Kiedy ludzie zaczęli używać klocków, dźwigni i bramek, odkryli, że ruchy wykonywane podczas działania prostych mechanizmów okazały się powiązane z siłami wytwarzanymi przez te mechanizmy.
Zasada ta w starożytności była formułowana w następujący sposób: co zyskamy w sile, stracimy po drodze. Przepis ten jest ogólny, ale bardzo ważny i nazywany jest złotą zasadą mechaniki.
Zrównoważmy dźwignię za pomocą dwóch sił o różnej wielkości. Na ramieniu l 1 działa siła F 1 , na ramieniu l 2 działa siła F 2 , pod wpływem tych sił dźwignia znajduje się w równowadze. Następnie wprawiamy dźwignię w ruch. Jednocześnie punkt przyłożenia siły F 1 przejdzie ścieżkę S 1 i punkt przyłożenia siły F 2 przejdzie ścieżkę S 2 (ryc. 1).
Ryż. 1
Jeżeli zmierzymy moduły tych sił i drogi, jakie pokonują punkty przyłożenia sił, otrzymamy równość: .
Z tej równości widzimy, ile razy różnią się siły przyłożone do dźwigni i ile razy drogi pokonywane przez punkty przyłożenia siły będą się różnić w odwrotnej proporcji do tej samej liczby razy.
Korzystając z właściwości proporcji, tłumaczymy to wyrażenie na inną formę: 
- iloczyn siły F 1 na ścieżce S 1 jest równy iloczynowi siły F 2 na ścieżce S 2. Iloczyn siły na ścieżce nazywa się pracą, w tym przypadku praca jest równa A 1 = A 2. Dźwignia nie zapewnia żadnej korzyści w pracy; ten sam wniosek można wyciągnąć w przypadku każdego innego prostego mechanizmu.
Złota zasada mechanika: żaden mechanizm nie daje korzyści w działaniu. Podczas gdy zyskujemy na sile, tracimy w transporcie i odwrotnie.
Rozważmy nieruchomy blok. Zamocujmy klocek w osi i przymocujmy dwa ciężarki do lin klocka, następnie przesuńmy jeden ciężarek w dół, ciężar przesunięty w dół przebył odległość S, a ładunek, który przesunął się w górę, przebył tę samą odległość S.
Siły są równe, drogi pokonywane przez ciała również są równe, co oznacza, że praca jest również równa, a nieruchomy klocek nie zapewnia przyrostu pracy.
Rozważmy poruszający się blok. Przymocujmy jeden koniec liny, przełóżmy ją przez poruszający się klocek, a drugi koniec przymocujmy do hamowni, a na bloku zawiesimy ciężarki. Zaznaczamy położenie ciężarków na statywie, podnieś ciężarki na odległość S 1, zaznaczamy je również i odstawiamy do pozycja wyjściowa, zaznacz teraz położenie haka dynamometru na statywie. Ponownie podnosimy ładunki na odległość S 1 i w tym przypadku notujemy położenie haka dynamometru (ryc. 2).
Ryż. 2
Aby podnieść ładunek na wysokość S 1, konieczne było rozciągnięcie liny prawie dwukrotnie na odległość przebytą przez ładunek. Ruchomy klocek daje przyrost siły, ale nie oddaje pracy; tyle razy zyskujemy siłę, ile razy tracimy po drodze.
Stan : schorzenie. Za pomocą ruchomego klocka ładowarka podniosła skrzynkę narzędziową na wysokość S 1 = 7 m, przykładając siłę F 2 = 160 N. Jaką pracę wykonała ładowarka A 2?
Aby znaleźć pracę, potrzebujesz: .
S 2 - wielkość ruchu liny.
Zatem ile razy wygrywamy siłą, ile razy przegrywamy po drodze.
Odpowiedź: praca wykonana przez ładowarkę wynosi 2,24 kJ.
Wielowiekowa praktyka dowodzi, że ani jeden prosty mechanizm nie daje zysku w pracy, można wygrywając w siłę, po drodze tracić i odwrotnie – w zależności od uwarunkowań problemu, który należy rozwiązać.
- Lukashik V.I., Ivanova E.V. Zbiór problemów z fizyki dla klas 7-9 szkół ogólnokształcących. - wyd. 17. - M.: Edukacja, 2004.
- Peryszkin A.V. Fizyka. 7. klasa - wyd. XIV, stereotyp. - M.: Drop, 2010.
