Учебный прибор по механике

(51) 09 23/08 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ изобретения,заключается в повышении демонстрационных возможностей,за счет возможности достоверного показа реакции подвижной опоры при любом положении плоскости,на которой она находится. Предложен учебный прибор по механике, содержащий балку, концы которой связаны с установленными на основании подвижно и неподвижно опорами посредством шарниров, каждый из которых выполнен в виде кривошипа с двумя осями, одна из которых установлена в опоре, а другая связана с балкой, и указатели направления действия сил, жестко связанные с кривошипами и расположенные по линии, соединяющей центры осей кривошипов, при этом он снабжен по крайней мере одной упругой связью, соединяющей основание дополнительным указателем направления действия силы,направленным по линии действия упругой связи,отличающийся тем, что основание выполнено с криволинейной выемкой и снабжено подвижной сегментной накладкой, расположенной в выемке под подвижной опорой с возможностью установки под углом к основанию.(72) Асангалиев Елибек Атрауович Асангалиева Мадина Елибековна Дейнеко Павел Федорович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д.Серикбаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО МЕХАНИКЕ(57) Изобретение относится к учебным приборам по теоретической механике и может быть использовано для демонстрации направления реакции цилиндрического шарнира,а также для демонстрации пересечения линий действия трех непараллельных сил, находящихся в равновесии и лежащих в одной плоскости. Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание прибора, обеспечивающего повышенные демонстрационные возможности. Технический результат,получаемый при использовании Изобретение относится к учебным приборам по теоретической механике и может быть использовано для демонстрации направления реакции цилиндрического шарнира,а также для демонстрации пересечения линий действия трех непараллельных сил, находящихся в равновесии и лежащих в одной плоскости. Известен учебный прибор по механике,содержащий балку, концы которой связаны с установленными на основании подвижно и неподвижно опорами посредством шарниров,каждый из которых выполнен в виде кривошипа с двумя осями, одна из которых установлена в опоре,а другая связана с балкой, и указатели направления действия сил, жестко связанные с кривошипами и расположенные по линии, соединяющей центры осей кривошипов (А.с. СССР 879630, кл. 09 23/08, бюл.41, 1981). Недостатком известного прибора являются малые демонстрационные возможности. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является учебный прибор по механике, содержащий балку, концы которой связаны с установленными на основании подвижно и неподвижно опорами посредством шарниров,каждый из которых выполнен в виде кривошипа с двумя осями, одна из которых установлена в опоре,а другая связана с балкой, и указатели направления действия сил, жестко связанные с кривошипами и расположенные по линии, соединяющей центры осей кривошипов, отличающийся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей, он снабжен по крайней мере одной упругой связью,соединяющей основание с балкой и дополнительным указателем направления действия силы, направленным по линии действия упругой связи (А.с. СССР 1014005, кл. 09 23/08, бюл.15, 1983). Основным недостатком данного прибора является также низкие демонстрационные возможности, обусловленные тем, что балка горизонтальна, следовательно, ее конец действует на подвижную опору, вызывая ее реакцию,перпендикулярную балке и направленную вверх,что не дает обоснованного представления о направлении реакции подвижной опоры. Задачей, на решение которой направлено данное изобретение,является создание прибора,обеспечивающего повышенные демонстрационные возможности. Технический результат, получаемый при использовании изобретения,заключается в повышении демонстрационных возможностей, за счет возможности достоверного показа реакции подвижной опоры при любом положении плоскости,на которой она находится. Сущность изобретения заключается в следующем. Предложен учебный прибор по механике, содержащий балку, концы которой связаны с установленными на основании подвижно и неподвижно опорами посредством шарниров,каждый из которых выполнен в виде кривошипа с двумя