Come è disposto il braccio della sospensione anteriore? Lavoro e meccanismi semplici.

Il 28 aprile si terrà presso la scuola la conferenza scientifica e pratica del NOU "Spectrum".

Un po' di storia
Molto tempo fa, nel lontano 2005, io e i miei studenti a scuola abbiamo organizzato la società scientifica "Pythagorean", dove abbiamo studiato varie attività dall'analisi dei problemi delle Olimpiadi, a lavoro di ricerca. Ogni anno, coinvolgendo altri matematici della scuola, tenevano conferenze, poi portavano i bambini a conferenze a Nalchik. Ogni anno i nostri ragazzi vincevano premi ai concorsi repubblicani. Tutto era come dovrebbe essere, avevamo la nostra carta, programma, requisiti. Alla fine dell'anno, i risultati sono stati riepilogati e ad ogni membro del NOU sono stati assegnati titoli accademici:

• "accademico onorario" - vincitori e vincitori di Olimpiadi, rassegne, concorsi internazionali e russi, repubblicani;
• "accademico" - vincitori di Olimpiadi, concorsi, rassegne regionali e cittadine;
• "maestro" - ai vincitori olimpiadi scolastiche, recensioni, concorsi;
• "Laurea" - vincitori di concorsi scolastici, recensioni, concorsi.

Questo è il tipo di testimonianza che i ragazzi hanno ricevuto (sai, ne erano molto contenti). Abbiamo avuto questo tipo di gioco.

Tutti allora conoscevano la nostra società. Buzzato. In una conferenza a Nalchik, una volta ci è stato detto che non potevano darci premi ogni volta, per non presentare molte opere per il concorso. Che ha anche avuto un ruolo. Quando un membro della giuria di un concorso repubblicano, davanti ai bambini, dice "Le tue opere sono le migliori, ma non possiamo dare più di un posto" ....
http://alfusja-bahova.ucoz.ru/index/nou_quot_pifagorenok_quot/0-5
A proposito, tutti i ragazzi che erano allora impegnati in una società scientifica entrarono facilmente nelle migliori università tecniche di Mosca e San Pietroburgo. questo momento laureato con successo dalle università. E una ragazza è stata lasciata all'università di San Pietroburgo (non riesco a nominare i nomi esatti delle università in questo momento). Sono orgoglioso dei miei ragazzi.

Ma tutto finisce. E anche il nostro NOU. Nessuno mi ha pagato nulla per questo lavoro, e non appena hanno iniziato a pagarlo, "Io stesso ho bisogno di una tale mucca", si è scoperto che la nostra scuola non aveva bisogno di "Pythagorean", hanno creato una nuova società "Spektr", dove tutto è fatto "sottoveste", non voglio nemmeno parlarne.

Dopo uno spiacevole incidente, ha smesso di partecipare alle conferenze scolastiche con i ragazzi.

E quest'anno ho deciso di andare alla conferenza della scuola con i membri del mio circolo. Abbiamo iniziato il progetto mercoledì. Vediamo cosa succede.

Alla lezione successiva del cerchio, iniziarono a farlo progetto di ricerca"Leva. Tipi di leve. Leva nella vita umana."
Scopo e obiettivi del lavoro di ricerca:

1. Studiare il dispositivo e il principio di funzionamento della leva;
2. Assembla il meccanismo "Leva" usando Lego "Fisica e Tecnologia";
3. Esplora le proprietà di una leva. Scopri la condizione di equilibrio della leva;
4. Interrogare i compagni di classe;
5. Esplora l'uso della leva in casa, a casa, nella tecnologia, nello sport e nell'intrattenimento;
6. Risultati.

Discusso con i ragazzi:

Lo sapevate?
Il termine "leva" (leva inglese) deriva da Parola francese levier, che in traduzione significa "alzare"
Sin dai tempi antichi, per facilitare il proprio lavoro, una persona utilizza vari meccanismi in grado di trasformare la forza di una persona in una forza molto più grande. Tremila anni fa, durante la costruzione delle piramidi a Antico Egitto pesanti lastre di pietra venivano spostate e sollevate utilizzando semplici meccanismi.
Una leva è un'asta rigida o un oggetto solido che serve a trasmettere potenza. Utilizzando la leva, è possibile modificare la forza applicata (forza), la direzione e la distanza del movimento. In ogni leva c'è necessariamente una forza, un supporto (o un asse di rotazione) e un carico (carico). A seconda del loro posizione relativa distinguere tra leve di primo, secondo e terzo tipo.
In questa lezione abbiamo smontato il dispositivo e il principio di funzionamento della leva. Con l'aiuto di Lego, sono stati assemblati tre tipi di meccanismo "Leva". Ho provato a fare qualche ricerca. Abbiamo imparato che ogni leva ha un fulcro, un punto di applicazione della forza e un punto di applicazione del carico (cioè carico)
Tipi di leve
In leve del primo tipo il fulcro si trova tra i punti di applicazione della forza e del carico.
Gli esempi più comuni di leva del primo tipo sono la sega, il piede di porco, le pinze e le forbici.


In leve del secondo tipo il fulcro e il punto di applicazione della forza sono alle estremità opposte e il punto di applicazione del carico si trova tra di loro. Gli esempi più comuni di leva del secondo tipo sono schiaccianoci, una carriola e un apribottiglie.


In leve del terzo tipo il fulcro e il punto di applicazione del carico sono alle estremità opposte e il punto di applicazione della forza è tra di loro. Maggior parte esempi notevoli leva del terzo tipo: pinzette e pinze per ghiaccio.

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Nella prossima lezione del cerchio, continueremo la nostra ricerca.

PS. Ci sono molti grandi fisici su questo sito, sarei felice di ricevere consigli e consigli da te sul nostro progetto. Non rifiuterò alcun aiuto!

