SU1781696A1

SU1781696A1 - Practice device for astronomy and geophysics

Info

Publication number: SU1781696A1
Application number: SU904802587A
Authority: SU
Inventors: Anatolij I Dobrolyubov; Aleksandr V Sokolovskij; Viktor A Dobrolyubov
Original assignee: Inst Tekh Kibernet An Brus
Priority date: 1990-03-14
Filing date: 1990-03-14
Publication date: 1992-12-15

Description

Изобретение относится к учебным и наглядным пособиям по астрономии и геофизике.The invention relates to educational and visual aids in astronomy and geophysics.

Известен геофизический прибор для демонстрации движения (смещения) масс Земли под действием приливообразующих сил, возникающих в Земле вследствие притяжения Луны и Солнца (ДАН СССР, 1983 г., №5, стр. 1097-1099). Недостатком данного прибора является невозможность демонстрации геометрических и временных характеристик движения приливных волн в геосферах Земли.Known geophysical device to demonstrate the movement (displacement) of the masses of the Earth under the action of tidal forces arising in the Earth due to the attraction of the Moon and the Sun (DAN USSR, 1983, No. 5, pp. 1097-1099). The disadvantage of this device is the impossibility of demonstrating the geometric and temporal characteristics of the movement of tidal waves in the geospheres of the Earth.

Известен также учебный прибор по географии и астрономии, содержащий размещенные в основании макеты Солнца, Земли и Луны с кинематическим приводом синхронного вращения.Also known is an educational device for geography and astronomy, containing models of the Sun, Earth and Moon placed at the base with a kinematic drive of synchronous rotation.

Недостатком этого прибора, принятого нами в качестве прототипа, является невозможность демонстрации с его помощью прецессии Луны и демонстрации геометрических и временных характеристик движения приливных волн в геосферах Земли и газовой оболочке Солнца.The disadvantage of this device, adopted by us as a prototype, is the impossibility of demonstrating with its help the precession of the Moon and demonstrating the geometric and temporal characteristics of the movement of tidal waves in the geospheres of the Earth and the gaseous envelope of the Sun.

Целью настоящего изобретения является расширение демонстрационных возможностей прибора путем демонстрации относительных движений Солнца, Земли и Луны, и прецессии Луны, а также расширение дидактических возможностей прибора за счет демонстрации геометрических и временных характеристик движения вершин приливных волн в литосфере и гидросфере и в газовой оболочке Солнца.The purpose of the present invention is to expand the demonstration capabilities of the device by demonstrating the relative movements of the Sun, Earth and Moon, and the precession of the Moon, as well as expanding the didactic capabilities of the device by demonstrating the geometric and temporal characteristics of the movement of tidal wave peaks in the lithosphere and hydrosphere and in the gas shell of the Sun.

1781696 А11781696 A1

Указанная цель достигается тем, что геофизический прибор, содержащий установленную на оси модель Солнца и связанную с ней с помощью водила установленную на оси модель Земли содержит механизм вращения модели Солнца, модель Луны с механизмом. ее обращения вокруг модели Земли, механизм вращения которой выполнен в виде гибкого тросика,: прикреплённого одним концом 'к'оси модели Земли, а другим конц0М1?вТ1зЙЙ С приводом, механизм обращения модели Луны относительно модели Земли содержит эксцентричный наклонный под углом 5°3* приводной шкив, соединенный с приводом.This goal is achieved by the fact that the geophysical instrument containing the model of the Sun installed on the axis and the model of the Earth connected to it with the help of the carrier installed on the axis contains the rotation mechanism of the Sun model, the Moon model with the mechanism. its circulation around the model of the Earth, the mechanism of rotation of which is made in the form of a flexible cable: attached at one end to the axis of the model of the Earth, and at the other end with a drive, the mechanism of circulation of the model of the Moon relative to the model of the Earth contains an eccentric inclined at an angle of 5 ° 3 * drive pulley connected to the drive.

