Jak ustawiony jest przedni wahacz? Praca i proste mechanizmy.

28 kwietnia w szkole odbędzie się konferencja naukowo-praktyczna NOU „Spectrum”.

Trochę historii
Dawno temu, w 2005 roku, moi uczniowie i ja zorganizowaliśmy w szkole towarzystwo naukowe „Pythagorean”, w którym studiowaliśmy różne aktywności od analizy problemów olimpijskich, do Praca badawcza. Co roku, z udziałem innych matematyków ze szkoły, organizowali konferencje, a następnie zabierali dzieci na konferencje w Nalczyku. Co roku nasi chłopcy zdobywali nagrody na republikańskich konkursach. Wszystko było jak należy, mieliśmy swój statut, program, wymagania. Na koniec roku wyniki zostały podsumowane i każdemu członkowi NOU przyznano tytuły naukowe:

"honorowy akademik" - laureaci i laureaci międzynarodowych i rosyjskich, republikańskich olimpiad przedmiotowych, przeglądów, konkursów;
„akademik” - zwycięzcy regionalnych i miejskich olimpiad przedmiotowych, konkursów, recenzji;
"mistrz" - do zwycięzców olimpiady szkolne, recenzje, konkursy;
„Bachelor” - zwycięzcy konkursów szkolnych, recenzje, konkursy.

Takie świadectwo otrzymali chłopaki (wiesz, byli z nich bardzo zadowoleni). Mieliśmy taki rodzaj gry.

Wszyscy wtedy wiedzieli o naszym społeczeństwie. Brzęczy. Na konferencji w Nalczyku powiedziano nam kiedyś, że nie mogą za każdym razem dawać nam nagród, nie zgłaszać wielu prac na konkurs. Co również odegrało pewną rolę. Kiedy członek jury republikańskiego konkursu w obecności dzieci mówi „Twoje prace są najlepsze, ale nie możemy dać więcej niż jedno miejsce”….
http://alfusja-bahova.ucoz.ru/index/nou_quot_pifagorenok_quot/0-5
Nawiasem mówiąc, wszyscy faceci, którzy byli wtedy zaangażowani w towarzystwo naukowe, z łatwością weszli na najlepsze uniwersytety techniczne w Moskwie i św. ten moment pomyślnie ukończył uniwersytety. I jedna dziewczyna została na uniwersytecie w Petersburgu (nie mogę teraz wymienić dokładnych nazw uniwersytetów). Jestem dumny z moich chłopaków.

Ale wszystko się kończy. I nasz NOU też. Nikt mi nic nie zapłacił za tę pracę, a jak tylko zaczęli za nią płacić „sam potrzebuję takiej krowy”, okazało się, że nasza szkoła nie potrzebuje „pitagorasa”, utworzyli nowe stowarzyszenie „Spektr”, gdzie wszystko jest robione "zsuwanie się rękawów", nawet nie chcę o tym mówić.

Po jednym nieprzyjemnym incydencie przestała brać udział w szkolnych konferencjach z chłopakami.

A w tym roku postanowiłam pojechać na szkolną konferencję z członkami mojego koła. Projekt rozpoczęliśmy w środę. Zobaczmy co się stanie.

Na następnej lekcji w kręgu zaczęli… Projekt badawczy„Dźwignia. Rodzaje dźwigni. Dźwignia w życiu człowieka”.
Cel i zadania pracy badawczej:

Przestudiować urządzenie i zasadę działania dźwigni;
Złóż mechanizm „Dźwignia” za pomocą Lego „Fizyka i technologia”;
Poznaj właściwości dźwigni. Sprawdź stan równowagi dźwigni;
Przepytywanie kolegów z klasy;
Poznaj zastosowanie dźwigni w domu, w domu, w technologii, w sporcie i rozrywce;
Wyniki.

Omówiono z chłopakami:

Czy wiedziałeś?
Termin „dźwignia” (dźwignia angielska) pochodzi od francuskie słowo levier, co w tłumaczeniu oznacza „podnosić”
Od czasów starożytnych, aby ułatwić sobie pracę, człowiek korzystał z różnych mechanizmów, które są w stanie przekształcić siłę człowieka w znacznie większą siłę. Trzy tysiące lat temu, podczas budowy piramid w Starożytny Egipt ciężkie płyty kamienne były przesuwane i podnoszone za pomocą prostych mechanizmów.
Dźwignia to sztywny pręt lub solidny przedmiot, który służy do przenoszenia mocy. Za pomocą dźwigni można zmienić przyłożoną siłę (siłę), kierunek i odległość ruchu. W każdej dźwigni koniecznie jest siła, podpora (lub oś obrotu) i obciążenie (obciążenie). W zależności od ich względne położenie rozróżnić dźwignie pierwszego, drugiego i trzeciego rodzaju.
W tej lekcji zdemontowaliśmy urządzenie i zasadę działania dźwigni. Z pomocą Lego zmontowano trzy rodzaje mechanizmu „Dźwignia”. Próbowałem poszukać informacji. Dowiedzieliśmy się, że każda dźwignia ma punkt podparcia, punkt przyłożenia siły i punkt przyłożenia obciążenia (tj. obciążenie)
Rodzaje dźwigni
W dźwigniach pierwszego rodzaju punkt podparcia znajduje się między punktami przyłożenia siły i obciążenia.
Najczęstszymi przykładami dźwigni pierwszego rodzaju są piła, łom, szczypce i nożyczki.

W dźwigniach drugiego rodzaju punkt podparcia i punkt przyłożenia siły znajdują się na przeciwległych końcach, a punkt przyłożenia obciążenia znajduje się pomiędzy nimi. Najczęstszymi przykładami dźwigni drugiego rodzaju są dziadek do orzechów, taczka i otwieracz do butelek.

W dźwigniach trzeciego rodzaju punkt podparcia i punkt przyłożenia obciążenia znajdują się na przeciwległych końcach, a punkt przyłożenia siły znajduje się między nimi. Bardzo godne uwagi przykłady dźwignia trzeciego rodzaju - pęseta i szczypce do lodu.

JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce

W następnej lekcji koła będziemy kontynuować nasze badania.

