Kā ir sakārtota priekšējā piekares svira? Darbs un vienkārši mehānismi.

28.aprīlī skolā notiks NOU "Spektrs" zinātniski praktiskā konference.

Mazliet vēstures
Jau sen, tālajā 2005. gadā, mēs ar audzēkņiem skolā organizējām zinātnisko biedrību "Pitagors", kurā mācījāmies. dažādas aktivitātes no olimpiādes uzdevumu analīzes, līdz pētnieciskais darbs. Katru gadu, iesaistot citus skolas matemātiķus, viņi rīkoja konferences, tad veda bērnus uz konferencēm Naļčikā. Katru gadu mūsu puiši ieguva godalgotas vietas republikas sacensībās. Viss bija kā nākas, mums bija sava harta, programma, prasības. Gada beigās rezultāti tika summēti un katram NOU biedram tika piešķirti akadēmiskie nosaukumi:

"goda akadēmiķis" - starptautisko un Krievijas, republikas mācību priekšmetu olimpiāžu, recenziju, konkursu laureāti un godalgoti;
"akadēmiķis" - novadu un pilsētu mācību priekšmetu olimpiāžu, konkursu, recenziju laureāti;
"meistars" - uzvarētājiem skolu olimpiādes, apskati, konkursi;
"Bakalaurs" - skolu konkursu, recenziju, konkursu laureāti.

Šādas liecības puiši saņēma (ziniet, viņi bija ļoti apmierināti ar viņiem). Mums bija šāda spēle.

Toreiz visi zināja par mūsu sabiedrību. Buzzed. Kādā konferencē Naļčikā mums reiz teica, ka nevar katru reizi dot balvas, neiesniegt konkursam daudzus darbus. Kas arī nospēlēja savu lomu. Kad republikas konkursa žūrijas loceklis bērnu priekšā saka "Jūsu darbi ir vislabākie, bet mēs nevaram dot vairāk par vienu vietu" ....
http://alfusja-bahova.ucoz.ru/index/nou_quot_pifagorenok_quot/0-5
Starp citu, visi puiši, kuri toreiz bija iesaistīti zinātniskajā sabiedrībā, viegli iekļuva labākajās Maskavas un Sanktpēterburgas tehniskajās universitātēs. Šis brīdis sekmīgi beidzis augstskolas. Un viena meitene tika atstāta universitātē Sanktpēterburgā (šobrīd nevaru nosaukt precīzus augstskolu nosaukumus). Es lepojos ar saviem puišiem.

Bet visam pienāk beigas. Un arī mūsu NOU. Man neviens par šo darbu neko nemaksāja, un tiklīdz sāka maksāt, "man pašam vajag tādu govi", izrādījās, ka mūsu skolai "pitagoriešu" nevajag, izveidoja jaunu biedrību "Spektr", kur visu dara "izslīd", par to pat runāt negribas.

Pēc viena nepatīkama atgadījuma viņa pārstāja piedalīties skolas konferencēs ar puišiem.

Un šogad es nolēmu doties uz skolas konferenci kopā ar saviem pulciņiem. Trešdien sākām projektu. Paskatīsimies, kas notiks.

Nākamajā apļa nodarbībā viņi sāka izpētes projekts"Svira. Sviru veidi. Sviras cilvēka dzīvē."
Pētnieciskā darba mērķis un uzdevumi:

Izpētīt ierīci un sviras darbības principu;
Samontējiet "Sviras" mehānismu, izmantojot Lego "Physics and Technology";
Izpētiet sviras īpašības. Uzziniet sviras līdzsvara stāvokli;
Klasesbiedru iztaujāšana;
Izpētiet sviras izmantošanu mājās, mājās, tehnoloģijās, sportā un izklaidē;
Secinājumi.

Pārrunāts ar puišiem:

Vai tu zināji?
Termins "svira" (angļu valodā svira) nāk no Franču vārds levier, kas tulkojumā nozīmē "audzināt"
Kopš seniem laikiem cilvēks sava darba atvieglošanai izmanto dažādus mehānismus, kas spēj pārvērst cilvēka spēkus daudz lielākā spēkā. Pirms trīs tūkstošiem gadu, piramīdu celtniecības laikā Senā Ēģipte smagas akmens plātnes tika pārvietotas un paceltas, izmantojot vienkāršus mehānismus.
Svira ir stingrs stienis vai ciets priekšmets, kas kalpo jaudas pārvadīšanai. Izmantojot sviru, var mainīt pielikto spēku (spēku), kustības virzienu un attālumu. Katrā svirā noteikti ir spēks, atbalsts (vai griešanās ass) un slodze (slodze). Atkarībā no viņu relatīvā pozīcija atšķirt pirmā, otrā un trešā veida sviras.
Šajā nodarbībā mēs demontējām ierīci un sviras darbības principu. Ar Lego palīdzību tika salikts trīs veidu "Sviras" mehānisms. Mēģināja veikt kādu pētījumu. Mēs uzzinājām, ka jebkurai svirai ir atbalsta punkts, spēka pielikšanas punkts un slodzes (t.i., slodzes) pielikšanas punkts.
Sviru veidi
Pirmā veida svirās atbalsta punkts atrodas starp spēka un slodzes pielikšanas punktiem.
Visizplatītākie pirmā veida sviru piemēri ir zāģis, lauznis, knaibles un šķēres.

Otrā veida svirās atbalsta punkts un spēka pielikšanas punkts atrodas pretējos galos, un slodzes pielikšanas punkts atrodas starp tiem. Visizplatītākie otrā veida sviras piemēri ir riekstu lauži, ķerra un pudeļu attaisāmais.

Trešā veida svirās atbalsta punkts un slodzes pielikšanas punkts atrodas pretējos galos, un spēka pielikšanas punkts atrodas starp tiem. Lielākā daļa vērā ņemami piemēri trešā veida svira - pincetes un ledus knaibles.

JavaScript jūsu pārlūkprogrammā ir atspējots

Nākamajā apļa nodarbībā turpināsim izpēti.

PS. Šajā vietnē ir daudz lielisku fiziķu, es priecāšos saņemt no jums padomus un ieteikumus par mūsu projektu. Es neatteikšos no palīdzības!

"Pirmie soļi zinātnē"

Pašvaldības budžets izglītības iestāde vidēji vispārizglītojošā skola ar padziļinātu atsevišķu priekšmetu apguvi Nr.32 Samara

Sadaļa: Fizika

Temats:“Ir spēks! Prāts nav vajadzīgs?