Предложенная конструкция обеспечивает демонстрацию относительного движения Солнца, Земли и Луны, включая собственное вращение Солнца и прецессионное движение Луны,The proposed design provides a demonstration of the relative motion of the Sun, Earth and Moon, including the Sun's own rotation and the Moon's precessional motion,

Как подтверждается действующим макетом прибора, он позволяет наблюдать геометрические и временные характеристики движения Солнца, Земли и Луны, позволяет установить их взаимное расположение в произвольный момент времени и является наглядным учебным пособием по астрономии, геофизике и географии,' а также позволяет установить закономерности движения вершин приливных волн деформации в геосферах Земли, вызванных притяжением Луны и Солнца ив газовой оболочке Солнца, что является важным с позиций теории приливных волн как движущих сил глобальных геофизических процессов, и дифференциального вращения солнечной короны (Добролюбов А.И. Бегущие волны деформации”, Минск, Наука и,техника, 1987).As confirmed by the current layout of the device, it allows you to observe the geometric and temporal characteristics of the movement of the Sun, Earth and Moon, allows you to establish their relative position at an arbitrary moment in time and is a visual textbook on astronomy, geophysics and geography, and also allows you to establish the patterns of movement of the tops of the tidal deformation waves in the geospheres of the Earth caused by the attraction of the Moon and the Sun and the gaseous shell of the Sun, which is important from the standpoint of the theory of tidal waves as driving forces of global geophysical processes, and the differential rotation of the solar corona (Dobrolyubov A.I. Traveling waves of deformation, Minsk, Nauka i, technique, 1987).

На чертеже изображен общий вид прибора, конструктивные особенности его узлов.The drawing shows a general view of the device, the design features of its nodes.

Модель Солнца 1, Земли 2 и Луны 3 выполнены в виде сферических тел с возможностью вращения соответственно вокруг осей α,β,γ . Ось вращения Земли расположена^ на внешнем конце водила 4, обеспечивающего обращение Земли вокруг Солнца, и повернута под углом 23,5° к вертикальной оси, перпендикулярной к плоскости обращения Земли, т.е. к плоскости эклиптики, Ось «вращения модели Солнца перпендикулярна к плоскости эклиптики, угол между плоскостью орбиты Луны и плоскостью эклиптики составляет 5^¹. Таким образом, взаимное расположение осей вращения моделей Солнца, Земли и Луны сортвётствуёт реальному расположению Солнца, Земли и Луны в Солнечной системе.The model of the Sun 1, the Earth 2 and the Moon 3 is made in the form of spherical bodies with the possibility of rotation around the axes α,β,γ respectively. The axis of rotation of the Earth is located at the outer end of carrier 4, which ensures the revolution of the Earth around the Sun, and is rotated at an angle of 23.5 ° to the vertical axis perpendicular to the plane of revolution of the Earth, i.e. to the plane of the ecliptic, The axis of rotation of the model of the Sun is perpendicular to the plane of the ecliptic, the angle between the plane of the Moon's orbit and the plane of the ecliptic is 5^ ¹ . Thus, the mutual arrangement of the axes of rotation of the models of the Sun, Earth, and Moon corresponds to the actual location of the Sun, Earth, and Moon in the solar system.

Относительные скорости вращений и обращений моделей Солнца, Земли и Луны также соответствуют реальным: за один оборот модели Земли вокруг модели 5 Солнца модель Земли совершает 365 оборотов, а модель Луны обращается вокруг модели Земли за время, соответствующееThe relative speeds of rotations and revolutions of the models of the Sun, the Earth and the Moon also correspond to the real ones: for one revolution of the Earth model around the 5 Sun model, the Earth model makes 365 revolutions, and the Moon model revolves around the Earth model in a time corresponding to

27,4 оборотов Земли, т.е. за один лунный месяц.27.4 revolutions of the Earth, i.e. for one lunar month.