PS. Na tej stronie jest wielu świetnych fizyków, z przyjemnością otrzymam od Ciebie porady i rekomendacje dotyczące naszego projektu. Nie odmówię pomocy!

„Pierwsze kroki w nauce”

Budżet gminy instytucja edukacyjna przeciętny Szkoła ogólnokształcąca z pogłębionym studium poszczególnych przedmiotów nr 32 Samara

Sekcja: Fizyka

Podmiot:„Jest moc! Umysł nie jest potrzebny?

Abramowa Danila,

Uczeń klasy 4B

Liceum MBOU nr 32

iść. Skrzydlak

Kierownik pracy

Zibert Galina Iwanowna,

nauczyciel Szkoła Podstawowa

Samara, 2015

Spis treści

I. Wstęp ……………………………………………………………………..3

II. Głównym elementem. Dźwignia i jej odmiany…………………………………...5

III. Część praktyczna…………………………………………………..…..11

3.1 Dźwignie w technologii i życiu codziennym ………………………………………………………….11

3.2. Praca laboratoryjna na temat

„Wyjaśnienie warunków równowagi dźwigni” ……………………...…….12

3.3. Eksperymenty w domu ………………………………… 13

3.4. Produkcja urządzeń i modeli działających na zasadzie

dźwignia ………………………………………….…………………...15

IV. Wniosek …………………………….…………………………..….….17

Literatura ……………………………………………..………………….…..18

Aplikacje……………………………………………………………………...19

Wstęp

Kiedyś cała rodzina pojechała samochodem do lasu. Wszystko było w porządku, gdyby nie deszcz. Zmusił nas do powrotu i powrotu do domu. No i oczywiście na zalanej deszczem drodze utknęliśmy. Wszelkie próby pchania auta poszły na marne… I wtedy tata powiedział: „Żałuję, że teraz synu, żeby nam pomógł jakiś silny człowiek!”. Ale w pobliżu nie było silnych mężczyzn i bohaterów, a podjechał traktor. Odwinął wyciągarkę, przywiązał kabel do naszego samochodu i wyciągnął go w 5 minut.

Zawsze chciałem być silnym, prawdziwym pomocnikiem i być jak rosyjscy bohaterowie - życzliwi, uczciwi, silni i zręczni. Ale potem zadałem sobie pytanie: „Jak niektórzy ludzie mogą wykonywać tak pozornie niewykonalne zadania dla zwykłego człowieka?”

przedstawiłemhipoteza - najprawdopodobniej istnieją mechanizmy, które pomagają człowiekowi stać się silniejszym.(patrz slajd 1).

Cel Badania : poznaj zasadę działania najprostszych mechanizmów.(patrz slajd 1).

W poszukiwaniu odpowiedzi zwróciłem się do fizyki. Dowiedziałem się, że siła samego mężczyzny jest ograniczona, dlatego często używa urządzeń zwiększających siłę swojego działania.Takie urządzenia nazywane są prostymi mechanizmami. Należą do nich: dźwignia i jej odmiany - blok i brama; płaszczyzna pochyła i jej odmiany - klin i śruba.

Zadania :

1. dowiedzieć się o pochodzeniu i rodzajach dźwigni;

2. przeprowadzać eksperymenty z dźwignią;

3. z pomocą dorosłych symulować urządzenia działające na zasadzie dźwigni;

4. przygotować prezentacja elektroniczna zgodnie z wynikami badania.(patrz slajd 1).

Obiekt: ramię dźwigni.

Rzecz: wpływ na życie ludzi.

Metody Słowa kluczowe: poszukiwanie informacji w literaturze i Internecie, obserwacja, opis i pomiar, praca eksperymentalna,modelowanie.

II . Dźwignia i jej odmiany.

"Daj mi punkt wsparcia, a poruszę Ziemię!"

Archimedesa

Człowiek jest istotą rozumną. To właśnie umysł zawsze dawał mu możliwość tworzenia urządzeń, które czyniły go silniejszym lub szybszym od bestii, by żyć w warunkach, w których nie mógłby przetrwać bez tych rzeczy.

Jednym z pierwszych takich urządzeń była dźwignia. Nawet prymitywny człowiek zamienił zwykły kij w narzędzie do podnoszenia ciężarów. Wsuwając długi kij pod kamień i opierając go na kawałku drewna, który służył jako podpora, można było bez problemu przenieść kamień w inne miejsce. Im dłuższy kij, tym łatwiej pracować. Wynalezienie dźwigni zaawansowanej prymitywny człowiek na drodze jego rozwoju.

Motyka i wiosło zostały wynalezione przez człowieka, aby zmniejszyć siłę, którą trzeba było zastosować, aby wykonać jakąkolwiek pracę.(patrz slajd 1).

W piątym tysiącleciu pne Mezopotamia używała wag, które wykorzystywały zasadę dźwigni, aby osiągnąć równowagę.

Bez dźwigni niemożliwe byłoby podniesienie ciężkich kamiennych płyt podczas budowy piramid w starożytnym Egipcie. Do budowy piramidy Cheopsa, która ma wysokość 147 m, wykorzystano 2 300 000 bloków kamiennych, z których najmniejszy miał masę 2,5 tony.

Około 1500 rpne w Egipcie i Indiach pojawia się shaduf – protoplasta nowoczesnych dźwigów, urządzenia do podnoszenia statków z wodą.W Rosji był również używany podobne urządzenie podnosić wodę ze studni i nazywano ją „Żurawiem”.

Nie znamy więc nazwiska autora dźwigni, ani dokładna data jego wynalazki. Możemy jednak z całą pewnością stwierdzić, że starożytni ludzie bez matematycznych reguł i praw fizyki, opierając się na swojej intuicji i doświadczeniu, wymyślili i powszechnie stosowali proste mechanizmy.