Abramovs Danila,

4.B klases skolnieks

MBOU 32. vidusskola

g.o. Samara

Darba vadītājs

Ziberts Gaļina Ivanovna,

skolotājs pamatskola

Samara, 2015

Satura rādītājs

es. Ievads ………………………………………………………………………..3

II. Galvenā daļa. Svira un tās veidi………………………………………………………………………………………………………………………………………………

III. Praktiskā daļa……………………………………………………..…..11

3.1. Sviras tehnoloģijā un ikdienas dzīvē ……………………………………………………….11

3.2. Laboratorijas darbi par tēmu

“Sviras līdzsvara nosacījumu precizēšana” ……………………………….12

3.3. Eksperimenti mājās …………………………………… 13

3.4. Pēc principa strādājošu ierīču un modeļu ražošana

svira ……………………………………………….……………………15

IV. Secinājums …………………………………………………………..….….17

Literatūra ……………………………………………..…………………….…..18

Pieteikumi…………………………………………………………………………19

Ievads

Reiz visa ģimene ar mašīnu devās uz mežu. Viss bija labi, ja ne lietus. Viņš lika mums atgriezties un doties mājās. Un, protams, uz lietus piemirkušā ceļa iestrēgām. Visi mēģinājumi stumt automašīnu bija veltīgi ... Un tad mans tētis teica: "Kaut mums tagad, dēls, būtu kāds spēcīgs vīrietis, kas mums palīdzētu!". Bet tuvumā nebija spēcīgu vīru un varoņu, un piebrauca traktors. Viņš atritināja vinču, piesēja mūsu mašīnai trosi un izvilka to 5 minūšu laikā.

Es vienmēr ļoti vēlējos būt stiprs, īsts palīgs un būt kā krievu varoņi - laipns, godīgs, stiprs un veikls. Bet tad es sev uzdevu jautājumu: "Kā daži cilvēki var veikt tik šķietami neiespējamus uzdevumus parastam cilvēkam?"

Es izvirzīju priekšāhipotēze - visticamāk, ir mehānismi, kas palīdz cilvēkam kļūt stiprākam.(Skatīt 1. slaidu).

Mērķis pētījumiem : noskaidrot vienkāršāko mehānismu darbības principu.(Skatīt 1. slaidu).

Meklējot atbildi, es pievērsos fizikas zinātnei. Uzzināju, ka paša vīrieša spēks ir ierobežots, tāpēc viņš bieži izmanto ierīces, lai palielinātu savas darbības spēku.Šādas ierīces sauc par vienkāršiem mehānismiem. Tajos ietilpst: svira un tās šķirnes - bloks un vārti; slīpa plakne un tās šķirnes - ķīlis un skrūve.

Uzdevumi :

1. uzzināt par sviras izcelsmi un veidiem;

2. veikt eksperimentus ar sviru;

3. ar pieaugušo palīdzību simulēt ierīces, kas darbojas pēc sviras principa;

4. sagatavoties elektroniskā prezentācija saskaņā ar pētījuma rezultātiem.(Skatīt 1. slaidu).

Objekts: sviras roka.

Temats: svira cilvēku dzīvē.

Metodes Atslēgas vārdi: informācijas meklēšana literatūrā un internetā, novērojumi, apraksts un mērījumi, eksperimentālie darbi,modelēšana.

II . Svira un tās šķirnes.

"Dodiet man atbalsta punktu, un es izkustināšu Zemi!"

Arhimēds

Cilvēks ir racionāla būtne. Tas bija prāts, kas vienmēr deva viņam iespēju radīt ierīces, kas padarīja viņu stiprāku vai ātrāku par zvēru, dzīvot apstākļos, kādos viņš nevarētu iztikt bez šīm lietām.

Viena no pirmajām šādām ierīcēm bija svira. Pat primitīvs cilvēks parastu stabu pārvērta par instrumentu smagumu celšanai. Paslidinot zem akmens garu kociņu un novietojot to uz koka gabala, kas kalpoja kā balsts, akmeni varēja bez problēmām pārvietot uz citu vietu. Jo garāks stabs, jo vieglāk strādāt. Sviras izgudrojums attīstījās primitīvs cilvēks tās attīstības ceļā.

Kapli un airi izgudroja cilvēks, lai samazinātu spēku, kas jāpieliek jebkura darba veikšanai.(Skatīt 1. slaidu).

Piektajā tūkstošgadē pirms mūsu ēras Mezopotāmijā tika izmantoti svari, kas izmantoja sviras principu, lai panāktu līdzsvaru.

Bez sviras, būvējot piramīdas Senajā Ēģiptē, nebūtu bijis iespējams pacelt smagās akmens plāksnes. Heopsa piramīdas, kuras augstums ir 147 m, celtniecībai tika izmantoti 2 300 000 akmens bloki, no kuriem mazākā masa bija 2,5 tonnas.

Apmēram 1500. gadu pirms mūsu ēras Ēģiptē un Indijā parādās šadufs - mūsdienu celtņu priekštecis, ierīce kuģu pacelšanai ar ūdeni.Krievijā to arī izmantoja līdzīga ierīce lai paceltu ūdeni no akas un to sauca par "Crane".

Tādējādi mums nav zināms sviras autora vārds, ne precīzs datums viņa izgudrojumi. Taču ar pilnu pārliecību varam apgalvot, ka senie cilvēki bez matemātikas likumiem un fizikas likumiem izgudroja un plaši izmantoja vienkāršus mehānismus, paļaujoties uz savu intuīciju un pieredzi.

2.2 Arhimēds ir mehāniķis.

Svira, bloks, slīpa plakne ieinteresēja zinātnieku Arhimēdu, kurš dzīvoja Senā Grieķija senatnes laikā. III gadsimtā pirms mūsu ēras. e. Arhimēds sniedza pirmo rakstisko skaidrojumu par sviras darbības principu, sasaistot spēka, slodzes un pleca jēdzienus. Viņa formulētais līdzsvara likums joprojām tiek izmantots un izklausās šādi:"Svira ir līdzsvarā, kad spēki, kas uz to iedarbojas, ir apgriezti proporcionāli šo spēku pleciem". Arhimēds izklāstīja visu sviras teoriju un veiksmīgi ieviesa to praksē. Plutarhs ziņo, ka Arhimēds Sirakūzu ostā uzbūvēja daudzus bloksviras mehānismus, lai atvieglotu smagu kravu pacelšanu un transportēšanu. Viņa izgudrotā skrūve (skrūve) ūdens izsūkšanai joprojām tiek izmantota Ēģiptē.Arhimēds ir arī pirmais mehānikas teorētiķis. Savu grāmatu On the Equilibrium of Plane Figures viņš sāk ar sviras likuma pierādījumu.(Skatīt 1. slaidu).

