Cum este aranjat brațul suspensiei față? Munca si mecanisme simple.

Pe 28 aprilie, la școală va avea loc conferința științifică și practică a NOU „Spectrum”.

Un pic de istorie
Cu mult timp în urmă, în 2005, eu și elevii mei de la școală am organizat societatea științifică „Pitagora”, unde am studiat diverse activitati de la analiza problemelor olimpiadei, la muncă de cercetare. În fiecare an, implicând alți matematicieni ai școlii, țineau conferințe, apoi duceau copiii la conferințe la Nalcik. În fiecare an, băieții noștri au câștigat premii la concursurile republicane. Totul a fost așa cum trebuia, aveam charterul, programul, cerințele noastre. La sfârșitul anului, rezultatele au fost însumate și fiecărui membru al NOU i sa acordat titluri academice:

„academician de onoare” - câștigători și laureați ai olimpiadelor internaționale și ruse, de subiecte republicane, recenzii, concursuri;
„academician” - câștigători ai olimpiadelor regionale și urbane, concursuri, recenzii;
„master” - câștigătorilor olimpiadele școlare, recenzii, concursuri;
„Licență” - câștigători ai concursurilor școlare, recenzii, concursuri.

Acesta este genul de mărturie pe care băieții le-au primit (știți, au fost foarte mulțumiți de ei). Am avut acest tip de joc.

Toată lumea știa despre societatea noastră atunci. Bâzâit. La o conferință la Nalcik, ni s-a spus odată că nu ne pot da premii de fiecare dată, să nu depunem multe lucrări la concurs. Care a jucat și un rol. Când un membru al juriului unui concurs republican, în fața copiilor, spune „Lucrările tale sunt cele mai bune, dar nu putem acorda mai mult de un loc”...
http://alfusja-bahova.ucoz.ru/index/nou_quot_pifagorenok_quot/0-5
Apropo, toți tipii care erau atunci angajați într-o societate științifică au intrat cu ușurință în cele mai bune universități tehnice din Moscova și St. acest moment absolvit cu succes a universităților. Și o fată a rămas la universitatea din Sankt Petersburg (nu pot spune numele exact ale universităților în acest moment). Sunt mândru de băieții mei.

Dar totul se termină. Și NOU-ul nostru de asemenea. Nimeni nu mi-a plătit nimic pentru această muncă și, de îndată ce au început să plătească pentru ea, „Am nevoie și eu de o astfel de vacă”, s-a dovedit că școala noastră nu avea nevoie de „Pitagora”, au creat o nouă societate „Spektr”, unde totul se face „alunecarea mânecilor”, nici nu vreau să vorbesc despre asta.

După un incident neplăcut, ea a încetat să participe la conferințele școlare cu băieții.

Și anul acesta, am decis să merg la conferința școlii cu membrii cercului meu. Am început proiectul miercuri. Să vedem ce se întâmplă.

La următoarea lecție a cercului, au început să o facă proiect de cercetare"Pârghie. Tipuri de pârghii. Pârghie în viața umană."
Scopul și obiectivele lucrării de cercetare:

Pentru a studia dispozitivul și principiul de funcționare al pârghiei;
Asamblați mecanismul „Lever” folosind Lego „Fizică și tehnologie”;
Explorați proprietățile unei pârghii. Aflați starea de echilibru a pârghiei;
Chestionarea colegilor de clasă;
Explorați utilizarea pârghiei în casă, acasă, în tehnologie, în sport și divertisment;
Constatări.

Am discutat cu băieții:

Știați?
Termenul „lever” (în engleză lever) provine din cuvânt francez levier, care în traducere înseamnă „a ridica”
Din cele mai vechi timpuri, pentru a-și facilita munca, o persoană a folosit diverse mecanisme care sunt capabile să transforme puterea unei persoane într-o putere mult mai mare. Acum trei mii de ani, în timpul construcției piramidelor din Egiptul antic plăcile grele de piatră au fost mutate și ridicate folosind mecanisme simple.
O pârghie este o tijă rigidă sau un obiect solid care servește la transmiterea puterii. Folosind maneta, puteți modifica forța aplicată (forța), direcția și distanța de mișcare. În fiecare pârghie, există în mod necesar o forță, un sprijin (sau o axă de rotație) și o sarcină (sarcină). În funcție de lor poziție relativă distinge între pârghiile de primul, al doilea și al treilea fel.
În această lecție, am demontat dispozitivul și principiul de funcționare al pârghiei. Cu ajutorul Lego, au fost asamblate trei tipuri de mecanism „Lever”. Am încercat să fac niște cercetări. Am învățat că orice pârghie are un punct de sprijin, un punct de aplicare a forței și un punct de aplicare a sarcinii (adică sarcina)
Tipuri de pârghii
În pârghii de primul fel punctul de sprijin este situat între punctele de aplicare a forței și a sarcinii.
Cele mai comune exemple de pârghie de primul fel sunt ferăstrăul, ranga, cleștele și foarfecele.

În pârghii de al doilea fel punctul de sprijin și punctul de aplicare a forței sunt la capete opuse, iar punctul de aplicare a sarcinii este situat între ele. Cele mai comune exemple de pârghie de al doilea fel sunt spărgătorul de nuci, o roabă și un deschizător de sticle.

În pârghii de al treilea fel punctul de sprijin și punctul de aplicare al sarcinii sunt la capete opuse, iar punctul de aplicare al forței se află între ele. Cel mai exemple notabile pârghie de al treilea fel - pensetă și clește de gheață.

JavaScript este dezactivat în browserul dvs

În următoarea lecție a cercului, ne vom continua cercetările.

PS. Sunt mulți fizicieni grozavi pe acest site, m-aș bucura să primesc sfaturi și recomandări de la dumneavoastră cu privire la proiectul nostru. Nu voi refuza niciun ajutor!

„Primii pași în știință”

Bugetul municipal instituție educațională in medie şcoală cuprinzătoare cu studiul aprofundat al subiectelor individuale Nr 32 Samara

Sectiunea: Fizica

Subiect:„Există putere! Mintea nu este necesară?

