книги из ГПНТБ / Радченко, А. К. Методика демонстрационного эксперимента по технической механике учебное пособие

назначены для демонстрации опытов по теме «Силы инер­ ции в криволинейном движении».

1. Прибор «Тела неравных масс» 6 состоит из скобы,

выгнутые концы которой соединены стержнем. На стер­

жень надеты два тела различной массы, соединенные между собой нитью. Скоба укреплена на конусном

Рис. 2.18

стержне, который служит для установки прибора в шпин­ деле центробежной машины.

2. Центробежный регулятор 4 представляет собой два стержня с металлическими шарами на концах, неподвиж­ но укрепленные в верхней части основного вертикального

стержня. Эти стержни шарнирно связаны муфтой, сколь­ зящей по вертикальному стержню. Между муфтой и верх­

ней частью вертикального стержня находится пружина,

которая при подъеме муфты сжимается и стремится по­ ставить муфту в исходное положение.

50

3.Шарик со спиральной пружиной 5. Свободный ко­

нец пружины крепится на оси стального диска 8.

4.Жестяной диск 3 диаметром 20 см с нитью, закреп­

ленной на его ободе.

5.Тахометр 1 с гибким валом 2.

6.Г-образный стержень с маятниками 7.

2.3.12. Наклонная плоскость с набором принадлежностей

Наклонная плоскость (рис. 2.19) представляет собой п-образную стойку 5 с опорной деревянной плоскостью 1,

которая подвешивается цапфами к подвижной оси 6.

Одна поверхность плоскости 1 — гладкая и предна­ значена для скольжения тел, вторая поверхность имеет

два желоба для направления движения скатывающихся тел — шаров, тележки при демонстрации опытов по теме «Импульс тела» и «Импульс силы». (Опыты хорошо из­

вестные из курса физики.) На одном конце плоскости

имеются две цапфы и стержень для крепления блока, на втором—стопор, предназначенный для остановки тел, движущихся по наклонной плоскости.

На боковых поверхностях стойки имеются продольные пазы, вдоль которых может перемещаться ось 6, и угло­ мерная шкала. Ось 6 можно закрепить на необходимой высоте при помощи гаек типа барашек. На концах оси нарезана резьба, диаметр которой меньше диаметра оси.

Рис. 2.20

4) стальная полоса 7 с поперечной планкой на одном его конце; 5) брусок 9 с транспортиром.

2.3.13. Диск вращающийся с набором принадлежностей

Основным рабочим узлом, на котором монтируются

ков на короткий стальной стержень подставки 1. На диске закреплен двухступенчатый шкив с соотношением диа­ метров 1 : 2. Для крепления деталей в диске просверлены

отверстия.

Кдиску прилагаются следующие детали: стержень 12

стремя подвешенными на нитях шариками, цилиндри­

ческая стойка 7, маятниковый тахометр 10, каток 6 мас­

* Выпускает промышленность для оборудования физического кабинета.

52

сой 250 г, каток 3 массой 500 г, колодка 5 с роликом для тесьмы, тесьма 4 с карабином, крючком и пряжкой, дуга 8 проволочная с шариком на нити, трубка 9 с жело­

бом, наконечник 2.

P и с. 2.21

Прибор предназначен для демонстрации опытов при изучении вращательного движения твердого тела.

2.3.14. Прибор для определения мощности мотора методом ленточного тормоза *

Прибор (рис. 2.21), выпускаемый промышленностью для оборудования физического кабинета, можно исполь­ зовать при изучении темы «Ременные передачи» и для проведения лабораторной работы по динамике — «Опре­ деление мощности электродвигателя методом ленточного тормоза».

* Прибор имеет открытые металлические части под напряже­ нием 220 В. Поэтому при работе с ним необходимо его располагать в удалении от токоносящих и заземленных металлических деталей.

53.

Прибор представляет собой коллекторный электро­ двигатель мощностью 40 Вт, напряжением 127 или 220 В, смонтированный на горизонтальной панели. На панели установлены: стойка с продольной прорезью, по которой перемещается планка 2 с прикрепленными к ней двумя

динамометрами 3, держатель со счетчиком 5 числа обо­ ротов и пусковой реостат 1. На ось электродвигателя одет деревянный шкив диаметром 60 мм с выступами по сто­ ронам. Шкив охватывается ленточным тормозом 4, концы которого связаны с динамометрами. Ось электродвигате­ ля выходит за торец шкива и имеет фрикционное соеди­ нение со счетчиком оборотов.

Прибор через реостат включается в сеть соответствую­

щего напряжения.

2.3.15. Прибор для статической и динамической

балансировки

Прибор (рис. 2.22) состоит из вращающегося на оси диска, укрепленного с помощью стоек на основании при­ бора. Для уменьшения силы трения ось вращается в ша­ рикоподшипниках. Диск имеет четыре радиальных от­ верстия, повернутых относительно друг друга на 90° и че­ тыре отверстия, перпендикулярные к плоскости диска. Все отверстия имеют резьбовую нарезку, в которые мож­ но ввинчивать винты с массивными головками. Винты

служат для изменения положения центра тяжести диска.

Для опытного выявления и устранения динамической

неуравновешенности диска его можно приводить в

сравнительно быстрое вращение нитью, намотанной на ось.

2.3.16. Прибор для определения момента инерции тела

Прибор (рис. 2.23) представляет собой вращающуюся на оси 3 крестовину. Ось 3 с помощью стоек 4 укреплена на основании прибора. Для уменьшения силы трения она вращается в шарикоподшипниках.

