Kako je urejena sprednja vzmetna roka? Delo in preprosti mehanizmi.

28. aprila bo na šoli znanstveno-praktična konferenca NOU "Spekter".

Malo zgodovine
Pred davnimi leti, davnega leta 2005, smo z učenci na šoli organizirali znanstveno društvo "Pythagorean", kjer smo študirali različne dejavnosti od analize olimpijskih problemov, do raziskovalno delo. Vsako leto so z drugimi matematiki šole organizirali konference, nato pa so otroke peljali na konference v Nalčik. Vsako leto so naši fantje osvajali nagrade na republiških tekmovanjih. Vse je bilo tako, kot mora biti, imeli smo svojo listino, program, zahteve. Ob koncu leta so se sešteli rezultati in vsakemu članu NOU podelili akademske nazive:

"častni akademik" - zmagovalci in nagrajenci mednarodnih in ruskih, republiških predmetnih olimpijad, pregledov, tekmovanj;
"akademik" - zmagovalci regijskih in mestnih predmetnih olimpijad, tekmovanj, pregledov;
"mojster" - zmagovalcem šolske olimpijade, ocene, tekmovanja;
"Bachelor" - zmagovalci šolskih tekmovanj, pregledov, tekmovanj.

Takšno pričevanje so fantje prejeli (veš, z njimi so bili zelo zadovoljni). Imeli smo takšno igro.

Za našo družbo so takrat vedeli vsi. Zabrenčen. Na konferenci v Nalčiku so nam nekoč povedali, da nam ne morejo vsakič podeliti nagrad, da ne prijavimo veliko del na natečaj. Kar je tudi odigralo vlogo. Ko član žirije republiškega tekmovanja pred otroki reče "Vaša dela so najboljša, ne moremo pa dati več kot eno mesto" ....
http://alfusja-bahova.ucoz.ru/index/nou_quot_pifagorenok_quot/0-5
Mimogrede, vsi fantje, ki so bili takrat vključeni v znanstveno društvo, so zlahka vstopili na najboljše tehnične univerze v Moskvi in Sankt Peterburgu. ta trenutek uspešno diplomiral na univerzah. In eno dekle je ostalo na univerzi v Sankt Peterburgu (trenutno ne morem navesti točnih imen univerz). Ponosen sem na svoje fante.

A vsega pride konec. In tudi naš NOU. Za to delo mi ni nihče nič plačal, in takoj, ko so začeli plačevati za to, "Takšno kravo potrebujem tudi sam", se je izkazalo, da naša šola ne potrebuje "pitagorejskega", so ustvarili novo društvo "Spectrum", kjer je vse narejeno "slip of sleeves", o tem niti ne želim govoriti.

Po enem neprijetnem incidentu je prenehala sodelovati na šolskih konferencah s fanti.

In letos sem se odločil, da grem s krožki na šolsko konferenco. Projekt smo začeli v sredo. Poglejmo, kaj se zgodi.

Pri naslednji lekciji krožka so začeli raziskovalni projekt"Vzvod. Vrste vzvodov. Vzvod v človeškem življenju."
Namen in cilji raziskovalnega dela:

Preučiti napravo in načelo delovanja vzvoda;
Sestavite mehanizem "Vzvod" z uporabo Lego "Fizika in tehnologija";
Raziščite lastnosti vzvoda. Ugotovite ravnotežno stanje vzvoda;
Spraševanje sošolcev;
Raziščite uporabo vzvoda doma, doma, v tehnologiji, v športu in zabavi;
Ugotovitve.

Pogovor s fanti:

Ali si vedel?
Izraz "lever" (angleško lever) izhaja iz francoska beseda levier, kar v prevodu pomeni "vzdigniti"
Človek že od antičnih časov za olajšanje svojega dela uporablja različne mehanizme, ki so sposobni preoblikovati človekovo moč v veliko večjo moč. Pred tri tisoč leti, med gradnjo piramid v Starodavni Egipt težke kamnite plošče so premikali in dvigali s preprostimi mehanizmi.
Vzvod je toga palica ali trden predmet, ki služi za prenos moči. Z ročico lahko spreminjate uporabljeno silo (silo), smer in razdaljo gibanja. V vsakem vzvodu je nujno sila, opora (ali os vrtenja) in obremenitev (obremenitev). Odvisno od njihovega relativni položaj razlikovati med vzvodi prve, druge in tretje vrste.
V tej lekciji smo razstavili napravo in načelo delovanja vzvoda. S pomočjo Lego so bile sestavljene tri vrste mehanizma "Lever". Poskušal narediti nekaj raziskav. Naučili smo se, da ima vsak vzvod oporišče, točko uporabe sile in točko uporabe bremena (tj. obremenitev)
Vrste vzvodov
V vzvodih prve vrste oporišče se nahaja med točkama uporabe sile in obremenitve.
Najpogostejši primeri vzvoda prve vrste so žaga, loma, klešče in škarje.

