

Сл5 ЧC5 H

..

где А-амплитуда колебаний точки подвеса; I - приведенна длина ма тника; Р - кругова частота колебаний подве- where A is the amplitude of the oscillations of the suspension point; I — reduced length of the pendulum; P - circular oscillation frequency of the suspension

са;sa;

g - 9,81 м/с - ускорение свободного падени .g - 9.81 m / s - acceleration of gravity.

Вз в прибор в руки и перевернув его основанием 1 вверх, можно продемонстри- ровать ув°Д положени равновеси стержн ма тника 7 от вертикального. Измен амплитуду колебаний точки подвеса б при помощи прорезей 3 и винтов 4, демонстрируют зависимость величины угла увода от амплитуды колебаний точки подвеса.Taking the device into your hands and turning it upside down with its base 1, you can demonstrate that the rod position of the rod 7 is in equilibrium from the vertical. Changing the amplitude of the oscillations of the suspension point b using the slots 3 and screws 4, demonstrate the dependence of the angle of withdrawal from the amplitude of the oscillations of the suspension point.

Применение предлагаемого прибора расшир ет дидактические возможности при изучении тем Динамика относительного движени , Элементы колебаний в курсе теоретической механики путем демонстрации вли ни вибрационных сил инерции наThe use of the proposed device expands didactic possibilities in the study of topics. Dynamics of relative motion, Elements of oscillations in the course of theoretical mechanics by demonstrating the influence of vibrational inertia forces on

2.2.

устойчивость положени равновеси колебательной системы, расшир етс возможность демонстрации, т.к., поворачива прибор, можно демонстрировать вли ние, направлени колебаний точки подвеса на поведение ма тника.the stability of the equilibrium position of the oscillatory system, the possibility of demonstration is expanded, since by turning the device, it is possible to demonstrate the influence, the direction of vibrations of the suspension point on the behavior of the swivel.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A training device in mechanics, comprising a base with a rigid element fixed at one end thereof, to the other end of the rigid element performing harmonic oscillations, the pivot rod is suspended so that it can swing freely in a vertical plane, characterized in that, in order to expand the possibilities, the rigid element is made in the form of a plate of ferromagnetic material with slots at one end, through which the plate is fixed with screws on the support, and under the other end on Hovhan installed AC electromagnet.

Fig L

4

t

FIG. 2

7

W

l

about

6

Fig.Z

AT