[實用新型]便攜式平面匯交力系的等效實驗臺

有效

• 申請號: 201420705488.3
• 申請日: 2014-11-23
• 公開（公告）號: CN204215626U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 董炯;王廣浩;徐允振;董逸翔
• 申請（專利權）人: 董炯
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 孫國瑞

技術領域

本實用新型屬于教育行業中高中物理、力學類課程及工程設計與結構分析中靜力學研究的技術領域，特別涉及一種力系，即：各力作用線在同一平面內且匯交于一點的力系（稱為平面匯交力系）的等效轉換，如：在一個平面上，多種條件下匯交力的分解與合成、等效與替代的檢驗實驗的設備。

背景技術

各力作用線在同一平面內且匯交于一點的力系稱為平面匯交力系。平面匯交力系是最簡單、最基本的力系。理論力學中平面匯交力系的解題方法有兩種：即幾何法和解析法。平面匯交力系的等效實驗臺是一種在一個平面內各種條件，如：作業線延長線重合、二力、三力及多力交匯一點等情況下檢測受力平衡條件的一種實驗臺。在研究探索匯交力系平衡條件、利用平衡條件求未知力和新結構的設計與分析過程中，也是一種不可或缺的重要驗證設備。目前高中物理中有使用彈簧秤和細繩測量力的大小與方向的簡單的驗證性實驗方式；結構力學中檢驗桁架受力變形量的使用設備；而工程力學實驗中，多是測量材料力學性能的使用設備，尚未發現對其受力性質、等效分析、分解與合成進行原理性實驗的機器設備的研究和應用。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種通過重物、繩索、彈簧秤、滑輪和量角器搭建的一個平面匯交力系，完成不同位置施加不同或相同載荷、在不同角度安置不同的重物或彈簧秤，通過繩索與量角器連接起來，達到平衡時，繩索間的角度與重物質量或彈簧秤測量值的關系，從而驗證平面匯交力系的合力、分力間平衡條件和等效作用，借助于平面匯交力系的實際重物施加力的重力值、彈簧秤測量值與各繩索之間達到平衡時的角度之間的關系，達到驗證平行四邊形法則的作用，檢測結構內受力條件的實驗裝置。

解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種便攜式平面匯交力系的等效實驗臺，其特征是：量角刻度盤11通過盤軸13固定在量角刻度盤座12上，量角刻度盤座12上安裝量角刻度盤座萬向輪14后放置在桌子1上；滑輪A10通過支架A9和彈簧夾式支座A8安裝在桌子1上；繩索A6的一端與盤軸13連接，另一端繞過滑輪A10與彈簧秤A5連接，彈簧秤A5用固定繩索A3與固定欄2固定連接；滑輪B17通過支架B16和彈簧夾式支座B15安裝在桌子1上；繩索B18的一端與盤軸13連接，另一端繞過滑輪B17與砝碼盤B25連接使砝碼盤B25垂直懸掛，砝碼B26放置在砝碼盤B25?上；滑輪C20通過支架C21、支座旋轉盤35和彈簧夾式支座C22安裝在桌子1上；繩索C19的一端與盤軸13連接，另一端繞過滑輪C20與砝碼盤A24連接使砝碼盤A24垂直懸掛，砝碼A23放置在砝碼盤A24上；滑輪D28通過支架D36和彈簧夾式支座D27安裝在桌子1上；繩索D7的一端與盤軸13連接，另一端繞過滑輪D28與彈簧秤B32連接，彈簧秤B32用固定繩索B4與固定欄2固定連接；滑輪E30通過彈簧夾式支座E29固定在桌子1上；繩索E31的一端與盤軸13連接，另一端繞過滑輪E30與砝碼盤C33連接，砝碼C34放置在碼盤C33上。

本實用新型的有益效果：本實用新型通過支架和彈簧夾式支座連接滑輪A—E后，用彈簧夾式支座A—E夾持固定在桌子上，繩索A—E分別繞對應的滑輪后分別與砝碼盤和砝碼連接，驗證復雜條件下的平面匯交力系分力與合力的等效性，通過讀取砝碼質量、彈簧秤測量值和測量繩索間實際工作條件下與繩索間的夾角，獲得復雜的平面匯交力系情況下力的等效與替換、合力與分力的條件，進一步驗證平行四邊形法則；由于量角刻度盤和量角刻度盤座的水平放置，并有量角刻度盤座萬向輪支撐，可在實驗桌上移動，繩索的垂直力經過滑輪轉變為水平力，所以，量角刻度盤、量角刻度盤座和量角刻度盤座萬向輪的質量對實驗沒有影響。本實用新型只借助重力作為實驗的源動力，不需要任何其它能力，低碳環保；彈簧夾式支座可在任意有邊沿的桌子上夾持、安裝和固定，位置隨意可調，可進行任一條件下平面匯交力系的驗證，不需要單獨實驗室和單獨定制實驗桌，節省開支，整套裝置可裝箱隨身攜帶，在教室或寢室等有操作空間的場所均可進行實驗；實驗設備簡潔、直觀、易學。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是圖1的左視圖；

圖4是圖1的Ⅰ處局部放大圖；

圖5是圖1的Ⅱ處局部放大圖。