V vzvodih druge vrste oporišče in točka delovanja sile sta na nasprotnih koncih, točka delovanja obremenitve pa se nahaja med njima. Najpogostejši primeri finančnega vzvoda druge vrste so oreščki, samokolnica in odpirač za steklenice.

V vzvodih tretje vrste oporišče in točka uporabe obremenitve sta na nasprotnih koncih, točka delovanja sile pa je med njima. Večina opazni primeri vzvod tretje vrste - pinceta in klešče za led.

JavaScript je v vašem brskalniku onemogočen

V naslednji lekciji krožka bomo nadaljevali z raziskovanjem.

PS. Na tem spletnem mestu je veliko odličnih fizikov, vesel bi bil vaših nasvetov in priporočil glede našega projekta. Nobene pomoči ne bom zavrnil!

"Prvi koraki v znanosti"

Občinski proračun izobraževalna ustanova povprečno srednja šola s poglobljenim študijem posameznih predmetov št. 32 Samara

Oddelek: Fizika

Zadeva:»Moč je! Um ni potreben?

Abramov Danila,

Učenka 4B razreda

Srednja šola MBOU št. 32

g.o. Samara

Vodja dela

Zibert Galina Ivanovna,

učitelj osnovna šola

Samara, 2015

Kazalo

jaz. Uvod …………………………………………………………………………………..3

II. Glavni del. Vzvod in njegove sorte…………………………………………..5

III. Praktični del……………………………………………………………..…..11

3.1 Vzvodi v tehnologiji in vsakdanjem življenju ……………………………………………………….11

3.2. Laboratorijsko delo na temo

»Razjasnitev pogojev za ravnotežje vzvoda« …………………………….12

3.3. Poskusi doma …………………………………………… 13

3.4. Izdelava naprav in modelov, ki delujejo po principu

vzvod …………………………………………………………………………………………...15

IV. Zaključek ……………………………………………………………………..….….17

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

Prijave…………………………………………………………………………………...19

Uvod

Nekoč se je vsa družina z avtom odpravila v gozd. Vse je bilo v redu, če ne bi bil dež. Pripeljal nas je nazaj in domov. In seveda na od dežja premočeni cesti smo se zataknili. Vsi poskusi potiskanja avtomobila so bili zaman ... In potem je oče rekel: "Želim si, da bi zdaj, sin, imeli kakšnega močnega moškega, ki bi nam pomagal!". Toda v bližini ni bilo močnih mož in junakov in pripeljal je traktor. Odvil je vitel, privezal kabel na naš avto in ga v 5 minutah izvlekel.

Vedno sem si resnično želel biti močan, pravi pomočnik in biti kot ruski junaki - prijazni, pošteni, močni in spretni. Potem pa sem si zastavil vprašanje: "Kako lahko nekateri opravljajo tako na videz nemogoče naloge za navadnega človeka?"

sem dal naprejhipoteza - najverjetneje obstajajo mehanizmi, ki človeku pomagajo postati močnejši.(Glej diapozitiv 1).

Tarča raziskave : ugotovite načelo delovanja najpreprostejših mehanizmov.(Glej diapozitiv 1).

V iskanju odgovora sem se obrnil na znanost fizike. Izvedel sem, da je moč samega človeka omejena, zato pogosto uporablja pripomočke za povečanje moči svojega delovanja.Takšne naprave se imenujejo preprosti mehanizmi. Ti vključujejo: vzvod in njegove sorte - blok in vrata; nagnjena ravnina in njene sorte - klin in vijak.

Naloge :

1. spoznati izvor in vrste finančnega vzvoda;

2. izvajati poskuse z vzvodom;

3. s pomočjo odraslih simulirati naprave, ki delujejo po principu vzvoda;

4. pripraviti elektronska predstavitev glede na rezultate študije.(Glej diapozitiv 1).

Predmet: ročica vzvoda.

stvar: vzvod v življenju ljudi.

Metode Ključne besede: iskanje informacij v literaturi in internetu, opazovanje, opis in merjenje, eksperimentalno delo,modeliranje.

II . Vzvod in njegove sorte.

"Daj mi točko opore in premaknil bom Zemljo!"

