平面匯交力系的等效實驗臺制造技術

一種平面匯交力系的等效實驗臺，由多組軸、滑輪、繩索、彈簧秤、砝碼盤和砝碼與刻度盤、基座等組成，通過將繩索固定在盤軸上，盤軸固定在刻度盤，使多條繩索與刻度盤同心，繩索Ⅱ定位環固定繩索Ⅱ在刻度盤，使繩索Ⅱ的延長線在刻度盤刻度的零點上；用螺母將固定在基座上的軸與滑輪固定，一根繩索繞滑輪連接彈簧秤后，連接在基座上；另一根繩索繞滑輪連接砝碼盤和砝碼，對繩索施加重力，穩定平衡后，在彈簧秤上獲得重力值；用繩索繞滑輪連接彈簧秤或砝碼，獲得在新平衡狀態下的夾角，即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，驗證平行四邊形法則。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
平面匯交力系的等效實驗臺
本專利技術屬于教育行業中高中物理、大學力學類課程及工程設計與結構分析中靜力學研究的
，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。
技術介紹
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。而本專利技術是基于多種力在一個平面內匯交一點的，設計性創造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平面匯交力系的等效實驗設備。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種通過彈簧秤、重物、滑輪和刻度盤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、在不同角度安置彈簧秤測量分力，以及不同繩索之間的角度關系，從而驗證平面匯交力系的平衡條件和等效作用，借助于平面匯交力系的實際施加力的值，彈簧秤測定值及各繩索之間的角度，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。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是:一種平面匯交力系的等效實驗臺,其特征是:繩索I 5、繩索II 13、繩索III40、繩索IV 41、繩索V 42、繩索VI 43和繩索VII 62固定在盤軸10上，盤軸10固定在刻度盤9，使繩索與刻度盤9同心，繩索II定位環11固定繩索II 13在刻度盤9，使繩索II 13的延長線在刻度盤刻度44的零點上；用螺母I 7固定滑輪I 6在軸I 8上，用軸I固定螺母48固定軸I 8在基座2上，繩索I 5繞滑輪I 6連接彈簧秤I 4后，連接高度調節環I 3與掛鉤I I連接，掛鉤I I在基座2上；用螺母II 17固定滑輪II 16在軸II 18上，用軸II固定螺母45固定軸II 18在基座2上，繩索II 13繞滑輪II 16連接砝碼盤I 27，砝碼I 28放在砝碼盤I 27上，對繩索II 13施加重力，穩定平衡后，在彈簧秤I 4上獲得重力值；繩索III 40繞滑輪III35連接彈簧秤II 29后，連接高度調節環II 30與掛鉤II 31連接，掛鉤II 31固定在基座2上，調整高度調節環II 30長度，使繩索III 40受拉，原有的二力平衡變為三力匯交力系，達到新的平衡后，讀取彈簧秤I 4和彈簧秤II 29值，測得繩索III 40與繩索II 13、繩索I 5與繩索II 13在新平衡狀態下的夾角，獲得一個拉力，二個分力的平衡，驗證平行四邊形法則。2.根據前一種測量結構所述的一種平面匯交力系的等效實驗臺，其特征是:繩索III(40 )繞滑輪III (35 )連接砝碼盤II (51)，放入砝碼II (52 )，構成第二種測量結構。3.根據前一種測量結構所述的一種平面匯交力系的等效實驗臺，其特征是:繩索IV(41)繞滑輪1(6)連接砝碼盤III(53)，放入砝碼III(54)，構成第三種測量結構。4.根據前一種測量結構所述的一種平面匯交力系的等效實驗臺，其特征是:繩索IV(41)繞滑輪IV (59)連接彈簧秤III (56)后，連接高度調節環III (55)與掛鉤IV (37)連接，掛鉤IV (37)固定在基座(2)上，調整高度調節環III(55)長度，使繩索IV (41)受拉，繩索VI(43)繞滑輪I (6)連接砝碼盤111(53)，放入砝碼111(54)，構成第四種測量結構。5.根據前一種測量結構所述的一種平面匯交力系的等效實驗臺，其特征是:繩索ΥΠ(62)繞滑輪V (65)連接砝碼盤IV (61)，放入砝碼IV (62),構成第五種測量結構。本專利技術的有益效果:通過軸I 一V連接滑輪I 一V后，在定位孔I 一XIV間的固定，繩索I 一νπ分別繞對應的滑輪后分別連接彈簧秤或重物，驗證同向力、反向力，其它復雜條件下的平面匯交力系分力與合力的等效性，通過讀取彈簧秤值、砝碼質量和測量繩索間實際工作條件下與繩索II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。【附圖說明】:圖1是本專利技術的結構示意圖；圖2是圖1的左視圖；圖3是圖1的一種變換實驗條件的結構視圖；圖4是圖1的第二種變換實驗條件的結構視圖；圖5是圖1的第三種變換實驗條件的結構視圖；圖6是圖1的第四種變換實驗條件的結構視圖。圖中:1.掛鉤I，2.基座，3.