[发明专利]台阶式凹面共轴三线摆

说明书

技术领域：

本发明涉及一种三线摆，特别涉及一种底盘为台阶式凹面的共轴三线摆。

背景技术：

用三线摆测量刚体转动惯量是一个古老的物理力学实验。作为该实验装置最基本、最重要的部件是底盘。公知的三线摆底盘都是圆形平板。这种平板式的底盘的最大缺陷是无法保证置于底盘上的试件的质心与底盘的质心共轴。而该项测量的先决条件则要求这两者必须共轴，只有这样，用于该项测量的理论计算公式才成立，否则将会造成较大的实验误差。由于底盘是平板，所以试件与底盘两者的质心是否共轴，则完全取决于操作者的视觉分辨能力和经验，并无客观标准，因此而产生的测量误差也就在所难免。

发明内容：

本发明的目的是提供一种台阶式凹面共轴三线摆，以确保待测试件的质心与底盘的质心共轴。

本发明的目的是这样实现的：三线摆的底盘为圆形台阶式凹面，台阶的级数为2～5级，除最下级为圆形平面外，其余每一级台阶的底面均为圆环形平面，其宽度不小于5mm，底面与侧壁垂直，各级台阶的深度不一定相同，其深度都不小于3mm，各级台阶的直径分别和与该台阶相配的待测圆柱面试件的直径一致，彼此的配合间隙为0.01mm～0.02mm，底盘上端面为宽度为1～2cm的环形平面，底盘的外侧面为台阶式圆形柱面，每一级柱面的横向厚度不小于5mm，最上一级柱面的竖向厚度与底盘中心点的厚度相同，自第二级柱面起，每一级柱面的竖向高度均与底盘凹面中对应的上一级台阶的深度相同，底盘内侧的圆环与底盘外侧的柱面均与底盘的竖向中心线同心，底盘上端面固定有相对于盘心互成120度夹角的挂钩，每个挂钩的基点的直径为1～2mm，与此端面外沿的距相等且不大于5mm，每个挂钩的质量不大于1g，底盘总体直径不小于20cm，底盘中心点处的厚度不小于10mm。

采用上述方案能收到以下显著效果：

1、将待测试件如圆柱、圆筒、圆环和球体随手放入底盘的台阶式凸面中，即既能确保这些试件的质心与底盘的质心处于同一竖直线上，使两者在转动中共轴，又能使试件转动中处于稳定状态，从而消除了该项测量中一项测量误差，并大幅度缩短了仪器的调节时间。

2、由于本方案能确保底盘沿径向质量分布的均匀性，所以无须改变其转惯量的计算公式。

3、常规的三线摆无法测球体的转动惯量，而本方案则能轻易实现。

附图说明

图1是台阶式凹面共轴三线摆的底盘剖面图。