Općinska proračunska obrazovna ustanova Srednja škola Mikheikovskaya okruga Yartsevsky, regija Smolensk Lekcija na temu „Jednostavni mehanizmi. Primjena zakona ravnoteže poluge na blok "7. razred Sastavio i vodi nastavnik fizike najviše kategorije Sergej Pavlovič Lavnjuženkov 2016. - 2017. akademska godina Ciljevi sata (planirani ishodi učenja): Osobno: formiranje vještina upravljanja njihove obrazovne aktivnosti; formiranje interesa za fiziku za analizu fizikalnih pojava; formiranje motivacije postavljanjem kognitivnih zadataka; razvijanje sposobnosti vođenja dijaloga na temelju ravnopravnih odnosa i međusobnog poštovanja; razvijanje samostalnosti u stjecanju novih znanja i praktičnih vještina; razvoj pažnje, pamćenja, logičkog i kreativnog mišljenja; svijest učenika o svom znanju; Metapredmet: razvoj sposobnosti generiranja ideja; razviti sposobnost određivanja ciljeva i zadataka aktivnosti; provesti eksperimentalno istraživanje prema predloženom planu; formulirati zaključak na temelju rezultata pokusa; razvijati komunikacijske vještine pri organizaciji rada; samostalno evaluirati i analizirati vlastite aktivnosti sa stajališta dobivenih rezultata; koristiti razne izvore za dobivanje informacija. Predmet: formiranje ideje o jednostavnim mehanizmima; formiranje sposobnosti prepoznavanja poluga, blokova, nagnutih ravnina, vrata, klinova; daju li jednostavni mehanizmi dobitak na snazi; formiranje sposobnosti planiranja i provođenja pokusa, na temelju rezultata pokusa, formulirati zaključak. Napredak sata Broj str 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Aktivnosti nastavnika Aktivnosti učenika Napomene Organizacijska faza Priprema za nastavu Faza ponavljanja i provjere usvojenosti preuzetog gradiva Rad sa slikama, rad u paru - usmena priča Prema planu, međusobna provjera znanja Faza ažuriranja znanja, postavljanje ciljeva Organizacijsko-aktivnost faza: pomoć i kontrola rada učenika Fizički zapisnici Organizacijsko-aktivnost faza: praktični rad, aktualizacija i postavljanje ciljeva Faza praktične konsolidacije stečenog znanja: rješavanje zadataka Faza konsolidacije položenog gradiva Uvođenje pojma "jednostavnih mehanizama", prema Rad s udžbenikom, izrada sheme Samovrednovanje Tjelesne vježbe Prikupljanje instalacije Uvođenje pojma "poluge", postavljanje ciljeva Uvođenje pojma "rame sile" Eksperimentalna potvrda pravila ravnoteže poluge Samoprocjena Rješavanje zadataka Međusobna provjera Odgovori na pitanja Faza rasprave o domaćoj zadaći Zapiši domaća zadaća 10 Faza promišljanja: učenici se pozivaju da istaknu novo, zanimljivo, teško na satu Podijele svoje dojmove usmeno i pismeno Učitelj: Danas ćemo na satu zaviriti u svijet mehanike, učit ćemo uspoređivati, analizirati. Ali prvo, izvršimo niz zadataka koji će vam pomoći otvoriti tajanstvena vrata šire i pokazati svu ljepotu takve znanosti kao što je mehanika. Na ekranu je nekoliko slika: Što ti ljudi rade? (mehanički rad) Egipćani grade piramidu (polugu); Čovjek diže (uz pomoć kapije) vodu iz bunara; Ljudi kotrljaju bačvu na brod (kosa ravnina); Osoba podiže teret (blok). Učitelj: Napravite priču prema planu: 1. Koji su uvjeti potrebni za obavljanje strojarskog rada? 2. Strojarski rad je ……………. 3. Konvencionalna oznaka mehaničkog rada 4. Formula rada ... 5. Što se uzima kao jedinica mjere rada? 6. Kako i po kojem znanstveniku nosi ime? 7. Kada je rad pozitivan, negativan ili nula? Učitelj: Pogledajmo sada ponovno ove slike i obratimo pažnju na to kako ti ljudi rade posao? (ljudi koriste dugi štap, kapiju, uređaj za nagib, blok) Učitelj: Učenici: Jednostavni mehanizmi Učitelj: Točno! Jednostavni mehanizmi. Što mislite o kojoj temi u lekciji ćemo biti s vama.Kako možete nazvati ove uređaje jednom riječju? razgovarati danas? Učenici: O jednostavnim mehanizmima. Učitelj: Tako je. Tema našeg sata bit će jednostavni mehanizmi (zapisivanje teme sata u bilježnicu, slajd s temom sata) Postavimo ciljeve sata: Zajedno s djecom: proučiti što su jednostavni mehanizmi; razmotriti vrste jednostavni mehanizmi ; stanje ravnoteže poluge. Učitelj: Dečki, što mislite za što se koriste jednostavni mehanizmi? Učenici: Koriste se za smanjenje sile koju primjenjujemo, t.j. preobraziti ga. Učitelj: U svakodnevnom životu postoje jednostavni mehanizmi, u svim složenim tvorničkim strojevima itd. Dečki, koji kućanski aparati i uređaji imaju jednostavne mehanizme. Učenici: Vaga s polugom, škare, mlin za meso, nož, sjekira, pila itd. Učitelj: Kakav jednostavan mehanizam ima dizalica. Učenici: Poluga (strelica), blokovi. Učitelj: Danas ćemo se detaljnije zadržati na jednoj od vrsta jednostavnih mehanizama. Na stolu je. Koji je to mehanizam? Učenici: Ovo je poluga. Objesite utege na jedan od krakova poluge i pomoću ostalih utega uravnotežite polugu. Da vidimo što se dogodilo. Vidimo da se ramena utega međusobno razlikuju. Zamahnimo jednom od poluga. Što vidimo? Učenici: Zamahujući, poluga se vraća u ravnotežni položaj. Učitelj: Što se zove poluga? Učenici: Poluga je kruto tijelo koje se može okretati oko nepokretne osi. Učitelj: Kada je poluga u ravnoteži? Učenici: Opcija 1: isti broj utega na istoj udaljenosti od osi rotacije; Opcija 2: veće opterećenje - manja udaljenost od osi rotacije. Učitelj: Kako se zove ta ovisnost u matematici? Učenici: Obrnuto proporcionalno. Učitelj: Kojom silom utezi djeluju na polugu? Učenici: Tjelesna težina zbog sile teže Zemlje. P = Ftyazh = F F  1 F 2 l 2 l 1 gdje je F1 modul prve sile; F2 - modul druge sile; l1 - rame prve sile; l2 - rame druge sile. Učitelj: Ovo pravilo je uspostavio Arhimed u 3. stoljeću prije Krista. Zadatak: Uz pomoć pajsera radnik podiže sanduk tešku 120 kg. Koju silu on primjenjuje na veći krak poluge ako je duljina tog kraka 1,2 m, a manji doseg 0,3 m. Koliki će biti dobitak na snazi? (Odgovor: Dobitak na snazi ​​je 4) Rješavanje problema (samostalno uz naknadnu međusobnu provjeru). 1. Prva sila je 10 N, a rame te sile je 100 cm.Kolika je druga sila ako je njezino rame 10 cm? (Odgovor: 100 N) 2. Radnik polugom podiže teret mase 1000 N, a pritom djeluje silom od 500 N. Koliki je krak veće sile ako je krak manje sile 100 cm? (Odgovor: 50 cm) Sumiranje. Koji se mehanizmi nazivaju jednostavnim? Koje vrste jednostavnih mehanizama poznajete? Što je poluga? Što je rame snage? Koje je pravilo ravnoteže za polugu? Koji je značaj jednostavnih mehanizama u ljudskom životu? D / s 1. Pročitaj odlomak. 2. Navedite jednostavne mehanizme koje nalazite kod kuće i one u kojima se osoba koristi Svakidašnjica zapisivanjem ih u tablicu: Jednostavan mehanizam u svakodnevnom životu, u tehnici Pogled na jednostavan mehanizam 3. Dodatno. Pripremite poruku o jednom jednostavnom mehanizmu koji se koristi u svakodnevnom životu, tehnologiji. Odraz. Završi rečenice: sada znam ……………………………………………………… .. Shvatio sam da ……………………………………… …… ………………… Mogu……………………………………………………………………. Mogu pronaći (usporediti, analizirati, itd.) ……………………. Napravio sam to na svoju ruku ……………………………… ... Proučeno gradivo sam primijenio u konkretnoj životnoj situaciji …………. Svidjela mi se (nije mi se svidjela) lekcija ……………………………………………