2.2 Archimedes jest mechanikiem.

Dźwignia, blok, pochylona płaszczyzna zainteresowała naukowca Archimedesa, który mieszkał w Starożytna Grecja w starożytności. W III wieku p.n.e. mi. Archimedes podał pierwsze pisemne wyjaśnienie zasady działania dźwigni, łącząc pojęcia siły, obciążenia i ramienia. Sformułowane przez niego prawo równowagi jest nadal używane i brzmi tak:„Dźwignia jest w równowadze, gdy działające na nią siły są odwrotnie proporcjonalne do ramion tych sił”. Archimedes przedstawił kompletną teorię dźwigni i z powodzeniem zastosował ją w praktyce. Plutarch donosi, że Archimedes zbudował wiele mechanizmów dźwigni blokujących w porcie Syracuse, aby ułatwić podnoszenie i transport ciężkich ładunków. Wynaleziona przez niego śruba (świder) do czerpania wody jest nadal używana w Egipcie.Archimedes jest także pierwszym teoretykiem mechaniki. Swoją książkę On the Equilibrium of Plane Figures zaczyna od dowodu na działanie prawa dźwigni.(patrz slajd 1).

Legenda głosi, że ciężki wielopokładowy statek „Syracusia” zbudowany przez Hieron jako prezent dla egipskiego króla Ptolemeusza nie mógł zostać zwodowany. Archimedes zbudował system klocków (polyspast), za pomocą których był w stanie wykonać tę pracę jednym ruchem ręki. Według legendy Archimedes powiedział jednocześnie: „Gdybym miał do dyspozycji inną Ziemię, na której mógłbym stanąć, przesunąłbym naszą” (w innej wersji: „Daj mi punkt podparcia, a wywrócę świat do góry nogami w dół").(patrz slajd 1).

Inżynieryjny geniusz Archimedesa objawił się ze szczególną siłą podczas oblężenia Syrakuz przez Rzymian w 212 rpne. mi. podczas drugiej Wojna punicka. Ale w tym czasie miał już 75 lat!Archimedes stworzył maszyny do rzucania zdolne do rzucania kamieni ważących około 250 kg z dużą prędkością oraz mechanizmy rzucające ciężkie kłody z brzegu na statki. W ostatnie lata Przeprowadzono kilka eksperymentów w celu zweryfikowania prawdziwości opisu tej "superbroni starożytności". Zbudowana konstrukcja wykazała się pełną wydajnością.

Tak zwana „Łapa Archimedesa” była unikalną maszyną do podnoszenia – prototypem nowoczesnego dźwigu. Była to ogromna dźwignia wystająca z muru miasta i wyposażona w przeciwwagę.(patrz slajd 1).

Słynny historyk starożytności Polibiusz napisał, że jeśli rzymski statek próbował wylądować w pobliżu Syrakuz, ta maszyna, sterowana przez specjalnie przeszkoloną osobę, chwytała dziób statku i przewracała go. Rzymianie zmuszeni byli porzucić pomysł szturmowania miasta i przystąpili do oblężenia. Polibiusz pisał: „Taka jest cudowna moc jednej osoby, jednego talentu, umiejętnie skierowana do jakiegoś interesu… Rzymianie mogliby szybko przejąć miasto, gdyby ktoś usunął jednego starszego spośród Syrakuzańczyków”.

Oceniając rolę Archimedesa, mechanika, chciałbym zauważyć, że wykonał on odpowiednie obliczenia i zaprojektował bardziej złożone mechanizmy, które mogą wzmacniać i przekształcać ruchy. Dzięki Archimedesowi ludzkość nauczyła się wystrzeliwać duże statki, budować pojazdy bojowe.

2.3 Czym jest dźwignia.

A jednak siła człowieka jest ograniczona, więc często używa urządzeń (lub urządzeń), które umożliwiają przekształcenie siły osoby w siłę, która jest znacznie większa. Ciężki przedmiot (kamień, szafka, maszyna), którego nie można bezpośrednio poruszyć, przesuwa się ze swojego miejsca za pomocą odpowiednio długiego i mocnego drążka - dźwigni.

Dźwignia jest solidny zdolne do obracania się wokół stałego wspornika. Dźwignia ma dwa ramiona. Ramię to odległość od punktu podparcia do punktu przyłożenia siły. Łom, deska i tym podobne mogą być używane jako dźwignia. Istnieją wzory:(patrz slajd 1).

1) im dłuższe ramię, tym mniejsza siła jest potrzebna do podniesienia tego samego ładunku;

2) im dłuższe ramię, tym dłużej się porusza;

3) ile razy jest ramię dźwigni, ile razy mniejsze obciążenie musi być, aby utrzymać równowagę.

Udało mi się sformułować te prawidłowości w języku zrozumiałym dla uczniów szkół podstawowych, ponieważ nie znamy jeszcze odwrotnej proporcjonalności i własności proporcji. A wizualnie zweryfikować słuszność przepisów, pomogła własnoręcznie wykonana instalacja laboratoryjna - dźwignia wykonana z konstruktora Lego.

Istnieją dwa rodzaje dźwigni.

W przypadku dźwigni I rodzaju stały punkt podparcia O znajduje się między liniami działania przyłożonych sił, a w przypadku dźwigni II rodzaju znajduje się on z jednej strony.(patrz slajd 1).

Korzystanie z dźwigni pozwala na zwiększenie siły. Aby obliczyć przyrost siły uzyskany za pomocą dźwigni, należy znać zasadę odkrytą przez Archimedesa w III wieku p.n.e. pne mi.

Więc,aby zrównoważyć mniejszą siłę większą siłą, konieczne jest, aby jego ramię przekraczało ramię o większej sile .

Od kiedy Archimedes ustanowił rządy dźwigni, istnieje ona w swojej pierwotnej formie przez prawie 1900 lat.

Dlatego w większości przypadków dźwignia jest używana w celu uzyskania przyrostu siły, tj. kilkakrotnie zwiększyć siłę działającą na ciało.

2. 4. Odmiany dźwigni

Odmiany dźwigni to dwa proste mechanizmy: blok i brama.(patrz slajd 1).

Blok to urządzenie w postaci koła z rowkiem, przez który przechodzi lina, kabel lub łańcuch.

Istnieją dwa główne typy bloków - ruchome i stałe.(patrz slajd 1).

Na bloku stałym oś jest nieruchoma i podczas podnoszenia ładunków nie podnosi się ani nie opada, a na bloku ruchomym oś porusza się wraz z ładunkiem. Stały blok nie daje przyrostu siły. Służy do zmiany kierunku siły. Czyli przykładając siłę skierowaną w dół do liny przerzuconej przez taki klocek, powodujemy, że ładunek się podnosi.