Привод прибора состоит из электродвигателя 5 со встроенным редуктором, главного зубчатого редуктора 6 и планетарных ременных передач 7, 8, 9, обеспечивающими вращение Солнца и Земли, 15 обращение Земли вокруг Солнца, и Луны вокруг Земли с требуемыми относительными скоростями. Зубчатый редуктор состоит из шестерен 10-19, расположенных как показано на фиг. 1. Привод редуктора осуще20 ствляется электродвигателем 5 через шкивы 20 и 21_; Вращение водила 4 осуществляется шестерней 19, вращение Луны - шестерней 13, вращающей ось 22 и шкив 23 и далее через гибкий ремень 9 наклонный эксцент25 ричный шкив 24, несущий модель Луны 3.The device drive consists of an electric motor 5 with a built-in gearbox, a main gear reducer 6 and planetary belt drives 7, 8, 9, which ensure the rotation of the Sun and the Earth, 15 the circulation of the Earth around the Sun, and the Moon around the Earth with the required relative speeds. The gear reducer consists of gears 10-19 arranged as shown in FIG. 1. The gearbox drive is carried out by an electric motor 5 through pulleys 20 and 21 _; The rotation of carrier 4 is carried out by gear 19, the rotation of the Moon is carried out by gear 13, which rotates axle 22 and pulley 23, and then through a flexible belt 9, an inclined eccentric pulley 24, carrying the model of the Moon 3.

Вращение Земли осуществляется по кинематической цепи: шестерня 10, валик 25, шкив 26, ремень 8, шкив 27, зубчатая пара 28, 29, гибкий валик 30, модель Земли 2.The rotation of the Earth is carried out along a kinematic chain: gear 10, roller 25, pulley 26, belt 8, pulley 27, gear pair 28, 29, flexible roller 30, Earth model 2.

Числа зубьев шестерен редуктора равны: шестерниЮ, 12,14,16,18 имеют 20 зубьев, шестерни 11, 13, 15, 17, 19, 28 - 74 зубцов, шестерня 29 - 38 зубцов.The number of gear teeth of the gearbox is equal: gear, 12,14,16,18 have 20 teeth, gears 11, 13, 15, 17, 19, 28 - 74 teeth, gear 29 - 38 teeth.

Прибор работает следующим образом.The device works as follows.

При вращении электродвигателя 5 вращение передается водилу 4, осуществляющему обращение модели Земли вокруг модели Солнца по круговой орбите в горизонтальной плоскости эклиптики. Благодаря неподвижности шкива 31 сцепленный с ним гибким ремнем 7 и равный ему по диаметру шкив 32 совершает поступательное движение по круговой траектории, обеспечивая тем самым поступательное движение криволинейному опорному пустотелому валу 33, несущему на своем верхнем конце модель Земли. Тем самым обеспечивается движение в пространстве вращающейся модели Земли, ось вращения которой благодаря этому движется поступательно и постоянно сохраняет свой наклон 23,5° к вертикальной оси эклиптики. Вращение модели Земли 2 Осуществляется гибким тросом 30, соединенным с шестерней 29. Одновременно модель Луны, прикрепленная к шкиву 24 спицей 34 получает движение обращения вокруг модели Земли, сохраняя неизменной плоскость своего обращения и сохраняя неизменной обращенную к Земле сторону. Модель Солнца получает вращение вокруг · 1781696 6 своей оси а , перпендикулярной к плоскости эклиптики, со скоростью 1 оборот заWhen the electric motor 5 rotates, the rotation is transferred to the carrier 4, which revolves the Earth model around the Sun model in a circular orbit in the horizontal plane of the ecliptic. Due to the immobility of the pulley 31, the pulley 32, coupled with it by a flexible belt 7 and equal in diameter to it, performs translational motion along a circular path, thereby providing translational motion to the curved supporting hollow shaft 33, which carries the model of the Earth at its upper end. This ensures the movement in space of a rotating model of the Earth, the axis of rotation of which, due to this, moves forward and constantly maintains its inclination of 23.5 ° to the vertical axis of the ecliptic. The rotation of the Earth model 2 is carried out by a flexible cable 30 connected to the gear 29. At the same time, the Moon model, attached to the pulley 24 with the spoke 34, receives the movement of circulation around the Earth model, keeping the plane of its circulation unchanged and keeping the side facing the Earth unchanged. The model of the Sun receives rotation around · 1781696 6 its axis a , perpendicular to the plane of the ecliptic, at a speed of 1 revolution per