Od pamtivijeka čovječanstvo koristi razne mehanizme koji su dizajnirani da olakšaju fizički rad. Jedna od njih je poluga. Da je voditelj...

Uvjet ravnoteže poluge. Vladavina trenutaka. Jednostavni mehanizmi. Izazovi i rješenja

Iz Masterweba

06.10.2018 05:00

Od pamtivijeka čovječanstvo koristi razne mehanizme koji su dizajnirani da olakšaju fizički rad. Jedna od njih je poluga. Što je to, koja je ideja njegove uporabe, a također i koji je uvjet za ravnotežu poluge, ovaj je članak posvećen svim tim pitanjima.

Kada je čovječanstvo počelo primjenjivati ​​princip poluge?

Teško je precizno odgovoriti na ovo pitanje, budući da su jednostavni mehanizmi bili poznati već starim Egipćanima i stanovnicima Mezopotamije već tri tisuće prije Krista.

Jedan od tih mehanizama je takozvana poluga dizalice. Predstavljala ga je duga motka, koja se nalazila na osloncu. Potonji je postavljen bliže jednom kraju stupa. Za kraj, koji je bio dalje od referentne točke, bila je vezana posuda, a na drugu je stavljena neka protutega, na primjer kamen. Sustav je podešen tako da polunapunjena posuda dovodi stup u horizontalni položaj.

Poluga dizalice služila je za podizanje vode iz bunara, rijeke ili druge depresije do razine na kojoj se nalazila osoba. Primjenjujući malu silu na posudu, osoba ju je spustila do izvora vode, posuda se napunila tekućinom, a zatim se, primjenom neznatne sile na drugi kraj protutežnog stupa, navedena posuda mogla podići.

Legenda o Arhimedu i brodu

Svi znaju starogrčkog filozofa iz grada Sirakuze, Arhimeda, koji je u svojim spisima ne samo opisao princip rada jednostavnih mehanizama (poluga, nagnuta daska), već je dao i odgovarajuće matematičke formule. Do sada je njegova fraza ostala poznata:

Daj mi uporište i premjestit ću ovaj svijet!