осями, одна из которых установлена в опоре, а другая связана с балкой, и указатели направления действия сил, жестко связанные с кривошипами и расположенные по линии, соединяющей центры осей кривошипов, при этом он снабжен по крайней мере одной упругой связью, соединяющей основание дополнительным указателем направления действия силы, направленным по линии действия упругой связи, отличающийся тем, что основание выполнено с криволинейной выемкой и снабжено подвижной сегментной накладкой, расположенной в выемке под подвижной опорой с возможностью установки под углом к основанию. На фиг. 1 показан предлагаемый прибор, общий вид на фиг. 2 - разрез по подвижной опоре. Учебный прибор по механике состоит из основания 1, на котором установлена неподвижная опора 2. Шарнир 3 выполнен в виде кривошипа,крайние оси 4 которого (см. также фиг. 2) установлены в опоре 2, а средняя ось 5 размещена в балке 6. Направление действия реакции шарнира 3 показывает указатель направления действия сил 7,который жестко связан с осью 4 и направлен вдоль линии, соединяющей центры осей 4 и 5 в соответствующую сторону. Другой конец балки 6 опирается на подвижную опору 8, шарнир которой выполнен точно так же, как и шарнир 3 неподвижной опоры 2 и снабжен указателем направления действия сил 7. В основании 1 выполнена криволинейная выемка 9, в которой размещена сегментная накладка 10, с возможностью установки ее под углом к основанию. По бокам накладки 10 размещены ограничители 11,жестко связанные с основанием 1 в одном из которых ввинчен болт 12, обеспечивающий неподвижность накладки 10 в заданном положении. Учебный прибор по механике снабжен упругой связью, установленной в прорези балки 6 и выполненной в виде стержня 13, связанного с балкой 6 шарниром 14. Другой конец стержня 13 соединен с пружиной 15 шарниром 16, а посредством шарнира 17 связан с основанием 1. При этом шарнир 17 может перемещаться в криволинейной прорези 18, которая выполнена таким образом, что при различных положениях шарнира 17 пружина 15 натянута с некоторой силой. Направление действия силы пружины,а следовательно, и всей упругой связи показывает указатель 19, жестко связанный со стержнем 13 и установленный вдоль оси, соединяющей его центры шарниров Направления указателей действия сил выбраны таким образом, что они показывают истинные направления сил, действующих на балку 6. Упругая связь может быть установлена как между опорами балки 6, так и на ее концах, за пределами любой из опор, а также может быть установлено две и более таких связей, для демонстрации нескольких сил, приложенных к балке в разных точках. Учебный прибор по механике работает следующим образом. Для демонстрации направлений реакций связей устанавливают упругую связь в различные положения, при этом пружина создает нагрузку на балку, соответствующую внешней силе, а указатель 2 19 показывает направление этой силы. Отпустив болт 12, поворачиваем сегментную накладку 10,например, по часовой стрелке, при этом ее указатель направления действия реакции подвижной опоры 8 в любом положении накладки 10 показывает направление,перпендикулярное опорной поверхности накладки, а направление реакции неподвижной опоры 2 изменяется таким образом,что продолжение линии действия реакции и силы упругой связи, пересекаются в одной точке. Таким образом, возможна демонстрация как реакции подвижной опоры, так и теоремы о трех непараллельных силах, расположенных в одной плоскости и приложенных к телу, которое находится в равновесии. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Учебный прибор по механике, содержащий балку, концы которой связаны с установленными на основании подвижно и неподвижно опорами посредством шарниров, каждый из которых выполнен в виде кривошипа с двумя осями, одна из которых установлена в опоре, а другая связана с балкой, и указатели направления действия сил,жестко связанные с кривошипами и расположенные по линии, соединяющей центры осей кривошипов,при этом он снабжен по крайней мере одной упругой связью,соединяющей основание дополнительным указателем направления действия силы, направленным по линии действия упругой связи, отличающийся тем, что основание выполнено с криволинейной выемкой и снабжено подвижной сегментной накладкой, расположенной в выемке под подвижной опорой с возможностью установки под углом к основанию.