27,4 земных суток, что соответствует средней угловой скорости обращения солнечной короны. 527.4 Earth days, which corresponds to the average angular velocity of the solar corona. 5

Путем поворота наклонного шкива 24 вокруг вертикальной оси (что осуществляется путем поворота опоры 35 шкива 24 вокруг вертикальной оси) можно изменять расположение в пространстве угла наклона пло- 10 скости орбиты Луны, демонстрируя тем самым прецесионное движение Луны.By turning the inclined pulley 24 around the vertical axis (which is done by turning the support 35 of the pulley 24 around the vertical axis), it is possible to change the location in space of the angle of inclination of the plane of the Moon's orbit, thereby demonstrating the precessional motion of the Moon.

Описанный прибор может служить учебным наглядным пособием при изучении астрономии, географии и геофизики в сред- 15 ней и высшей Школе. Он позволяет демонстрировать траектории Земли и Луны относительно Солнца и относительно друг друга, явление прецессии Луны, фиксировать и анализировать конкретные положе- 20 ния этих космических тел, понять физические основы таких явлений как солнечные и лунные затмения, находить величины склонений Солнца и Луны, сизигийные и квадратурные положения Луны и т.п. Кро- 25 метого прибор позволяет демонстрировать траектории приливных бегущих волн деформации на геосферах Земли и в газовой оболочке Солнца, вызванных гравитационным взаимодействием Солнца, Земли и Луны, 30 что позволяет использовать прибор при изучении новой геофизической концепции о приливных бегущих волнах как движущей силе глобальных геофизических процессов и дифференциального вращения солнечной 35 короны (Добролюбов А.И. Бегущие волны деформации, Минск, Наука и техника,The described instrument can serve as an educational visual aid in the study of astronomy, geography, and geophysics in secondary and higher schools. It allows one to demonstrate the trajectories of the Earth and the Moon relative to the Sun and relative to each other, the phenomenon of the precession of the Moon, to fix and analyze the specific positions of these cosmic bodies, to understand the physical foundations of such phenomena as solar and lunar eclipses, to find the declinations of the Sun and Moon, syzygy and quadrature positions of the Moon, etc. In addition, the device makes it possible to demonstrate the trajectories of tidal traveling waves of deformation on the geospheres of the Earth and in the gaseous shell of the Sun, caused by the gravitational interaction of the Sun, Earth, and Moon, 30 which makes it possible to use the device in studying a new geophysical concept of tidal traveling waves as the driving force of global geophysical processes and differential rotation of the solar 35 corona (Dobrolyubov A.I. Traveling deformation waves, Minsk, Science and Technology,

1987 г.). Прибор позволяет установить положение в любой момент времени вершины приливных куполообразных волн на поверхности Земли и Солнца (эти вершины расположены приблизительно на осях Земля-Луна и Земля-Солнце). Таким образом, использование прибора будет способствовать быстрейшему становлению упомянутой новой научной геофизической концепции.1987). The device allows you to set the position at any time of the tops of tidal dome-shaped waves on the surface of the Earth and the Sun (these peaks are located approximately on the Earth-Moon and Earth-Sun axes). Thus, the use of the device will contribute to the rapid development of the mentioned new scientific geophysical concept.

Claims

Claim

Teaching instrument for astronomy and geophysics. containing mounted on the axis. a model of the Sun and a carrier connected to it with the help of a carrier mounted on the axis of the model of the Earth with a model of the Moon revolving around it, and the carrier is associated with the mechanism of revolution of the Earth relative to the model of the Sun, differing from the fact that, in order to expand the demonstration capabilities of the device by demonstrating the relative movements of the Sun, Earth and Moon, and the precession of the Moon model, expanding the didactic capabilities of the device by demonstrating the geometric and temporal movements of the tops of tidal waves in the lithosphere and hydrosphere and the solar corona, the device contains a mechanism for rotating the model of the Sun, the mechanism for rotating the Earth is made in the form of a flexible cable, attached at one end to the axis of the Earth model, at the other end connected to the drive, and the mechanism for reversing the Moon model relative to the Earth model contains an eccentric drive pulley inclined at an angle of 5°3* connected to the drive.