[發明專利]動量矩定理演示裝置

在審

• 申請號: 201410839279.2
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104537932A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 羅玉軍;劉建華;何澤強;楊豐槐;張永軍
• 申請（專利權）人: 柳州邦誠科技有限公司;羅玉軍
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 柳州市集智專利商標事務所 45102
• 代理人: 陳希

技術領域

?本發明涉及教學用具，特別涉及一種用于對動量矩進行定量研究和演示的動量矩定理演示裝置。

背景技術

理論力學是工科重要的必修課課之一，其中的動量矩定理讓同學們在學習時感到困難，而高校中幾乎沒有關于動量矩定理的教學儀器，因此設計了這樣一種易于操作且現象奇妙的實驗儀器，幫助初學者理解動量矩定理的原理。

發明內容

本發明的目的就是一種可以通過奇妙的現象演示動量矩定理，還能定量測出電機的轉矩、飛輪的轉動慣量及角加速度的提供動量矩定理演示裝置。

本發明的解決方案是這樣的：

一種動量矩定理演示裝置，具有擺桿，所述擺桿的擺動端連接有彈簧裝置，所述彈簧裝置的彈力拉動所述擺桿位于橫向位置；在所述擺桿連接有旋轉的飛輪，所述飛輪由電機帶動旋轉；在所述擺桿設置有指針，在與指針相應處設置有用于顯示指針擺動角度的量角器。

更具體的技術方案還包括：所述彈簧裝置采種彈簧的動端連接所述擺桿，彈簧的定端固定不動，使擺桿在彈簧彈力范圍內擺動。

本發明的優點是可以通過奇妙的現象演示動量矩定理，還能定量測出電機的轉矩、飛輪的轉動慣量及角加速度。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，擺桿4為鋁板，一端用軸3鉸接，擺桿4的擺動端連接有彈簧1，彈簧1的動端連接所述擺桿4，所述彈簧裝置的彈力拉動所述擺桿4位于橫向水平位置，彈簧1的定端固定不動，使擺桿4在彈簧1彈力范圍內擺動；在所述擺桿4連接有旋轉的飛輪2，所述飛輪2由調速電機5帶動旋轉；在所述擺桿4設置有指針6，在與指針6相應處設置有用于顯示指針擺動角度的量角器7。

本發明進行演示時，初始狀態時指針在彈簧的拉力下保持平衡。當電機起動時，調節，調速器，使電機從零逐漸加速。

根據動量矩定理有：???????????????????????????????????????????????

式中L：擺桿4鋁板擺動時產生的動量矩

????J：擺桿4鋁板的轉動慣量

????w：擺桿4鋁板擺動時的角速度

????M：擺桿4鋁板擺動時對軸的力矩

產生的力矩M會破壞原來的平衡，使鋁板繞著這根軸向上擺動一個角度。當電機達到額定轉速時，力矩M消失，鋁板在重力的作用下又回到平衡。同理，當電機減速時，鋁板向下擺動一個角度。這個充滿趣味的實驗很容易激發學生的學習興趣。此外，還可根據本裝置的已知物理量計算出其他物理量。