Механика твердого тела. Семенов М.В - 9 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

9
Ëåêöèîííûå äåìîíñòðàöèè
1.6. Ñëîæåíèå âðàùàòåëüíîãî äâèæåíèÿ ñ ïîñòóïàòåëüíûì,
ìãíîâåííàÿ îñü âðàùåíèÿ (äèñê ñ òî÷êàìè)
Áåëûé äèñê ñ ÷¸ðíûìè òî÷êàìè óêðåïë¸í íà âàëó ýëåêòðîäâèãàòåëÿ,
êîòîðûé óñòàíîâëåí íà òåëåæêå òàê, ÷òî ïëîñêîñòü äèñêà âåðòèêàëüíà. Òåëåæ-
êà ìîæåò äâèãàòüñÿ ïî ðåëüñàì,
óëîæåííûì íà àóäèòîðíîì ñòî-
ëå, à äèñê îáðàù¸í ê àóäèòî-
ðèè (ðèñ. 1.6).
Ïîñëå âêëþ÷åíèÿ äâèãà-
òåëÿ ïðè íåïîäâèæíîé òåëåæêå
íàáëþäàþò, ÷òî òî÷êà â öåíòðå
äèñêà, ëåæàùàÿ íà îñè äâèãàòå-
ëÿ, íåïîäâèæíà, à îñòàëüíûå
âðàùàþòñÿ âîêðóã íå¸. Çàòåì äå-
ìîíñòðàòîð áåð¸ò òåëåæêó â ðóêè
è áûñòðî îïèñûâàåò åþ îêðóæ-
íîñòè â ïëîñêîñòè, ïàðàëëåëü-
íîé äèñêó. Ïðè ýòîì íåïîäâèæ-
íûìè êàæóòñÿ òî÷êè, óæå íå ëå-
æàùèå â öåíòðå äèñêà.
Ïîòîì òåëåæêà âíîâü ñòàâèòñÿ íà ðåëüñû, è äåìîíñòðàòîð íà÷è-
íàåò äâèãàòü å¸ òî â îäíó, òî â äðóãóþ ñòîðîíó. Ïðè ýòîì «íåïîäâèæíûå»
òî÷êè íàáëþäàþòñÿ òî âûøå, òî íèæå öåíòðà äèñêà.
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ñìåùåíèå îñè âðàùåíèÿ õîðîøî çàìåòíî ëèøü
â ìîìåíòû ïîâîðîòà, ò.å. ïðè èçìåíåíèè ñêîðîñòè òåëåæêè. Ýòî ñâÿçàíî ñ
òåì, ÷òî íàáëþäàòåëü íåïðîèçâîëüíî ñëåäèò çà òåëåæêîé, è ãëàçà «îòñòàþò»
îò íå¸ òîëüêî ïðè íàëè÷èè óñêîðåíèÿ. ×òîáû çàìåòèòü ñìåùåíèå ìãíîâåííîé
îñè âðàùåíèÿ ââåðõ èëè âíèç ïðè äâèæåíèè òåëåæêè ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñ-
òüþ, íàäî îñòàâèòü â ïîëå çðåíèÿ òîëüêî ÷àñòü ïëîñêîñòè äèñêà ñ òî÷êàìè,
ïðèêðûâ îò íàáëþäàòåëåé äâèæóùóþñÿ òåëåæêó è êðàÿ äèñêà íåïîäâèæíûì
ýêðàíîì ñ îòâåðñòèåì ïîäõîäÿùåãî ðàçìåðà.
1.7. Ñëîæåíèå óãëîâûõ ñêîðîñòåé (âîë÷îê)
Êðóãëàÿ ïîäñòàâêà-äèñê ìîæåò ïðè-
âîäèòüñÿ âî âðàùåíèå âîêðóã âåðòèêàëüíîé
îñè, óêðåïë¸ííîé íà ìàññèâíîì îñíîâàíèè.
Íà ïîäñòàâêå ëåæèò âîë÷îê, ñíàáæ¸ííûé
âûäâèæíîé îñüþ (ðèñ. 1.7à). Óñòàíîâêà ïîçâî-
ëÿåò ïðîäåìîíñòðèðîâàòü ñëîæåíèå óãëîâûõ
ñêîðîñòåé è èçìåíåíèå ïîëîæåíèÿ ìãíîâåí-
íîé îñè âðàùåíèÿ â ðàçíûõ ñèñòåìàõ îòñ÷¸òà.
Âîë÷îê óñòàíàâëèâàþò â íàêëîí-
íîì ïîëîæåíèè íà ïîäñòàâêó, íåìíîãî
âûäâèíóâ îñü è çàêðåïèâ å¸ öàíãîâûì çà-
æèìîì. Îñòðèå îñè ïðè ýòîì äîëæíî íà-
õîäèòüñÿ â óãëóáëåíèè â öåíòðå äèñêà. Ïðè
íåïîäâèæíîì äèñêå òîëêàþò îñü âîë÷êà
òàê, ÷òîáû îí íà÷àë ïåðåêàòûâàòüñÿ ïî
äèñêó áåç ïðîñêàëüçûâàíèÿ.
Ðèñ.1.6
Ðèñ.1.7à
Ëåêöèîííûå äåìîíñòðàöèè                                                 9