"Primi passi nella scienza"

Bilancio comunale Istituto d'Istruzione media scuola comprensiva con approfondimento delle singole materie n. 32 Samara

Sezione: Fisica

Soggetto:“C'è il potere! La mente non è necessaria?

Abramov Daniela,

Studente di classe 4B

MBOU scuola secondaria n. 32

andare. Samara

Responsabile del lavoro

Zibert Galina Ivanovna,

insegnante scuola elementare

Samara, 2015

Sommario

io. Introduzione …………………………………………………………………………..3

II. Parte principale. La leva e le sue varietà………………………………...5

1. Dalla storia della leva …………………………………..………………….….5

1. Archimede – meccanico………………………………………………….….….6

1. Che cos'è una leva…………………………………………………………….….7

1. Varietà della leva ……………………………………………………..9

III. Parte pratica………………………………………………………..…..11

3.1 Leve della tecnologia e della quotidianità ……………………………………………………….11

3.2. Lavoro di laboratorio sull'argomento

“Chiarimento delle condizioni per l'equilibrio della leva” ……………………………….12

3.3. Esperimenti a casa …………………………………… 13

3.4. Fabbricazione di dispositivi e modelli funzionanti secondo il principio

leva …………………………………………………….…………………...15

IV. Conclusione ……………………………….……………………………..….….17

Letteratura ………………………………………………..…………………….…..18

Applicazioni…………………………………………………………………………...19

introduzione

Una volta tutta la famiglia andò in macchina nella foresta. Tutto andava bene, se non per la pioggia. Ci ha fatto tornare e tornare a casa. E, naturalmente, sulla strada bagnata dalla pioggia siamo rimasti bloccati. Tutti i tentativi di spingere l'auto sono stati vani ... E poi mio padre ha detto: "Vorrei che ora, figliolo, avessimo un uomo forte che ci aiutasse!". Ma non c'erano uomini forti ed eroi nelle vicinanze e un trattore arrivò. Ha srotolato l'argano, ha legato un cavo alla nostra macchina e l'ha tirato fuori in 5 minuti.

Ho sempre voluto davvero essere forte, un vero aiutante ed essere come gli eroi russi: gentili, onesti, forti e abili. Ma poi mi sono posto la domanda: "Come possono alcune persone svolgere compiti apparentemente impossibili per una persona normale?"

ho propostoipotesi - molto probabilmente, ci sono meccanismi che aiutano una persona a diventare più forte.(Vedi diapositiva 1).

Bersaglio ricerca : scoprire il principio di funzionamento dei meccanismi più semplici.(Vedi diapositiva 1).

In cerca di una risposta, mi sono rivolto alla scienza della fisica. Ho imparato che la forza dell'uomo stesso è limitata, quindi usa spesso i dispositivi per aumentare la forza della sua azione.Tali dispositivi sono chiamati meccanismi semplici. Questi includono: la leva e le sue varietà: blocco e cancello; piano inclinato e sue varietà: cuneo e vite.

Compiti :

1. conoscere l'origine e i tipi di leva finanziaria;

2. condurre esperimenti con una leva;

3. simulare con l'aiuto di adulti dispositivi che funzionano secondo il principio di una leva;

4. preparare presentazione elettronica secondo i risultati dello studio.(Vedi diapositiva 1).

Un oggetto: leva.

Cosa: leva nella vita delle persone.

Metodi Parole chiave: ricerca di informazioni in letteratura e in Internet, osservazione, descrizione e misurazione, lavoro sperimentale,modellazione.

II . Leva e le sue varietà.

"Dammi un punto di appoggio e sposterò la Terra!"

Archimede

1. Dalla storia della leva.

L'uomo è un essere razionale. Era la mente che gli dava sempre l'opportunità di creare dispositivi che lo rendessero più forte o più veloce della bestia, per vivere in condizioni in cui non poteva sopravvivere senza queste cose.

Uno dei primi dispositivi di questo tipo è stata la leva. Anche l'uomo primitivo ha trasformato un normale palo in uno strumento per sollevare pesi. Infilando un lungo bastone sotto la pietra e appoggiandolo su un pezzo di legno che fungeva da supporto, era possibile spostare la pietra in un altro luogo senza problemi. Più lungo è il palo, più facile è lavorare. L'invenzione della leva avanzata uomo primitivo lungo il percorso del suo sviluppo.

La zappa e il remo furono inventati dall'uomo per ridurre la forza che doveva essere applicata per eseguire qualsiasi lavoro.(Vedi diapositiva 1).

Nel quinto millennio aC, la Mesopotamia utilizzava bilance che utilizzavano il principio della leva per raggiungere l'equilibrio.

Senza una leva, sarebbe stato impossibile sollevare le pesanti lastre di pietra durante la costruzione delle piramidi nell'antico Egitto. Per la costruzione della piramide di Cheope, che ha un'altezza di 147 m, sono stati utilizzati 2.300.000 blocchi di pietra, il più piccolo dei quali aveva una massa di 2,5 tonnellate.

Intorno al 1500 aC, lo shaduf appare in Egitto e in India, il capostipite delle moderne gru, un dispositivo per il sollevamento di navi con l'acqua.In Russia è stato utilizzato anche dispositivo simile per sollevare l'acqua dal pozzo e fu chiamata "Gru".

Pertanto, non conosciamo il nome dell'autore della leva, né data esatta le sue invenzioni. Ma possiamo affermare con piena sicurezza che gli antichi senza regole matematiche e leggi della fisica hanno inventato e ampiamente utilizzato meccanismi semplici, basandosi sulla loro intuizione ed esperienza.