高度調節環I，4.彈簧秤I，5.繩索I，6.滑輪I，7.螺母I，8.軸I，9.刻度盤，10.盤軸，11.繩索II定位環，12.定位孔I，13.繩索II，14.定位孔II，15.定位孔III，16.滑輪II，17.螺母II，18.軸II，19.定位孔IV，20.定位孔V，21.定位孔VI，22.定位孔VL23.定位孔VDI，24.定位孔X，25.定位孔XI，26.定位孔XL27.砝碼盤I，28.砝碼I，29.彈簧秤II，30.高度調節環II，31.掛鉤II，32.軸III，33.螺母III，34.掛鉤III，35.滑輪III，36.定位孔XIII，37.掛鉤IV，38.定位孔IX，39.定位孔XIV，40.繩索III，41.繩索IV，42.繩索V，43.繩索VI，44.刻度盤刻度，45.軸II固定螺母，46.盤軸固定螺母，47.定位孔位置I ,48.軸I固定螺母,49.定位孔位置II,50.軸III固定螺母，51.砝碼盤II，52.砝碼II，53.砝碼盤III，54.砝碼III，55.高度調節環III，56.彈簧秤III，57.軸IV，58.軸IV固定螺母，59.滑輪IV，60.砝碼IV，61.砝碼盤IV，62.繩索VL63.軸V固定螺母，64.軸V，65.滑輪V【具體實施方式】:下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。一種平面匯交力系的等效實驗臺，如圖1-2所示，其特征是:繩索I 5、繩索II 13、繩索III 40、繩索IV 41、繩索V 42、繩索VI 43和繩索VII 62固定在盤軸10上，盤軸10固定在刻度盤9，使繩索與刻度盤9同心，繩索II定位環11固定繩索II 13在刻度盤9，使繩索II 13的延長線在刻度盤刻度44的零點上；用螺母I 7固定滑輪I 6在軸I 8上，用軸I固定螺母48固定軸I 8在基座2上，繩索I 5繞滑輪I 6連接彈簧秤I 4后，連接高度調節環I 3與掛鉤I I連接，掛鉤I I在基座2上；用螺母II 17固定滑輪II 16在軸II 18上，用軸II固定螺母45固定軸II 18在基座2上，繩索II 13繞滑輪II 16連接砝碼盤I 27，砝碼I 28放在砝碼盤I 27上，對繩索II本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種平面匯交力系的等效實驗臺，其特征是：繩索Ⅰ（5）、繩索Ⅱ（13）、繩索Ⅲ（40）、繩索Ⅳ（41）、繩索Ⅴ（42）、繩索Ⅵ（43）和繩索Ⅶ（62）固定在盤軸（10）上，盤軸（10）固定在刻度盤（9），使繩索與刻度盤（9）同心，繩索Ⅱ定位環（11）固定繩索Ⅱ（13）在刻度盤（9），使繩索Ⅱ（13）的延長線在刻度盤刻度（44）的零點上；用螺母Ⅰ（7）固定滑輪Ⅰ（6）在軸Ⅰ（8）上，用軸Ⅰ固定螺母（48）固定軸Ⅰ（8）在基座（2）上，繩索Ⅰ（5）繞滑輪Ⅰ（6）連接彈簧秤Ⅰ（4）后，連接高度調節環Ⅰ（3）與掛鉤Ⅰ（1）連接，掛鉤Ⅰ（1）在基座（2）上；用螺母Ⅱ（17）固定滑輪Ⅱ（16）在軸Ⅱ（18）上，用軸Ⅱ固定螺母（45）固定軸Ⅱ（18）在基座（2）上，繩索Ⅱ（13）繞滑輪Ⅱ（16）連接砝碼盤Ⅰ（27），砝碼Ⅰ（28）放在砝碼盤Ⅰ（27）上，對繩索Ⅱ（13）施加重力，穩定平衡后，在彈簧秤Ⅰ（4）上獲得重力值；繩索Ⅲ（40）繞滑輪Ⅲ（35）連接彈簧秤Ⅱ（29）后，連接高度調節環Ⅱ（30）與掛鉤Ⅱ（31）連接，掛鉤Ⅱ（31）固定在基座（2）上，調整高度調節環Ⅱ（30）長度，使繩索Ⅲ（40）受拉，原有的二力平衡變為三力匯交力系，達到新的平衡后，讀取彈簧秤Ⅰ（4）和彈簧秤Ⅱ（29）值，測得繩索Ⅲ（40）與繩索Ⅱ（13）、繩索Ⅰ（5）與繩索Ⅱ（13）在新平衡狀態下的夾角，獲得一個拉力，二個分力的平衡，驗證平行四邊形法則。...

【技術特征摘要】
1.一種平面匯交力系的等效實驗臺,其特征是:繩索I (5)、繩索II (13)、繩索111(40)、繩索IV (41)、繩索V (42)、繩索VI (43)和繩索VII (62)固定在盤軸(10)上，盤軸(10)固定在刻度盤(9)，使繩索與刻度盤(9)同心，繩索II定位環(11)固定繩索II (13)在刻度盤(9)，使繩索II (13)的延長線在刻度盤刻度(44)的零點上；用螺母I (7)固定滑輪I (6)在軸I (8)上，用軸I固定螺母(48)固定軸I (8)在基座(2)上，繩索I (5)繞滑輪I (6)連接彈簧秤I (4)后，連接高度調節環I (3)與掛鉤I (I)連接，掛鉤I (I)在基座(2)上；用螺母II (17)固定滑輪II (16)在軸II (18)上，用軸II固定螺母(45)固定軸II (18)在基座(2)上，繩索II (13)繞滑輪II (16)連接砝碼盤I (27)，砝碼I (28)放在砝碼盤I (27)上，對繩索II (13)施加重力，穩定平衡后，在彈簧秤I (4)上獲得重力值；繩索111(40)繞滑輪III(35)連接彈簧秤II (29)后，連接高度調節環II (30)與掛鉤II (31)連接，掛鉤II (31)固定在基座(2)上，調整高度調節環II (30)長度，使繩索111(40)受拉，原...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董炯，
申請(專利權)人：遼東學院，
類型：新型
國別省市：遼寧;21