Sytuacja jest inna z ruchomym klockiem. Ten blok pozwala małej sile zrównoważyć siłę 2 razy większą.

W praktyce często stosuje się połączenie bloku ruchomego z blokiem stałym. Pozwala to na zmianę kierunku działania siły z jednoczesnym podwójnym przyrostem siły.

Aby uzyskać większy przyrost siły, stosuje się mechanizm podnoszący, zwanywciągnik łańcuchowy . greckie słowo„Polyspast” składa się z dwóch korzeni: „poly” - dużo i „spao” - ciągnę, aby ogólnie okazało się, że jest to „wielociąg”.(patrz slajd 1).

Wciągnik łańcuchowy to połączenie dwóch klipsów, z których jeden składa się z trzech bloków stałych, a drugi z trzech bloków ruchomych. Ponieważ każdy z ruchomych bloków podwaja siłę uciągu, ogólnie wciągnik łańcuchowy daje sześciokrotny wzrost siły.

Bramka składa się z cylindra (bębna) i przymocowanej do niego klamki. Ten prosty mechanizm został wynaleziony w czasach starożytnych. Najczęściej służył do podnoszenia wody ze studni.(patrz slajd 1).

Bardziej zaawansowanym mechanizmem jest wyciągarka. Jest to połączenie bramy z dwoma kołami zębatymi o różnych średnicach. Wciągarkę można traktować jako połączenie dwóch wciągarek.(patrz slajd 1).

Wielowiekowa praktyka dowiodła, że żaden z mechanizmów nie daje korzyści w pracy. Służą do wygrywania w sile lub ścieżce, w zależności od warunków pracy. Już starożytni naukowcy znali tę zasadę: ile razy wygrywamy w sile, ile razy tracimy dystans. Ta zasada została nazwana „złotą zasadą” mechaniki. Jej autorem jest starożytny grecki naukowiec Heron z Aleksandrii, który mieszkał wIwiek AD(patrz slajd 1).

III . Część praktyczna.

Po studiach materiał teoretyczny o historii dźwigni, o jej odkrywcy, o zasadzie działania i odmianach, postanowiłem przeprowadzić badania.

3.1. Dźwignie w technologii iw życiu codziennym.

W naszym nowoczesny świat dźwignie są szeroko stosowane zarówno w przyrodzie, jak i w świat stworzony przez człowieka stworzony przez człowieka. Praktycznie każdy mechanizm, który przekształca ruch mechaniczny, w takiej czy innej formie wykorzystuje dźwignię.

Dźwignie spotykają się w różne części ciała ludzkie i zwierzęce. Są to na przykład kończyny, szczęki. W ciele owadów i ptaków można zobaczyć wiele dźwigni.

Dźwignie są również powszechne w życiu codziennym, to kran, drzwi i różne urządzenia kuchenne.(patrz slajd 1).

Zasada dźwigni leży u podstaw działania wag dźwigni, różnego rodzaju narzędzi i urządzeń używanych tam, gdzie wymagany jest przyrost siły lub odległości.(patrz slajd 1).

Podczas pracy z nożyczkami obserwujemy przyrost siły i dystansu. Nożyczki to dźwignia, której oś obrotu przechodzi przez śrubę łączącą dwie połówki nożyczek. W zależności od przeznaczenia nożyczek ich urządzenie jest inne. Nożyczki do papieru mają długie ostrza i uchwyty, które są prawie tej samej długości.Cięcie papieru nie wymaga dużej siły i długie ostrzełatwiej ciąć w linii prostej. W tym przypadku zyskujemy na dystansie. Nożyczki do cięcia metalowa blacha mają rękojeści znacznie dłuższe niż ostrza, ponieważ siła oporu metalu jest duża i aby ją zrównoważyć, ramię siły działającej musi być znacznie zwiększone. Różnica między długością uchwytów a odległością części tnącej i osią obrotu w przecinakach do drutu jest jeszcze większa. Oczywiste jest, że w tych przypadkach następuje wzrost siły. (patrz slajd 1).

Dźwignie znajdują zastosowanie również w innych narzędziach – są to uchwyty imadeł i stołów warsztatowych, dźwignie obrabiarek, narzędzia stolarskie, narzędzia ratownika itp.(patrz slajd 1).

Oczywiście dźwignie różnego rodzaju powszechne w technologii. Bardzo proste przykłady ich aplikacje sądźwignia zmiany biegów w samochodzie, pedały do samochodu lub ciągnika, hamulec ręczny roweru.(patrz slajd 1).

Nawet pióro maszyna do szycia i klawisze fortepianu są również dźwigniami.(patrz slajd 1).

Wszyscy kochamy sport! A jeśli przyjrzymy się uważnie, zobaczymy, że dźwignia jest również stosowana w tym obszarze.Skok wzwyżbardzo jasny przykład, Za pomocą dźwigni o długości około trzech metrów i odpowiedniego przyłożenia wysiłku sportowiec wznosi się na zawrotną wysokość do sześciu metrów. Ponadto wiele urządzeń sportowych jest wyposażonych w dźwignie.(patrz slajd 1).

Dla każdego budowa koparki robocze i wieża żurawi to połączenie dźwigni, klocków, bramek. W zależności od „specjalizacji” żurawie mają różne wzory i cechy.(patrz slajd 1).

Dźwignia jest szeroko stosowana w rolnictwo– ciągniki, kombajny, siewniki i inne mechanizmy.(patrz slajd 1).

Więc,w większości przypadków stosuje się proste mechanizmy (gr. „mekhane” - maszyna, narzędzie) w celu uzyskania siły.

3.2. Praca laboratoryjna

Ekwipunek : dźwignia na statywie, komplet ciężarków, linijka.

Cel : znajdź warunki równowagi dźwigni.

Proces pracy.

1. Obracając nakrętki na końcach dźwigni wyważyłem ją tak, aby znajdowała się poziomo.

2. Zawieszone trzy obciążniki na lewym ramieniu dźwigni w odległości 7 cm od osi obrotu.

3. Na próbę ustaliłem miejsce na prawym ramieniu dźwigni, z którego należy zawiesić jeden ciężarek, aby zrównoważyć poprzednie trzy. Zmierzyłem odległość od tego miejsca do osi obrotu.