2.2 Archimede è un meccanico.

Leva, blocco, piano inclinato interessava lo scienziato Archimede, che visse Grecia antica durante l'antichità. Nel III secolo aC. e. Archimede diede la prima spiegazione scritta del principio di funzionamento della leva, collegando i concetti di forza, carico e spalla. La legge dell'equilibrio da lui formulata è ancora usata e suona come:"La leva è in equilibrio quando le forze che agiscono su di essa sono inversamente proporzionali alle spalle di queste forze". Archimede espose la teoria completa della leva e la mise in pratica con successo. Plutarco riferisce che Archimede costruì molti meccanismi a leva nel porto di Siracusa per facilitare il sollevamento e il trasporto di carichi pesanti. La vite (coclea) da lui inventata per estrarre l'acqua è ancora usata in Egitto.Archimede è anche il primo teorico della meccanica. Inizia il suo libro Sull'equilibrio delle figure piane con una dimostrazione della legge della leva.(Vedi diapositiva 1).

La leggenda narra che la pesante nave a più ponti "Syracusia" costruita da Ierone in dono al re egiziano Tolomeo non poteva essere varata. Archimede costruì un sistema di blocchi (polispato), con l'aiuto del quale riuscì a eseguire questo lavoro con un solo movimento della mano. Secondo la leggenda, Archimede disse allo stesso tempo: "Se avessi a mia disposizione un'altra Terra, su cui potrei stare, sposterei la nostra" (in un'altra versione: "Dammi un fulcro, e girerò il mondo sottosopra giù").(Vedi diapositiva 1).

Il genio ingegneristico di Archimede si manifestò con particolare forza durante l'assedio di Siracusa da parte dei romani nel 212 aC. e. durante il Secondo Guerra punica. Ma a quel tempo aveva già 75 anni!Archimede creò macchine da lancio in grado di lanciare sassi del peso di circa 250 kg ad alta velocità e meccanismi che lanciavano pesanti tronchi dalla riva sulle navi. A l'anno scorso Sono stati effettuati diversi esperimenti per verificare la veridicità della descrizione di questa "super arma dell'antichità". La struttura costruita ha mostrato le sue piene prestazioni.

La cosiddetta "zampa di Archimede" era una macchina di sollevamento unica, il prototipo di una moderna gru. Era un'enorme leva che sporgeva dalle mura della città e dotata di contrappeso.(Vedi diapositiva 1).

Il famoso storico dell'antichità, Polibio, scrisse che se una nave romana tentava di sbarcare nei pressi di Siracusa, questa macchina, comandata da una persona appositamente addestrata, afferrava la prua della nave e la capovolgeva. I romani furono costretti ad abbandonare l'idea di prendere d'assalto la città e procedettero all'assedio. Polibio scrisse: "Tale è il potere miracoloso di una persona, un talento, abilmente diretto a qualche affare ... i romani potrebbero rapidamente conquistare la città se qualcuno rimuovesse un anziano tra i Siracusani".

Valutando il ruolo di Archimede, un meccanico, vorrei sottolineare che ha fatto i calcoli appropriati e progettato meccanismi più complessi che potrebbero migliorare e trasformare i movimenti. Grazie ad Archimede, l'umanità ha imparato a lanciarsi grandi navi, costruisci veicoli da combattimento.

2.3 Cos'è una leva

Eppure, la forza di una persona è limitata, quindi usa spesso dispositivi (o dispositivi) che consentono di trasformare la forza di una persona in una forza significativamente maggiore. Un oggetto pesante (pietra, armadio, macchina), che non può essere spostato direttamente, viene spostato dalla sua posizione con l'aiuto di un bastone sufficientemente lungo e forte: una leva.

La leva è solido in grado di ruotare attorno ad un supporto fisso. La leva ha due bracci. La spalla è la distanza dal fulcro al punto di applicazione della forza. Un piede di porco, una tavola e simili possono essere usati come leva. Ci sono modelli:(Vedi diapositiva 1).

1) più lungo è il braccio, minore è la forza necessaria per sollevare lo stesso carico;

2) più lungo è il braccio, più a lungo viaggia;

3) quante volte è il braccio di leva, quante volte meno deve essere il carico per mantenere l'equilibrio.

Sono riuscita a formulare queste regolarità in una lingua comprensibile agli studenti delle scuole elementari, perché non abbiamo ancora familiarità con la proporzionalità inversa e le proprietà delle proporzioni. E per verificare visivamente la validità delle leggi, un'installazione di laboratorio autocostruita - una leva realizzata dal costruttore Lego - ha aiutato.

Ci sono due tipi di leve.

Per una leva del 1° tipo, il punto fisso di supporto O si trova tra le linee di azione delle forze applicate e per una leva del 2° tipo, si trova su un lato di esse.(Vedi diapositiva 1).

L'uso della leva ti consente di ottenere un aumento di forza. Per calcolare l'aumento di forza ottenuto con l'aiuto di una leva, è necessario conoscere la regola scoperta da Archimede nel 3° secolo aC. AVANTI CRISTO e.

Così,per bilanciare una forza minore con una forza maggiore, è necessario che la sua spalla superi la spalla di una forza maggiore .

Da quando Archimede stabilì la regola della leva, esiste nella sua forma originale da quasi 1900 anni.

Pertanto, nella maggior parte dei casi, la leva viene utilizzata per ottenere un guadagno di forza, ad es. aumentare più volte la forza che agisce sul corpo.

2. 4. Varietà della leva

Le varietà della leva sono due semplici meccanismi: blocco e cancello.(Vedi diapositiva 1).

Bloccare è un dispositivo a forma di ruota con una scanalatura attraverso la quale viene fatta passare una fune, un cavo o una catena.

Esistono due tipi principali di blocchi: mobili e fissi.(Vedi diapositiva 1).

Al blocco fisso, l'asse è fisso e quando si sollevano carichi non si alza né si abbassa, e al blocco mobile, l'asse si muove insieme al carico. Un blocco fisso non dà un guadagno di forza. Serve per cambiare la direzione di una forza. Quindi, ad esempio, applicando una forza verso il basso a una fune lanciata su un tale blocco, facciamo salire il carico.