Abramov Danila,

elev clasa 4B

Școala Gimnazială MBOU Nr 32

merge. Samara

Manager de lucru

Zibert Galina Ivanovna,

profesor școală primară

Samara, 2015

Cuprins

eu. Introducere ……………………………………………………………………..3

II. Parte principală. Pârghia și varietățile sale………………………………….5

III. Partea practică………………………………………………………..…..11

3.1 Pârghii în tehnologie și viața de zi cu zi …………………………………………………….11

3.2. Lucrări de laborator pe subiect

„Clarificarea condițiilor de echilibru al pârghiei” …………………….12

3.3. Experimente acasă ………………………………………… 13

3.4. Fabricarea de dispozitive și modele care funcționează pe principiu

pârghie ……………………………………………………….………...15

IV. Concluzie …………………………………………………………..….….17

Literatură ……………………………………………..……….…..18

Aplicații………………………………………………………………………...19

Introducere

Odată toată familia a mers cu mașina în pădure. Totul a fost bine, dacă nu pentru ploaie. Ne-a făcut să ne întoarcem și să mergem acasă. Și, bineînțeles, pe drumul îmbibat de ploaie ne-am blocat. Toate încercările de a împinge mașina au fost în zadar... Și atunci tatăl meu a spus: „Aș vrea acum, fiule, să avem un om puternic care să ne ajute!”. Dar nu erau oameni puternici și eroi în apropiere și un tractor a ajuns. A desfășurat troliul, a legat un cablu de mașina noastră și l-a scos în 5 minute.

Întotdeauna mi-am dorit foarte mult să fiu puternic, un adevărat ajutor și să fiu ca eroii ruși - amabili, cinstiți, puternici și dibaci. Dar apoi mi-am pus întrebarea: „Cum pot unii oameni să îndeplinească sarcini atât de aparent imposibile pentru o persoană obișnuită?”

am înaintatipoteză - cel mai probabil, există mecanisme care ajută o persoană să devină mai puternică.(Vezi diapozitivul 1).

Ţintă cercetare : afla principiul de functionare al celor mai simple mecanisme.(Vezi diapozitivul 1).

În căutarea unui răspuns, am apelat la știința fizicii. Am învățat că puterea omului însuși este limitată, așa că el folosește adesea dispozitive pentru a-și crește puterea acțiunii.Astfel de dispozitive se numesc mecanisme simple. Acestea includ: pârghia și soiurile sale - bloc și poartă; planul înclinat și varietățile sale - pană și șurub.

Sarcini :

1. aflați despre originea și tipurile de levier;

2. efectuează experimente cu o pârghie;

3. cu ajutorul adulților, simulați dispozitive care funcționează pe principiul unei pârghii;

4. pregăti prezentare electronica conform rezultatelor studiului.(Vezi diapozitivul 1).

Un obiect: maneta.

Lucru: pârghie în viața oamenilor.

Metode Cuvinte cheie: căutare de informații în literatură și internet, observație, descriere și măsurare, muncă experimentală,modelare.

II . Lever și soiurile sale.

„Dă-mi un punct de sprijin și voi muta Pământul!”

Arhimede

Omul este o ființă rațională. Mintea a fost cea care i-a oferit întotdeauna posibilitatea de a crea dispozitive care îl făceau mai puternic sau mai rapid decât fiara, să trăiască în condiții în care nu ar putea supraviețui fără aceste lucruri.

Unul dintre primele astfel de dispozitive a fost pârghia. Chiar și omul primitiv a transformat un stâlp obișnuit într-o unealtă pentru ridicarea greutăților. Trecând un băț lung sub piatră și sprijinindu-l pe o bucată de lemn care servea drept suport, s-a putut muta piatra în alt loc fără probleme. Cu cât stâlpul este mai lung, cu atât este mai ușor de lucrat. Invenția pârghiei a avansat om primitiv pe parcursul dezvoltării sale.

Sapa și vâsla au fost inventate de om pentru a reduce forța care trebuia aplicată pentru a efectua orice muncă.(Vezi diapozitivul 1).

În mileniul al V-lea î.Hr., Mesopotamia a folosit cântare care foloseau principiul pârghiei pentru a atinge echilibrul.

Fără pârghie, ar fi fost imposibil să ridici plăcile grele de piatră atunci când construiești piramidele în Egiptul Antic. Pentru construcția piramidei lui Keops, care are o înălțime de 147 m, s-au folosit 2.300.000 de blocuri de piatră, dintre care cel mai mic avea o masă de 2,5 tone.

În jurul anului 1500 î.Hr., în Egipt și India apare șaduful - precursorul macaralelor moderne, un dispozitiv pentru ridicarea vaselor cu apă.În Rusia a fost folosit și dispozitiv similar sa ridice apa din fantana si se numea „Macara”.

Astfel, nu cunoaștem numele autorului pârghiei, nici data exacta invențiile sale. Dar putem afirma cu deplină încredere că oamenii antici fără reguli matematice și legile fizicii au inventat și au folosit pe scară largă mecanisme simple, bazându-se pe intuiția și experiența lor.

2.2 Arhimede este mecanic.

Pârghia, blocul, planul înclinat l-au interesat pe savantul Arhimede, care locuia în el Grecia antică in timpul antichitatii. În secolul III î.Hr. e. Arhimede a dat prima explicație scrisă a principiului de funcționare a pârghiei, legând conceptele de forță, sarcină și umăr. Legea echilibrului formulată de el este încă folosită și sună astfel:„Pârghia este în echilibru atunci când forțele care acționează asupra ei sunt invers proporționale cu umerii acestor forțe.”. Arhimede a prezentat teoria completă a pârghiei și a pus-o în practică cu succes. Plutarh relatează că Arhimede a construit multe mecanisme de blocare în portul Siracuza pentru a facilita ridicarea și transportul încărcăturilor grele. Șurubul (melcul) inventat de el pentru scoaterea apei este încă folosit în Egipt.Arhimede este și primul teoretician al mecanicii. El își începe cartea Despre echilibrul figurilor plane cu o dovadă a legii pârghiei.(Vezi diapozitivul 1).