        1.6. Ñëîæåíèå âðàùàòåëüíîãî äâèæåíèÿ ñ ïîñòóïàòåëüíûì,
        ìãíîâåííàÿ îñü âðàùåíèÿ (äèñê ñ òî÷êàìè)
        Áåëûé äèñê ñ ÷¸ðíûìè òî÷êàìè óêðåïë¸í íà âàëó ýëåêòðîäâèãàòåëÿ,
êîòîðûé óñòàíîâëåí íà òåëåæêå òàê, ÷òî ïëîñêîñòü äèñêà âåðòèêàëüíà. Òåëåæ-
êà ìîæåò äâèãàòüñÿ ïî ðåëüñàì,
óëîæåííûì íà àóäèòîðíîì ñòî-
ëå, à äèñê îáðàù¸í ê àóäèòî-
ðèè (ðèñ. 1.6).
        Ïîñëå âêëþ÷åíèÿ äâèãà-
òåëÿ ïðè íåïîäâèæíîé òåëåæêå
íàáëþäàþò, ÷òî òî÷êà â öåíòðå
äèñêà, ëåæàùàÿ íà îñè äâèãàòå-
ëÿ, íåïîäâèæíà, à îñòàëüíûå
âðàùàþòñÿ âîêðóã íå¸. Çàòåì äå-
ìîíñòðàòîð áåð¸ò òåëåæêó â ðóêè
è áûñòðî îïèñûâàåò åþ îêðóæ-
íîñòè â ïëîñêîñòè, ïàðàëëåëü-
íîé äèñêó. Ïðè ýòîì íåïîäâèæ-
íûìè êàæóòñÿ òî÷êè, óæå íå ëå-                      Ðèñ.1.6
æàùèå â öåíòðå äèñêà.
        Ïîòîì òåëåæêà âíîâü ñòàâèòñÿ íà ðåëüñû, è äåìîíñòðàòîð íà÷è-
íàåò äâèãàòü å¸ òî â îäíó, òî â äðóãóþ ñòîðîíó. Ïðè ýòîì «íåïîäâèæíûå»
òî÷êè íàáëþäàþòñÿ òî âûøå, òî íèæå öåíòðà äèñêà.
        Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ñìåùåíèå îñè âðàùåíèÿ õîðîøî çàìåòíî ëèøü
â ìîìåíòû ïîâîðîòà, ò.å. ïðè èçìåíåíèè ñêîðîñòè òåëåæêè. Ýòî ñâÿçàíî ñ
òåì, ÷òî íàáëþäàòåëü íåïðîèçâîëüíî ñëåäèò çà òåëåæêîé, è ãëàçà «îòñòàþò»
îò íå¸ òîëüêî ïðè íàëè÷èè óñêîðåíèÿ. ×òîáû çàìåòèòü ñìåùåíèå ìãíîâåííîé
îñè âðàùåíèÿ ââåðõ èëè âíèç ïðè äâèæåíèè òåëåæêè ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñ-
òüþ, íàäî îñòàâèòü â ïîëå çðåíèÿ òîëüêî ÷àñòü ïëîñêîñòè äèñêà ñ òî÷êàìè,
ïðèêðûâ îò íàáëþäàòåëåé äâèæóùóþñÿ òåëåæêó è êðàÿ äèñêà íåïîäâèæíûì
ýêðàíîì ñ îòâåðñòèåì ïîäõîäÿùåãî ðàçìåðà.

       1.7. Ñëîæåíèå óãëîâûõ ñêîðîñòåé (âîë÷îê)
       Êðóãëàÿ ïîäñòàâêà-äèñê ìîæåò ïðè-
âîäèòüñÿ âî âðàùåíèå âîêðóã âåðòèêàëüíîé
îñè, óêðåïë¸ííîé íà ìàññèâíîì îñíîâàíèè.
Íà ïîäñòàâêå ëåæèò âîë÷îê, ñíàáæ¸ííûé
âûäâèæíîé îñüþ (ðèñ. 1.7à). Óñòàíîâêà ïîçâî-
ëÿåò ïðîäåìîíñòðèðîâàòü ñëîæåíèå óãëîâûõ
ñêîðîñòåé è èçìåíåíèå ïîëîæåíèÿ ìãíîâåí-
íîé îñè âðàùåíèÿ â ðàçíûõ ñèñòåìàõ îòñ÷¸òà.
       Âîë÷îê óñòàíàâëèâàþò â íàêëîí-
íîì ïîëîæåíèè íà ïîäñòàâêó, íåìíîãî
âûäâèíóâ îñü è çàêðåïèâ å¸ öàíãîâûì çà-
æèìîì. Îñòðèå îñè ïðè ýòîì äîëæíî íà-
õîäèòüñÿ â óãëóáëåíèè â öåíòðå äèñêà. Ïðè
íåïîäâèæíîì äèñêå òîëêàþò îñü âîë÷êà
òàê, ÷òîáû îí íà÷àë ïåðåêàòûâàòüñÿ ïî
äèñêó áåç ïðîñêàëüçûâàíèÿ.                              Ðèñ.1.7à