SU1603423A1 - Учебный прибор по механике - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к учебно-демонстрационным приборам по механике и физике и может быть использовано дл  демонстрации  влени  прецессии гироскопа. Цель изобретени  - повышение эксплуатационных свойств прибора за счет исключени  ударных нагрузок на ось и повышение нагл дности за счет возможности замедлени  переходных процессов  влени  процессии. Учебный прибор по механике состоит из корпуса, состо щего из двух частей, основани  и прикрепленной к нему с возможностью поворота стойки, на которой смонтированы неподвижна  и подвижна  опоры. В этих опорах установлена ось, на которой жестко закреплен маховик и установлен подвижно вдоль оси диск, который выполнен в виде магнита. Под диском расположен полый магнит, закрепленный с возможностью перемещени  вдоль стойки, при этом одноименные полюса диска и полого магнита размещены друг около друга, что не позвол ет им соприкасатьс , и таким образом перемещение полого магнита сопровождаетс  перемещением диска. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к учебно-демонст- рационнмм при -эрам по механике и физике и может быть использовано дл  демонстрации  влени  прецессии гироскопа.

Цель изобретени  - повышение эксплуатационных свойств прибора за счет ликвидации ударных нагрузок на ось и повышение нагл дности за счет замедлени  переходных процессов  влени  прецессии.

На чертеже изображен предлагаемый прибор , общий вид с частичными разрезами.

Прибор состоит из маховика 1 колоколо- образной формы, закрепленного на оси 2 или выполненного с ней заодно. Диск 3 установлен подвижно вдоль оси 2, а его вращение вместе с осью 2 обеспечиваетс  установочным винтом 4, конец которого расположен в шпоночной канавке 5 оси 2. Диск 3 выполнен в виде магнита и установлен над полым магнитом 6, при этом их одноименные полюса обращены друг к другу, а масса

диска 3 выбрана такой, чтобы магнитные силы не давали соприкасатьс  с полым магнитом 6, который размешен в диа- или парамагнитной обойме 7, другой конец которой охватывает стойку 8 и может быть закреплен посредством винта 9 на необходимой высоте. Маховик I и ось 2 также выполнены из диа- или парамагнитного материала . На оси 2 имеетс  буртик 10, обеспечивающий предельное нижнее положение диска 3, а также остри  11 и 12, одно из которых размещено в неподвижной опоре 13, а другое - в подвижной опоре 14, выполненной в виде винта, ввинченного в горизонтальную верхнюю часть 15 стойки 8. Стойка 8 хвостовиком 16 поворотно закреплена болтом 17 в проушине 18 основани  19 и составл ет вместе с основанием 19 корпус прибора .

Масса маховика 1, диска 3 и оси 2 рассчитана так, чтобы при расположении диска 3 в

О5

о со го

со

положении, изображенном на чертеже, центр т жести подвижной системы был выше опоры 13, а при положении диска 3 в соприкосновении с буртиком 10 ниже опоры 13.

На хвостовике 16 стойки 8 могут быть нанесены делени  в градусах, а на проушине 18 диска - риска, служаща  дл  отсчета угла поворота стойки 8, относительно основани  19.

Прибор работает следующим образом.

Устанавливают подвижную опору 14 так, чтобы ось 2 со всеми детал ми легко вращалась, но не могла выйти из опор. После этого раскручивают маховик 1, например, намотав на него нить и быстро смотав с него эту нить одним рывком. Вывинчива  из горизонтальной части 15 подвижную опору 14, освобождают верхний конец оси 2.

8этом положении можно продемонстрировать устойчивость гироскопа путем нанесе- Ни  на ось 2 или на маховик 1 легких ударов, что вызывает возникновение в оси 2 незначительной вибрации, но вертикальность оси 2 сохран етс .

Дл  демонстрации изменени  величины и направлени  угловой скорости прецессии расслабл ют болт 17 и поворачивают стойку 8 на некоторый угол от вертикали, после чего болт 17 закрепл ют,-а подвижную опору 14 устанавливают в соприкосновение с острием 11 оси 2. При этом диск 3 находитс 

9положении, изображенном на чертеже, а центр т жести подвижной системы - выще остри  12. В том состо нии раскручиваетс  ось 2 со всеми элементами, св занными с ней, а подвижна  опора 14 вьтинчиваетс , освобожда  острие 11 оси 2. Под действием собственного веса подвижной системы ось 2 совершает прецессионное движение с посто нной угловой скоростью, величина которой пропорциональна рассто нию от центра т жести вращающихс  элементов до опорной точки остри  12 оси 2. Направление прецессии при этом совпадает с направлением В1ращени  маховика 1.

Теперь, раскрепл   винт 9, медленно опускают oбJOЙмy 7, а вместе с ней опускаетс : и полый магнит 6, вследствие чего диск 3 также опускаетс  до соприкосновени  с буртиком 10 оси 2, а полый магнит 6 опускают До тех пор, пока не прекратитс  его действие на диск 3 (на чертеже показано пунктиром), а центр т жести вращающейс  системы не установитс  ниже опорной точки остри  12 оси 2. При таком медленном опускании полого магнита 6 прецесси  сначала уменьшаетс  до нул  при положении, в

котором центр т жести подвижной системы совпадает с опорной точкой остри  12 оси 2, а потом измен етс  направление прецессии на противоположное, т. е. становитс  проти- 5 воположным вращению маховика 1. Изменени  величины и направлени  прецессии можно пронаблюдать и при подъеме полого магнита 6, при котором, благодар  его взаимодействию с диском 3, последний будет

0 отрыватьс  от буртика 10 оси 2, а все  влени  прецессии будут воспроизводитьс  в обратном пор дке.

Преимущество предлагаемого прибора (по сравнению с известными) заключаетс  в том, что благодар  выполнению средства

15 дл  изменени  положени  диска в виде полого магнита, охватывающего ось, выполнению диска также в виде магнита и установке его над полым магнитом одноименными полюсами .друг к другу и выполнению оси и маховика

20 парамагнитного материала повышаютс  эксплуатационные свойства прибора и его нагл дность, так как изменени  прецессии происход т в течение времени, которое можно измен ть в широких пределах, при этом исключаютс  ударные нагрузки на

5 ось как в осевом, так и в окружном направлении .

Claims (2)

1. Учебный прибор по механике, содер0 жащий корпус со стойкой, опоры, верхн   из которых подвижна в осевом направлении и соединена со стойкой, опирающуюс  на опоры заостренными концами ось, установленные на оси неподвижный маховик и подвижный вдоль оси диск и средство дл 

S изменени  положени  диска, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эксплуатационных свойств за счет ликвидации ударных нагрузок на ось и повышени  нагл дности за счет возможности замедлени  пере0 ходных процессов  влени  прецессии, средство дл  изменени  положени  диска выполнено в виде полого магнита, охватывающего ось и установленного подвижно вдоль оси, диск выполнен из магнитного материала и установлен на оси над полым магнитом

5 одноименным полюсом к нему, а ось и маховик выполнены из диа- или парамагнитного материала.

2. Прибор по п. 1, отличающийс  тем, что стойка закреплена на основании с возможностью поворота, а нижн   опора и полый

магнит имеют кронштейны дл  фиксации на стойке.