Diversa è la situazione con il blocco mobile. Questo blocco consente a una piccola forza di bilanciare una forza 2 volte maggiore.

In pratica si usa spesso una combinazione di un blocco mobile con uno fisso. Ciò consente di cambiare la direzione dell'azione della forza con un doppio guadagno simultaneo di forza.

Per ottenere un maggiore guadagno di forza si utilizza un meccanismo di sollevamento, chiamatoparanco a catena . Parola greca"Polyspast" è formato da due radici: "poly" - molto e "spao" - tiro, in modo che in generale risulti "multi-spinta".(Vedi diapositiva 1).

Il paranco a catena è una combinazione di due clip, una delle quali è composta da tre blocchi fissi e l'altra da tre blocchi mobili. Poiché ciascuno dei blocchi in movimento raddoppia la forza di trazione, in generale, il paranco a catena fornisce un aumento di forza di sei volte.

Il cancello è costituito da un cilindro (tamburo) e da una maniglia ad esso collegata. Questo semplice meccanismo è stato inventato in tempi antichi. Molto spesso veniva utilizzato per sollevare l'acqua dai pozzi.(Vedi diapositiva 1).

Un meccanismo più avanzato è un verricello. È una combinazione di un cancello con due ruote dentate di diverso diametro. L'argano può essere pensato come una combinazione di due argani.(Vedi diapositiva 1).

Una pratica secolare ha dimostrato che nessuno dei meccanismi dà un guadagno al lavoro. Sono usati per vincere in forza o percorso, a seconda delle condizioni di lavoro. Già gli antichi scienziati conoscevano la regola: quante volte vinciamo in forza, quante volte perdiamo in distanza. Questa regola è stata chiamata la "regola d'oro" della meccanica. Il suo autore è l'antico scienziato greco Heron di Alessandria, che visse iniosecolo d.C(Vedi diapositiva 1).

III . Parte pratica.

Aver studiato materiale teorico sulla storia della leva, sul suo scopritore, sul principio di funzionamento e sulle varietà, ho deciso di condurre ricerche.

3.1. Leve nella tecnologia e nella quotidianità.

Nel nostro mondo moderno le leve sono ampiamente utilizzate sia in natura che in mondo creato dall'uomo creato dall'uomo. Praticamente qualsiasi meccanismo che si trasforma movimento meccanico, in una forma o nell'altra utilizza la leva.

Le leve si incontrano parti differenti corpi umani e animali. Questi sono, ad esempio, arti, mascelle. Molte leve possono essere viste nel corpo di insetti e uccelli.

Le leve sono comuni anche nella vita di tutti i giorni, questo è un rubinetto, una porta e vari elettrodomestici da cucina.(Vedi diapositiva 1).

La regola della leva è alla base dell'azione dei bilancieri della leva, vari tipi di strumenti e dispositivi utilizzati dove è richiesto un aumento di forza o distanza.(Vedi diapositiva 1).

Possiamo osservare un aumento di forza e distanza quando si lavora con le forbici. Le forbici sono una leva, il cui asse di rotazione passa attraverso la vite che collega le due metà delle forbici. A seconda dello scopo delle forbici, il loro dispositivo è diverso. Le forbici per carta hanno lame lunghe e manici quasi della stessa lunghezza.Tagliare la carta non richiede molta forza e lama lunga più facile da tagliare in linea retta. In questo caso, abbiamo un guadagno di distanza. Forbici da taglio lamiera hanno impugnature molto più lunghe delle lame, poiché la forza di resistenza del metallo è grande e per bilanciarla, la spalla della forza agente deve essere notevolmente aumentata. La differenza tra la lunghezza delle impugnature e la distanza della parte tagliente e l'asse di rotazione nei tronchesi è ancora maggiore. È ovvio che in questi casi c'è un guadagno di forza. (Vedi diapositiva 1).

Le leve sono utilizzate anche in altri strumenti: sono le maniglie di morse e banchi da lavoro, le leve di macchine utensili, attrezzi da falegnameria, strumenti per bagnini, ecc.(Vedi diapositiva 1).

Ovviamente le leve diverso tipo comune nella tecnologia. Maggior parte semplici esempi le loro applicazioni sonoleva del cambio in un'auto, pedali per auto o trattore, freno a mano per bicicletta.(Vedi diapositiva 1).

Anche la penna macchina da cucire e anche i tasti del pianoforte sono leve.(Vedi diapositiva 1).

Tutti amiamo lo sport! E se osserviamo da vicino, vedremo che la leva viene applicata anche in questo settore.Salto in alto con il paloesempio molto chiaro, Con l'ausilio di una leva lunga circa tre metri e la giusta applicazione dello sforzo, l'atleta decolla ad un'altezza vertiginosa fino a sei metri. Inoltre, molte attrezzature sportive sono dotate di leve.(Vedi diapositiva 1).

Per ogni sito di costruzione escavatori da lavoro e torre gruè una combinazione di leve, blocchi, cancelli. A seconda delle gru "speciali". vari disegni e caratteristiche.(Vedi diapositiva 1).

La leva è stata ampiamente utilizzata in agricoltura– trattori, mietitrebbie, seminatrici e altri meccanismi.(Vedi diapositiva 1).

Così,nella maggior parte dei casi, vengono utilizzati meccanismi semplici (in greco "mekhane" - una macchina, uno strumento) per guadagnare forza.

3.2. Lavoro di laboratorio

Attrezzatura : leva su treppiede, una serie di pesi, un righello.

Bersaglio : scopri le condizioni di equilibrio della leva.

Processo lavorativo.