Kao što znate, nitko mu nije pružio takvu podršku, a Zemlja je ostala na svom mjestu. Međutim, ono što je Arhimed doista mogao pomaknuti bio je brod. Jedna od Plutarhovih legendi (djelo "Paralelni životi") kaže sljedeće: Arhimed je u pismu svom prijatelju, caru Hijeronu od Sirakuze, rekao da može sam pomicati koliko god želi, pod određenim uvjetima. Hierona je iznenadila ova filozofova izjava i zamolio ga da pokaže o čemu govori. Arhimed se složio. Jednog dana je Hijeronov brod, koji je bio na doku, bio natovaren ljudima i bačvama napunjenim vodom. Filozof, koji se nalazio na određenoj udaljenosti od broda, uspio ga je podići iznad vode povlačenjem užadi, uz malo napora.

Komponente poluge

Unatoč činjenici da govorimo o prilično jednostavnom mehanizmu, on još uvijek ima određeni uređaj. Fizički se sastoji od dva glavna dijela: stupa ili grede i oslonca. Kada se razmatraju zadaci, motka se smatra objektom koji se sastoji od dva (ili jednog) ramena. Rame je dio stupa koji je u odnosu na oslonac s jedne strane. Duljina ruke igra važnu ulogu u principu rada mehanizma koji se razmatra.

Kada se uzme u obzir da je poluga u radu, javljaju se dva dodatna elementa: primijenjena sila i sila suprotstavljanja njoj. Prvi nastoji pokrenuti objekt koji stvara reakcijsku silu.

Uvjet ravnoteže za polugu u fizici

Nakon što smo se upoznali s uređajem ovog mehanizma, dat ćemo matematičku formulu, pomoću koje možemo reći koji će se krak poluge kretati i u kojem smjeru, ili, obrnuto, cijeli uređaj će mirovati. Formula je:

gdje su F1 i F2 sile djelovanja i reakcije, l1 i l2 su duljine krakova na koje se te sile primjenjuju.

Ovaj izraz omogućuje istraživanje uvjeta ravnoteže za polugu koja ima os rotacije. Dakle, ako je rame l1 veće od l2, tada je potrebna manja vrijednost F1 da bi se uravnotežila sila F2. Obrnuto, ako je l2> l1, tada će biti potreban veliki F1 da bi se suprotstavio sili F2. Ovi se zaključci mogu dobiti prepisivanjem gornjeg izraza u sljedećem obliku:

Kao što vidite, sile uključene u formiranje ravnoteže obrnuto su povezane s duljinom krakova poluge.

Koji su dobici i gubici pri korištenju poluge?

Iz gornjih formula slijedi važan zaključak: uz pomoć duge ruke i malog napora mogu se pomicati predmeti velike mase. To je istina i mnogi bi mogli pomisliti da poluga dovodi do povećanja učinka. Ali to nije slučaj. Rad je energetska veličina koja se ne može stvoriti ni iz čega.

Analizirajmo rad jednostavne poluge s dva iscjeljivanja l1 i l2. Neka se na kraj kraka l2 postavi uteg utega P (F2 = P). Na kraju drugog ramena, osoba primjenjuje silu F1 i podiže ovu težinu na visinu h. Sada, izračunajmo rad svake sile i izjednačimo rezultate. dobivamo:

Sila F2 djelovala je duž okomite putanje duljine h, a F1 je također djelovala duž vertikale, ali je već bila primijenjena na drugi krak, čiji je kraj pomaknut za nepoznatu vrijednost x. Da bismo ga pronašli, potrebno je u zadnji izraz zamijeniti formulu za vezu između sila i krakova poluge. Izražavajući x, imamo:

x = F2 * h / F1 = l1 * h / l2.

Ova jednakost pokazuje da ako je l1> l2, zatim F2> F1 i x> h, odnosno primjenom male sile, možete podići teret velike težine, ali ćete morati pomaknuti odgovarajuću polugu (l1) a veća udaljenost. Obrnuto, ako je l1

Dakle, poluga ne daje dobit u radu, već samo omogućuje njezinu preraspodjelu ili u korist manje primijenjene sile, ili u korist veće amplitude kretanja predmeta. U razmatranoj temi fizike djeluje opći filozofski princip: svaki dobitak nadoknađuje se nekim gubitkom.

Vrste poluga

Ovisno o točkama primjene sile i položaju oslonca, razlikuju se sljedeće vrste ovog mehanizma:

• Prva vrsta: točka stožera je između dvije sile F1 i F2, tako da će poluga ovisiti o duljini krakova. Primjer su obične škare.
• Druga vrsta. Ovdje se sila protiv koje se vrši rad nalazi između oslonca i primijenjene sile. Ova vrsta konstrukcije znači da će uvijek donositi dobitke u snazi ​​i gubitke u kretanju i brzini. Primjer za to je vrtna kolica.
• Treća vrsta. Posljednja opcija koju treba realizirati u ovoj jednostavnoj strukturi je položaj primijenjene sile između oslonca i sile reakcije. U ovom slučaju, postoji dobitak na putu, ali gubitak snage. Primjer je pinceta.

Koncept momenta sile

Bilo koji problem u mehanici koji uključuje koncept osi ili točke rotacije rješava se pravilom momenata sile. Budući da je oslonac poluge ujedno i os (točka) oko koje se sustav okreće, moment sile se također koristi za procjenu ravnoteže ovog mehanizma. Ona se u fizici shvaća kao količina jednaka umnošku ramena i efektivne sile, odnosno:

Uzimajući u obzir ovu definiciju, uvjet za ravnotežu poluge može se prepisati na sljedeći način:

M1 = M2, gdje je M1 = l1 * F1 i M2 = l2 * F2.

