[實用新型]角速度矢量合成演示儀

有效

• 申請號: 201520338521.8
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN204706238U
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 王良偉
• 申請（專利權）人: 南京新輝科教儀器有限公司
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 鄧麗

技術領域

本實用新型涉及教學用具技術領域，特別涉及一種角速度矢量合成演示儀。

背景技術

角速度矢量是物理學中一個難點，一剛體參與兩個不同方向的轉動，一個方向轉動的角速度矢量是ω₁，另一個方向轉動的角速度矢量是ω₂，則剛體的合成轉動的角速度矢量ω等于兩個角速度矢量ω₁和ω₂的矢量和，它遵守平行四邊形法則。現有儀器中缺少一種精簡直觀的演示儀，給教學實驗帶來了困難。

發明內容

本實用新型的目的在于，通過角速度矢量合成演示儀，演示角速度物理量是一個矢量，其合成角速度矢量與二分角速度矢量間遵守矢量合成的平行四邊形法則。

本實用新型公開的一種角速度矢量合成演示儀，包括：底盤和安裝在底盤上的兩根固定支架、所述固定支架上端通過螺釘連接一半圓弧標尺，所述半圓弧標尺上分布有三個可移動的箭頭；底盤上成三角固定有右手輪、左手輪和輪滑，三者成一平面，其上放置一個球體，球體表面均勻分布有紅點。

所述左右手輪分別由一根固定在底盤上的圓桿和套裝在圓桿上可自由轉動的圓盤組成，所述圓盤在圓桿軸向方向固定。

所述半圓弧標尺可以在兩固定支架間轉動。

所述球體內充滿氣體，可靈活轉動。

本實用新型公開的所述角速度矢量合成演示儀，結構精簡，通過相互垂直的兩個轉動，形象生動地演示了二個角速度的合成，富有啟發性。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的角速度矢量合成演示儀

圖2為輪滑的局部示意圖

其中：1為底盤；2為右手輪；3為左手輪；4為球體；5為固定支架；6為半圓弧標尺；7為輪滑。

具體實施方式

如圖1所示，角速度矢量合成演示儀包括：底盤1，安裝在底盤上的兩根固定支架5，固定支架上端通過螺釘連接一半圓弧標尺6，半圓弧標尺6上分布有三個可移動的箭頭；底盤上成三角固定有右手輪2、左手輪3和輪滑7，如圖2所示；其中左右手輪分別由一根固定在底盤上的圓桿和套裝在圓桿上可自由轉動的圓盤組成，該圓盤在圓桿軸向方向固定；左右手輪和輪滑成一平面，其上放置一個球體4，球體4表面均勻分布有紅點，內部充滿氣體。

其中底盤1的尺寸優選為?180×10mm。

轉動左手輪3，使球體4沿一確定的轉軸勻速轉動，球上的紅點描繪出一簇圓孤線，它們位于與確定的轉軸方向相垂直的平面內；這些圓孤線轉動方向按右手螺旋法則旋進的方向就是分角速度矢量ω₁的方向；轉動半圓弧標尺6并沿半圓弧移動箭頭，使其箭頭指示ω₁的方向。

按上述操作步驟，搖動右手輪2，且移動另一箭頭示出角速度矢量ω₂的方向。

用左右兩手分別同時搖動兩個手輪，使球體4同時參與兩個確定方向的轉動，為分角速度矢量沿ω₁和ω₂兩個方向。當搖動兩個手輪的轉速相同時，即二分角速度矢量的大小相等時，則圓點轉動所描繪出的一簇圓點位于與兩箭頭所夾角的角平分線相垂直的平面內；此時圓點轉動方向按右手法則判斷，旋進的方向（分角線的方向）就是合角速度矢量ω的方向，它們滿足平行四邊形運算法則：ω=ω₁+ω₂。