1. Ruotando i dadi alle estremità della leva, l'ho bilanciata in modo che si trovasse orizzontalmente.

2. Sospesi tre pesi alla spalla sinistra della leva ad una distanza di 7 cm dall'asse di rotazione.

3. Per prova, ho determinato il punto sulla spalla destra della leva, a cui dovrebbe essere appeso un peso per bilanciare i tre precedenti. Ho misurato la distanza da questo luogo all'asse di rotazione.

4. Supponendo che ogni carico pesi 1 N, ho compilato la tabella.

5. Conclusa la validità della regola del bilanciamento della leva.

(Vedi diapositiva 1).

F2

l2 : l1

7 cm

3H

21 cm

1 ora

10 cm

2H

20 cm

1 ora

9 cm

4H

18 cm

2H

3.3 Esperimenti a casa.

Utilizzando il libro di Ya.I. Perelman" Fisica divertente"e i materiali dei siti Internet" Cool! Physics "e" Physics around us" hanno condotto esperimenti divertenticon leve.

1. Auto. (Vedi diapositiva 1).

Ne ho preso uno grande e uno piccolo macchine giocattolo. Li metto alle estremità del righello, adagiato al centro su una matita rotonda. La grande macchina si fermò, tk. lei è più pesante. Se avvicini la matita alla grande macchina da scrivere, si equilibreranno. Quando ho spostato la matita ancora più vicino alla macchina da scrivere grande, quella piccola l'ha superata.

2. Quanta forza c'è nelle dita?

Ho preso due stuzzicadenti rotondi. Metti uno stuzzicadenti nel mezzo dito medio(più vicino all'unghia) e alle estremità - indice e senza nome. Ho provato a rompere uno stuzzicadenti premendoci sopra con l'indice e anulare. Spostò lo stuzzicadenti al centro del dito. Ho provato a rompere di nuovo lo stuzzicadenti. Quando lo stuzzicadenti era sulla punta delle dita, era quasi impossibile romperlo (le dita servivano da leva del secondo tipo, simile agli schiaccianoci). Il fulcro è dove iniziano le dita.Più lo stuzzicadenti è lontano dal fulcro, più forza deve essere applicata. ?????

3. Polispasto.

Legò una corda al manico di un bastoncino da sci. Ho posizionato entrambi i bastoncini a una distanza di 50 cm l'uno dall'altro e ho avvolto la corda attorno ai loro manici tre volte. Ho tirato l'estremità libera della corda mentre i miei assistenti cercavano di recidere i bastoncini. Anche se i miei amici stanno cercando di allargare i bastoncini, io solo posso spostarli insieme. (I bastoncini e la fune si comportano come un paranco a catena - la mia forza è moltiplicata per la fune avvolta attorno ai manici dei bastoncini, quindi guadagno quasi cinque volte la forza rispetto ai miei assistenti.

4. Leva. (Vedi diapositiva 1).

Un normale bastone è diventato una leva per una persona: il meccanismo più semplice. Su un normale bastone è molto comodo per due portare il carico. Usandolo, puoi facilmente sollevare e spostare pesi.

Esperienza 1. Ho preso un bastoncino non molto lungo, l'ho messo sotto il manico della valigia e, dopo aver invitato un amico ad aiutarci, abbiamo sollevato insieme la valigia. Se la valigia è esattamente nel mezzo, allora ognuno di noi viene caricato allo stesso modo. Quando abbiamo spostato la valigia su una delle estremità del bastone, tutto è cambiato. Il carico è diventato più leggero per chi tiene il long end. Le spalle della leva sono cambiate ed è cambiato anche il rapporto delle forze che tengono il carico in posizione sollevata. Le mani di ognuno di noi sono il supporto della leva, e se la distanza dal carico è minore, allora il carico su questo fulcro sarà maggiore.

Esperienza 2 . Ho preso un bastoncino e ho piantato un chiodo nel lato vicino a una delle sue estremità. Metto un ferro da stiro a questa estremità (è necessario un chiodo in modo che il ferro non scivoli sul pavimento) e metto la leva sullo schienale della sedia. Tenendo la leva per l'estremità libera, la spostò, avvicinando ora il fulcro al carico, poi allontanandosi da esso. Ho scoperto che maggiore è la distanza dalla mano al fulcro, più facile è sostenere il carico. Lo stesso risultato ho ottenuto spostando la mano lungo la leva fino al fulcro, lasciando invariata la distanza dal fulcro al carico.

5. Tiro fuori l'unghia.

Usando un martello, ho piantato un chiodo in un pezzo di legno 2/3 della sua lunghezza. Cercò di estrarre un chiodo da un pezzo di legno con le mani. Non ci sono riuscito, non importa quanto ci abbia provato. Quindi ho preso un estrattore per unghie e con esso ho estratto facilmente l'unghia. L'estrattore di chiodi nel mio caso funge da leva,che è un semplice apparato utilizzato persuperando la resistenza nel secondo punto, applicando una forza.

3.4. Fabbricazione di dispositivi e modelli funzionanti secondo il principio di una leva.

Applicando le conoscenze acquisite dallo studio della leva, ho realizzato i seguenti dispositivi e modelli con l'aiuto di mio padre.

1. Argano con le tue mani. (Vedi diapositiva 1).

A partire dal brutta strada nessuno è assicurato e se la tua auto è bloccata nel fango, solo un verricello ti aiuterà a salvarla. Vale la pena spendere un'enorme quantità di denaro per una cosa costosa e acquistarla in un negozio quando puoi fare un argano con le tue mani.

Avevamo bisogno:

Un asse di rotazione e 2 tubi adatti di diametro maggiore e minore;

Corda robusta;

Processo lavorativo:

Il nostro argano fatto a mano funziona secondo il principio di una leva. Per la base verricello fatto in casa può servire come un pezzo di tubo. Per mettere in funzione il tubo, deve essere posizionato sull'asse e fissato con un cavo. L'anello del cavo deve essere avvolto più volte attorno al tubo e posizionato su un'eventuale maniglia.