Moment M je aditivan, što znači da se ukupni moment sile za razmatrani sustav može dobiti uobičajenim zbrajanjem svih momenata Mi koji na njega djeluju. Međutim, u ovom slučaju treba uzeti u obzir njihov predznak (sila koja uzrokuje rotaciju sustava u smjeru suprotnom od kazaljke na satu stvara pozitivan moment + M, i obrnuto). Uz to rečeno, pravilo trenutka za polugu u ravnoteži bi izgledalo ovako:

Poluga gubi ravnotežu kada je M1 ≠ M2.

Gdje se koristi princip poluge?

Gore su već navedeni neki primjeri korištenja ovog jednostavnog i dobro poznatog mehanizma iz antičkih vremena. Evo samo nekoliko dodatnih primjera:

• Kliješta: poluga 1. klase koja omogućuje stvaranje ogromnih sila zbog kratke duljine ruke l2 gdje se nalaze zupci alata.
• Otvarač za boce i konzerve: Ovo je poluga 2. klase, tako da se uvijek isplati uloženi trud.
• Štap za pecanje: poluga 3. klase koja vam omogućuje pomicanje kraja štapa s plovkom, potopom i udicom do velikih amplituda. Gubitak snage osjeća se kada je ribaru teško izvući ribu iz vode, čak i ako njezina težina ne prelazi 0,5 kg.

Sama osoba, sa svojim zglobovima, mišićima, kostima i tetivama, vrhunski je primjer sustava s mnogo različitih poluga.

Rješenje problema

Uvjet ravnoteže poluge, razmatran u članku, koristi se za rješavanje jednostavnog problema. Potrebno je izračunati približnu duljinu kraka poluge, primjenom napora na čijem je kraju Arhimed uspio podići brod, kako je to opisao Plutarh.

Za rješenje uvodimo sljedeće pretpostavke: uzmimo u obzir grčku triremu od 90 tona s pomakom i pretpostavimo da je oslonac poluge bio 1 metar od njenog središta mase. Budući da je Arhimed, prema legendi, mogao lako podići brod, pretpostavit ćemo da je za to primijenio silu jednaku polovici njegove težine, odnosno oko 400 N (za masu od 82 kg). Zatim, primjenom uvjeta ravnoteže poluge, dobivamo:

F1 * l1 = F2 * l2 => l1 = F2 * l2 / F1 = m * g * l2 / F1 = 90 000 * 9,81 * 1/400 ≈ 2,2 km.

Čak i ako povećate primijenjenu silu na vrijednost težine samog Arhimeda i dva puta približite oslonac, dobit ćete vrijednost duljine ruke od oko 500 metara, što je također velika vrijednost. Najvjerojatnije je Plutarhova legenda pretjerivanje kako bi se pokazala učinkovitost poluge, a Arhimed zapravo nije podigao brod iznad vode.

Ulica Kievyan, 16 0016 Armenija, Yerevan +374 11 233 255

§ 35. TRENUTAK MOĆI. UVJETI RAVNOTEŽE POLUGE

Poluga je najjednostavniji, a ne najstariji mehanizam koji čovjek koristi. Škare, rezači žice, lopata, vrata, veslo, volan i ručica mjenjača u automobilu djeluju kao poluga. Već tijekom izgradnje egipatskih piramida polugama se dizalo kamenje teško deset tona.

Ruka poluge. Pravilo poluge

Poluga je šipka koja se može okretati oko fiksne osi. Os O okomita na ravninu slike 35.2. Sila F 2 djeluje na desni krak poluge duljine l 2, a sila F 1 djeluje na lijevi krak poluge duljine l 1. Mjeri se duljina krakova poluge l 1 i l 2 od osi rotacije O na odgovarajuće linije djelovanja sile F 1 i F 2.

Neka su sile F 1 i F 2 takve da se poluga ne okreće. Eksperimenti pokazuju da je u ovom slučaju zadovoljen uvjet:

F 1 ∙ l 1 = F 2 ∙ l 2. (35,1)

Zapišimo ovu jednakost na drugačiji način:

F 1 / F 2 = l 2 / l 1. (35,2)

Značenje izraza (35.2) je sljedeće: koliko je puta rame l 2 duže od ramena l 1, koliko je puta veličina sile F 1 veća od veličine sile F 2 Ova izjava naziva se pravilo poluge, a omjer F 1 / F 2 je dobitak u snazi.

Kad dobijemo na snazi, gubimo u daljini, jer moramo jako spuštati desno rame da bismo malo podigli lijevi kraj kraka poluge.

No, vesla čamca su učvršćena u brave za vesla tako da povlačimo kratki krak poluge, primjenjujući znatnu silu, ali dobivamo povećanje brzine na kraju dugog kraka (slika 35.3).

Ako su sile F 1 i F 2 jednake po veličini i smjeru, tada će poluga biti u ravnoteži pod uvjetom da je l 1 = l 2, odnosno da je os rotacije u sredini. Naravno, u ovom slučaju nećemo dobiti nikakav dobitak na snazi. Upravljač je još zanimljiviji (sl. 35.4).

Riža. 35.1. Alat

Riža. 35.2. Ruka poluge

Riža. 35.3. Vesla vam daju povećanje brzine

Riža. 35.4. Koliko poluga vidite na ovoj fotografiji?

Trenutak snage. Uvjet ravnoteže poluge

Rame sile l je najkraća udaljenost od osi rotacije do linije djelovanja sile. U slučaju (slika 35.5), kada linija djelovanja sile F formira oštar kut s ključem, krak sile l je manji od kraka l 2 u slučaju (slika 35.6), gdje je sila djeluje okomito na ključ.