4. Zakładając, że każdy ładunek waży 1 N, wypełniłem tabelę.

5. Stwierdzono ważność zasady równowagi dźwigni.

(patrz slajd 1).

l2 : l1

7 cm

21 cm

10 cm

20 cm

9 cm

18 cm

3.3 Eksperymenty w domu.

Korzystając z księgi Ya.I. Perelmana " Zabawna fizyka"i materiały stron internetowych" Fajnie! Fizyka "i" Fizyka wokół nas "przeprowadziły zabawne eksperymentyz dźwigniami.

1. Samochody. (patrz slajd 1).

Wziąłem duży i mały zabawkowe samochody. Położyłem je na końcach linijki, ułożonej pośrodku na okrągłym ołówku. Duża maszyna zatrzymała się, tk. ona jest cięższa. Jeśli zbliżysz ołówek do dużej maszyny do pisania, zrównoważą się. Kiedy przysunąłem ołówek jeszcze bliżej dużej maszyny do pisania, ta mała przeważała nad nim.

2. Ile siły są w palcach?

Wziąłem dwie okrągłe wykałaczki. Połóż jedną wykałaczkę na środku środkowy palec(bliżej paznokcia), a na końcach - indeks i bezimienny. Próbowałem złamać wykałaczkę, naciskając ją indeksem i serdeczne palce. Przesunął wykałaczkę na środek palca. Znowu próbował złamać wykałaczkę. Gdy wykałaczka znajdowała się na czubkach palców, złamanie jej było prawie niemożliwe (palce służyły jako dźwignia drugiego rodzaju, podobna do dziadków do orzechów). Punkt podparcia to miejsce, w którym zaczynają się palce.Im dalej wykałaczka znajduje się od punktu podparcia, tym większą siłę należy przyłożyć. ?????

3. Polispasta.

Przywiązał linę do rączki kijka narciarskiego. Umieściłem oba patyki w odległości 50 cm od siebie i trzykrotnie owinąłem linę wokół ich rączek. Pociągnąłem wolny koniec liny, podczas gdy moi asystenci próbowali odciąć patyki. Mimo że moi znajomi próbują rozłożyć patyki, ja sam mogę je przesunąć. (Pałki i lina zachowują się jak wciągnik łańcuchowy - moja siła jest zwielokrotniana przez linę owiniętą wokół uchwytów kijów, dzięki czemu zyskam prawie pięciokrotnie większą siłę w porównaniu z moimi pomocnikami.

4. Dźwignia. (patrz slajd 1).

Zwykły kij stał się dla człowieka dźwignią - najprostszym mechanizmem. Na zwykłym drążku bardzo wygodnie jest przenosić ładunek we dwoje. Za jego pomocą z łatwością podniesiesz i przeniesiesz ciężary.

Doświadczenie 1. Wziąłem niezbyt długi kij, wsadziłem go pod rączkę walizki i zaprosiwszy znajomego do pomocy, razem podnieśliśmy walizkę. Jeśli walizka jest dokładnie na środku, to każdy z nas jest obciążony po równo. Kiedy przesunęliśmy walizkę na jeden z końców kija, wszystko się zmieniło. Obciążenie stało się lżejsze dla tych, którzy trzymają długi koniec. Zmieniły się ramiona dźwigni, zmienił się również stosunek sił utrzymujących ładunek w pozycji podniesionej. Ręce każdego z nas są podporą dźwigni, a jeśli odległość od ładunku jest mniejsza, to obciążenie tego punktu podparcia będzie większe.

Doświadczenie 2 . Wziąłem mały patyk i wbiłem gwóźdź w bok w pobliżu jednego z jego końców. Na tym końcu kładę żelazko (potrzebny jest gwóźdź, żeby żelazko nie ślizgało się po podłodze) i kładę dźwignię z tyłu krzesła. Trzymając dźwignię za wolny koniec, przesunął ją, teraz zbliżając punkt podparcia do ładunku, a potem odsuwając się od niego. Odkryłem, że im większa odległość od ręki do punktu podparcia, tym łatwiej utrzymać ładunek. Ten sam wynik uzyskałem, gdy przesunąłem rękę wzdłuż dźwigni do punktu podparcia, pozostawiając niezmienioną odległość od punktu podparcia do ładunku.

5. Wyciągam gwóźdź.

Za pomocą młotka wbiłem gwóźdź w kawałek drewna na 2/3 jego długości. Próbował rękami wyciągnąć gwóźdź z kawałka drewna. Nie udało mi się, bez względu na to, jak bardzo się starałem. Następnie wziąłem ściągacz do gwoździ i bez problemu wyciągnąłem nim gwóźdź. Ściągacz do gwoździ w moim przypadku działa jak dźwignia,który jest prostym aparatem używanym doprzezwyciężyć opór w drugim punkcie, stosując siłę.

3.4. Produkcja urządzeń i modeli działających na zasadzie dźwigni.

Wykorzystując wiedzę zdobytą podczas studiowania dźwigni, z pomocą ojca wykonałem następujące urządzenia i modele.

1. Wyciągarka własnymi rękami. (patrz slajd 1).

Od zła droga nikt nie jest ubezpieczony, a jeśli Twój samochód ugrzęźnie w błocie, tylko wyciągarka pomoże go uratować. Czy warto wydać ogromne pieniądze na drogie rzeczy i kupić je w sklepie, kiedy można zrobić wyciągarkę własnymi rękami.

Potrzebowaliśmy:

Oś do obrotu i 2 odpowiednie rury o większej i mniejszej średnicy;

Mocna lina;

Proces pracy:

Nasza ręcznie robiona wciągarka działa na zasadzie dźwigni. Dla bazy domowej roboty wciągarka może służyć jako kawałek rury. Aby rurę uruchomić, należy ją nałożyć na oś i zabezpieczyć kablem. Pętlę kablową należy kilkakrotnie owinąć wokół rury i założyć na dowolny uchwyt.