Legenda spune că nava grea, cu mai multe etaje, Syracusia, construită de Hieron ca dar regelui egiptean Ptolemeu, nu a putut fi lansată. Arhimede a construit un sistem de blocuri (polispast), cu ajutorul căruia a putut să facă această lucrare cu o singură mișcare a mâinii. Potrivit legendei, Arhimede a spus în același timp: „Dacă aș avea la dispoziție un alt Pământ, pe care să stau, l-aș muta pe al nostru” (în altă versiune: „Dă-mi un punct de sprijin și voi întoarce lumea peste cap! jos").(Vezi diapozitivul 1).

Geniul ingineresc al lui Arhimede s-a manifestat cu o forță deosebită în timpul asediului Siracuza de către romani în 212 î.Hr. e. în timpul celui de-al Doilea Războiul punic. Dar pe atunci avea deja 75 de ani!Arhimede a creat mașini de aruncat capabile să arunce cu pietre de aproximativ 250 kg cu viteză mare și mecanisme care aruncau buștenii grei de pe țărm asupra navelor. LA anul trecut Au fost efectuate mai multe experimente pentru a verifica veridicitatea descrierii acestei „super-arme a antichității”. Structura construită și-a arătat performanța maximă.

Așa-numita „Laba lui Arhimede” a fost o mașină de ridicat unică - prototipul unei macarale moderne. Era o pârghie uriașă care ieșea din zidul orașului și dotată cu o contragreutate.(Vezi diapozitivul 1).

Celebrul istoric al antichității, Polybius, a scris că, dacă o navă romană a încercat să aterizeze lângă Siracuza, această mașinărie, controlată de o persoană special instruită, a apucat prova navei și a răsturnat-o. Romanii au fost nevoiți să abandoneze ideea de a lua orașul cu asalt și au trecut la asediu. Polibiu a scris: „Aceasta este puterea miraculoasă a unei persoane, a unui talent, îndreptată cu pricepere către o afacere... romanii ar putea prelua rapid orașul dacă cineva ar elimina un bătrân dintre siracusani”.

Evaluând rolul lui Arhimede, mecanic, aș dori să remarc că el a făcut calculele adecvate și a proiectat mecanisme mai complexe care ar putea îmbunătăți și transforma mișcările. Datorită lui Arhimede, omenirea a învățat să lanseze corăbii mari, construiți vehicule de luptă.

2.3 Ce este o pârghie.

Și totuși, forța unei persoane este limitată, așa că folosește adesea dispozitive (sau dispozitive) care fac posibilă transformarea puterii unei persoane într-o forță mult mai mare. Un obiect greu (piatră, dulap, mașină), care nu poate fi mutat direct, este mutat de la locul său cu ajutorul unui băț suficient de lung și puternic - o pârghie.

Pârghia este solid capabil să se rotească în jurul unui suport fix. Pârghia are două brațe. Umărul este distanța de la punctul de sprijin până la punctul de aplicare a forței. O rangă, o placă și altele asemenea pot fi folosite ca pârghie. Există modele:(Vezi diapozitivul 1).

1) cu cât brațul este mai lung, cu atât este nevoie de mai puțină forță pentru a ridica aceeași sarcină;

2) cu cât brațul este mai lung, cu atât se deplasează mai mult;

3) de câte ori este brațul de pârghie, de câte ori trebuie să fie sarcina mai mică pentru a menține echilibrul.

Am reușit să formulez aceste regularități într-un limbaj pe înțeles elevilor de școală elementară, pentru că nu suntem încă familiarizați cu proporționalitatea inversă și cu proprietățile proporțiilor. Și pentru a verifica vizual valabilitatea legilor, a ajutat o instalație de laborator auto-realizată - o pârghie realizată din constructorul Lego.

Există două tipuri de pârghii.

Pentru o pârghie de felul 1, punctul fix de sprijin O este situat între liniile de acțiune ale forțelor aplicate, iar pentru o pârghie de felul 2, este situat pe o parte a acestora.(Vezi diapozitivul 1).

Folosirea pârghiei vă permite să obțineți un câștig în putere. Pentru a calcula câștigul în forță obținut cu ajutorul unei pârghii, ar trebui să cunoaștem regula descoperită de Arhimede încă din secolul al III-lea î.Hr. î.Hr e.

Asa de,pentru a echilibra o forță mai mică cu o forță mai mare, este necesar ca umărul acestuia să depășească umărul unei forțe mai mari .

De când Arhimede a stabilit regula pârghiei, aceasta a existat în forma sa originală de aproape 1900 de ani.

Astfel, în cele mai multe cazuri, pârghia este folosită pentru a obține un câștig în forță, adică. crește de mai multe ori forța care acționează asupra corpului.

2. 4. Varietăți ale pârghiei

Varietățile de pârghie sunt două mecanisme simple: bloc și poartă.(Vezi diapozitivul 1).

bloc este un dispozitiv sub formă de roată cu o canelură prin care se trece o frânghie, un cablu sau un lanț.

Există două tipuri principale de blocuri - mobile și fixe.(Vezi diapozitivul 1).

La blocul fix, axa este fixa, iar la ridicarea sarcinilor nu se ridica sau coboara, in timp ce la blocul mobil axa se misca odata cu sarcina. Un bloc fix nu dă un câștig în forță. Este folosit pentru a schimba direcția unei forțe. Deci, de exemplu, aplicând o forță în jos unei frânghii aruncate peste un astfel de bloc, facem ca sarcina să se ridice.

Situația este diferită cu blocul în mișcare. Acest bloc permite unei forțe mici să echilibreze o forță de 2 ori mai mare.