Riža. 35.5. Ramena l manje

Umnožak sile F na duljinu kraka l naziva se moment sile i označava se slovom M:

M = F ∙ l. (35,3)

Moment sile se mjeri u Nm. U slučaju (sl. 35.6) lakše je rotirati maticu, jer je moment sile kojim djelujemo na ključ veći.

Iz relacije (35.1) proizlazi da u slučaju kada na polugu djeluju dvije sile (slika 35.2), uvjet izostanka rotacije poluge je da moment sile koja je pokušava zakrenuti u smjeru kazaljke na satu (F 2 ∙ l 2) mora biti jednak momentu sile koja pokušava zakrenuti polugu u smjeru suprotnom od kazaljke na satu (F 1 ∙ l 1).

Ako na polugu djeluje više od dvije sile, pravilo ravnoteže poluge zvuči ovako: poluga se ne rotira oko fiksne osi ako je zbroj momenata svih sila koje rotiraju tijelo u smjeru kazaljke na satu jednak zbroju momenata svih sila koje ga rotiraju u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

Ako su momenti sila uravnoteženi, poluga se okreće u smjeru u kojem se zakreće do momenta većeg zbroja.

Primjer 35.1

O lijevom kraku poluge duljine 15 cm ovješen je uteg od 200 g. Na kojoj udaljenosti od osi rotacije treba objesiti uteg od 150 g da bi poluga bila u ravnoteži?

Riža. 35.6. Iskoristite l više

Rješenje: Moment prvog tereta (slika 35.7) jednak je: M 1 = m 1 g ∙ l 1.

Moment drugog opterećenja: M 2 = m 2 g ∙ l 2.

Prema pravilu ravnoteže poluge:

M 1 = M 2, ili m 1 ∙ l 1 = m 2 g ∙ l 2.

Dakle: l 2 =.

Proračuni: l 2 = = 20 cm.

Odgovor: Dužina desne ruke u ravnotežnom položaju je 20 cm.

Oprema: lagana i dovoljno jaka žica dužine oko 15 cm, spajalice, ravnalo, konac.

Napredak. Prevucite omču konca preko žice. Čvrsto povucite petlju oko sredine žice. Zatim objesite žicu na konac (pričvršćivanjem niti, recimo, stolne svjetiljke). Uravnotežite žicu pomicanjem petlje.

Opterite polugu s obje strane središta lancima različitog broja spajalica i postignite ravnotežu (sl. 35.8). Izmjerite duljine krakova l 1 i l 2 s točnošću od 0,1 cm.Sila će se mjeriti u “spajalicama”. Zabilježite rezultate u tablicu.

Riža. 35.8. Studija ravnoteže poluge

Usporedite vrijednosti A i B. Izvedite zaključak.

Zanimljivo je znati.

* Problemi točnog vaganja.

Poluga se koristi u vagi, a točnost vaganja ovisi o tome koliko se točno poklapa duljina krakova.

Suvremene analitičke vage mogu vagati s točnošću od desetmilijuntnog dijela grama, odnosno 0,1 μg (slika 35.9). Štoviše, postoje dvije vrste takvih vaga: jedna za vaganje lakih tereta, druga za teške. Prvu vrstu možete vidjeti u ljekarni, nakitnoj radionici ili kemijskom laboratoriju.

Vaga za vaganje velikih tereta može vagati terete težine do tone, ali ostaju vrlo osjetljive. Ako nagazite na takvu težinu, a zatim izdahnete zrak iz pluća, tada će reagirati.

Ultramikrovagne mjere masu s točnošću od 5 ∙ 10 -11 g (pet stotina milijardi frakcija grama!)

Prilikom vaganja na točnoj vagi pojavljuju se mnogi problemi:

a) Koliko god se trudili, ramena klackalice i dalje nisu jednaka.

b) Iako su ljuske male, razlikuju se po masi.

c) Počevši od određenog praga točnosti, težina počinje reagirati na vištovuvalnu silu zraka, koja za tijela redovite veličine jako malo.

d) Prilikom postavljanja vage u vakuum ovaj nedostatak se može otkloniti, ali pri vaganju vrlo malih masa počinju se osjećati udari molekula zraka koje nijedna pumpa ne može potpuno ispumpati.

Riža. 35.9. Suvremene analitičke vage

Dva načina za poboljšanje točnosti vaga bez ramena.

1. Metoda kalibracije. Očigledno teret uz pomoć slobodno teče tvari, kao što je pijesak. Zatim ćemo ukloniti teret i utege zdravog pijeska. Očito je masa utega jednaka pravoj masi tereta.

2. Metoda naizmjeničnog vaganja. Izvagamo teret na tavi vage, koja je, na primjer, na ramenu duljine l 1. Neka je masa utega, koja dovodi do uravnoteženja utega, jednaka m 2. Zatim istu težinu vagamo u drugoj posudi, koja je na ramenu dužine l 2. Dobivamo malo drugačiju masu utega m 1. Ali u oba slučaja stvarna masa tereta je m. U oba vaganja ispunjen je sljedeći uvjet: m ∙ l 1 = m 2 ∙ l 2 i m ∙ l 2 = m 1 ∙ l 1. Rješavajući sustav ovih jednadžbi dobivamo: m = .

Tema istraživanja

35.1. Napravite vagu na kojoj možete izvagati zrno pijeska i opišite probleme na koje ste naišli pri ispunjavanju ovog zadatka.

Hajde da rezimiramo

Rame sile l je najkraća udaljenost od osi rotacije do linije djelovanja sile.