Arhimed

Človek je razumno bitje. Um mu je vedno dajal možnost, da je ustvaril naprave, ki so ga naredile močnejšega ali hitrejšega od zveri, da bi živel v razmerah, v katerih brez teh stvari ne bi mogel preživeti.

Ena prvih takšnih naprav je bila ročica. Tudi primitivni človek je navaden drog spremenil v orodje za dvigovanje uteži. S tem, da smo pod kamen vtaknili dolgo palico in jo naslonili na kos lesa, ki je služil kot opora, je bilo mogoče kamen brez težav prestaviti na drugo mesto. Daljši kot je drog, lažje je delati. Izum vzvoda je napredoval primitivni človek na poti svojega razvoja.

Motiko in veslo je izumil človek, da bi zmanjšal silo, ki jo je bilo treba uporabiti za opravljanje kakršnega koli dela.(Glej diapozitiv 1).

V petem tisočletju pred našim štetjem je Mezopotamija uporabljala tehtnice, ki so uporabljale načelo finančnega vzvoda za doseganje ravnovesja.

Brez vzvoda bi bilo nemogoče dvigniti težke kamnite plošče pri gradnji piramid v starem Egiptu. Za gradnjo Keopsove piramide, ki ima višino 147 m, je bilo uporabljenih 2.300.000 kamnitih blokov, od katerih je najmanjši imel maso 2,5 tone.

Okoli leta 1500 pred našim štetjem se v Egiptu in Indiji pojavi shaduf - prednik sodobnih žerjavov, naprave za dvigovanje plovil z vodo.V Rusiji so ga uporabljali tudi podobno napravo za dvig vode iz vodnjaka in se je imenoval "Žerjav".

Tako ne poznamo imena avtorja vzvoda, niti točen datum njegovih izumov. Lahko pa trdimo s polnim zaupanjem, da so starodavni ljudje brez matematičnih pravil in zakonov fizike izumili in široko uporabljali preproste mehanizme, zanašajoč se na svojo intuicijo in izkušnje.

2.2 Arhimed je mehanik.

Vzvod, blok, nagnjena ravnina je zanimala znanstvenika Arhimeda, ki je živel v Antična grčija v času antike. V III stoletju pr. e. Arhimed je dal prvo pisno razlago principa delovanja vzvoda, ki je povezal pojme sile, obremenitve in rame. Zakon o ravnotežju, ki ga je oblikoval, se še vedno uporablja in zveni tako:"Vzvod je v ravnotežju, ko so sile, ki delujejo nanj, obratno sorazmerne z rameni teh sil.". Arhimed je postavil celotno teorijo vzvoda in jo uspešno uveljavil v praksi. Plutarh poroča, da je Arhimed v pristanišču Sirakuze zgradil številne mehanizme z bloki vzvoda, da bi olajšal dvigovanje in prevoz težkih tovorov. Vijak (polž), ki ga je izumil za črpanje vode, se še vedno uporablja v Egiptu.Arhimed je tudi prvi teoretik mehanike. Svojo knjigo O ravnotežju ravnih figur začne z dokazom zakona vzvoda.(Glej diapozitiv 1).

Legenda pravi, da težke večnadstropne ladje Syracusia, ki jo je zgradil Hieron kot darilo egiptovskemu kralju Ptolomeju, ni bilo mogoče spustiti. Arhimed je zgradil sistem blokov (polispast), s pomočjo katerih je to delo lahko opravil z enim gibom roke. Po legendi je Arhimed hkrati rekel: "Če bi imel na voljo drugo Zemljo, na kateri bi lahko stal, bi premaknil našo" (v drugi različici: "Daj mi točko in svet bom obrnil na glavo dol").(Glej diapozitiv 1).

Arhimedov inženirski genij se je s posebno močjo pokazal med obleganjem Sirakuze s strani Rimljanov leta 212 pr. e. med Drugim Punska vojna. Toda takrat je bil star že 75 let!Arhimed je ustvaril metalne stroje, ki so zmožni metati kamne, težke okoli 250 kg, z veliko hitrostjo in mehanizme, ki so metali težke hlode z obale na ladje. AT Zadnja leta Izvedenih je bilo več poskusov, da bi preverili verodostojnost opisa tega "superorožja antike". Zgrajena konstrukcija je pokazala svojo polno zmogljivost.

Tako imenovana "Arhimedova šapa" je bila edinstven dvižni stroj - prototip sodobnega žerjava. To je bil ogromen vzvod, ki je štrlel iz mestnega obzidja in opremljen s protiutežjo.(Glej diapozitiv 1).