Quando la maniglia viene ruotata, il tubo ruoterà lungo l'asse e il cavo verrà avvolto attorno ad esso. Un tale verricello è utile non solo per estrarre l'auto dal fango, ma anche per spostare vari carichi, ad esempio, in campagna.

2. Polispasto. (Vedi diapositiva 1).

Ho preso un robusto cavo di nylon, 2 blocchi separati, un carico. Ho assemblato una combinazione di 1 blocco mobile e 1 fisso e li ho fissati.Ora posso sollevare facilmente carichi che non potrei semplicemente tenere in mano senza un paranco a catena.

Dopo aver condotto un esperimento con un dinamometro, ero convinto che il paranco a catena dia un doppio guadagno di forza!

IV . Conclusione.

Come risultato del lavoro svolto, ne ero convinto prossima regola- quante volte vinciamo in forza, quante volte perdiamo in distanza.

Ho appreso della storia della leva, del suo scopritore, del principio di funzionamento e delle varietà.

Leve tipi diversi incontrarci Vita di ogni giorno ad ogni passo:

Una carriola è più facile da trasportare se ha manici lunghi;

È più facile estrarre un chiodo se l'estrattore è più lungo;

È molto più facile serrare il dado con una chiave a manico lungo.

Non dovresti mai dimenticare la "regola d'oro" della meccanica, che è semplificata come segue: aumento di forza - perdita di transito. A volte vale la pena sacrificare un percorso più breve per vincere in forza. Il lavoro sarà sempre lo stesso, ma sarà più facile farlo perché l'aumento del percorso corrisponde all'aumento del tempo. E per un periodo di tempo più lungo, il lavoro è più facile da fare: questo è chiaro a tutti.

Quando si progettano macchine, succede anche il contrario, quando bisogna sacrificare la forza per vincere sulla strada, per vincere in tempo.

Mentre si lavora sull'argomento, I propria esperienza Mi sono convinto che la leva e le sue varietà diano davvero a una persona un guadagno in forza o distanza, o siano usate per comodità. Quindi, ha confermato la sua ipotesi che non tutti gli uomini forti sono necessariamente forti. Ora sto diventando più forte non solo attraverso l'allenamento fisico quotidiano, ma anche applicando le nuove conoscenze che ho acquisito. Il titolo del mio lavoro non dovrebbe mai essere pronunciato con un'intonazione affermativa. Al contrario, se c'è intelligenza, ci sarà forza. I materiali della mia ricerca saranno senza dubbio utili nelle lezioni del mondo circostante in scuola elementare, e magari alle lezioni di fisica in 7a elementare.

In conclusione, vorrei ricordare le parole del riccio della meravigliosa fiaba di Vladimir Suteev "The lifesaver": "Puoi sempre trovare un bastone, ma qui c'è un salvavita - ed ecco il salvavita!".

Letteratura

1. Balashov MM Fisica. – M.: Illuminismo, 1994.

2. Katz Ts.B. Biofisica a lezioni di fisica. – M.: Illuminismo, 1988.

3. Perelman Ya.I. Fisica divertente. Libro 1. - M.: Nauka, 1979.

4. Fisica. Grado 7 / Gromov S.V., Rodina N.A. – M.: Illuminismo, 2000.

5. Fisica Grado 7 / Peryshkin A.V., Rodina N.A. – M.: Drofa, 2003.

6. Enciclopedia per bambini. T. 14 - Tecnica. – M.: Avasta+, 2000.

7. Conosco il mondo. Enciclopedia per bambini - Il mondo della bellezza. – M.: Astrel, 2004.

Appendice

Reportage fotografico

Lavoro di laboratorio"Chiarimento delle condizioni per l'equilibrio della leva"

I miei esperimenti http://vse-svoimiruchkami.ru/glavnaya/ )

Fare un paranco a catena

Tour della città della conferenza interscolastica

"Primi passi nella scienza".

Titolo di lavoro“C'è il potere! La mente non è necessaria?

Studente/i (cognome, nome completo)Abramov Daniela

MBOU SOSH ________ 32__ classe ___________ 4 B

Responsabile del lavoroZibert Galina Ivanovna

Tipo di lavoro (progetto/abstract/ricerca)studio

Criteri per la valutazione del lavoro

1) Rispetto dei requisiti per la progettazione dell'opera.Tutti i requisiti soddisfatti .

2) Il volume del materiale studiato:ricerca di informazioni nella letteratura e in Internet, osservazione, descrizione e misurazione, lavoro sperimentale, modellizzazione.

3) Valore cognitivo, rilevanza, significato pratico e teorico del materiale studiato.Nel lavoro si studiano l'origine e i tipi di leve, si fanno esperimenti con una leva e si modellano dispositivi che funzionano secondo il principio di una leva.

4) Problema, ipotesi, obiettivo, compiti del lavoro.Ipotesi: molto probabilmente, ci sono meccanismi che aiutano una persona a diventare più forte. Scopo: scoprire il principio di funzionamento dei meccanismi più semplici. Obiettivi: condurre esperimenti per identificare le proprietà della leva e il principio del suo funzionamento.

5) Capacità di ricerca (argomenti, conclusioni; alfabetizzazione, presentazione logica del materiale, aderenza allo stile scientifico di presentazione)Il lavoro è stato eseguito correttamente stile scientifico presentazioni, conclusioni per ogni esperienza e per il lavoro nel suo insieme.