Leģenda vēsta, ka smago daudzklāju kuģi Syracusia, ko Hierons būvējis kā dāvanu Ēģiptes karalim Ptolemajam, nevarēja nolaist ūdenī. Arhimēds uzbūvēja bloku sistēmu (polispastu), ar kuras palīdzību viņš ar vienu rokas kustību varēja veikt šo darbu. Saskaņā ar leģendu, Arhimēds tajā pašā laikā teica: "Ja manā rīcībā būtu cita Zeme, uz kuras es varētu stāvēt, es pārvietotu mūsējo" (citā versijā: "Dodiet man atbalsta punktu, un es apgriezīšu pasauli otrādi uz leju”).(Skatīt 1. slaidu).

Arhimēda inženierijas ģēnijs īpaši spēcīgi izpaudās Sirakūzu aplenkuma laikā, ko 212. gadā pirms mūsu ēras veica romieši. e. Otrā laikā Pūnu karš. Bet tobrīd viņam jau bija 75 gadi!Arhimēds radīja mešanas mašīnas, kas spēj lielā ātrumā mest aptuveni 250 kg smagus akmeņus un mehānismus, kas no krasta uz kuģiem meta smagus baļķus. IN pēdējie gadi Tika veikti vairāki eksperimenti, lai pārbaudītu šī "senatnes superieroča" apraksta patiesumu. Uzbūvētā konstrukcija ir parādījusi savu pilno veiktspēju.

Tā sauktā "Arhimēda ķepa" bija unikāla pacelšanas iekārta - mūsdienu celtņa prototips. Tā bija milzīga svira, kas izvirzīta no pilsētas mūra un aprīkota ar pretsvaru.(Skatīt 1. slaidu).

Slavenais senatnes vēsturnieks Polibijs rakstīja, ka, ja romiešu kuģis mēģināja nolaisties netālu no Sirakūzām, šī mašīna, ko vadīja īpaši apmācīts cilvēks, satvēra kuģa priekšgalu un apgrieza to. Romieši bija spiesti atteikties no domas ieņemt pilsētu ar vētru un devās uz aplenkumu. Polibijs rakstīja: "Tāds ir viena cilvēka brīnumains spēks, viens talants, kas prasmīgi novirzīts kādam biznesam... romieši varētu ātri pārņemt pilsētu, ja kāds izņemtu vienu vecāko no sirakūziešu vidus."

Vērtējot Arhimēda, mehāniķa, lomu, vēlos atzīmēt, ka viņš veica atbilstošus aprēķinus un izstrādāja sarežģītākus mehānismus, kas varētu uzlabot un pārveidot kustības. Pateicoties Arhimēdam, cilvēce iemācījās palaist lieli kuģi, būvēt kaujas mašīnas.

2.3 Kas ir svira.

Un tomēr cilvēka spēki ir ierobežoti, tāpēc viņš bieži izmanto ierīces (vai ierīces), kas ļauj cilvēka spēkus pārveidot par spēku, kas ir ievērojami lielāks. Smags priekšmets (akmens, skapis, mašīna), kuru nevar tieši pārvietot, tiek pārvietots no vietas ar pietiekami gara un spēcīga nūja - sviras palīdzību.

Svira ir ciets spēj griezties ap fiksētu balstu. Svirai ir divas rokas. Plecs ir attālums no atbalsta punkta līdz spēka pielikšanas punktam. Kā sviru var izmantot lauzni, dēli un tamlīdzīgus priekšmetus. Ir modeļi:(Skatīt 1. slaidu).

1) jo garāka roka, jo mazāks spēks ir nepieciešams, lai paceltu to pašu slodzi;

2) jo garāka roka, jo ilgāk tā virzās;

3) cik reižu ir sviras svira, cik reižu mazākai slodzei jābūt, lai saglabātu līdzsvaru.

Šīs likumsakarības man izdevās formulēt pamatskolēniem saprotamā valodā, jo mēs vēl neesam pazīstami ar apgriezto proporcionalitāti un proporciju īpašībām. Un, lai vizuāli pārliecinātos par likumu pamatotību, palīdzēja paštaisīta laboratorijas instalācija - no Lego konstruktora izgatavota svira.

Ir divu veidu sviras.

1. veida svirai fiksētais atbalsta punkts O atrodas starp pielikto spēku darbības līnijām, bet 2. veida svirai tas atrodas vienā no tām pusēm.(Skatīt 1. slaidu).

Sviras izmantošana ļauj iegūt spēku. Lai aprēķinātu ar sviras palīdzību iegūto spēka pieaugumu, jāzina likums, ko Arhimēds atklāja vēl 3. gadsimtā pirms mūsu ēras. BC e.

Tātad,lai līdzsvarotu mazāku spēku ar lielāku spēku, ir nepieciešams, lai tā plecs būtu lielāks par lielāka spēka plecu .

Kopš Arhimēds izveidoja sviras likumu, tā sākotnējā formā pastāv gandrīz 1900 gadus.

Tādējādi vairumā gadījumu svira tiek izmantota, lai iegūtu spēka pieaugumu, t.i. vairākas reizes palielināt spēku, kas iedarbojas uz ķermeni.

2. 4. Sviras šķirnes

Sviras šķirnes ir divi vienkārši mehānismi: bloks un vārti.(Skatīt 1. slaidu).

Bloķēt ir ierīce riteņa formā ar rievu, caur kuru tiek izlaista virve, trose vai ķēde.

Ir divi galvenie bloku veidi - pārvietojamie un fiksētie.(Skatīt 1. slaidu).

Pie fiksētā bloka ass ir fiksēta un, paceļot kravas, tā neceļas un nekrīt, savukārt pie kustīgā bloka ass kustas kopā ar kravu. Fiksēts bloks nedod spēka pieaugumu. To izmanto, lai mainītu spēka virzienu. Tā, piemēram, pieliekot lejupvērstu spēku virvei, kas izmesta pāri šādam blokam, mēs liekam slodzei pacelties uz augšu.