În practică, este adesea folosită o combinație a unui bloc mobil cu unul fix. Acest lucru vă permite să schimbați direcția acțiunii forței cu un câștig dublu simultan de forță.

Pentru a obține un câștig mai mare în forță, se folosește un mecanism de ridicare, numitpalan cu lanț . cuvânt grecesc„Polyspast” este format din două rădăcini: „poli” - mult și „spao” - trag, astfel încât în general să iasă „multi-împingere”.(Vezi diapozitivul 1).

Palanul cu lanț este o combinație de două cleme, dintre care unul este format din trei blocuri fixe, iar celălalt din trei blocuri mobile. Deoarece fiecare dintre blocurile în mișcare dublează forța de tracțiune, în general, palanul cu lanț oferă un câștig de șase ori în rezistență.

Poarta este formată dintr-un cilindru (tambur) și un mâner atașat de acesta. Acest mecanism simplu a fost inventat în vremuri străvechi. Cel mai adesea era folosit pentru ridicarea apei din fântâni.(Vezi diapozitivul 1).

Un mecanism mai avansat este un troliu. Este o combinație de poartă cu două roți dințate de diametre diferite. Troliul poate fi gândit ca o combinație de două trolii.(Vezi diapozitivul 1).

Practica veche de secole a dovedit că niciunul dintre mecanisme nu oferă un câștig în muncă. Sunt folosite pentru a câștiga în forță sau cale, în funcție de condițiile de muncă. Oamenii de știință antici cunoșteau deja regula: de câte ori câștigăm în putere, de câte ori pierdem la distanță. Această regulă a fost numită „regula de aur” a mecanicii. Autorul său este savantul grec antic Heron din Alexandria, care a locuit îneusecolul d.Hr(Vezi diapozitivul 1).

III . Partea practică.

După ce am studiat material teoretic despre istoria pârghiei, despre descoperitorul ei, despre principiul de funcționare și soiuri, am decis să fac cercetări.

3.1. Pârghii în tehnologie și în viața de zi cu zi.

În a noastră lumea modernă pârghiile sunt utilizate pe scară largă atât în natură, cât și în lume creată de om creat de om. Practic orice mecanism care se transformă mișcare mecanică, într-o formă sau alta folosește pârghia.

Pârghiile se întâlnesc părți diferite corpuri umane si animale. Acestea sunt, de exemplu, membre, fălci. Multe pârghii pot fi văzute în corpul insectelor și păsărilor.

Pârghiile sunt, de asemenea, comune în viața de zi cu zi, acesta este un robinet și o ușă și diverse aparate de bucătărie.(Vezi diapozitivul 1).

Regula pârghiei stă la baza acțiunii balanțelor cu pârghie, diverse tipuri de unelte și dispozitive folosite acolo unde este necesar un câștig în forță sau distanță.(Vezi diapozitivul 1).

Putem observa un câștig în forță și distanță atunci când lucrăm cu foarfecele. Foarfecele este o pârghie, a cărei axă de rotație trece prin șurubul care leagă cele două jumătăți ale foarfecelor. În funcție de scopul foarfecelor, dispozitivul lor este diferit. Foarfecele de hârtie au lame lungi și mânere care au aproape aceeași lungime.Tăierea hârtiei nu necesită multă forță și lama lunga mai ușor de tăiat în linie dreaptă. În acest caz, avem un câștig în distanță. Foarfece de tăiere tablă au mânere mult mai lungi decât lamele, deoarece forța de rezistență a metalului este mare și pentru a o echilibra, umărul forței de acțiune trebuie crescut semnificativ. Diferența dintre lungimea mânerelor și distanța piesei de tăiere și axa de rotație la tăietoarele de sârmă este și mai mare. Este evident că în aceste cazuri există un câștig în forță. (Vezi diapozitivul 1).

Pârghiile sunt folosite și în alte unelte - acestea sunt mânerele menghinelor și bancurilor de lucru, pârghiile mașinilor-unelte, unelte de tâmplărie, instrumente de salvamar etc.(Vezi diapozitivul 1).

Desigur, pârghiile alt fel comune în tehnologie. Cel mai exemple simple aplicatiile lor suntmaneta schimbătorului de viteze într-o mașină, pedale de mașină sau tractor, frână de mână biciclete.(Vezi diapozitivul 1).

Chiar și stiloul mașină de cusut iar clapele de pian sunt, de asemenea, pârghii.(Vezi diapozitivul 1).

Cu toții iubim sportul! Și dacă ne uităm cu atenție, vom vedea că efectul de pârghie este aplicat și în acest domeniu.Săritură în înălțime cu stâlpexemplu foarte clar, Cu ajutorul unei pârghii lungi de aproximativ trei metri și aplicarea corectă a forței, sportivul decolează la o înălțime amețitoare de până la șase metri. În plus, multe echipamente sportive sunt echipate cu pârghii.(Vezi diapozitivul 1).

Pentru orice santier excavatoare de lucru și turn macarale este o combinație de pârghii, blocuri, porți. În funcție de „specialitatea” macaralele au diverse modele si caracteristici.(Vezi diapozitivul 1).

Levierul a fost utilizat pe scară largă în agricultură– tractoare, combine, semănători și alte mecanisme.(Vezi diapozitivul 1).

Asa de,în cele mai multe cazuri, mecanisme simple (greacă „mekhane” - o mașină, o unealtă) sunt folosite pentru a obține un câștig în forță.

3.2. Lucrări de laborator

Echipamente : pârghie pe un trepied, un set de greutăți, o riglă.

Ţintă : aflați condițiile de echilibru ale pârghiei.

Proces de lucru.

1. Rotind piulitele de la capetele manetei, am echilibrat-o astfel incat sa fie amplasata orizontal.

2. Trei greutăți suspendate la umărul stâng al pârghiei la o distanță de 7 cm de axa de rotație.

3. Prin încercare am găsit un loc pe umărul drept al pârghiei, de care să fie atârnată o greutate pentru a le echilibra pe cele trei anterioare. Am măsurat distanța de la acest loc până la axa de rotație.