Moment sile naziva se umnožak sile na ramenu: M = F ∙ l.

Poluga se ne okreće ako je zbroj momenata sila koje rotiraju tijelo u smjeru kazaljke na satu jednak zbroju momenata svih sila koje ga rotiraju u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

Vježba br. 35

1. Kada poluga daje dobit u snazi?

2. Kada je lakše zategnuti maticu: sl. 35,5 ili 35,6?

3. Zašto je kvaka vrata najudaljenija od osi rotacije?

4. Zašto je savijenom rukom u laktu moguće podići veći teret nego ispruženom?

5. Dugačak štap lakše je držati u vodoravnom položaju držeći ga za sredinu nego za kraj. Zašto?

6. Primjenom sile od 5 N na krak poluge dug 80 cm, želimo uravnotežiti silu od 20 N. Kolika bi trebala biti duljina drugog kraka?

7. Pretpostavimo da su sile (sl. 35.4) iste po veličini. Zašto se ne balansiraju?

8. Može li se predmet balansirati na vagi tako da se s vremenom ravnoteža poremeti sama od sebe, bez vanjskih utjecaja?

9. Ima 9 kovanica, jedan od njih je krivotvoren. Teža je od drugih. Predložite postupak kojim se krivotvoreni novčić može nedvosmisleno otkriti u minimalnom broju vaganja. Nema utega za vaganje.

10. Zašto teret, čija je masa manja od praga osjetljivosti vage, ne remeti njihovu ravnotežu?

11. Zašto se točno vaganje provodi u vakuumu?

12. U kojem slučaju točnost vaganja na vagi neće ovisiti o djelovanju Arhimedove sile?

13. Kako se određuje duljina kraka poluge?

14. Kako se računa moment sile?

15. Formulirajte pravila za ravnotežu poluge.

16. Što se naziva dobitkom poluge?

17. Zašto veslač uzima kratku polugu?

18. Koliko se poluga može vidjeti na sl. 35,4?

19. Koje se skale nazivaju analitičkim?

20. Objasnite značenje formule (35.2).

3 povijest znanosti. U naše vrijeme je došla priča o tome kako je kralj Sirakuze Gyuron naredio da se sagradi veliki brod s tri palube - trire (sl. 35.10). Ali kada je brod bio spreman, pokazalo se da se ne može pomaknuti ni trudom svih stanovnika otoka. Arhimed je izumio mehanizam koji se sastojao od poluga i omogućio jednoj osobi da baci brod u vodu. Rimski povjesničar Vitruvije ispričao je o tom događaju.

Od najranijih vremena osoba se služi raznim pomagalima kako bi olakšala svoj rad. Koliko često, kada trebamo pomaknuti jako težak predmet, kao pomoćnike uzimamo štap ili motku. Ovo je primjer jednostavnog mehanizma - poluge.

Korištenje jednostavnih mehanizama

Postoji mnogo vrsta jednostavnih mehanizama. Ovo je poluga, blok, klin i mnogi drugi. Jednostavni mehanizmi u fizici nazivaju se uređajima koji služe za transformaciju sile. Kosa ravnina, koja pomaže pri kotrljanju ili povlačenju teških predmeta prema gore, također je jednostavan mehanizam. Upotreba jednostavnih mehanizama je vrlo česta kako u proizvodnji tako i u svakodnevnom životu. Najčešće se koriste jednostavni mehanizmi kako bi se dobio dobitak na snazi, odnosno nekoliko puta povećala sila koja djeluje na tijelo.

Poluga u fizici je jednostavan mehanizam

Jedan od najjednostavnijih i najčešćih mehanizama koji se proučava u fizici u sedmom razredu je poluga. Poluga u fizici je kruto tijelo koje se može rotirati oko fiksnog oslonca.

Postoje dvije vrste poluga. Za polugu prve vrste, uporište je između linija djelovanja primijenjenih sila. Poluge druge vrste imaju uporište s jedne strane. Odnosno, ako pokušavamo pomaknuti teški predmet uz pomoć pajsera, onda je poluga prve vrste situacija kada stavljamo blok ispod otpada, pritiskajući slobodni kraj otpada. U ovom slučaju, naš će fiksni oslonac biti šipka, a primijenjene sile nalaze se s obje strane. A poluga druge vrste je kada mi, skliznuvši rub poluge pod teretom, povučemo polugu prema gore, pokušavajući tako prevrnuti predmet. Ovdje se uporište nalazi na mjestu gdje otpad leži na tlu, a primijenjene sile se nalaze na jednoj strani uporišta.

Zakon o ravnoteži sila na poluzi

Pomoću poluge možemo dobiti snagu i golim rukama podići pretešku težinu. Udaljenost od uporišta do točke primjene sile naziva se rame sile. Štoviše, ravnoteža sila na poluzi može se izračunati pomoću sljedeće formule:

F1/ F2 = l2 / l1,

gdje su F1 i F2 sile koje djeluju na polugu,
a l2 i l1 su ramena ovih sila.

Ovo je zakon ravnoteže poluge., koji kaže: poluga je u ravnoteži kada su sile koje na nju djeluju obrnuto proporcionalne ramenima tih sila. Ovaj zakon je uspostavio Arhimed u trećem stoljeću prije Krista. Iz toga proizlazi da se s manjom silom može uravnotežiti veću. To zahtijeva da rame manje snage bude veće od ramena veće snage. A dobitak snage dobiven polugom određuje se omjerom ramena primijenjenih sila.