Po obróceniu uchwytu rura obróci się wzdłuż osi, a kabel zostanie nawinięty wokół niej. Taka wyciągarka przydaje się nie tylko do wyciągania auta z błota, ale także do przemieszczania różnych ładunków np. na wsi.

2. Polispast. (patrz slajd 1).

Wziąłem mocny nylonowy sznurek, 2 oddzielne klocki, ładunek. Złożyłem kombinację 1 ruchomego i 1 stałego bloku i naprawiłem je.Teraz mogę z łatwością podnosić ładunki, których nie mógłbym po prostu trzymać w dłoni bez wciągnika łańcuchowego.

Po przeprowadzeniu eksperymentu z dynamometrem byłem przekonany, że wciągnik łańcuchowy daje podwójny przyrost siły!

IV . Wniosek.

W wyniku przeprowadzonych prac byłem przekonany, że następna zasada- ile razy wygrywamy w sile, ile razy tracimy dystans.

Poznałem historię dźwigni, jej odkrywcę, zasadę działania i odmiany.

Dźwignie różne rodzaje spotkać się w Życie codzienne na każdym kroku:

Taczka jest łatwiejsza do przenoszenia, jeśli ma długie uchwyty;

Łatwiej jest wyciągnąć gwóźdź, jeśli ściągacz do gwoździ jest dłuższy;

Dużo łatwiej dokręcić nakrętkę kluczem z długim uchwytem.

Nigdy nie należy zapominać o „złotej regule” mechaniki, która jest uproszczona w następujący sposób: przyrost siły – strata w przejściu. Czasem warto poświęcić krótszą ścieżkę, aby wygrać w sile. Praca nadal będzie taka sama, ale będzie łatwiej ją wykonać, ponieważ wzrost ścieżki odpowiada wzrostowi czasu. A przez dłuższy czas praca jest łatwiejsza - to jest jasne dla wszystkich.

Przy projektowaniu maszyn zdarza się też na odwrót, kiedy trzeba poświęcić siłę, żeby wygrać na drodze, żeby wygrać na czas.

Pracując nad tematem, ja własne doświadczenie Przekonałem się, że dźwignia i jej odmiany naprawdę dają człowiekowi siłę, dystans lub są używane dla wygody. W ten sposób potwierdził swoją hipotezę, że nie każdy silny człowiek jest koniecznie silny. Teraz staję się silniejszy nie tylko dzięki codziennemu treningowi fizycznemu, ale także dzięki zastosowaniu nowej wiedzy, którą zdobyłem. Tytuł mojej pracy nigdy nie powinien być wymawiany z intonacją twierdzącą. Wręcz przeciwnie, jeśli jest inteligencja, będzie siła. Materiały z moich badań bez wątpienia przydadzą się na lekcjach otaczającego świata w Szkoła Podstawowa, a może na lekcjach fizyki w 7 klasie.

Na zakończenie chciałbym przypomnieć słowa Jeża z cudownej bajki Władimira Sutejewa „Ratownik życia”: „Zawsze można znaleźć kij, ale tu jest ratownik - a oto ratownik!”.

Literatura

1. Bałaszow M.M. Fizyka. – M.: Oświecenie, 1994.

2. Katz Ts.B. Biofizyka na lekcjach fizyki. – M.: Oświecenie, 1988.

3. Perelman Ya.I. Zabawna fizyka. Książka 1. - M .: Nauka, 1979.

4. Fizyka. Klasa 7 / Gromov S.V., Rodina N.A. – M.: Oświecenie, 2000.

5. Fizyka Klasa 7 / Peryshkin A.V., Rodina N.A. – M.: Drofa, 2003.

6. Encyklopedia dla dzieci. T. 14 - Technika. – M.: Avasta+, 2000.

7. Znam świat. Encyklopedia dziecięca - Świat piękna. – M.: Astrel, 2004.

Załącznik

Fotoreportaż

Praca laboratoryjna„Wyjaśnienie warunków równowagi dźwigni”

Moje eksperymenty http://vse-svoimiruchkami.ru/glavnaya/ )

Wykonanie wciągnika łańcuchowego

Konferencja międzyszkolna po mieście

„Pierwsze kroki w nauce”.

Stanowisko„Jest moc! Umysł nie jest potrzebny?

Student(s) (nazwisko, imię i nazwisko)Abramow Danila

MBOU SOSH ________ 32__ klasa ___________ 4 B

Kierownik pracyZibert Galina Iwanowna

Rodzaj pracy (projekt / abstrakt / badania)nauka

Kryteria oceny pracy

1) Zgodność z wymaganiami dotyczącymi projektowania pracy.Wszystkie wymagania spełnione .

2) Objętość badanego materiału:wyszukiwanie informacji w literaturze i Internecie, obserwacje, opisy i pomiary, prace eksperymentalne, modelowanie.

3) Wartość poznawcza, trafność, znaczenie praktyczne i teoretyczne badanego materiału.W pracy badane jest pochodzenie i rodzaje dźwigni, przeprowadzane są eksperymenty z dźwignią oraz modelowane są urządzenia działające na zasadzie dźwigni.

4) Problem, hipoteza, cel, zadania pracy.Hipoteza: Najprawdopodobniej istnieją mechanizmy, które pomagają człowiekowi stać się silniejszym. Cel: poznanie zasady działania najprostszych mechanizmów. Cele: przeprowadzenie eksperymentów w celu określenia właściwości dźwigni i zasady jej działania.

5) Umiejętności badawcze (argumenty, wnioski; umiejętność czytania i pisania, logiczna prezentacja materiału, przestrzeganie naukowego stylu prezentacji)Praca została wykonana poprawnie styl naukowy prezentacje, wnioski są wyciągane dla każdego doświadczenia i pracy jako całości.

Podpis recenzenta (transkrypcja podpisu)

Uyukina Ludmila Grigorevna

Fabuła

Człowiek zaczął używać dźwigni już w czasach prehistorycznych, intuicyjnie rozumiejąc jej zasadę. Narzędzia takie jak motyka lub wiosło były używane do zmniejszania siły, jaką osoba musiała wywierać. W piątym tysiącleciu p.n.e. w Mezopotamii używano wag, wykorzystując zasadę dźwigni do osiągnięcia równowagi. Później, w Grecji, wynaleziono stalownicę, która umożliwiła zmianę ramienia przyłożenia siły, co ułatwiło korzystanie z wag. Około 1500 p.n.e. mi. w Egipcie i Indiach pojawia się shaduf, protoplasta nowoczesnych dźwigów, urządzenie do podnoszenia statków z wodą.