- Peryszkin A.V. Zbiór problemów z fizyki, klasy 7-9: wyd. 5, stereotyp. - M: Wydawnictwo „Egzamin”, 2010.
- Home-edu.ru ().
- Getaclass.ru ().
- Kolekcja szkolna.edu.ru ().
- Kolekcja szkolna.edu.ru ().
- Po co stosuje się proste mechanizmy, skoro nie dają korzyści w pracy?
- Za pomocą dźwigni podniesiono ładunek o masie 200 kg. Na jaką wysokość podniesiono ładunek, jeżeli siła działająca na długie ramię dźwigni wykonała pracę 400 J?
- Za pomocą ruchomego klocka podniesiono ładunek o 3 m. Jak daleko trzeba było rozciągnąć wolny koniec liny?
Pobierz wideo i wytnij mp3 - z nami to proste!
Nasza strona internetowa to doskonałe narzędzie rozrywki i relaksu! Zawsze możesz przeglądać i pobierać filmy online, śmieszne filmy, filmy z ukrytej kamery, filmy fabularne, filmy dokumentalne, amatorskie i domowe wideo, teledyski, filmy o piłce nożnej, sporcie, wypadkach i katastrofach, humorze, muzyce, kreskówkach, anime, serialach i wielu innych filmach są całkowicie bezpłatne i bez rejestracji. Konwertuj ten film na mp3 i inne formaty: mp3, aac, m4a, ogg, wma, mp4, 3gp, avi, flv, mpg i wmv. Radio internetowe to wybór stacji radiowych według kraju, stylu i jakości. Żarty online to popularne dowcipy, które można wybierać według stylu. Cięcie mp3 na dzwonki online. Konwerter wideo na mp3 i inne formaty. Telewizja internetowa – są to popularne kanały telewizyjne do wyboru. Kanały telewizyjne są nadawane całkowicie bezpłatnie w czasie rzeczywistym - transmitowane online.
Wstecz Naprzód
Uwaga! Podglądy slajdów służą wyłącznie celom informacyjnym i mogą nie odzwierciedlać wszystkich funkcji prezentacji. Jeśli jesteś zainteresowany tę pracę, pobierz pełną wersję.
Cel lekcji: zapoznanie uczniów z blokami stałymi i ruchomymi; dowiedz się, czy przy użyciu prostych mechanizmów następuje wzrost siły i pracy; sformułować „złotą zasadę” mechaniki.
Sprzęt do lekcji:
- prezentacja na lekcję na dany temat,
- projektor,
- ekran,
- komputer,
- sprzęt do przeprowadzenia eksperymentu fizycznego (bloki, dźwignia, gwint, odważniki, statyw, dynamometr).
Postęp lekcji
1. Moment organizacyjny.
Witam chłopaków i drogich gości. Miło mi powitać Państwa na lekcji fizyki. Fizyka, którą wielu kocha, i na lekcji, na którą czeka się z niecierpliwością.
2. Motywacja i wyznaczanie celów.
Kontynuujemy badanie prostych mechanizmów. A tematem naszej dzisiejszej lekcji jest „Bloki. „Złota zasada” mechaniki.” (SLAJD 1) Celem naszej lekcji jest zapoznanie się z innym rodzajem prostych mechanizmów - klockami. Naszym zadaniem jest dowiedzieć się, czy przy zastosowaniu prostych mechanizmów następuje przyrost siły i pracy oraz sformułować „Złotą Regułę” mechaniki. (SLAJD 2)
3. Aktualizowanie wiedzy.
Aby je osiągnąć, musimy przypomnieć sobie materiał z poprzedniej lekcji.
Teraz daję ci 7 minut na napisanie w zeszycie dodatkowego podsumowania na temat „Proste mechanizmy”, a podczas pisania poproszę jednego lub dwóch uczniów, aby ustnie na tablicy przekazali jednemu lub dwóm uczniom swoją pracę domową.
4. Studiowanie nowego materiału.
Zacznijmy uczyć się nowego materiału.
Czym więc jest blok? Blok to koło z rowkiem, zamontowane w uchwycie. (SLAJD 3)
Istnieją dwa typy:
- stacjonarny - którego oś jest nieruchoma i nie porusza się podczas podnoszenia ładunku;
- ruchomy - którego oś podnosi się lub opada wraz z ładunkiem.
Demonstracja bloków.
Rozważmy najpierw nieruchomy blok. (SLAJD 4)
Archimedes uważał stały klocek za równoramienną dźwignię.
Zobaczymy jakie będą siły F1 i F2 ?