Odjeljci: Fizika

Vrsta lekcije: sat svladavanja novog gradiva

Ciljevi lekcije:

• Obrazovni:
  • upoznavanje s korištenjem jednostavnih mehanizama u prirodi i tehnologiji;
  • razviti vještine analize izvora informacija;
  • eksperimentalno utvrditi pravilo ravnoteže poluge;
  • formirati sposobnost učenika za provođenje pokusa (pokusa) i izvlačenje zaključaka iz njih.
• Razvijanje:
  • razvijati sposobnost promatranja, analiziranja, uspoređivanja, generaliziranja, klasificiranja, sastavljanja dijagrama, formuliranja zaključaka na temelju proučavanog materijala;
  • razvijati kognitivni interes, samostalnost mišljenja i inteligenciju;
  • razviti kompetentan usmeni govor;
  • razvijati praktične vještine.
• Obrazovni:
  • moralni odgoj: ljubav prema prirodi, osjećaj za drugarsko uzajamno pomaganje, etika grupnog rada;
  • odgoj kulture u organizaciji odgojno-obrazovnog rada.

Osnovni koncepti:

• mehanizama
• krak poluge
• snaga ramena
• blok
• kapija
• nagnuta ravnina
• klin
• vijak

Oprema: računalo, prezentacija, materijali (radne kartice), poluga na tronošcu, set utega, laboratorijski set na temu „Mehanika, jednostavni mehanizmi“.

TIJEKOM NASTAVE

I. Organizacijska faza

1. Pozdrav.
2. Utvrđivanje odsutnog.
3. Provjera spremnosti učenika za nastavu.
4. Provjera spremnosti učionice za nastavu.
5. Organizacija pažnje .

II. Faza provjere domaće zadaće

1. Otkrivanje činjenice da domaću zadaću rješava cijeli razred.
2. Vizualna provjera zadataka u radnoj bilježnici.
3. Razjašnjenje razloga neispunjavanja zadatka od strane pojedinih studenata.
4. Pitanja o domaćoj zadaći.

III. Faza pripreme učenika za aktivno i svjesno usvajanje novog gradiva

"Mogao bih okrenuti Zemlju polugom, samo mi daj uporište"

Arhimed

Pogodi zagonetke:

1. Dva prstena, dva kraja i klin u sredini. ( Škare)

2. Dvije sestre su se zaljuljale – tražile su istinu, a kada su je postigle, stali su. ( vage)

3. Nakloni se, nakloni se - dođe kući - ispruži se. ( Sjekira)

4. Kakav čudesni div?
Poseže do oblaka
Bavi se radom:
Pomaže u izgradnji kuće. ( Dizalica za podizanje)

- Ponovno pažljivo pogledajte odgovore i nazovite ih jednom riječju. "Alat, stroj" u prijevodu s grčkog znači "mehanizmi".

Mehanizam- od grčka riječ"????? v?" - top, građenje.
Automobil- od latinske riječi " mašina" – građenje.

- Ispada da je običan štap najjednostavniji mehanizam. Tko zna kako se to zove?
- Formulirajmo zajedno temu lekcije:….
- Otvorite bilježnice, zapišite broj i temu lekcije: „Jednostavni mehanizmi. Uvjeti ravnoteže poluge”.
- Koji cilj bismo trebali postaviti s vama danas na lekciji ...

IV. Faza asimilacije novog znanja

"Mogao bih polugom okrenuti Zemlju, samo mi daj uporište" - ove riječi, koje su epigraf naše lekcije, rekao je Arhimed prije više od 2000 godina. A ljudi ih se još uvijek sjećaju i prenose od usta do usta. Zašto? Je li Arhimed bio u pravu?

- Poluge su ljudi počeli koristiti u davna vremena.
- Što misliš, čemu služe?
- Naravno, da bi se lakše radilo.
- Prva osoba koja je upotrijebila polugu bio je naš daleki prapovijesni predak, koji je štapom pomicao teško kamenje s mjesta u potrazi za jestivim korijenjem ili malim životinjama koje se skrivaju pod korijenjem. Da, da, ipak je običan štap, koji ima uporište oko kojeg se može okretati, prava poluga.
Postoji mnogo dokaza da su u starim zemljama - Babilonu, Egiptu, Grčkoj - graditelji naširoko koristili poluge prilikom podizanja i transporta kipova, stupova i ogromnog kamenja. Tada nisu imali pojma o zakonu poluge, ali su već dobro znali da poluga u vještim rukama pretvara težak teret u lagan.
Ruka poluge- sastavni je dio gotovo svakog modernog stroja, alatnog stroja, mehanizma. Bager kopa jarak - njegova željezna "ruka" s kantom djeluje kao poluga. Šofer mijenja brzinu automobila pomoću ručice mjenjača. Farmaceut vaga praškove na farmaceutskim vrlo preciznim vagama, glavni dio tih vaga je poluga.
Kopajući gredice u vrtu, lopata u našim rukama postaje i poluga. Sve vrste klackalica, ručki i ovratnika su sve poluge.

- Upoznajmo se s jednostavnim mehanizmima.

Razred je podijeljen u šest eksperimentalnih grupa:

1. proučava nagnutu ravninu.
2. ispituje polugu.
3. studijski blok.
4. pregledava vrata.
5. proučava klin.
6. proučava vijak.

Rad se izvodi prema opisu ponuđenom svakoj grupi u radna kartica. (Prilog 1 )

Na temelju odgovora učenika izrađujemo dijagram. ( Dodatak 2 )

- Koje ste mehanizme upoznali...
- Čemu služe jednostavni mehanizmi? ...