Nie wiadomo, czy myśliciele tamtych czasów próbowali wyjaśnić zasadę działania dźwigni. Pierwsze pisemne wyjaśnienie zostało podane w III wieku p.n.e. mi. Archimedesa, łącząc pojęcia siły, obciążenia i barku. Sformułowane przez niego prawo równowagi jest nadal używane i brzmi tak: „Siła pomnożona przez ramię przykładające siłę jest równa obciążeniu pomnożonemu przez ramię przykładające obciążenie, gdzie ramię przykładające siłę jest odległością od punktu przyłożenia siły do podpory, a ramię przykładające obciążenie to odległość od punktu przyłożenia obciążenia do podpory. Według legendy, zdając sobie sprawę ze znaczenia swojego odkrycia, Archimedes zawołał: „Daj mi punkt podparcia, a obrócę Ziemię!”.

We współczesnym świecie zasada dźwigni jest stosowana wszędzie. Prawie każdy mechanizm, który przekształca ruch mechaniczny, wykorzystuje dźwignie w takiej czy innej formie. Dźwigi, silniki, szczypce, nożyczki i tysiące innych mechanizmów i narzędzi wykorzystują w swojej konstrukcji dźwignie.

Zasada działania

Zasada działania dźwigni jest bezpośrednią konsekwencją prawa zachowania energii. Aby przesunąć dźwignię na odległość, siła działająca na bok ładunku musi działać równą:

Widziana z drugiej strony siła przyłożona z drugiej strony musi działać

gdzie jest przesunięcie końca dźwigni, do której przyłożona jest siła. Aby prawo zachowania energii było spełnione dla układu zamkniętego, praca sił działających i przeciwstawnych musi być równa, czyli:

, .

Z definicji podobieństwa trójkąta stosunek przemieszczeń dwóch końców dźwigni będzie równy stosunkowi jej ramion:

, W związku z tym .

Biorąc pod uwagę, że iloczynem siły i odległości jest moment siły, możemy sformułować zasadę równowagi dla dźwigni. Dźwignia jest w równowadze, jeśli suma momentów sił (z uwzględnieniem znaku) przyłożonych do niej jest równa zeru.

Dla dźwigni, podobnie jak dla innych mechanizmów, wprowadzono charakterystykę, która pokazuje efekt mechaniczny, jaki można uzyskać dzięki dźwigni. Taką cechą jest przełożenie, które pokazuje, w jaki sposób obciążenie i przyłożona siła są powiązane:

złożona dźwignia

Dźwignia złożona to układ dwóch lub więcej prostych dźwigni połączonych w taki sposób, że siła wyjściowa jednej dźwigni jest siłą wejściową dla drugiej. Na przykład, dla układu dwóch dźwigni połączonych szeregowo, jeśli siła zostanie przyłożona do ramienia wejściowego pierwszej dźwigni, siła wyjściowa będzie na drugim końcu tej dźwigni i zostaną one połączone za pomocą przełożenia:

W tym przypadku ta sama siła będzie działać na ramię wejściowe drugiej dźwigni, a siła wyjściowa drugiej dźwigni i całego układu będzie, przełożenie drugiego stopnia będzie równe:

W tym przypadku efekt mechaniczny całego układu, czyli całej dźwigni kompozytowej, będzie obliczony jako stosunek sił wejściowych i wyjściowych dla całego układu, czyli:

Zatem przełożenie dźwigni złożonej składającej się z dwóch prostych będzie równe iloczynowi przełożeń zawartych w niej prostych dźwigni.

To samo rozwiązanie można zastosować do więcej skomplikowany system, składający się w ogólnym przypadku z n dźwigni. W takim przypadku w systemie będą 2n ramion. Przełożenie dla takiego układu zostanie obliczone ze wzoru:

Jak widać ze wzoru dla tego przypadku, prawdą jest również, że przełożenie dźwigni złożonej jest równe iloczynowi przełożeń jej elementów składowych.

Rodzaje dźwigni

Wyróżnić dźwignie pierwszego rodzaju, w którym punkt podparcia znajduje się pomiędzy punktami przyłożenia sił, oraz dźwignie drugiego rodzaju, w którym punkty przyłożenia sił znajdują się po jednej stronie podpory. Pośród dźwignie drugiego rodzaju przeznaczyć dźwignie III rodzaju, z punktem przyłożenia „przychodzącej” siły bliżej punktu podparcia niż obciążenie, co daje wzrost prędkości i odległości.

Przykłady: dźwignia pierwszy rodzaj - huśtawka dziecięca (poprzeczka), nożyczki; wpływ druga rodzaj - taczka (punkt podparcia - koło), podnoszenie przedmiotu łomem w ruchu do góry; wpływ trzeci sortuj - tylna klapa lub maska samochody na sprężynach gazowych podnoszenie nadwozia wywrotki (z siłownikiem hydraulicznym pośrodku), poruszanie mięśni rąk i nóg człowieka i zwierząt.

Zobacz też

Dźwignia (technika)

Uwagi

Literatura

// . Petersburg, 1831

Fundacja Wikimedia. 2010 .

Synonimy:

Od czasów starożytnych ludzie korzystali z różnych urządzeń wspomagających, aby ułatwić sobie pracę. Jak często, gdy musimy przenieść bardzo ciężki przedmiot, bierzemy za pomoc kij lub kij. To jest przykład prostego mechanizmu - dźwigni.

Zastosowanie prostych mechanizmów

Istnieje wiele rodzajów prostych mechanizmów. To jest dźwignia, klocek, klin i wiele innych. W fizyce proste mechanizmy nazywane są urządzeniami służącymi do przekształcania sił. Pochylona płaszczyzna, która pomaga wtaczać się lub wciągać ciężkie przedmioty, jest również prostym mechanizmem. Stosowanie prostych mechanizmów jest bardzo powszechne zarówno w produkcji, jak iw domu. Najczęściej stosuje się proste mechanizmy w celu uzyskania przyrostu siły, czyli kilkukrotnego zwiększenia siły działającej na organizm.