4. Presupunând că fiecare sarcină cântărește 1 N, am completat tabelul.

5. A concluzionat valabilitatea regulii echilibrului pârghiei.

(Vezi diapozitivul 1).

l2 : l1

7 cm

21 cm

10 cm

20 cm

9 cm

18 cm

3.3 Experimente acasă.

Folosind cartea lui Ya.I. Perelman " Fizica distractivă„și materialele site-urilor de internet” Cool! Fizica „și” Fizica din jurul nostru „au efectuat experimente distractivecu pârghii.

1. Mașini. (Vezi diapozitivul 1).

Am luat unul mare și unul mic mașini de jucărie. Le-am pus pe capetele riglei, așezate la mijloc pe un creion rotund. Mașina mare a oprit, nu. ea este mai grea. Dacă mutați creionul mai aproape de mașina de scris mare, acestea se vor echilibra. Când am mutat creionul și mai aproape de mașina de scris mare, cea mică a depășit-o.

2. Câtă putere are degetele?

Am luat două scobitori rotunde. Pune o scobitoare la mijloc degetul mijlociu(mai aproape de unghie), iar la capete - index și fără nume. Am încercat să sparg o scobitoare apăsând pe ea cu indexul și degetele inelare. A mutat scobitoarea la mijlocul degetului. Am încercat să sparg din nou scobitoarea. Când scobitoarea era pe vârful degetelor, era aproape imposibil să o rupi (degetele serveau drept pârghie de al doilea fel, asemănător cu spargatorii de nuci). Punctul de sprijin este locul în care încep degetele.Cu cât scobitoarea este mai departe de punct de sprijin, cu atât trebuie aplicată mai multă forță. ??????

3. Polyspast.

A legat o frânghie de mânerul unui stâlp de schi. Am așezat ambele bețe la o distanță de 50 cm una de alta și le-am înfășurat frânghia în jurul mânerelor lor de trei ori. Am tras capătul liber al frânghiei în timp ce asistenții mei încercau să taie bețele. Chiar dacă prietenii mei încearcă să împrăștie bețele, eu singur le pot muta împreună. (Bastoanele și frânghia se comportă ca un palan cu lanț - forța mea este înmulțită de frânghia înfășurată în jurul mânerelor basturilor, așa că câștig de aproape cinci ori mai multă forță decât asistenții mei.

4. Pârghie. (Vezi diapozitivul 1).

Un băț obișnuit a devenit o pârghie pentru o persoană - cel mai simplu mecanism. Pe un băț obișnuit, este foarte convenabil ca doi să poarte încărcătura. Folosind-o, puteți ridica și muta cu ușurință greutăți.

Experiența 1. Am luat un băț nu foarte lung, l-am pus sub mânerul valizei și, după ce am invitat un prieten să ne ajute, am ridicat valiza împreună. Dacă valiza este exact în mijloc, atunci fiecare dintre noi este încărcat în mod egal. Când am mutat valiza la unul dintre capetele bastonului, totul s-a schimbat. Sarcina a devenit mai ușoară pentru cei care țin capătul lung. Umerii pârghiei s-au schimbat, iar raportul forțelor care țin sarcina în poziția ridicată s-a schimbat și el. Mâinile fiecăruia dintre noi sunt suportul pârghiei, iar dacă distanța până la sarcină este mai mică, atunci sarcina pe acest punct de sprijin va fi mai mare.

Experiența 2 . Am luat un băț mic și am băgat un cui în lateral lângă unul dintre capete. Am pus un fier de călcat la acest capăt (e nevoie de un cui pentru ca fierul să nu alunece pe podea) și am pus pârghia pe spătarul scaunului. Ținând pârghia de capătul liber, o mișcă, aducând acum punctul de sprijin mai aproape de sarcină, apoi îndepărtându-se de ea. Am constatat că, cu cât distanța de la mână la punct de sprijin este mai mare, cu atât este mai ușor să ții sarcina. Am obținut același rezultat când mi-am mișcat mâna de-a lungul pârghiei până la punctul de sprijin, lăsând neschimbată distanța de la punct de sprijin până la sarcină.

5. Scot cuiul.

Folosind un ciocan, am băgat un cui într-o bucată de lemn de 2/3 din lungimea ei. A încercat să scoată un cui dintr-o bucată de lemn cu mâinile. Nu am reușit, oricât m-aș strădui. Apoi am luat un extractor de unghii și am scos cu ușurință unghia cu el. Extracătorul de unghii în cazul meu acționează ca o pârghie,care este un aparat simplu folosit pentrudepășirea rezistenței în al doilea punct, prin aplicarea forței.

3.4. Fabricarea dispozitivelor și modelelor care funcționează pe principiul pârghiei.

Aplicând cunoștințele acumulate în urma studierii pârghiei, cu ajutorul tatălui meu am realizat următoarele dispozitive și modele.

1. Troliu cu propriile mâini. (Vezi diapozitivul 1).

Din drum prost nimeni nu este asigurat, iar dacă mașina ta este blocată în noroi, doar un troliu o va ajuta să o salveze. Merită să cheltuiți o sumă uriașă de bani pe un lucru scump și să îl cumpărați într-un magazin când puteți face un troliu cu propriile mâini.

Ne-a trebuit:

O axa de rotatie si 2 tuburi potrivite cu diametre mai mari si mai mici;

frânghie puternică;

Proces de lucru:

Troliul nostru lucrat manual funcționează pe principiul unei pârghii. Pentru baza troliu de casă poate servi drept bucată de țeavă. Pentru a pune conducta in functiune, aceasta trebuie pusa pe axa si asigurata cu un cablu. Bucla de cablu trebuie înfășurată de mai multe ori în jurul țevii și pusă pe orice mâner.

Când mânerul este rotit, țeava se va roti de-a lungul axei, iar cablul va fi înfășurat în jurul ei. Un astfel de troliu este util nu numai pentru a scoate mașina din noroi, ci și pentru a muta diverse încărcături, de exemplu, în țară.