Ruka poluge- kruto tijelo koje se može rotirati oko fiksnog nosača. U praksi, štap, daska, pajser i sl. mogu imati ulogu poluge.
Ruka ima oslonac i rame. Rame Je li najkraća udaljenost od uporišta do linije djelovanja sile (tj. okomice spuštene iz uporišta na liniju djelovanja sile).
Obično se sile koje djeluju na polugu mogu smatrati težinom tijela. Jednu od sila nazvat ćemo silom otpora, drugu - pogonskom silom.
Na slici ( Dodatak 4 ) vidite jednaku ruku koja se koristi za uravnoteženje sila. Primjer takve primjene poluge je ravnoteža. Što mislite da će se dogoditi ako se jedna od sila udvostruči?
Tako je, vaga će izaći iz ravnoteže (pokazujem to na običnoj vagi).
Mislite li da postoji način da uravnotežite više snage s manje?

Ljudi, predlažem vas na tečaj mini eksperiment zaključiti uvjet ravnoteže poluge.

Eksperiment

Na stolovima su laboratorijske poluge. Idemo s vama shvatiti kada je poluga u ravnoteži.
Da biste to učinili, objesite jedan uteg na kuku s desne strane na udaljenosti od 15 cm od osi.

• Uravnotežite polugu s jednim utegom. Izmjerite lijevo rame.
• Uravnotežite polugu s dva utega. Izmjerite lijevo rame.
• Uravnotežite polugu s tri utega. Izmjerite lijevo rame.
• Uravnotežite polugu s četiri utega. Izmjerite lijevo rame.

- Koji se zaključci mogu izvući:

• Gdje je snaga veća, rame je manje.
• Koliko se puta povećala snaga, koliko se puta smanjilo rame,

- Hajdemo formulirati pravilo ravnoteže poluge:

Poluga je u ravnoteži kada su sile koje na nju djeluju obrnuto proporcionalne ramenima tih sila.

- Sada pokušajte zapisati ovo pravilo matematički, odnosno formulu:

F 1 l 1 = F 2 l 2 => F 1 / F 2 = l 2 / l 1

Pravilo ravnoteže poluge uspostavio je Arhimed.
Ovo pravilo podrazumijeva da se manja sila može uravnotežiti polugom s većom silom.

Opuštanje: Zatvorite oči i pokrijte ih dlanovima. Zamislite list bijelog papira i pokušajte na njemu mentalno napisati svoje ime i prezime. Na kraju snimke stavite točku. Sada zaboravite na slova i zapamtite samo točku. Trebalo bi vam se činiti da se krećete s jedne strane na drugu uz polagano i lagano njihanje. Opustili ste se...maknite dlanove, otvorite oči, vraćamo se u stvarni svijet puni snage i energije.

V. Faza učvršćivanja novog znanja

1. Nastavite frazu ...

• Poluga je... kruto tijelo koje se može rotirati oko fiksnog oslonca
• Poluga je u ravnoteži ako... sile koje djeluju na njega obrnuto su proporcionalne ramenima tih sila.
• Rame snage je... najkraća udaljenost od uporišta do crte djelovanja sile (tj. okomice spuštene s uporišta na crtu djelovanja sile).
• Snaga se mjeri u...
• Rame sile se mjeri u...
• Jednostavni mehanizmi uključuju... poluga i njezine vrste: - klin, vijak; nagnuta ravnina i njezine vrste: klin, vijak.
• Potrebni su jednostavni mehanizmi za... kako bi stekao vlast

2. Ispunite tablicu (sam):

Pronađite jednostavne mehanizme u uređajima

P / p br.	Naziv uređaja	Jednostavni mehanizmi
1	škare
2	mašina za mljevenje mesa
3	pila
4	ljestve
5	vijak
6	kliješta,
7	vage
8	sjekira
9	utičnica
10	bušilica
11	ručka šivaćeg stroja, pedala bicikla ili ručna kočnica, tipke klavira
12	dlijeto, nož, čavao, igla.

INTERCONTROL

Prenesite ocjenu nakon stručnog ocjenjivanja na karticu za samoocjenjivanje.

Je li Arhimed bio u pravu?

Arhimed je bio siguran da ne postoji tako težak teret koji osoba ne bi mogla podići - samo trebate upotrijebiti polugu.
Ipak, Arhimed je preuveličao ljudske sposobnosti... Kad bi Arhimed znao kolika je masa Globus, tada bi se vjerojatno suzdržao od uzvika koji mu pripisuje legenda: "Daj mi uporište i podići ću Zemlju!" Doista, da bi pomaknula Zemlju za samo 1 cm, Arhimedova bi ruka morala prijeći 10 18 km. Ispada da da bi se Zemlja pomaknula za milimetar, duga poluga mora biti veća od kratke na 100.000.000.000 trilijuna. jednom! Kraj ovog ramena prošao bi put od 1.000.000 bilijuna. kilometara (otprilike). A na takvom putu čovjeku bi trebalo mnogo milijuna godina!.. Ali to je tema druge lekcije.

Vi. Informativna faza za učenike o domaćoj zadaći, upute kako je ispuniti

1. Rezimiranje: što se novo naučilo na satu, kako je radio razred, tko je od učenika posebno marljivo radio (ocjene).

2. Domaća zadaća

Svi: § 55-56
Za one koji žele: sastaviti križaljku na temu "Jednostavni mehanizmi u mom domu"
Individualno: pripremite poruku ili prezentaciju "Poluge u divljini", "Moć naših ruku".

- Lekcija je gotova! Zbogom, svako dobro tebi!