УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО МАТЕМАТИКЕ

Полезная модель относится к демонстрационным наглядным пособиям, предназначенным для применения в учебном процессе, в частности, к приборам, которые используются при изучении тригонометрических функций в курсе математики в рамках среднеобразовательной школы.
Известен учебный прибор по математике, содержащий градуированный диск, шарнирно связанную одним концом с его центром планку, второй конец которой шарнирно соединен с вертикальным рычагом, параллельным оси диска и связанным с дополнительной планкой, при этом на диске нанесены шкалы значений тригонометрических функций (Патент США №3359654, кл. G09B 23/04, 1965). Недостатком такого устройства является то, что он не позволяет наглядно демонстрировать величину тригонометрической функции и имеет сложную конструкцию.
Известен также учебный прибор, который имеет вертикальную стойку, соединенную с диском, два взаимно перпендикулярных стрелочных указателя значений функции, установленных в шарнире, соединяющем вертикальный рычаг с планкой, длина которой равна радиусу диска, а дополнительная планка шарнирно соединена с нижним концом вертикального рычага и со стойкой (Патент РФ №2053569, кл. G09В 23/04). Этот прибор взят нами в качестве прототипа.
Недостатками данного прибора являются:
- нарушение методической логики изучения тригонометрических функций, представленной в отечественных школьных учебниках, основанной на использовании понятия единичной окружности, где ось косинусов горизонтальна, а ось синусов вертикальна;
- недостаточная наглядность снятия значений тригонометрических функций;
- сложность конструкции;
- обязательное наличие вертикальной стойки - штатива (судя по конструкции прототипа).
Технической задачей полезной модели является расширение демонстрационных возможностей прибора и упрощение его конструкции.
Поставленная цель достигается тем, учебный прибор, содержащий градуированный диск с нанесенными на нем шкалами углов и их тригонометрических функций, планку, два взаимно перпендикулярных стрелочных указателя значений функций, имеет расположенный за градуированным диском и неподвижно соединенный соосно с ним дополнительный диск, а между дисками установлена планка, шарнирно соединенная одним концом с центром дополнительного диска, а другим концом со стрелочным указателем углов, причем планка соединена шарниром, расположенным от центра дополнительного диска на расстоянии, равном половине радиуса градуированного диска, с центром другой дополнительной планки, длина которой равна радиусу градуированного диска, дополнительная планка на концах шарнирно соединена с ползунами, несущими указатели тригонометрических функций, а ползуны установлены в направляющих, расположенных вдоль выполненных в градуированном диске взаимно перпендикулярных прорезях, при этом направляющие в центре диска имеют разрывы, размеры которых меньше длин ползунов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид прибора, на фиг.2 - разрез по Б-Б, на фиг.3 - способ соединения дисков.
Учебный прибор по математике содержит градуированный диск 1 со взаимно перпендикулярными шкалами значений тригонометрических функций (шкала синусов - ордината - вертикальная, а шкала косинусов - абсцисса - горизонтальна), и круговой шкалой углов, расположенный за градуированным диском 1 и неподвижно соединенный соосно с ним кронштейнами 2 дополнительный диск 3, в пространстве между дисками 1 и 3 находится планка 4, шарнирно соединенная одним концом с центром дополнительного диска 3, а другим концом со стрелочным указателем углов
5, планка 4 соединена шарниром 6, расположенным от центра дополнительного диска 3 на расстоянии, равном половине радиуса градуированного диска 1, с центром другой дополнительной планки 7, длина которой равна радиусу градуированного диска 1. Дополнительная планка 7 на концах шарнирно соединена с ползунами 8 и 9, несущими указатели тригонометрических функций 10 и 11, причем ползуны 8 и 9 установлены в направляющих 12 и 13, расположенных вдоль выполненных в градуированном диске 1 взаимно перпендикулярных прорезях 14 и 15, при этом направляющие 12 и 13 в центре диска 1 имеют разрывы, размеры которых меньше длин ползунов 8 и 9, что обеспечивает переход ползунов с одной половины направляющей на другую.
Прибор работает следующим образом. Поворачивая планку 4, устанавливаем ее указатель на угол, значение тригонометрических функций которого необходимо определить. При этом указатели 10 и 11 укажут соответственно численные значения синуса (на оси 0y) и косинуса (на оси 0х). Это достигается тем, что углы, образуемые обеими планками 0х, равны между собой (они равны углу, тригонометрические функции которого определяются). Масштаб шкал синусов и косинусов выбирается в зависимости от радиуса диска. Наибольшей наглядностью обладает прибор с диском, радиус которого равен 1 м. Диск может подвешиваться к стене или к доске (магнитными силами) учебной аудитории, или размещаться на столах.