Dźwignia w fizyce to prosty mechanizm

Jednym z najprostszych i najczęstszych mechanizmów, które są badane w fizyce w siódmej klasie, jest dźwignia. W fizyce dźwignia jest sztywnym ciałem, które może obracać się wokół nieruchomej podpory.

Istnieją dwa rodzaje dźwigni. W przypadku dźwigni pierwszego rodzaju punkt podparcia znajduje się pomiędzy liniami działania przyłożonych sił. Przy dźwigni drugiego rodzaju punkt podparcia znajduje się po jednej stronie. To znaczy, jeśli próbujemy przesunąć ciężki przedmiot łomem, to dźwignia pierwszego rodzaju to sytuacja, w której pod łom podłożymy klocek, naciskając wolny koniec łomu. W tym przypadku pręt będzie stałą podporą, a przyłożone siły znajdują się po obu jego stronach. A dźwignia drugiego rodzaju ma miejsce wtedy, gdy po przesunięciu krawędzi łomu pod ciężarem, wyciągamy łom do góry, próbując w ten sposób obrócić przedmiot. W tym przypadku punkt podparcia znajduje się w punkcie, w którym łom opiera się o ziemię, a przyłożone siły znajdują się po jednej stronie punktu.

Prawo równowagi sił na dźwigni

Za pomocą dźwigni możemy nabrać sił i podnieść ciężki ładunek gołymi rękami. Odległość od punktu podparcia do punktu przyłożenia siły nazywana jest ramieniem siły. Ponadto, Bilans sił na dźwigni można obliczyć za pomocą następującego wzoru:

F1/ F2 = l2 / l1,

gdzie F1 i F2 to siły działające na dźwignię,
a l2 i l1 są ramionami tych sił.

To jest prawo równowagi dźwigni, który mówi: dźwignia jest w równowadze, gdy działające na nią siły są odwrotnie proporcjonalne do ramion tych sił. Prawo to zostało ustanowione przez Archimedesa w III wieku p.n.e. Wynika z tego, że mniejsza siła może zrównoważyć większą. Aby to zrobić, konieczne jest, aby ramię o mniejszej sile było większe niż ramię o większej sile. A przyrost siły uzyskany za pomocą dźwigni jest określony przez stosunek ramion przyłożonych sił.

Siła ludzka jest ograniczona. Dlatego często używa urządzeń (lub urządzeń), które pozwalają mu zamienić swoją siłę w siłę, która jest znacznie większa. Przykładem takiego urządzenia jest dźwignia.

Ramię dźwigni jest sztywnym korpusem zdolnym do obracania się wokół nieruchomej podpory. Łom, deska i tym podobne mogą być używane jako dźwignia.

Istnieją dwa rodzaje dźwigni. Na dźwignia pierwszego rodzaju punkt stały podparcia O znajduje się pomiędzy liniami działania przyłożonych sił (rys. 47), a dźwignia drugiego rodzaju znajduje się z jednej strony (ryc. 48). Korzystanie z dźwigni pozwala na zwiększenie siły. Na przykład pracownik pokazany na rysunku 47, przykładając siłę 400 N do dźwigni, będzie w stanie podnieść ładunek o masie 800 N. Dzieląc 800 N przez 400 N, otrzymujemy przyrost siły równy 2.

Aby obliczyć przyrost siły uzyskany za pomocą dźwigni, należy znać zasadę odkrytą przez Archimedesa w III wieku p.n.e. pne mi. Zróbmy eksperyment, aby ustalić tę zasadę. Dźwignię mocujemy na statywie i mocujemy do niej obciążniki po obu stronach osi obrotu (rys. 49). Siły F 1 i F 2 działające na dźwignię będą równe ciężarom tych obciążeń. Z doświadczenia pokazanego na rysunku 49 można zauważyć, że jeśli ramię jednej siły (tj. odległość OA) jest 2 razy większe niż ramię innej siły (odległość OB), to siła 2 N może być zrównoważona przez 2 razy większa siła - 4 N. Więc, aby zrównoważyć większą siłę mniejszą siłą, konieczne jest, aby jego ramię przekraczało ramię większej siły. Przyrost siły uzyskany za pomocą dźwigni jest określony przez stosunek ramion przyłożonych sił. Co to jest reguła dźwigni.

Wyznaczmy ramiona sił przechodzących przez l 1 i l 2 (rys. 50). Wtedy regułę dźwigni można przedstawić za pomocą następującego wzoru:

Ta formuła pokazuje, że dźwignia jest w równowadze, jeśli przyłożone do niej siły są odwrotnie proporcjonalne do ich ramion.

Dźwignia zaczęła być używana przez ludzi w czasach starożytnych. Z jego pomocą możliwe było podnoszenie ciężkich kamiennych płyt podczas budowy piramid w starożytnym Egipcie (ryc. 51). Bez dźwigni nie byłoby to możliwe. Przecież na przykład do budowy piramidy Cheopsa, która ma wysokość 147 m, zużyto ponad dwa miliony kamiennych bloków, z których najmniejszy miał masę 2,5 tony!

Obecnie dźwignie są szeroko stosowane zarówno w produkcji (na przykład dźwigi), jak i w życiu codziennym (nożyczki, przecinaki do drutu, wagi itp.).

1. Co to jest dźwignia? 2. Jaka jest zasada dźwigni finansowej? Kto to otworzył? 3. Jaka jest różnica między dźwignią I rodzaju a dźwignią II rodzaju? 4. Podaj przykłady użycia dźwigni. 5. Rozważ zdjęcia 52, a i 52, b. W którym przypadku łatwiej jest przenosić ładunek? Czemu?
Zadanie eksperymentalne. Umieść ołówek pod środkiem linijki, aby linijka była w równowadze. Nie zmieniając względnej pozycji linijki i ołówka, zrównoważ jedną monetę po jednej stronie i stos trzech takich samych monet po drugiej stronie na powstałej dźwigni. Zmierz ramiona przyłożonych (od strony monet) sił i sprawdź zasadę dźwigni.