2. Polyspast. (Vezi diapozitivul 1).

Am luat un cordon tare de nailon, 2 blocuri separate, o încărcătură. Am asamblat o combinație de 1 bloc mobil și 1 bloc fix și le-am fixat.Acum pot ridica cu ușurință sarcini pe care nu le-aș putea ține pur și simplu în mână fără un palan cu lanț.

După ce am efectuat un experiment cu un dinamometru, am fost convins că palanul cu lanț oferă un câștig dublu în forță!

IV . Concluzie.

În urma muncii depuse, am fost convins că următoarea regulă- de câte ori câștigăm în forță, de câte ori pierdem la distanță.

Am aflat despre istoria pârghiei, despre descoperitorul ei, despre principiul de funcționare și soiuri.

Pârghii tipuri diferiteîntâlni în Viata de zi cu zi la fiecare pas:

O roabă este mai ușor de transportat dacă are mânere lungi;

Este mai ușor să scoți un cui dacă extractorul de unghii este mai lung;

Este mult mai ușor să strângi piulița cu o cheie cu mâner lung.

Nu trebuie să uitați niciodată „regula de aur” a mecanicii, care este simplificată astfel: câștig în forță - pierdere în tranzit. Uneori merită să sacrifici un drum mai scurt pentru a câștiga în forță. Lucrarea va fi în continuare aceeași, dar va fi mai ușor să o faceți deoarece creșterea traseului corespunde creșterii în timp. Și pentru o perioadă mai lungă de timp, munca este mai ușor de făcut - acest lucru este clar pentru toată lumea.

La proiectarea mașinilor se întâmplă și invers, când trebuie să sacrifici puterea pentru a câștiga pe drum, pentru a câștiga în timp.

În timp ce lucram la subiect, I propria experiență M-am convins că pârghia și varietățile sale oferă într-adevăr unei persoane un câștig în forță sau distanță sau sunt folosite pentru comoditate. Astfel, el și-a confirmat ipoteza că nu orice om puternic este neapărat puternic. Acum devin mai puternic nu doar prin antrenamentul fizic zilnic, ci și prin aplicarea noilor cunoștințe pe care le-am dobândit. Titlul lucrării mele nu ar trebui să fie niciodată pronunțat cu o intonație afirmativă. Dimpotrivă, dacă există inteligență, va exista putere. Materialele cercetării mele vor fi, fără îndoială, utile în lecțiile lumii înconjurătoare în școală primară, și poate la lecțiile de fizică din clasa a VII-a.

În încheiere, aș vrea să amintesc cuvintele Ariciului din minunatul basm al lui Vladimir Suteev „Salvatorul de viață”: „Întotdeauna poți găsi un băț, dar iată un salvator - și iată salvatorul!”.

Literatură

1. Balașov M.M. Fizică. – M.: Iluminismul, 1994.

2. Katz Ts.B. Biofizică la lecțiile de fizică. – M.: Iluminismul, 1988.

3. Perelman Ya.I. Fizica distractivă. Cartea 1. - M .: Nauka, 1979.

4. Fizica. Nota 7 / Gromov S.V., Rodina N.A. – M.: Iluminismul, 2000.

5. Fizica Clasa a VII-a / Peryshkin A.V., Rodina N.A. – M.: Drofa, 2003.

6. Enciclopedie pentru copii. T. 14 - Tehnica. – M.: Avasta+, 2000.

7. Cunosc lumea. Enciclopedia pentru copii - Lumea frumuseții. – M.: Astrel, 2004.

Apendice

Reportaj foto

Lucrări de laborator„Clarificarea condițiilor pentru echilibrul pârghiei”

Experimentele mele http://vse-svoimiruchkami.ru/glavnaya/ )

Realizarea unui palan cu lanț

Tur al orașului pentru conferința interșcolară

„Primii pași în știință”.

Denumirea funcției„Există putere! Mintea nu este necesară?

Student(i) (nume, nume complet)Abramov Danila

MBOU SOSH ________ 32__ clasa ___________ 4 B

Manager de lucruZibert Galina Ivanovna

Tipul lucrării (proiect/rezumat/cercetare)studiu

Criterii de evaluare a muncii

1) Respectarea cerințelor pentru proiectarea lucrării.Toate cerințele îndeplinite .

2) Volumul materialului studiat:căutare de informații în literatură și pe internet, observare, descriere și măsurare, muncă experimentală, modelare.

3) Valoarea cognitivă, relevanța, semnificația practică și teoretică a materialului studiat.În lucrare, se studiază originea și tipurile de pârghii, se efectuează experimente cu o pârghie și se modelează dispozitive care funcționează pe principiul unei pârghii.

4) Problemă, ipoteză, scop, sarcini ale lucrării.Ipoteza: Cel mai probabil, există mecanisme care ajută o persoană să devină mai puternică. Scop: a afla principiul de funcționare a celor mai simple mecanisme. Obiective: să efectueze experimente pentru a identifica proprietățile pârghiei și principiul funcționării acesteia.

5) Abilități de cercetare (argumente, concluzii; alfabetizare, prezentare logică a materialului, aderarea la stilul științific de prezentare)Lucrarea a fost făcută corect stilul științific se trag prezentări, concluzii pentru fiecare experiență și pentru lucrare în ansamblu.

Semnătura evaluatorului (transcrierea semnăturii)

Uyukina Ludmila Grigorievna

Poveste

Omul a început să folosească pârghia în timpurile preistorice, înțelegând intuitiv principiul acesteia. Instrumente precum o sapă sau o paletă au fost folosite pentru a reduce cantitatea de forță pe care o persoană trebuie să o exercite. În mileniul al V-lea î.Hr. în Mesopotamia, s-a folosit cântare, folosind principiul pârghiei pentru a atinge echilibrul. Mai târziu, în Grecia, a fost inventată oțelul, ceea ce a făcut posibilă schimbarea umărului aplicării forței, ceea ce a făcut ca utilizarea cântarilor să fie mai convenabilă. În jurul anului 1500 î.Hr. e. in Egipt si India apare shaduful, precursorul macaralelor moderne, un dispozitiv de ridicare a vaselor cu apa.