Ar kustīgo bloku situācija ir savādāka. Šis bloks ļauj ar nelielu spēku līdzsvarot spēku, kas ir 2 reizes lielāks.

Praksē bieži tiek izmantota kustīga bloka kombinācija ar fiksētu bloku. Tas ļauj mainīt spēka darbības virzienu, vienlaikus dubultojot spēku.

Lai iegūtu lielāku spēka pieaugumu, tiek izmantots pacelšanas mehānisms, ko saucķēdes pacēlājs . Grieķu vārds"Polyspast" veidojas no divām saknēm: "poly" - daudz un "spao" - es velku, tā ka kopumā izrādās "multi-thrust".(Skatīt 1. slaidu).

Ķēdes pacēlājs ir divu klipu kombinācija, no kuriem viens sastāv no trim fiksētiem blokiem, bet otrs no trim kustīgiem blokiem. Tā kā katrs no kustīgajiem blokiem divkāršo vilces spēku, kopumā ķēdes pacēlājs dod seškārtīgu spēka pieaugumu.

Vārti sastāv no cilindra (bungas) un tam piestiprināta roktura. Šis vienkāršais mehānisms tika izgudrots senos laikos. Visbiežāk to izmantoja ūdens pacelšanai no akām.(Skatīt 1. slaidu).

Uzlabotāks mehānisms ir vinča. Tā ir vārtu kombinācija ar diviem dažāda diametra zobratiem. Vinču var uzskatīt par divu vinču kombināciju.(Skatīt 1. slaidu).

Gadsimtiem senā prakse ir pierādījusi, ka neviens no mehānismiem nedod labumu darbā. Tos izmanto, lai atkarībā no darba apstākļiem uzvarētu spēku vai ceļā. Jau senie zinātnieki zināja likumu: cik reizes uzvaram spēkos, cik reizes zaudējam distancē. Šo noteikumu sauc par mehānikas "zelta likumu". Tās autors ir sengrieķu zinātnieks Aleksandrijas Herons, kurš dzīvojaesgadsimts AD(Skatīt 1. slaidu).

III . Praktiskā daļa.

Izpētījis teorētiskais materiāls par sviras vēsturi, par tās atklājēju, par darbības principu un šķirnēm, nolēmu veikt pētījumu.

3.1. Sviras tehnoloģijā un ikdienā.

Mūsu mūsdienu pasaule sviras tiek plaši izmantotas gan dabā, gan iekšā cilvēku radītā pasaule cilvēka radīts. Praktiski jebkurš mehānisms, kas pārveido mehāniskā kustība, vienā vai otrā veidā izmanto sviras efektu.

Sviras saskaras dažādas daļas cilvēku un dzīvnieku ķermeņi. Tās ir, piemēram, ekstremitātes, žokļi. Kukaiņu un putnu ķermenī var redzēt daudzas sviras.

Sviras ir izplatītas arī ikdienā, tas ir jaucējkrāns, un durvis, un dažādas virtuves iekārtas.(Skatīt 1. slaidu).

Sviras noteikums ir sviras līdzsvaru, dažāda veida instrumentu un ierīču darbības pamatā, ja ir nepieciešams palielināt spēku vai attālumu.(Skatīt 1. slaidu).

Strādājot ar šķērēm, varam novērot spēka un distances pieaugumu. Šķēres ir svira, kuras griešanās ass iet caur skrūvi, kas savieno abas šķēru puses. Atkarībā no šķēru mērķa to ierīce ir atšķirīga. Papīra šķērēm ir gari asmeņi un rokturi, kas ir gandrīz vienāda garuma.Papīra griešanai nav nepieciešams liels spēks, un garš asmens vieglāk griezt taisnā līnijā. Šajā gadījumā mēs iegūstam attālumu. Griešanas šķēres lokšņu metāls rokturi ir daudz garāki par asmeņiem, jo metāla pretestības spēks ir liels un, lai to līdzsvarotu, ir būtiski jāpalielina iedarbojošā spēka plecs. Atšķirība starp rokturu garumu un griešanas daļas attālumu un rotācijas asi stiepļu griezējos ir vēl lielāka. Ir acīmredzams, ka šajos gadījumos notiek spēka pieaugums. (Skatīt 1. slaidu).

Sviras tiek izmantotas arī citos instrumentos - tie ir skrūvju un darbagaldu rokturi, darbgaldu sviras, galdniecības instrumenti, glābēju instrumenti utt.(Skatīt 1. slaidu).

Protams, sviras dažāda veida izplatīta tehnoloģijā. Lielākā daļa vienkārši piemēri to pieteikumi irpārnesumu pārslēgšanas svira automašīnā, auto vai traktora pedāļi, velosipēda rokas bremze.(Skatīt 1. slaidu).

Pat pildspalva šujmašīna un klavieru taustiņi arī ir sviras.(Skatīt 1. slaidu).

Mēs visi mīlam sportu! Un, ja mēs rūpīgi paskatīsimies, mēs redzēsim, ka šajā jomā tiek izmantots arī sviras efekts.Augstlēkšana ar poluļoti skaidrs piemērs, Ar aptuveni trīs metrus garas sviras palīdzību un pareizu piepūles pielietojumu sportists paceļas galvu reibinošā augstumā līdz sešiem metriem. Turklāt daudzas sporta iekārtas ir aprīkotas ar svirām.(Skatīt 1. slaidu).

Jebkuram būvlaukums darba ekskavatori un tornis celtņi ir sviru, bloku, vārtu kombinācija. Atkarībā no "specialitātes" celtņiem ir dažādi dizaini un īpašības.(Skatīt 1. slaidu).

Svira ir plaši izmantota lauksaimniecība– traktori, kombaini, sējmašīnas un citi mehānismi.(Skatīt 1. slaidu).

Tātad,vairumā gadījumu, lai iegūtu spēku, tiek izmantoti vienkārši mehānismi (grieķu "mekhane" - mašīna, instruments).

3.2. Laboratorijas darbi

Aprīkojums : svira uz statīva, atsvaru komplekts, lineāls.

Mērķis : noskaidrot sviras līdzsvara nosacījumus.

Darba process.