Firma del revisore (trascrizione della firma)

Uyukina Ludmila Grigorevna

Storia

L'uomo iniziò ad usare la leva in epoca preistorica, comprendendone intuitivamente il principio. Strumenti come una zappa o una pagaia sono stati utilizzati per ridurre la quantità di forza che una persona doveva esercitare. Nel V millennio aC in Mesopotamia si usava la bilancia, usando il principio della leva per raggiungere l'equilibrio. Successivamente, in Grecia, fu inventata la stadera, che permise di cambiare la spalla dell'applicazione della forza, il che rese più conveniente l'uso della bilancia. Intorno al 1500 a.C. e. in Egitto e in India compare lo shaduf, capostipite delle moderne gru, dispositivo per il sollevamento di navi con l'acqua.

Non si sa se i pensatori di quei tempi tentarono di spiegare il principio della leva. La prima spiegazione scritta risale al III secolo aC. e. Archimede, legando i concetti di forza, carico e spalla. La legge di equilibrio da lui formulata è ancora usata e suona così: “La forza moltiplicata per il braccio di applicazione della forza è uguale al carico moltiplicato per il braccio di applicazione del carico, dove il braccio di applicazione della forza è la distanza dal punto di applicazione della forza al supporto, e il braccio di applicazione del carico è la distanza dal punto di applicazione del carico al supporto. Secondo la leggenda, intuendo il significato della sua scoperta, Archimede esclamò: "Dammi un fulcro e girerò la Terra!".

Nel mondo moderno, il principio della leva è usato ovunque. Quasi tutti i meccanismi che trasformano il movimento meccanico utilizzano leve in una forma o nell'altra. Gru, motori, pinze, forbici e migliaia di altri meccanismi e strumenti utilizzano leve nella loro costruzione.

Principio operativo

Il principio di funzionamento della leva è una diretta conseguenza della legge di conservazione dell'energia. Per spostare la leva di una distanza, la forza agente sul lato del carico deve fare un lavoro pari a:

.

Visto dall'altro lato, la forza applicata dall'altro lato deve funzionare

,

dove è lo spostamento dell'estremità della leva a cui viene applicata la forza. Affinché la legge di conservazione dell'energia sia soddisfatta per un sistema chiuso, il lavoro delle forze agenti e opposte deve essere uguale, cioè:

, .

Per definizione di similarità triangolare, il rapporto degli spostamenti delle due estremità della leva sarà uguale al rapporto dei suoi bracci:

, quindi .

Considerando che il prodotto di forza e distanza è il momento della forza, possiamo formulare il principio di equilibrio per una leva. La leva è in equilibrio se la somma dei momenti delle forze (tenendo conto del segno) ad essa applicati è uguale a zero.

Per le leve, così come per altri meccanismi, viene introdotta una caratteristica che mostra l'effetto meccanico ottenibile grazie alla leva. Tale caratteristica è il rapporto di trasmissione, mostra come sono correlati il ​​carico e la forza applicata:

.

leva composta

Una leva composta è un sistema di due o più leve semplici collegate in modo tale che la forza di uscita di una leva sia la forza di ingresso per la successiva. Ad esempio, per un sistema di due leve collegate in serie, se viene applicata una forza al braccio di ingresso della prima leva, la forza di uscita sarà all'altra estremità di questa leva e saranno collegate utilizzando un rapporto di trasmissione:

.

In questo caso, la stessa forza agirà sul braccio di ingresso della seconda leva e la forza di uscita della seconda leva e dell'intero sistema sarà, il rapporto di trasmissione del secondo stadio sarà pari a:

.

In questo caso, l'effetto meccanico dell'intero sistema, ovvero dell'intera leva composita, sarà calcolato come rapporto tra le forze in ingresso e in uscita per l'intero sistema, ovvero:

.

Pertanto, il rapporto di trasmissione di una leva composita composta da due semplici sarà uguale al prodotto dei rapporti di trasmissione delle leve semplici in essa incluse.

Lo stesso approccio alla soluzione può essere applicato a più sistema complesso, costituito, nel caso generale, da n leve. In questo caso, ci saranno 2n bracci nel sistema. Il rapporto di trasmissione per un tale sistema sarà calcolato dalla formula:

,

Come si evince dalla formula di questo caso, è anche vero che il rapporto di trasmissione della leva compound è uguale al prodotto dei rapporti di trasmissione dei suoi elementi costitutivi.

Tipi di leve

Distinguere leve del 1° tipo, in cui il fulcro si trova tra i punti di applicazione delle forze, e leve del 2° tipo, in cui i punti di applicazione delle forze si trovano su un lato del supporto. Tra leve del 2° tipo allocare leve del 3° tipo, con il punto di applicazione della forza "in arrivo" più vicino al fulcro rispetto al carico, che dà un guadagno in velocità e distanza.

Esempi: leva primo tipo - altalena per bambini (traversa), forbici; leva secondo tipo: una carriola (fulcro - una ruota), che solleva un oggetto con un piede di porco con un movimento verso l'alto; leva Terzo sorta - portellone o cofano macchine su molle a gas, sollevando il corpo di un autocarro con cassone ribaltabile (con un cilindro idraulico al centro), muovendo i muscoli delle braccia e delle gambe di una persona e degli animali.

Guarda anche

• Leva (tecnica)

Appunti

Letteratura

• // . San Pietroburgo, 1831

Fondazione Wikimedia. 2010.

Sinonimi:

Sin dai tempi antichi, le persone hanno utilizzato vari ausili per facilitare il proprio lavoro. Quante volte, quando dobbiamo spostare un oggetto molto pesante, prendiamo un bastone o un'asta come nostri aiutanti. Questo è un esempio di un semplice meccanismo: una leva.

Applicazione di meccanismi semplici

Esistono molti tipi di meccanismi semplici. Questa è una leva, un blocco, un cuneo e molti altri. In fisica, i meccanismi semplici sono chiamati dispositivi che servono a trasformare le forze. Anche un piano inclinato che aiuta a rotolare o sollevare oggetti pesanti è un meccanismo semplice. L'uso di meccanismi semplici è molto comune sia in produzione che a casa. Molto spesso vengono utilizzati meccanismi semplici per ottenere un aumento di forza, cioè aumentare più volte la forza che agisce sul corpo.