Крестовина изготовлена в виде втулки 2 с симметрич­ но ввинченными в нее стальными спицами, на которых находятся тела 1 равной массы. Эти тела можно легко

передвигать по спицам и фиксировать их на любом рас­ стоянии от оси вращения стопорным винтом. Спицы име-

54

ют шкалу с ценой деления 1 см для определения положе­ ния тел на спицах от оси вращения.

торого можно изменить, если нить намотать на втулку

крестовины либо изменить величину груза Р.

Прибор предназначен для демонстрации опытов по теме «Момент инерции тела». C помощью его можно до­ казать учащимся, что мерой инертности тела (крестови­ ны) при вращательном движении является осевой момент инерции

который играет такую же роль, какую масса — при по­

ступательном движении. Кроме того, можно опытным путем определить момент инерции всей вращающейся си­ стемы, а также отдельного груза, закрепленного на одной из спиц крестовины.

2.4. ПРИБОРЫ ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ

2.4.1. Набор по теме «Деформация»

Внабор входят:

1)модель (рис. 2.24) упругого тела 6, выпускаемая

промышленностью для оборудования школьного физиче­ ского кабинета, состоит из одинаковых деревянных пли­

ток, соединенных между собой спиральными пружинами.

Модель предназначена для демонстрации различных

видов деформаций: растяжения, сжатия, кручения, изги­

ба и сдвига. Один из недостатков этого прибора заклю­ чается в том, что при демонстрации растяжения, сжатия нельзя одновременно показать изменение поперечных размеров тела;

2)резиновый брус 4 с продольными и поперечными линиями;

3)два резиновых жгута 3 из одинакового материала,

но при прочих равных размерах ширина одного в два ра­

за больше другого;

4)деревянная балка 7 с отвесами в фиксированных

еесечениях. Отвесы служат для наблюдения поворота этих сечений балки при ее изгибе;

56

5) две балки с ребрами жесткости 5. Каждая балка состоит из отдельных деревянных плиток, жестко связан­ ных между собой стальной полосой, проходящей через одну из главных плоскостей. Через деревянные плитки

перпендикулярно к плоскости стальной полосы проходят стальные спицы для более наглядного наблюдения по­

ворота сечений балки при ее изгибе. Каждая балка имеет

Рис. 2.24

пазы, в которые вставляются стальные стержни-ребра жесткости;

6)стальная и деревянная линейки и полоса из алю­ миния 2;

7)двутавровая балка 1, выпускаемая промышлен­ ностью для оборудования школьного физического каби­

нета.

2.4.2.Прибор для деформации кручения

Прибор (рис. 2.25) состоит из резинового вала 2, за­ крепленного при помощи полуосей в стойках 1 и 3. На свободных концах полуосей имеются жестко насаженные диски 4 и 11. На диске 4 имеется ручка 5 с фиксатором,

с помощью которой можно вращать диск 4, а следова­ тельно, и вал. На стойке 3 нанесена угломерная шкала с

ценой деления 5°. По повороту радиальной линии на дис-

57

ке 4 определяют угол закручивания свободного конца вала.

Угол закручивания любого сечения вала можно опре­

делить с помощью подвижкой шкалы 8 и стрелки 7, ко­ торая может быть укреплена на валу в любом ее сечении хомутиком 6, изготовленным из пружинной стали.

Основная часть прибора — резиновый вал, который подвергается деформации кручения. На внешней поверх-

Puc. 2.25

ности вала нанесены продольные и кольцевые линии раз­ личного цвета для наблюдения кручения вала, на торце

вала со стороны диска 11 — радиальные линии.

Стойка 3 имеет ряд отверстий, центры которых лежат на дуге радиусом, равным расстоянию между центром диска и ручкой фиксатора. Отверстия на стойке 3 служат для фиксирования диска 4 относительно стойки <3. Этим мы фиксируем и конец вала, который жестко закреплен на полуоси вместе с диском 4.

К диску 11 рычагом 9 и грузами прижимается колод­ ка 10 для создания тормозного момента.

Прибор предназначен для демонстрации опытов по теме «Кручение» в курсе технической механики. Прибор позволяет показать деформации, возникающие при за­

кручивании, определять угол закручивания и модуль сдвига материала. Применение стопора и тормозного

58

устройства позволяет демонстрировать деформации вала как при закрепленном его конце, так и в процессе враще­ ния вала.

2.4.3. Гидравлический пресс

Пресс* (рис. 2.26) состоит из следующих основных ча­

стей: большого цилиндра 8, крестообразной колонки 3 с манометром 13 и предохранительным клапаном, малого

цилиндра 17 с насосом, бака для масла и подставки 7, на

которой смонтирован прибор. Над поршнем укреплена на двух прочных стальных стержнях верхняя плита И. На стержнях на высоте 7—8 см нанесены поперечные круго­

вые риски, показывающие предел подъема поршня, кото­

рый движется в большом цилиндре. Для выпуска воздуха из цилиндра на его стенке имеется вентиль.

Малый цилиндр служит для нагнетания масла и явля­ ется одновременно насосом для подачи масла в пресс. Поршень насоса приводится в движение рукояткой 16.

* Выпускается промышленностью для оборудования школьного физического кабинета. Автором разработано приспособление для определения удлинения стального образца и приспособление для определения твердости по Бринеллю.

59