Nu se știe dacă gânditorii acelor vremuri au încercat să explice principiul pârghiei. Prima explicație scrisă a fost dată în secolul III î.Hr. e. Arhimede, legând conceptele de forță, sarcină și umăr. Legea echilibrului formulată de el este încă folosită și sună astfel: „Forța înmulțită cu brațul de aplicare a forței este egală cu sarcina înmulțită cu brațul de aplicare a sarcinii, unde brațul de aplicare a forței este distanța de la punctul de aplicare a forței. la suport, iar brațul de aplicare a sarcinii este distanța de la punctul de aplicare a sarcinii la suport. Potrivit legendei, realizând semnificația descoperirii sale, Arhimede a exclamat: „Dă-mi un punct de sprijin și voi întoarce Pământul!”.

În lumea modernă, principiul pârghiei este folosit peste tot. Aproape orice mecanism care transformă mișcarea mecanică folosește pârghii într-o formă sau alta. Macarale, motoare, clești, foarfece și mii de alte mecanisme și unelte folosesc pârghii în construcția lor.

Principiul de funcționare

Principiul de funcționare al pârghiei este o consecință directă a legii conservării energiei. Pentru a deplasa pârghia la o distanță, forța care acționează pe partea laterală a sarcinii trebuie să facă un lucru egal cu:

Văzută din cealaltă parte, forța aplicată din cealaltă parte trebuie să lucreze

unde este deplasarea capătului pârghiei la care se aplică forța. Pentru ca legea conservării energiei să fie îndeplinită pentru un sistem închis, munca forțelor care acționează și opusă trebuie să fie egală, adică:

, .

Prin definiția asemănării triunghiului, raportul deplasărilor celor două capete ale pârghiei va fi egal cu raportul brațelor sale:

, prin urmare .

Având în vedere că produsul dintre forță și distanță este momentul forței, putem formula principiul echilibrului pentru o pârghie. Pârghia este în echilibru dacă suma momentelor forțelor (ținând cont de semn) aplicate acesteia este egală cu zero.

Pentru pârghii, ca și pentru alte mecanisme, se introduce o caracteristică care arată efectul mecanic care se poate obține datorită manetei. O astfel de caracteristică este raportul de transmisie, arată cum sunt legate sarcina și forța aplicată:

pârghie compusă

O pârghie compusă este un sistem de două sau mai multe pârghii simple conectate în așa fel încât forța de ieșire a unei pârghii să fie intrarea pentru următoarea. De exemplu, pentru un sistem de două pârghii conectate în serie, dacă se aplică o forță pe brațul de intrare al primei pârghii, forța de ieșire va fi la celălalt capăt al acestei pârghii și vor fi conectate folosind un raport de transmisie:

În acest caz, aceeași forță va acționa asupra brațului de intrare al celei de-a doua pârghii, iar forța de ieșire a celei de-a doua pârghii și a întregului sistem va fi, raportul de transmisie al celei de-a doua trepte va fi egal cu:

În acest caz, efectul mecanic al întregului sistem, adică întregul pârghie compozită, va fi calculat ca raport dintre forțele de intrare și de ieșire pentru întregul sistem, adică:

Astfel, raportul de transmisie al unei pârghii compozite formată din două simple va fi egal cu produsul raporturilor de transmisie ale pârghiilor simple incluse în acesta.

Aceeași abordare a soluției poate fi aplicată la mai multe sistem complex, constând, în cazul general, din n pârghii. În acest caz, vor exista 2n brațe în sistem. Raportul de transmisie pentru un astfel de sistem va fi calculat prin formula:

După cum se poate observa din formula pentru acest caz, este de asemenea adevărat că raportul de transmisie al pârghiei compuse este egal cu produsul raporturilor de transmisie ale elementelor sale constitutive.

Tipuri de pârghie

Distinge pârghii de primul fel, în care punctul de sprijin este situat între punctele de aplicare a forțelor și pârghii de al 2-lea fel, în care punctele de aplicare a forțelor sunt situate pe o parte a suportului. Printre pârghii de al 2-lea fel aloca pârghii de al 3-lea fel, cu punctul de aplicare al forței „intrat” mai aproape de punct de sprijin decât sarcina, ceea ce dă un câștig în viteză și distanță.

Exemple: pârghie primul fel - leagăn pentru copii (bară transversală), foarfece; pârghie al doilea fel - o roabă (fulcrum - o roată), ridicarea unui obiect cu o rangă într-o mișcare în sus; pârghie al treilea sortare - hayon sau capotă mașini pe arcuri cu gaz, ridicarea corpului unui autobasculant (cu un cilindru hidraulic în centru), mișcarea mușchilor brațelor și picioarelor unei persoane și animale.

Vezi si

Pârghie (tehnică)

Note

Literatură

// . Sankt Petersburg, 1831

Fundația Wikimedia. 2010 .

Sinonime:

Din cele mai vechi timpuri, oamenii au folosit diverse dispozitive de asistență pentru a-și facilita munca. Cât de des, când trebuie să mutăm un obiect foarte greu, luăm ca ajutor un băț sau un stâlp. Acesta este un exemplu de mecanism simplu - o pârghie.

Aplicarea unor mecanisme simple

Există multe tipuri de mecanisme simple. Aceasta este o pârghie, un bloc și o pană și multe altele. În fizică, mecanismele simple sunt numite dispozitive care servesc la transformarea forțelor. Un plan înclinat care ajută la rularea sau tragerea obiectelor grele în sus este, de asemenea, un mecanism simplu. Utilizarea mecanismelor simple este foarte comună atât în producție, cât și acasă. Cel mai adesea se folosesc mecanisme simple pentru a obține un câștig în forță, adică pentru a crește de câteva ori forța care acționează asupra corpului.