1. Pagriežot uzgriežņus sviras galos, es to nobalansēju tā, lai tā atrastos horizontāli.

2. Piekarināti trīs atsvari uz sviras kreiso plecu 7 cm attālumā no griešanās ass.

3. Ar izmēģinājumu noteicu vietu uz sviras labā pleca, no kuras jānokar viens atsvars, lai līdzsvarotu iepriekšējos trīs. Es izmērīju attālumu no šīs vietas līdz rotācijas asij.

4. Pieņemot, ka katra krava sver 1 N, es aizpildīju tabulu.

5. Secināja sviras līdzsvara noteikuma derīgumu.

(Skatīt 1. slaidu).

l2 : l1

7 cm

21 cm

10 cm

20 cm

9 cm

18 cm

3.3. Eksperimenti mājās.

Izmantojot grāmatu Ya.I. Perelmans" Izklaidējoša fizika"un interneta vietņu materiāli" Forši! Fizika "un" Fizika mums apkārt "veica izklaidējošus eksperimentusar svirām.

1. Automašīnas. (Skatīt 1. slaidu).

Paņēmu lielu un mazu rotaļu automašīnas. Uzliku tos lineāla galos, uzliku vidū uz apaļa zīmuļa. Lielā mašīna pārvilka, tk. viņa ir smagāka. Ja virzīsiet zīmuli tuvāk lielajai rakstāmmašīnai, tie balansēs. Kad zīmuli pārvietoju vēl tuvāk lielajai rakstāmmašīnai, mazais to atsvēra.

2. Cik daudz spēka ir pirkstos?

Es paņēmu divus apaļus zobu bakstāmos. Ielieciet vienu zobu bakstāmo vidū Vidējais pirksts(tuvāk nagam), un galos - indekss un bezvārda. Mēģināja salauzt zobu bakstāmo, uzspiežot uz tā ar indeksu un gredzenveida pirksti. Viņš pārvietoja zobu bakstāmo uz pirksta vidu. Mēģināja vēlreiz nolauzt zobu bakstāmo. Kad zobu bakstāmais bija pie pirkstgaliem, to bija gandrīz neiespējami salauzt (pirksti kalpoja kā otrā veida svira, līdzīgi kā riekstkoks). Atbalsta punkts ir vieta, kur sākas pirksti.Jo tālāk zobu bakstāmais atrodas no atbalsta punkta, jo lielāks spēks jāpieliek. ??????

3. Polispasts.

Viņš piesēja virvi pie slēpošanas nūjas roktura. Noliku abus nūjas vienu no otras 50 cm attālumā un trīs reizes aptinu virvi ap to rokturiem. Pavilka brīvo virves galu, kamēr mani palīgi mēģināja pārgriezt nūjas. Lai gan mani draugi mēģina sadalīt nūjas, es viena varu tās pārvietot kopā. (Spieķi un virve uzvedas kā ķēdes pacēlājs - manu spēku reizina virve, kas aptīta ap nūju rokturiem, tāpēc es iegūstu gandrīz piecas reizes lielāku spēku salīdzinājumā ar saviem palīgiem.

4. Svira. (Skatīt 1. slaidu).

Parasta nūja ir kļuvusi par sviru cilvēkam - vienkāršākais mehānisms. Uz parastās nūjas ir ļoti ērti diviem nēsāt kravu. Izmantojot to, jūs varat viegli pacelt un pārvietot svarus.

Pieredze 1. Paņēmu ne pārāk garu kociņu, noliku to zem kofera roktura un, draugu uzaicinājuši palīgā, kopā pacēlām koferi. Ja koferis ir tieši pa vidu, tad katrs tiekam piekrauts vienādi. Kad mēs pārvietojām koferi uz vienu no nūjas galiem, viss mainījās. Slogs kļuvis vieglāks tiem, kas tur garo galu. Mainījušies sviras pleci, mainījusies arī spēku attiecība, kas notur slodzi paceltā stāvoklī. Katra no mums rokas ir sviras balsts, un, ja attālums līdz slodzei ir mazāks, tad slodze uz šo atbalsta punktu būs lielāka.

Pieredze 2 . Es paņēmu mazu nūju un iedūru naglu sānos netālu no tā viena gala. Šajā galā uzliku gludekli (nagla ir vajadzīga, lai gludeklis neslīd uz grīdas) un uzliku sviru uz krēsla atzveltnes. Turot sviru aiz brīvā gala, viņš to pakustināja, tagad tuvinot atbalsta punktu slodzei, pēc tam attālinoties no tās. Es atklāju, ka jo lielāks attālums no rokas līdz atbalsta punktam, jo vieglāk noturēt slodzi. Tādu pašu rezultātu saņēmu, pārvietojot roku pa sviru līdz atbalsta punktam, atstājot nemainītu attālumu no atbalsta punkta līdz slodzei.

5. Izrauju naglu.

Izmantojot āmuru, es iedūru naglu koka gabalā 2/3 no tā garuma. Viņš mēģināja ar rokām izvilkt naglu no koka gabala. Man neizdevās, lai kā es centos. Tad paņēmu naglu velkni un ar to viegli izvilku naglu. Manā gadījumā nagu izvilkējs darbojas kā svira,kas ir vienkāršs aparāts, ko izmantopārvarot pretestību otrajā punktā, pieliekot spēku.

3.4. Ierīču un modeļu ražošana, kas darbojas pēc sviras principa.

Lietojot sviras izpētē iegūtās zināšanas, ar tēva palīdzību izgatavoju šādas ierīces un modeļus.

1. Vinča ar savām rokām. (Skatīt 1. slaidu).

No slikts ceļš neviens nav apdrošināts, un, ja jūsu automašīna ir iestigusi dubļos, to palīdzēs izglābt tikai vinča. Vai ir vērts tērēt milzīgu naudu par dārgu lietu un nopirkt to veikalā, kad jūs varat izgatavot vinču ar savām rokām.

Mums vajadzēja:

Rotācijas ass un 2 piemērotas caurules ar lielāku un mazāku diametru;

Spēcīga virve;

Darba process:

Mūsu rokām darinātā vinča darbojas pēc sviras principa. Par pamatu paštaisīta vinča var kalpot kā caurules gabals. Lai cauruli nodotu ekspluatācijā, tā jāuzliek uz ass un jānostiprina ar kabeli. Kabeļa cilpa vairākas reizes jāaptin ap cauruli un jāuzliek uz jebkura roktura.