Una leva in fisica è un meccanismo semplice

Uno dei meccanismi più semplici e comuni che viene studiato in fisica in seconda media è la leva. In fisica, una leva è un corpo rigido che può ruotare attorno a un supporto fisso.

Ci sono due tipi di leve. Per una leva del primo tipo, il fulcro è tra le linee di azione delle forze applicate. Alla leva del secondo tipo, il fulcro si trova su un lato di essi. Cioè, se stiamo cercando di spostare un oggetto pesante con un piede di porco, una leva del primo tipo è una situazione in cui mettiamo una barra sotto il piede di porco, premendo sull'estremità libera del piede di porco. In questo caso, la barra sarà il supporto fisso e le forze applicate si trovano su entrambi i lati di essa. E la leva del secondo tipo è quando noi, dopo aver fatto scivolare il bordo del piede di porco sotto il peso, tiriamo su il piede di porco, cercando così di capovolgere l'oggetto. Qui, il fulcro si trova nel punto in cui il piede di porco poggia a terra e le forze applicate si trovano su un lato del fulcro.

La legge dell'equilibrio delle forze sulla leva

Usando la leva, possiamo guadagnare forza e sollevare un carico pesante a mani nude. La distanza dal fulcro al punto di applicazione della forza è chiamata spalla della forza. Inoltre, È possibile calcolare il bilanciamento delle forze sulla leva utilizzando la seguente formula:

F1/ F2 = l2 / l1,

dove F1 e F2 sono le forze agenti sulla leva,
e l2 e l1 sono le spalle di queste forze.

Questa è la legge dell'equilibrio della leva, che dice: la leva è in equilibrio quando le forze che agiscono su di essa sono inversamente proporzionali alle spalle di queste forze. Questa legge fu stabilita da Archimede nel III secolo aC. Ne consegue che una forza minore può bilanciarne una maggiore. Per fare ciò, è necessario che la spalla della forza minore sia maggiore della spalla della forza maggiore. E il guadagno di forza ottenuto con l'aiuto di una leva è determinato dal rapporto tra le spalle delle forze applicate.

La forza umana è limitata. Pertanto, usa spesso dispositivi (o dispositivi) che gli consentono di convertire la sua forza in una forza significativamente maggiore. Un esempio di tale dispositivo è una leva.

Levaè un corpo rigido in grado di ruotare attorno ad un supporto fisso. Un piede di porco, una tavola e simili possono essere usati come leva.

Ci sono due tipi di leve. In leva del 1° tipo il punto fisso di appoggio O si trova tra le linee di azione delle forze applicate (Fig. 47), e leva del 2° tipo si trova su un lato di essi (Fig. 48). L'uso della leva ti consente di ottenere un aumento di forza. Quindi, ad esempio, il lavoratore mostrato in Figura 47, applicando alla leva una forza di 400 N, sarà in grado di sollevare un carico del peso di 800 N. Dividendo 800 N per 400 N, otteniamo un guadagno di forza pari a 2.

Per calcolare l'aumento di forza ottenuto con l'aiuto di una leva, è necessario conoscere la regola scoperta da Archimede nel 3° secolo aC. AVANTI CRISTO e. Facciamo un esperimento per stabilire questa regola. Fissiamo la leva sul treppiede e vi fissiamo dei pesi su entrambi i lati dell'asse di rotazione (Fig. 49). Le forze F 1 e F 2 agenti sulla leva saranno uguali ai pesi di questi carichi. Dall'esperienza mostrata nella Figura 49, si può vedere che se il braccio di una forza (cioè la distanza OA) è 2 volte il braccio di un'altra forza (distanza OB), allora una forza di 2 N può essere bilanciata da un 2 volte forza maggiore - 4 N. Così, per bilanciare una forza maggiore con una forza minore, è necessario che la sua spalla superi la spalla della forza maggiore. Il guadagno in forza ottenuto con l'ausilio di una leva è determinato dal rapporto tra le spalle delle forze applicate. Questo è ciò che regola della leva.

Designiamo le spalle di forze attraverso l 1 e l 2 (fig. 50). Quindi la regola della leva può essere rappresentata come la seguente formula:

Questa formula lo mostra una leva è in equilibrio se le forze ad essa applicate sono inversamente proporzionali alle loro braccia.

La leva iniziò ad essere usata dalle persone nei tempi antichi. Con il suo aiuto è stato possibile sollevare pesanti lastre di pietra durante la costruzione delle piramidi nell'antico Egitto (Fig. 51). Senza leva, questo non sarebbe stato possibile. Dopotutto, ad esempio, per la costruzione della piramide di Cheope, che ha un'altezza di 147 m, sono stati utilizzati più di due milioni di blocchi di pietra, il più piccolo dei quali aveva una massa di 2,5 tonnellate!

Oggigiorno le leve sono ampiamente utilizzate sia in produzione (es. gru) che nella vita di tutti i giorni (forbici, tronchesi, bilance, ecc.).

1. Che cos'è una leva? 2. Qual è la regola della leva finanziaria? Chi l'ha aperto? 3. Qual è la differenza tra una leva del 1° tipo e una leva del 2° tipo? 4. Fornisci esempi sull'uso della leva finanziaria. 5. Considera le illustrazioni 52, ae 52, b. In quale caso è più facile trasportare il carico? Come mai?
Compito sperimentale. Metti una matita sotto il centro del righello in modo che il righello sia in equilibrio. Senza cambiare la posizione relativa del righello e della matita, bilancia una moneta su un lato e una pila di tre monete uguali sull'altro lato sulla leva risultante. Misura le spalle delle forze applicate (dal lato delle monete) e controlla la regola della leva.