[实用新型]便携式平面汇交力系的等效实验台

说明书

技术领域

本实用新型属于教育行业中高中物理、力学类课程及工程设计与结构分析中静力学研究的技术领域，特别涉及一种力系，即：各力作用线在同一平面内且汇交于一点的力系（称为平面汇交力系）的等效转换，如：在一个平面上，多种条件下汇交力的分解与合成、等效与替代的检验实验的设备。

背景技术

各力作用线在同一平面内且汇交于一点的力系称为平面汇交力系。平面汇交力系是最简单、最基本的力系。理论力学中平面汇交力系的解题方法有两种：即几何法和解析法。平面汇交力系的等效实验台是一种在一个平面内各种条件，如：作业线延长线重合、二力、三力及多力交汇一点等情况下检测受力平衡条件的一种实验台。在研究探索汇交力系平衡条件、利用平衡条件求未知力和新结构的设计与分析过程中，也是一种不可或缺的重要验证设备。目前高中物理中有使用弹簧秤和细绳测量力的大小与方向的简单的验证性实验方式；结构力学中检验桁架受力变形量的使用设备；而工程力学实验中，多是测量材料力学性能的使用设备，尚未发现对其受力性质、等效分析、分解与合成进行原理性实验的机器设备的研究和应用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种通过重物、绳索、弹簧秤、滑轮和量角器搭建的一个平面汇交力系，完成不同位置施加不同或相同载荷、在不同角度安置不同的重物或弹簧秤，通过绳索与量角器连接起来，达到平衡时，绳索间的角度与重物质量或弹簧秤测量值的关系，从而验证平面汇交力系的合力、分力间平衡条件和等效作用，借助于平面汇交力系的实际重物施加力的重力值、弹簧秤测量值与各绳索之间达到平衡时的角度之间的关系，达到验证平行四边形法则的作用，检测结构内受力条件的实验装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种便携式平面汇交力系的等效实验台，其特征是：量角刻度盘11通过盘轴13固定在量角刻度盘座12上，量角刻度盘座12上安装量角刻度盘座万向轮14后放置在桌子1上；滑轮A10通过支架A9和弹簧夹式支座A8安装在桌子1上；绳索A6的一端与盘轴13连接，另一端绕过滑轮A10与弹簧秤A5连接，弹簧秤A5用固定绳索A3与固定栏2固定连接；滑轮B17通过支架B16和弹簧夹式支座B15安装在桌子1上；绳索B18的一端与盘轴13连接，另一端绕过滑轮B17与砝码盘B25连接使砝码盘B25垂直悬挂，砝码B26放置在砝码盘B25 上；滑轮C20通过支架C21、支座旋转盘35和弹簧夹式支座C22安装在桌子1上；绳索C19的一端与盘轴13连接，另一端绕过滑轮C20与砝码盘A24连接使砝码盘A24垂直悬挂，砝码A23放置在砝码盘A24上；滑轮D28通过支架D36和弹簧夹式支座D27安装在桌子1上；绳索D7的一端与盘轴13连接，另一端绕过滑轮D28与弹簧秤B32连接，弹簧秤B32用固定绳索B4与固定栏2固定连接；滑轮E30通过弹簧夹式支座E29固定在桌子1上；绳索E31的一端与盘轴13连接，另一端绕过滑轮E30与砝码盘C33连接，砝码C34放置在码盘C33上。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过支架和弹簧夹式支座连接滑轮A—E后，用弹簧夹式支座A—E夹持固定在桌子上，绳索A—E分别绕对应的滑轮后分别与砝码盘和砝码连接，验证复杂条件下的平面汇交力系分力与合力的等效性，通过读取砝码质量、弹簧秤测量值和测量绳索间实际工作条件下与绳索间的夹角，获得复杂的平面汇交力系情况下力的等效与替换、合力与分力的条件，进一步验证平行四边形法则；由于量角刻度盘和量角刻度盘座的水平放置，并有量角刻度盘座万向轮支撑，可在实验桌上移动，绳索的垂直力经过滑轮转变为水平力，所以，量角刻度盘、量角刻度盘座和量角刻度盘座万向轮的质量对实验没有影响。本实用新型只借助重力作为实验的源动力，不需要任何其它能力，低碳环保；弹簧夹式支座可在任意有边沿的桌子上夹持、安装和固定，位置随意可调，可进行任一条件下平面汇交力系的验证，不需要单独实验室和单独定制实验桌，节省开支，整套装置可装箱随身携带，在教室或寝室等有操作空间的场所均可进行实验；实验设备简洁、直观、易学。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左视图；

图4是图1的Ⅰ处局部放大图；

图5是图1的Ⅱ处局部放大图。