Kad rokturis ir pagriezts, caurule griezīsies pa asi, un kabelis tiks apvilkts ap to. Šāda vinča noder ne tikai auto izvilkšanai no dubļiem, bet arī dažādu kravu pārvietošanai, piemēram, laukos.

2. Polispasts. (Skatīt 1. slaidu).

Paņēmu stipru neilona auklu, 2 atsevišķus blokus, kravu. Es saliku kombināciju no 1 kustīga un 1 fiksēta bloka un tos salaboju.Tagad es varu viegli pacelt kravas, kuras nevarētu vienkārši turēt rokā bez ķēdes pacēlāja.

Veicot eksperimentu ar dinamometru, pārliecinājos, ka ķēdes pacēlājs dod dubultu spēka pieaugumu!

IV . Secinājums.

Veiktā darba rezultātā es par to pārliecinājos nākamais noteikums- cik reizes uzvaram spēkos, cik reizes zaudējam distancē.

Uzzināju par sviras vēsturi, par tās atklājēju, par darbības principu un šķirnēm.

Sviras dažādi veidi satikties Ikdiena katrā solī:

Ķerru ir vieglāk pārnēsāt, ja tai ir gari rokturi;

Naglu ir vieglāk izvilkt, ja naglu velknis ir garāks;

Uzgriezni ir daudz vieglāk pievilkt ar uzgriežņu atslēgu ar garu rokturi.

Nekad nevajadzētu aizmirst mehānikas "zelta likumu", kas ir vienkāršots šādi: spēka pieaugums - zudums ceļā. Dažreiz ir vērts upurēt īsāku ceļu, lai uzvarētu spēkos. Darbs joprojām būs tāds pats, bet to būs vieglāk izdarīt, jo ceļa pieaugums atbilst laika pieaugumam. Un ilgākā laika posmā darbs ir vieglāk paveicams - tas ir skaidrs visiem.

Projektējot mašīnas, notiek arī otrādi, kad jāziedo spēki, lai uzvarētu izbraukumā, lai uzvarētu laikā.

Strādājot pie tēmas, I pašu pieredzi Es pārliecinājos, ka svira un tās šķirnes patiešām dod cilvēkam spēku vai attālumu, vai arī tiek izmantotas ērtībai. Tādējādi viņš apstiprināja savu hipotēzi, ka ne katrs spēcīgais vīrietis noteikti ir spēcīgs. Tagad kļūstu stiprāks ne tikai ar ikdienas fiziskajiem treniņiem, bet arī pielietojot jaunās iegūtās zināšanas. Mana darba nosaukumu nekad nedrīkst izrunāt ar apstiprinošu intonāciju. Gluži pretēji, ja ir saprāts, būs spēks. Mana pētījuma materiāli neapšaubāmi noderēs apkārtējās pasaules mācībās pamatskola, un varbūt fizikas stundās 7. klasē.

Nobeigumā vēlos atgādināt Ezīša vārdus no Vladimira Sutejeva brīnišķīgās pasakas "Dzīvības glābējs": "Nūju vienmēr var atrast, bet šeit ir glābējs - un šeit ir dzīvības glābējs!".

Literatūra

1. Balašovs M.M. Fizika. – M.: Apgaismība, 1994. gads.

2. Katz Ts.B. Biofizika fizikas stundās. – M.: Apgaismība, 1988. gads.

3. Perelman Ya.I. Izklaidējoša fizika. 1. grāmata. - M .: Nauka, 1979.

4. Fizika. 7. klase / Gromovs S.V., Rodina N.A. – M.: Apgaismība, 2000. gads.

5. Fizika.7.klase / Peryshkin A.V., Rodina N.A. – M.: Drofa, 2003. gads.

6. Enciklopēdija bērniem. T. 14 - Tehnika. – M.: Avasta+, 2000. gads.

7. Es pazīstu pasauli. Bērnu enciklopēdija - Skaistuma pasaule. – M.: Astrel, 2004.

Pielikums

Fotoreportāža

Laboratorijas darbi"Sviras līdzsvara nosacījumu precizēšana"

Mani eksperimenti http://vse-svoimiruchkami.ru/glavnaya/ )

Ķēdes pacēlāja izgatavošana

Starpskolu konferences pilsētas apskate

"Pirmie soļi zinātnē".

Amata nosaukums“Ir spēks! Prāts nav vajadzīgs?

Students(-i) (uzvārds, pilns vārds)Abramovs Danila

MBOU SOSH ________ 32__ klase ___________ 4 B

Darba vadītājsZiberts Gaļina Ivanovna

Darba veids (projekts / abstrakts / pētījums)pētījums

Darba vērtēšanas kritēriji

1) Atbilstība darba projektēšanas prasībām.Visas prasības izpildītas .

2) pētāmā materiāla apjoms:informācijas meklēšana literatūrā un internetā, novērošana, apraksts un mērīšana, eksperimentālie darbi, modelēšana.

3) Apgūstamā materiāla kognitīvā vērtība, aktualitāte, praktiskā un teorētiskā nozīme.Darbā tiek pētīta sviru izcelsme un veidi, veikti eksperimenti ar sviru un modelētas ierīces, kas darbojas pēc sviras principa.

4) Darba problēma, hipotēze, mērķis, uzdevumi.Hipotēze: Visticamāk, ir mehānismi, kas palīdz cilvēkam kļūt stiprākam. Mērķis: noskaidrot vienkāršāko mehānismu darbības principu. Mērķi: veikt eksperimentus, lai noteiktu sviras īpašības un darbības principu.

5) Pētniecības prasmes (argumenti, secinājumi; lasītprasme, materiāla loģisks izklāsts, zinātniskā izklāsta stila ievērošana)Darbs tika veikts pareizi zinātniskais stils prezentācijas, secinājumi tiek izdarīti katrai pieredzei un darbam kopumā.

Recenzenta paraksts (paraksta atšifrējums)

Ujukina Ludmila Grigorevna

Vēsture

Cilvēks sviru sāka lietot aizvēsturiskos laikos, intuitīvi izprotot tās principu. Lai samazinātu spēku, kas cilvēkam bija jāpieliek, tika izmantoti tādi instrumenti kā kaplis vai lāpstiņa. Piektajā tūkstošgadē pirms mūsu ēras Mezopotāmijā tika izmantoti svari, izmantojot sviras principu, lai panāktu līdzsvaru. Vēlāk Grieķijā tika izgudrots tērauda būvētavas, kas ļāva mainīt spēka pielikšanas plecu, kas padarīja svaru lietošanu ērtāku. Apmēram 1500. gadu p.m.ē. e. Ēģiptē un Indijā parādās šadufs, mūsdienu celtņu priekštecis, ierīce kuģu pacelšanai ar ūdeni.

