RU39420U1

RU39420U1 - Модель для демонстрации независимости покоя и движения центра масс твердого тела от действия на него вращающего момента

Info

Publication number: RU39420U1
Application number: RU2004107320/22U
Authority: RU
Inventors: Н.П. Митягин; С.П. Пирогов
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2004-07-27

Abstract

Предлагаемая модель относится к учебно-наглядным пособиям по теоретической механике и предназначена для наглядной иллюстрации закономерностей движения центра масс твердого тела. Техническим результатом настоящего предложения является повышение наглядности. Модель состоит из тела, на котором закреплена петля, положение которой не совпадает с центром масс. К петле прикрепляется упругий тросик, верхний конец которого закрепляется в приводе вращательного движения. Центр масс ярко обозначен (например, яркой краской) для большей наглядности.

Description

Полезная модель относится к учебно-наглядным пособиям по теоретической механике и предназначена для наглядной иллюстрации одного из проявлений теоремы о движении центра масс механической системы, а именно: независимость покоя и движения центра масс системы от воздействия на нее вращающих моментов.

Известна теорема о движении центра масс механической системы:

где М - масса системы, - ускорение центра масс, - главный вектор внешних сил /1/.

Из теоремы следует, что вращающие моменты, действующие на механическую систему, не вызывают ускорения ее центра масс, т.е. не изменяют покоя или движения центра масс.

За прототип предлагаемого устройства принята «Модель для демонстрации устойчивости вращательного движения твердого тела» /2/. Она содержит тело в форме параллелепипеда, выполненного из однородных стержней, расположенных по его ребрам, а в центре симметрии параллелепипеда закреплен шарик с петлями для прикрепления его к вертикальному упругому тросику, приводящему параллелепипед во вращательное движение вокруг вертикальной оси.

В этом устройстве, предназначенном для демонстрации устойчивых и неустойчивых вращении параллелепипеда вокруг его главных центральных осей инерции, тело подвешено в центре масс, и поэтому

естественно, что центр масс (шарик) сохраняет первоначальное состояние покоя или движения.

Для демонстрации независимости покоя или движения центра масс от действия вращающего момента в общем случае необходимо, чтобы петли для прикрепления тела к упругому тросику не совпадали по своему расположению с центром масс тела, при этом, для большей наглядности, центр масс следует ярко обозначить.

Техническим результатом является повышение наглядности действия закона независимости покоя и движения центра масс твердого тела от действия на него вращающего момента.

Указанный технический результат достигается тем, что модель для демонстрации независимости покоя и движения центра масс твердого тела от действия на него вращающего момента, состоящая из тела, на котором закреплена петля для прикрепления его к вертикальному упругому тросику, передающему вращающий момент от привода к телу, причем петля смещена от положения центра масс тела, а положение центра масс ярко обозначено.

Предлагаемая модель показана на фиг.1 и 2 в двух вариантах:

На фиг.1 тело представляет собой однородный плоский треугольник, а на фиг2. - несимметричная гантель.

Модель состоит из тела 1, на котором закреплена петля 2, положение которой не совпадает с центром масс С. К петле 2 прикрепляется упругий тросик 3, верхний конец которого закрепляется в приводе вращательного движения 4. Центр масс С ярко обозначен (например, яркой краской) для большей наглядности.

Модель действует следующим образом. Подвешивают тело 1 с помощью петли 2 к тросику 3, верхний конец которого прикрепляют к приводу 4. До включения привода тросик 3, петля 2 и центр масс С под действием силы тяжести располагаются на одной вертикали. Сообщают телу 1 постоянный вращающий момент (то есть включают привод 4 на

постоянной частоте вращения). Наблюдают вращательное движение тела 1, при этом центр масс С сохраняет состояние покоя, петля 2 совершает движение, а тросик 3 описывает коническую поверхность.

Эти опыты наглядно подтверждают тот факт, что движение центра масс системы не зависит от воздействия на систему вращательных моментов.

Claims

Модель для демонстрации независимости покоя и движения центра масс твердого тела от действия на него вращающего момента, состоящая из тела, на котором закреплена петля для прикрепления его к вертикальному упругому тросику, передающему вращающий момент от привода к телу, отличающаяся тем, что петля смещена от положения центра масс тела, а положение центра масс ярко обозначено.