МОДЕЛЬ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ МОМЕНТА СИЛЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ

Модель относится к наглядным учебным пособиям и может найти применение в учебных лабораториях по теоретической механике.
Известна схема модели [1] (рис. 87, стр. 74) для демонстрации момента силы относительно оси, состоящая из станины, тела, приложенного к нему вектора силы F и оси, относительно которой рассмотрен момент этой силы.
Основной недостаток известной модели заключается в том, что она имеет конструктивно неизменяемые параметры, которые не позволяют визуально увидеть, а органами осязания ощутить вращательный эффект, который создает момент силы относительно оси.
Задача, на решение которой направлена полезная модель и технический результат от ее использования, заключается в расширении диапазона возможностей устройства, т.е. для демонстрации вращательного эффекта момента силы относительно оси.
Технический результат достигается тем, что тело, к которому приложена сила, выполнено из материала прямоугольной пластинчатой формы с боковыми приливами, в которых расположено отверстие для проходящего через него вертикального стержня с конусом в верху с возможностью вращения тела относительно этого стержня, геометрическая ось которых является той осью, относительно которой рассматривают момент приложенных сил, а векторы сил выполнены из пластинчатого материала и прикреплены к пластинчатому телу с противоположной от оси стороны с помощью резьбового крепежного элемента.
Такое исполнение модели позволило визуально наблюдать, а рукой осязать и вращать тело вокруг вертикальной оси в направлении действия силы, создающей момент относительно этой оси.
На фиг.1 представлена схема предлагаемой модели.
Модель устроена следующим образом.
Модель (фиг.1) состоит из тела 1, выполненного из материала прямоугольной пластинчатой формы с боковыми приливами. В приливах выполнено отверстие, которым тело шарнирно закреплено на вертикальном стержне 2 с конусом наверху. Стержень 2 жестко закреплен к станине 3. К телу 1 с противоположной от оси 2 стороны жестко закреплены три вектора (стрелки) 4, 5 и 6 с помощью резьбового крепежного элемента с возможностью изменения их направления. Эти векторы изображают соответственно силу F (вектор 4) и ее составляющих, направленных: вектора 5 - перпендикулярно плоскости, проходящей через ось 2, вектора 6 - параллельно оси 2,
Модель работает следующим образом.
Если к телу 1 рукой приложить силу, направленную вдоль вектора 5, создающего момент силы относительно оси 2, то можно визуально наблюдать и рукой ощутить вращение тела относительно оси 2. Если же подействовать на тело вдоль вектора 6, то визуально можно наблюдать и рукой ощутить отсутствие вращающего эффекта от составляющей (вектора 6), направленной параллельно оси 2. Кроме того, с помощью резьбового крепежного элемента, можно изменять направление векторов 4 и 5 сил, а следовательно и направление вращательного эффекта момента силы относительно оси.
Таким образом, предложенная модель действительно расширяет диапазон ее использования, т. е. демонстрирует вращательный эффект момента силы относительно оси как в одном, так и в другом направлениях.
ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ
1. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики: Учеб. для втузов. -10-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1986.-416 с.