Простые механизмы. Рычаг
« Я Землю бы мог повернуть рычагом, лишь дайте мне точку опоры»
Архимед
Цель: сформировать понятие «простой механизм»; выяснить условие равновесия рычага.
1. Примеры простых механизмов. 2. Определение рычага. 3. Виды рычагов. 4. Определение плеча силы. 5. Эксперимент по установлению равновесия рычага. 6. Формулировка и формула условия равновесия рычага. 7. Правило моментов сил.
Простые механизмы
С незапамятных времен люди используют для совершения механической работы различные приспособления
механизмы - греч. "механэ" - машина, орудие
Как древние люди построили пирамиды в Египте?
Пирамида Хеопса высотой 146,6 м,
каждая сторона основания 230 м,
масса блоков от 2,5 до 15 тонн
Примеры простых механизмов
- Приспособления, служащие для преобразования силы, называют механизмами.
Примеры простых механизмов
- Рычаг используется для получения большего усилия на коротком плече с помощью меньшего усилия на длинном плече. Сделав плечо рычага достаточно длинным, теоретически, можно развить любое усилие.
Архимед родился в Сиракузах – богатом торговом городе Сицилии. Отцом его был астроном Фидий, который привил сыну с детства любовь к математике, механике и астрономии. Уже при жизни Архимеда вокруг его имени создавались легенды, поводом для которых служили его поразительные изобретения, производившие ошеломляющее действие на современников.
Архимед создал теорию рычага.
Легенда об Архимеде
Правитель Сиракуз построил в подарок египетскому царю тяжёлый многопалубный корабль. Его никак не удавалось спустить на воду. Архимед соорудил систему рычагов, с помощью которой он смог проделать эту работу одним движением руки.
« Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю ».
75-летний Архимед сконструировал механизмы для обороны родного города г. Сиракузы
Архимед прославился и другими механическими конструкциями
Баллисты
Катапульты
Примеры простых механизмов
- Блок — простое механическое устройство, позволяющее изменять силу. Представляет собой колесо с жёлобом по окружности, вращающееся вокруг своей оси. Желоб предназначен для каната, цепи, ремня и т. п.
Примеры простых механизмов
- Ворот — простейший механизм. Представляет собой два колеса, соединенные вместе и вращающиеся вокруг одной оси. Ворот состоит из цилиндра (барабана) и прикрепленной к нему рукоятки. Чаще всего его применяли для подъема воды из колодцев.
Примеры простых механизмов
- Клин — простой механизм в виде призмы, рабочие поверхности которого сходятся под острым углом. Используется для раздвижения, разделения на части обрабатываемого предмета.
Примеры простых механизмов
- Наклонная плоскость — это плоская поверхность, установленная под углом, к горизонтальной поверхности. Наклонная плоскость позволяет преодолевать значительное сопротивление, прилагая сравнительно малую силу на большем расстоянии, чем то, на которое нужно поднять груз.
Примеры простых механизмов
- Винт — простейший механизм. Резьба винта, в сущности, представляет собой другой простейший механизм — наклонную плоскость, многократно обёрнутую вокруг цилиндра.
Рычаг
Определение рычага
Рычаг – твердое тело, способное вращаться вокруг неподвижной опоры.
На практике роль рычага могут играть стержень, доска, и другие предметы.
Точка опоры - это ось или опора.
Сила сопротивления P (вес) - это сила, которую требуется преодолеть.
Движущая сила F - это сила, прикладываемая к рычагу для преодоления силы сопротивления.
Рычаг первого рода Рычаг второго рода
Модель рычага первого рода
Кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует на рычаг сила, называется плечом силы.
Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.
Модель рычага второго рода
Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.
Правило моментов сил
Момент силы
Произведение модуля силы, вращающей тело, на её плечо называется моментом силы.
Правило
моментов
Рычаг находится в равновесии под действием двух сил, если момент силы, вращающий его по часовой стрелке, равен моменту силы, вращающий его против часовой стрелки.
Найдите простые механизмы
- На рычаге в т.А подвешены два груза по 1Н. Какой груз нужно подвесить в т.В, чтобы уравновесить рычаг?
10 см
30 см
Самоконтроль
На рисунке изображен подъемный кран. Рассчитайте, какой груз можно поднимать при помощи этого крана, если масса противовеса 1000 кг. Сделайте расчет, пользуясь правилом равновесия рычага.
2400 кг
Перечертите рисунок в тетрадь, плечи найдите по рисунку: 1 клетка - 1 см, сила F =6 H . Сделайте расчет для силы F 2 , пользуясь правилом равновесия рычага. На чертеже укажите стрелкой направление силы F 2 .
4 Н
Перечертите рисунок в тетрадь. Плечо силы, приложенной в т.В равно 10 см, в приложенной в т.А – 30 см. Сила, приложенная в точке В - F 1 =6 H . Сделайте расчет для силы F 2 ,приложенной в т.А, пользуясь правилом равновесия рычага.
2 Н
Закрепление
Домашняя работа
п.55,56,57упр30 №1,2,3 ,
+творческое задание:
- Подумайте и ответьте на вопрос: "Мог ли Архимед поднять Землю? Почему?"
- Изготовить модель простого механизма.
- Найти пословицы о простых механизмах.
- Сообщение о применении рычагов в технике
- Карточки: на рисунках изображены рычаги. Указать их плечи.
- У крыльца своего домика Карлсон нашел легкую доску длиной 2,5 м и предложил Малышу сыграть с ним в интересную игру.
- -Где находится точка опоры у нашего рычага-доски, если она находится в равновесии, когда на одном ее конце сижу я, а на другом – ты?
- Помогите Малышу и Карлсону решить эту задачу, рассчитав плечи сил.
- Сила тяжести Малыша 450 Н, а Карлсона – 750 Н.
Ответ:
- Загадка напоследок: одной ручкой встречает, а другой провожает.