Nav zināms, vai to laiku domātāji mēģināja izskaidrot sviras principu. Pirmais rakstiskais skaidrojums tika sniegts III gadsimtā pirms mūsu ēras. e. Arhimēds, savienojot spēka, slodzes un pleca jēdzienus. Viņa formulētais līdzsvara likums joprojām tiek lietots un skan šādi: “Spēks, kas reizināts ar spēka pielikšanas sviru, ir vienāds ar slodzi, kas reizināta ar slodzes pielikšanas sviru, kur spēka pielikšanas plecs ir attālums no spēka pielikšanas punkta. līdz balstam, un slodzes pielikšanas svira ir attālums no slodzes pielikšanas vietas līdz balstam. Saskaņā ar leģendu, saprotot sava atklājuma nozīmi, Arhimēds iesaucās: "Dodiet man atbalsta punktu, un es pagriezīšu Zemi!".

Mūsdienu pasaulē sviras princips tiek izmantots visur. Gandrīz jebkurš mehānisms, kas pārveido mehānisko kustību, vienā vai otrā veidā izmanto sviras. Celtņi, dzinēji, knaibles, šķēres un tūkstošiem citu mehānismu un instrumentu konstrukcijā izmanto sviras.

Darbības princips

Sviras darbības princips ir tiešas enerģijas nezūdamības likuma sekas. Lai pārvietotu sviru kādu attālumu, spēkam, kas iedarbojas uz slodzes pusi, ir jāstrādā, kas vienāds ar:

Skatoties no otras puses, no otras puses pieliktajam spēkam ir jādarbojas

kur ir sviras gala nobīde, kurai tiek pielikts spēks. Lai slēgtai sistēmai izpildītos enerģijas nezūdamības likums, darbojošos un pretējo spēku darbam jābūt vienādam, tas ir:

, .

Pēc trīsstūra līdzības definīcijas sviras abu galu pārvietojumu attiecība būs vienāda ar tās roku attiecību:

, Sekojoši .

Ņemot vērā, ka spēka un attāluma reizinājums ir spēka moments, mēs varam formulēt sviras līdzsvara principu. Svira atrodas līdzsvarā, ja tai pielikto spēku momentu summa (ņemot vērā zīmi) ir vienāda ar nulli.

Svirām, kā arī citiem mehānismiem tiek ieviests raksturlielums, kas parāda mehānisko efektu, ko var iegūt, pateicoties svirai. Šāds raksturlielums ir pārnesumskaitlis, tas parāda, kā ir saistīta slodze un pieliktais spēks:

saliktā svira

Saliktā svira ir divu vai vairāku vienkāršu sviru sistēma, kas savienotas tā, ka vienas sviras izejas spēks ir nākamās sviras ievade. Piemēram, divu sērijveidā savienotu sviru sistēmai, ja spēks tiek pielikts pirmās sviras ieejas svirai, izejas spēks būs šīs sviras otrā galā, un tās tiks savienotas, izmantojot pārnesumu attiecību:

Šajā gadījumā tāds pats spēks darbosies uz otrās sviras ieejas sviru, un otrās sviras un visas sistēmas izejas spēks būs, otrā posma pārnesumskaitlis būs vienāds ar:

Šajā gadījumā visas sistēmas, tas ir, visas saliktās sviras, mehāniskā iedarbība tiks aprēķināta kā visas sistēmas ieejas un izejas spēku attiecība, tas ir:

Tādējādi saliktas sviras pārnesumskaitlis, kas sastāv no divām vienkāršām, būs vienāds ar tajā iekļauto vienkāršo sviru pārnesumu attiecību reizinājumu.

To pašu risinājuma pieeju var piemērot vairākām lietām sarežģīta sistēma, kas parasti sastāv no n svirām. Šajā gadījumā sistēmā būs 2n rokas. Šādas sistēmas pārnesumskaitli aprēķina pēc formulas:

Kā redzams no šī gadījuma formulas, ir arī taisnība, ka saliktās sviras pārnesumskaitlis ir vienāds ar to veidojošo elementu pārnesumu attiecību reizinājumu.

Sviru veidi

Atšķirt 1. veida sviras, kurā atbalsta punkts atrodas starp spēku pielikšanas punktiem, un 2. veida sviras, kurā spēku pielikšanas punkti atrodas vienā balsta pusē. Starp 2. veida sviras piešķirt 3. veida sviras, ar "ienākošā" spēka pielikšanas punktu tuvāk atbalsta punktam nekā slodzei, kas dod ātruma un attāluma pieaugumu.

Piemēri: kredītpleca vispirms veida - bērnu šūpoles (šķērsstienis), šķēres; sviras otrais veida - ķerra (fulcrum - ritenis), paceļot priekšmetu ar lauzni kustībā uz augšu; sviras trešaisšķirot - bagāžas nodalījuma durvis vai motora pārsegs automašīnas uz gāzes atsperēm, paceļot pašizgāzēja virsbūvi (ar hidraulisko cilindru centrā), kustinot cilvēka un dzīvnieku roku un kāju muskuļus.

Skatīt arī

Svira (tehnika)

Piezīmes

Literatūra

// . Sanktpēterburga, 1831. gads

Wikimedia fonds. 2010 .

Sinonīmi:

Kopš seniem laikiem cilvēki sava darba atvieglošanai izmanto dažādas palīgierīces. Cik bieži, kad nepieciešams pārvietot kādu ļoti smagu priekšmetu, par palīgiem ņemam nūju vai stabu. Šis ir vienkārša mehānisma – sviras – piemērs.

Vienkāršu mehānismu pielietojums

Ir daudz veidu vienkāršu mehānismu. Šī ir svira, bloks, ķīlis un daudzi citi. Fizikā vienkāršus mehānismus sauc par ierīcēm, kas kalpo spēku pārveidošanai. Vienkāršs mehānisms ir arī slīpa plakne, kas palīdz ieripināt vai pacelt smagus priekšmetus. Vienkāršu mehānismu izmantošana ir ļoti izplatīta gan ražošanā, gan mājās. Visbiežāk tiek izmantoti vienkārši mehānismi, lai iegūtu spēku, tas ir, lai vairākas reizes palielinātu spēku, kas iedarbojas uz ķermeni.