O pârghie în fizică este un mecanism simplu

Unul dintre cele mai simple și mai comune mecanisme care se studiază la fizică în clasa a șaptea este pârghia. În fizică, o pârghie este un corp rigid care se poate roti în jurul unui suport fix.

Există două tipuri de pârghii. Pentru o pârghie de primul fel, punctul de sprijin se află între liniile de acțiune ale forțelor aplicate. La pârghia de al doilea fel, punctul de sprijin este situat pe o parte a acestora. Adică, dacă încercăm să mutăm un obiect greu cu o rangă, atunci o pârghie de primul fel este o situație în care punem un bloc sub rangă, apăsând în jos pe capătul liber al rangei. În acest caz, bara va fi suportul fix, iar forțele aplicate sunt situate pe ambele părți ale acestuia. Iar pârghia de al doilea fel este atunci când noi, după ce am alunecat marginea rangei sub greutate, tragem ranga în sus, încercând astfel să răsturnăm obiectul. Aici, punctul de sprijin este situat în punctul în care ranga se sprijină pe sol, iar forțele aplicate sunt situate pe o parte a punctului de sprijin.

Legea echilibrului de forțe asupra pârghiei

Folosind pârghia, putem câștiga putere și putem ridica o sarcină grea cu mâinile goale. Distanța de la punctul de sprijin până la punctul de aplicare al forței se numește umărul forței. În plus, Puteți calcula echilibrul forțelor pe pârghie folosind următoarea formulă:

F1/ F2 = l2 / l1,

unde F1 și F2 sunt forțele care acționează asupra pârghiei,
iar l2 şi l1 sunt umerii acestor forţe.

Aceasta este legea echilibrului pârghiei, care spune: pârghia este în echilibru atunci când forțele care acționează asupra ei sunt invers proporționale cu umerii acestor forțe. Această lege a fost stabilită de Arhimede în secolul al III-lea î.Hr. De aici rezultă că o forță mai mică poate echilibra una mai mare. Pentru a face acest lucru, este necesar ca umărul forței mai mici să fie mai mare decât umărul forței mai mari. Iar câștigul de forță obținut cu ajutorul unei pârghii este determinat de raportul umerilor forțelor aplicate.

Forța umană este limitată. Prin urmare, el folosește adesea dispozitive (sau dispozitive) care îi permit să-și transforme puterea într-o forță care este semnificativ mai mare. Un exemplu de astfel de dispozitiv este o pârghie.

Maneta este un corp rigid capabil să se rotească în jurul unui suport fix. O rangă, o placă și altele asemenea pot fi folosite ca pârghie.

Există două tipuri de pârghii. La pârghie de primul fel punctul fix de sprijin O este situat între liniile de acţiune ale forţelor aplicate (Fig. 47), şi pârghie de al 2-lea fel este situat pe o parte a acestora (Fig. 48). Folosirea pârghiei vă permite să obțineți un câștig în putere. Deci, de exemplu, muncitorul prezentat în figura 47, aplicând o forță de 400 N pârghiei, va putea ridica o sarcină de 800 N. Împărțind 800 N la 400 N, obținem un câștig în forță egal cu 2.

Pentru a calcula câștigul în forță obținut cu ajutorul unei pârghii, ar trebui să cunoaștem regula descoperită de Arhimede încă din secolul al III-lea î.Hr. î.Hr e. Să facem un experiment pentru a stabili această regulă. Fixăm pârghia pe trepied și atașăm greutăți pe ambele părți ale axei de rotație (Fig. 49). Forțele F 1 și F 2 care acționează asupra pârghiei vor fi egale cu greutățile acestor sarcini. Din experiența prezentată în Figura 49, se poate observa că dacă brațul unei forțe (adică distanța OA) este de 2 ori brațul unei alte forțe (distanța OB), atunci o forță de 2 N poate fi echilibrată de 2 ori. forță mai mare - 4 N. Asa de, pentru a echilibra o forță mai mare cu o forță mai mică, este necesar ca umărul acestuia să depășească umărul forței mai mari. Câștigul de forță obținut cu ajutorul unei pârghii este determinat de raportul umerilor forțelor aplicate. Acesta este ce regula pârghiei.

Să desemnăm umerii forțelor prin l 1 și l 2 (fig. 50). Atunci regula pârghiei poate fi reprezentată ca următoarea formulă:

Această formulă arată că o pârghie este în echilibru dacă forțele aplicate acesteia sunt invers proporționale cu brațele lor.

Pârghia a început să fie folosită de oameni în cele mai vechi timpuri. Cu ajutorul acestuia, a fost posibilă ridicarea plăcilor grele de piatră în timpul construcției piramidelor din Egiptul antic (Fig. 51). Fără pârghie, acest lucru nu ar fi fost posibil. La urma urmei, de exemplu, pentru construcția piramidei lui Keops, care are o înălțime de 147 m, au fost folosite peste două milioane de blocuri de piatră, dintre care cel mai mic avea o masă de 2,5 tone!

În zilele noastre, pârghiile sunt utilizate pe scară largă atât în producție (de exemplu, macarale), cât și în viața de zi cu zi (foarfece, tăietori de sârmă, cântare etc.).

1. Ce este o pârghie? 2. Care este regula efectului de levier? Cine a deschis-o? 3. Care este diferența dintre o pârghie de primul fel și o pârghie de al 2-lea fel? 4. Dați exemple de utilizare a pârghiei. 5. Luați în considerare imaginile 52, a și 52, b. În ce caz este mai ușor să transportați sarcina? De ce?
Sarcina experimentală. Puneți un creion sub mijlocul riglei, astfel încât rigla să fie în echilibru. Fără a schimba poziția relativă a riglei și a creionului, echilibrați o monedă pe o parte și un teanc de trei monede identice pe cealaltă parte pe pârghia rezultată. Măsurați umerii forțelor aplicate (din partea laterală a monedelor) și verificați regula de pârghie.