Demonstracja: na jednym końcu liny zawieś 4 ciężarki, a na drugim dynamometr. Wykaże siłę 4 N.
Pytanie do klasy: Co widzimy? Siły są takie same. Spróbujmy to wyjaśnić matematycznie.
Blok jest okręgiem. Punkt O jest środkiem bryły, przez którą przechodzi jej oś. OA = l 1 ; OB = l 2 to promienie. Stąd, l 1 =l 2. Widzimy, że są to ramiona siły. Pamiętajmy o zasadzie równowagi dźwigni: jeśli ramiona są równe, to siły będą równe.
Czy w tym przypadku zysk będzie ważny? Nie ma żadnego zysku.
Co możemy stwierdzić? Blok stacjonarny nie daje żadnych wygranych.
Przyjrzyjmy się teraz poruszającemu się blokowi. (SLAJD 5)
Czy to będzie dźwignia? Tak, ale ta dźwignia ma inne ramiona. Jakie będą siły? F1 i F2 ?
Demonstracja: na jednym końcu liny zawieś 4 ciężarki, a na drugim dynamometr. Wykaże siłę 2N.
Pytanie do klasy: Co teraz widzimy? Wytrzymałość F1 > F2 2 razy, tj. wygrywamy 2 razy siłą.
A to jest system blokowy (kontynuacja SLAJDU 5) Upewnijmy się, że siła F 2 nie zmieni się.
Demonstracja: na jednym końcu liny zawieś 4 ciężarki, a na drugim dynamometr. Wykaże siłę 2 N.
To właśnie należało udowodnić. Spróbujmy jednak udowodnić to matematycznie.
Zatem punkt O jest środkiem bloku, punkt A jest punktem podparcia dźwigni. l 1 – dźwignia F 1 , l 2 – dźwignia F2; AO = l 1, AB = l 2 dlatego l 2 = 2 l 1 .
Jaki wniosek możemy teraz wyciągnąć? Ruchomy blok daje 2-krotny wzrost wytrzymałości.
5. Minuta wychowania fizycznego
Teraz zróbmy sobie przerwę na kilka minut: wszyscy wstają i odpoczywają. (SLAJD 6)
Dwie dziewczyny na bagnach -
Dwie zielone żaby
Rano myliśmy się wcześnie,
Wytarty ręcznikiem,
Tupali nogami,
Klaskali w dłonie,
Pochylił się w prawo, w lewo
I wrócili.
Oto tajemnica zdrowia,
Witam wszystkich znajomych wychowania fizycznego!
Kontynuujmy naszą lekcję. Dowiedzieliśmy się więc, że nieruchomy blok nie daje przyrostu siły, ale ruchomy daje go 2 razy - tj. Przykładając naszą siłę możemy przesunąć ładunek, którego ciężar jest 2 razy większy. A co z pracą? Czy w pracy będzie zysk?
Przed nami znajduje się dźwignia (demonstracja). Zrównoważmy to różnymi siłami i obróćmy w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. (SLAJD 7) Widzimy, że punkty zastosowania przebyły jednocześnie różne ścieżki S 1< S 2 . Измерив эти пути и модули сил, нашли, что . Перемножив крест накрест, получим F 1 * S 1 = F 2 * S 2 , т.е. А 1 = А 2 .
Zatem działając na długie ramię dźwigni, zyskujemy siłę, ale po drodze tracimy tyle samo razy.
Co możemy stwierdzić? Dźwignia nie daje żadnych wygranych w pracy.
Rozważmy nieruchomy blok. (SLAJD 8) Zaznaczmy pozycję wyjściową. Wiemy, że F 1 = F 2. Przesuwając ładunek w górę, jeden koniec liny podniesie się na wysokość h 1, a drugi opadnie na wysokość h 2, natomiast h 1 = h 2. Następnie F 1 * h 1 = F 2 * h 2, tj. ZA 1 = ZA 2.
Wniosek? Blok stacjonarny nie daje żadnych korzyści w pracy.
Ruchomy blok pozostaje. Może da zarobek w pracy? (SLAJD 9) Przed nami blok. Zaznaczmy pozycję wyjściową. Przesuńmy go zatem na wysokość h l będzie długością wolnego końca liny. F 1 = 2F 2, l= 2h, ZA 1 = F 1 * godz,
Jaki jest wniosek? Ruchomy blok nie daje żadnych korzyści w pracy.