Svira fizikā ir vienkāršs mehānisms

Viens no vienkāršākajiem un izplatītākajiem mehānismiem, ko fizikā apgūst septītajā klasē, ir svira. Fizikā svira ir stingrs korpuss, kas var griezties ap fiksētu balstu.

Ir divu veidu sviras. Pirmā veida svirai atbalsta punkts atrodas starp pielietoto spēku darbības līnijām. Pie otrā veida sviras atbalsta punkts atrodas vienā to pusē. Tas ir, ja mēs cenšamies pārvietot smagu priekšmetu ar lauzni, tad pirmā veida svira ir situācija, kad mēs noliekam stieni zem lauzņa, nospiežot uz leju lauzņa brīvo galu. Šajā gadījumā stienis būs fiksētais balsts, un pieliktie spēki atrodas abās tā pusēs. Un otrā veida svira ir tad, kad mēs, paslīdējuši lauzņa malu zem svara, velkam lauzni uz augšu, tādējādi cenšoties apgriezt priekšmetu. Šeit atbalsta punkts atrodas vietā, kur lauznis balstās uz zemi, un pieliktie spēki atrodas vienā atbalsta punkta pusē.

Spēku līdzsvara likums uz sviras

Izmantojot sviru, mēs varam iegūt spēku un pacelt smagu kravu ar kailām rokām. Attālumu no atbalsta punkta līdz spēka pielikšanas punktam sauc par spēka plecu. Turklāt, Jūs varat aprēķināt spēku līdzsvaru uz sviras, izmantojot šādu formulu:

F1/ F2 = l2 / l1,

kur F1 un F2 ir spēki, kas iedarbojas uz sviru,
un l2 un l1 ir šo spēku pleci.

Šis ir sviras līdzsvara likums, kurā teikts: svira atrodas līdzsvarā, kad uz to iedarbojas spēki ir apgriezti proporcionāli šo spēku pleciem. Šo likumu trešajā gadsimtā pirms mūsu ēras izveidoja Arhimēds. No tā izriet, ka mazāks spēks var līdzsvarot lielāku. Lai to izdarītu, ir nepieciešams, lai mazākā spēka plecs būtu lielāks par lielāka spēka plecu. Un ar sviras palīdzību iegūto spēka pieaugumu nosaka pielikto spēku plecu attiecība.

Cilvēka spēki ir ierobežoti. Tāpēc viņš bieži izmanto ierīces (vai ierīces), kas ļauj pārvērst savu spēku spēkā, kas ir ievērojami lielāks. Šādas ierīces piemērs ir svira.

Sviras roka ir stingrs korpuss, kas spēj griezties ap fiksētu balstu. Kā sviru var izmantot lauzni, dēli un tamlīdzīgus priekšmetus.

Ir divu veidu sviras. Plkst 1. veida svira fiksētais atbalsta punkts O atrodas starp pielikto spēku darbības līnijām (47. att.), un 2. veida svira tas atrodas to vienā pusē (48. att.). Sviras izmantošana ļauj iegūt spēku. Tā, piemēram, 47. attēlā redzamais strādnieks, pieliekot svirai 400 N lielu spēku, varēs pacelt 800 N smagu kravu. Dalot 800 N ar 400 N, iegūstam spēka pieaugumu, kas vienāds ar 2.

Lai aprēķinātu ar sviras palīdzību iegūto spēka pieaugumu, jāzina likums, ko Arhimēds atklāja vēl 3. gadsimtā pirms mūsu ēras. BC e. Veiksim eksperimentu, lai noteiktu šo noteikumu. Nostiprinām sviru uz statīva un piestiprinām tai atsvarus abās rotācijas ass pusēs (49. att.). Spēki F 1 un F 2, kas iedarbojas uz sviru, būs vienādi ar šo slodžu svariem. No pieredzes, kas parādīta 49. attēlā, var redzēt, ka, ja viena spēka (t. i., attāluma OA) plecs ir 2 reizes lielāks par cita spēka (attāluma OB) izstiepumu, tad 2 N spēku var līdzsvarot ar 2 reizēm. lielāks spēks - 4 N. Tātad, lai līdzsvarotu lielāku spēku ar mazāku spēku, ir nepieciešams, lai tā plecs būtu lielāks par lielākā spēka plecu. Ar sviras palīdzību iegūto spēka pieaugumu nosaka pielikto spēku plecu attiecība. Tas ir kas sviras noteikums.

Nozīmēsim spēku plecus caur l 1 un l 2 (50. att.). Tad sviras likumu var attēlot kā šādu formulu:

Šī formula parāda to svira ir līdzsvarā, ja tai pieliktie spēki ir apgriezti proporcionāli to pleciem.

Sviru cilvēki sāka lietot senatnē. Ar tās palīdzību piramīdu celtniecības laikā senajā Ēģiptē bija iespējams pacelt smagas akmens plāksnes (51. att.). Bez sviras tas nebūtu bijis iespējams. Galu galā, piemēram, Heopsa piramīdas celtniecībai, kuras augstums ir 147 m, tika izmantoti vairāk nekā divi miljoni akmens bloku, no kuriem mazākā masa bija 2,5 tonnas!

Mūsdienās sviras tiek plaši izmantotas gan ražošanā (piemēram, celtņi), gan sadzīvē (šķēres, stiepļu griezēji, svari u.c.).

1. Kas ir svira? 2. Kāds ir sviras noteikums? Kurš to atvēra? 3. Kāda ir atšķirība starp 1. veida sviru un 2. veida sviru? 4. Sniedziet sviras izmantošanas piemērus. 5. Apsveriet attēlus 52, a un 52, b. Kurā gadījumā ir vieglāk nest kravu? Kāpēc?
Eksperimentāls uzdevums. Novietojiet zīmuli zem lineāla vidus, lai lineāls būtu līdzsvarā. Nemainot lineāla un zīmuļa relatīvo stāvokli, uz iegūtās sviras līdzsvarojiet vienu monētu vienā pusē un trīs tādu pašu monētu kaudzi otrā pusē. Izmēriet pielietoto (no monētu puses) spēku plecus un pārbaudiet sviras likumu.