Co otrzymaliśmy? Żaden mechanizm nie daje zysku w pracy. Im więcej razy wygrywamy siłą, tym więcej razy tracimy dystans. To „złota zasada” mechaniki starożytnego greckiego naukowca Herona. (SLAJD 10)
6. Podsumowanie lekcji.
Podsumujmy lekcję. Powiedz mi, jakie cele i zadania zostały przed nami postawione i czy je osiągnęliśmy?
7. Refleksja.
Na waszych stołach są liście. Proszę o uzupełnienie zdań pisemnie, a ja poproszę ustnie. (SLAJD 11)
- Dziś na zajęciach dowiedziałam się...
- To, co było mi znajome...
- To było interesujące...
- Ale nie zrozumiałem...
Jak się czujesz, kiedy wychodzisz z zajęć? (SLAJD 13)
8. Praca domowa (SLAJD 12) paragraf 59, 60; OK nr 13
Temat: Bloki. „Złota zasada” mechaniki.
Prowadzone przez nauczyciela fizyki
MOU KSOSH nr 2
Ryzhova E.V.
Cele lekcji: 1. Podaj pojęcie bloków nieruchomych i ruchomych.
2. Oblicz wzmocnienie siły poruszającego się bloku.
3. Sformułuj „złotą zasadę” mechaniki.
Wyposażenie: komputer, prezentacja,
Fizyka w klasie 7.
Postęp lekcji:
Plan lekcji:
1. Sprawdzenie wykonania zadania domowego.
2. Prezentacja nowego materiału.
a) definicja bloków stałych i ruchomych.
b) brak przyrostu siły dla nieruchomego bloku.
c) przyrost siły nadawany przez ruchomy klocek.
d) podniesienie kwestii możliwości wygranej w pracy.
e) brak przyrostu pracy przy stosowaniu prostych mechanizmów.
f) zastosowanie prostych mechanizmów.
3. Mocowanie materiału.
4. Podsumowanie lekcji.
5. Praca domowa.
1. Sprawdzenie wykonania zadania domowego.
Nauczyciel sprawdza prace uczniów. Jeśli uczniowie mają trudności, nauczyciel komentuje prawidłowe wykonanie pierwsza część zadania.
2. Prezentacja materiału.
a) definicja bloków stałych i ruchomych.
Bloki są koło z rowkiem obwodowo dla liny lub łańcucha, którego oś jest sztywno przymocowana do ściany lub belka stropowa. Bloki są używane w urządzenia podnoszące.
Układ blokowy i kable zaprojektowane w celu zwiększenia nośności nazywa się wciągnik łańcuchowy (slajd 4).
b) brak przyrostu siły dla nieruchomego bloku.
Blok ruchomy i stały mechanizmy tak stare jak dźwignie. Już w 212 roku p.n.e. za pomocą haków i chwytaków połączonych z blokami Syrakuzanie zdobyli od Rzymian sprzęt oblężniczy. Budowa pojazdy wojskowe i obrona miasta prowadziła Archimedes (slajd 5).
Naprawiono blok Archimedes uważał to za równoramienną dźwignię. Chwile mocy po obu stronach bloku są takie same=>siły tworzące te momenty są również identyczne: Nie daje przyrostu siły, ale pozwala na zmianę kierunku siły, co czasami jest konieczne.
c) przyrost siły nadawany przez ruchomy klocek.
P blok przesuwny Archimedes uważał, że dawanie dźwigni jest nierówne zwiększyć siłę 2 razy (slajd 6)
Względem środka obrotu działają momenty sił, które w równowadze muszą być równe.
D) podniesienie kwestii możliwości wygranej w pracy.
Archimedes wystudiowany właściwości mechaniczne ruchomy blok i zastosował go w praktyce. Według Ateneusza „wynaleziono wiele sposobów na zwodowanie gigantycznego statku zbudowanego przez syrakuskiego tyrana Hierona, ale sam mechanik Archimedes zdołał przy pomocy kilku osób przesunąć statek; Archimedes zbudował blok i wraz z nim zwodował ogromny statek ; On jako pierwszy wynalazł urządzenie blokowe„(slajd 7.8)
e) brak przyrostu pracy przy stosowaniu prostych mechanizmów.
Żaglowce sportowe, niczym żaglowce z przeszłości, nie da się obejść bez bloków ciężary. podczas stawiania i kontrolowania żagli. Nowoczesne statki potrzebują bloków do podnoszenia sygnałów i łodzi (slajd 9)
Połączenie mobilne i stacjonarne bloki na linii zelektryfikowanej kolej żelazna do regulacji naprężenia linek (slajd 10).
Z układ blokowy mogą być używane przez szybowce do podnosząc swoje urządzenia w powietrze (slajd 11).
„złota zasada” mechaniki (slajd 12)
Czasem zwyciężamy siłą, czasem przegrywamy dystansem.
f) Stosowanie prostych mechanizmów.
Brama jest dwa koła, połączone ze sobą i obracające się wokół jednej osi, Na przykład, Dobrze brama z klamką Takie złożone, nieporęczne urządzenie z okresu średniowiecza - brama lub stąpające koła szeroko stosowane w górnictwie. Zostały wprawione w ruch przez ludzi chodzących po prętach koła (slajd 13)
Bramę można traktować jako nierówna dźwignia: uzyskany przez nią przyrost siły zależy od stosunku promieni R i r (slajd 14)
Wciągarka - struktura składająca się z dwóch bram z przekładniami pośrednimi w mechanizmie napędowym Udźwig nowoczesnych wciągarek może wynosić ponad 100 kN. Pracują na kolejkach linowych, na platformach wiertniczych, wykonują prace budowlane, instalacyjne oraz załadunek i rozładunek (slajd 15)
BIEG- system lokalizacji w zaręczynach koła zębate (biegi) w pewnym stopniu podobny do bramy (slajd 16).
Od czasów starożytnych często stosowano proste mechanizmy kompleksowo, w najróżniejszych kombinacjach.
Połączony mechanizm składa się z dwóch lub więcej prosty. Niekoniecznie jest to skomplikowane urządzenie; wiele dość prostych mechanizmów można również uznać za połączone.
Na przykład, w maszynce do mięsa dostępny brama(pióro), śruba(pchanie mięsa) i klin(nóż-tnący). Strzałki zegarek na rękę obracane przez system koła zębate o różnych średnicach, zazębiające się ze sobą. Jednym z najbardziej znanych prostych połączonych mechanizmów jest podnośnik. Gniazdo jest kombinacja śruby i bramy.
Proste mechanizmy - są to pracownicy z stażem pracy przekraczającym 30 wieków, ale wcale się nie zestarzeli (slajd 18-19)
Dla każdego plac budowy wieże działają żurawi- Ten kombinacja dźwigni, bloków, bramek. W zależności od " specjalności" krany mają różne projekty i charakterystyka (slajd 20,21,22).
Pomogą w tym proste mechanizmy przenieść dom poszerzyć ulicę. Ramy są wprowadzane pod dom, opuszczane na rolki ułożone na szynach i włączane wciągarki elektryczne (slajd 23).
Płaszczyzna pochyła (slajd 23-28).
3. Mocowanie materiału.
Rozwiązywanie problemów (slajd 29).
1. Lina jest przerzucona przez nieruchomy klocek. Jeden jego koniec mocuje się do paska instalatora, a drugi z pewną siłą pociąga w dół. Jaka jest ta siła, jeśli ciężar pracownika wynosi 700 N? Pomiń tarcie w bloku i masę liny.
2. Jak wiadomo, nieruchomy blok nie daje żadnego przyrostu siły. Jednak po sprawdzeniu na dynamometrze okazuje się, że siła utrzymująca ładunek na nieruchomym bloku jest nieco mniejsza niż siła ciężkości ładunku, a przy równomiernym wzroście jest od niej większa. Co to wyjaśnia?
3. Dlaczego hak przenoszący obciążenie dźwigów budowlanych nie jest przymocowany do końcu kabla, a na klatce ruchomego bloku?
Odpowiedzi (slajd 30)
1. Siła ciężkości działająca na instalatora równoważona jest przez sumę sił sprężystości końców liny zwisających z klocka. Dlatego siła napięcia każdego z nich jest równa połowie ciężaru osoby. Oznacza to, że robotnik ciągnie koniec liny z siłą 350 N.
2. Przez działanie tarcia.
3.To mocowanie umożliwia zmniejszenie naprężenia linki o połowę
(jeśli nie wziąć pod uwagę tarcia w blokach).
4. Podsumowanie lekcji (slajd 31)
1. Który klocek nazywamy stacjonarnym, a który ruchomym?
2. W jakim celu stosuje się blok stały?
3. Jaki przyrost siły daje ruchomy klocek?
4. Czy bloki stałe i ruchome można uznać za dźwignie?
5. Jaka jest „złota zasada” mechaniki?
5. Praca domowa(slajd 32)
s. 59, 60; były. 31 (1,2,3).
Załadunek...