Slavni zgodovinar antike Polibij je zapisal, da če je rimska ladja poskušala pristati v bližini Sirakuze, je ta stroj, ki ga je nadzorovala posebej usposobljena oseba, zgrabil lok ladje in ga obrnil. Rimljani so bili prisiljeni opustiti zamisel, da bi mesto zavzeli z nevihto, in nadaljevali z obleganjem. Polibij je zapisal: »Takšna je čudežna moč ene osebe, enega talenta, ki je spretno usmerjen v neki posel ... Rimljani bi lahko hitro prevzeli mesto, če bi kdo odstranil enega starešino izmed Sirakužanov.«

Ko ocenjujem vlogo mehanika Arhimeda, bi rad omenil, da je naredil ustrezne izračune in zasnoval bolj zapletene mehanizme, ki bi lahko izboljšali in preoblikovali gibe. Zahvaljujoč Arhimedu se je človeštvo naučilo lansirati velike ladje, graditi bojna vozila.

2.3 Kaj je vzvod.

Pa vendar je človekova moč omejena, zato pogosto uporablja naprave (ali naprave), ki omogočajo preoblikovanje človekove moči v silo, ki je veliko večja. Težki predmet (kamen, omarica, stroj), ki ga ni mogoče neposredno premakniti, premaknemo z mesta s pomočjo dovolj dolge in močne palice – vzvoda.

Vzvod je trdna lahko se vrti okoli fiksne podpore. Vzvod ima dve roki. Rame je razdalja od točke osi do točke uporabe sile. Kot vzvod lahko uporabite lomiko, desko in podobno. Obstajajo vzorci:(Glej diapozitiv 1).

1) daljša kot je roka, manj sile je potrebna za dvig istega tovora;

2) daljša kot je roka, dlje potuje;

3) kolikokrat je ročica vzvoda, kolikokrat manjša mora biti obremenitev, da se ohrani ravnotežje.

Te zakonitosti mi je uspelo oblikovati v jeziku, razumljivem osnovnošolcem, ker obrnjene sorazmernosti in lastnosti proporcev še ne poznamo. In da bi vizualno preverili veljavnost zakonov, je pomagala samoizdelana laboratorijska instalacija - vzvod iz konstruktorja Lego.

Obstajata dve vrsti vzvodov.

Pri vzvodu 1. vrste je fiksna oporna točka O med linijama delovanja uporabljenih sil, pri vzvodu 2. vrste pa na eni strani od njih.(Glej diapozitiv 1).

Uporaba vzvoda vam omogoča, da pridobite na moči. Za izračun povečanja moči, pridobljene s pomočjo vzvoda, je treba poznati pravilo, ki ga je odkril Arhimed že v 3. stoletju pred našim štetjem. pr e.

torejda bi uravnotežili manjšo silo z večjo silo, je potrebno, da njena rama presega ramo večje sile .

Odkar je Arhimed vzpostavil pravilo vzvoda, obstaja v svoji prvotni obliki že skoraj 1900 let.

Tako se v večini primerov vzvod uporablja za pridobitev povečanja moči, tj. večkrat povečati silo, ki deluje na telo.

2. 4. Sorte vzvoda

Različice vzvoda so dva preprosta mehanizma: blok in vrata.(Glej diapozitiv 1).

Blokiraj je naprava v obliki kolesa z utorom, skozi katerega je speljana vrv, kabel ali veriga.

Obstajata dve glavni vrsti blokov - premični in fiksni.(Glej diapozitiv 1).

Pri fiksnem bloku je os fiksna in se pri dvigovanju bremena ne dviga ali spušča, pri premičnem bloku pa se os premika skupaj z bremenom. Fiksni blok ne daje povečanja moči. Uporablja se za spreminjanje smeri sile. Torej, na primer z uporabo sile navzdol na vrv, vrženo čez tak blok, naredimo, da se obremenitev dvigne.

Drugače je s premikajočim se blokom. Ta blok omogoča majhni sili, da uravnoteži 2-krat večjo silo.

V praksi se pogosto uporablja kombinacija premičnega bloka s fiksnim. To vam omogoča, da spremenite smer delovanja sile s hkratnim dvojnim povečanjem moči.

Za večjo pridobitev moči se uporablja dvižni mehanizem, ki se imenujeverižno dvigalo . grška beseda"Polyspast" nastane iz dveh korenin: "poli" - veliko in "spao" - potegnem, tako da na splošno izpade "večpotisk".(Glej diapozitiv 1).

Verižno dvigalo je kombinacija dveh sponk, od katerih je ena sestavljena iz treh fiksnih blokov, druga pa iz treh premičnih blokov. Ker vsak od gibljivih blokov podvoji vlečno silo, na splošno verižno dvigalo daje šestkratno povečanje moči.

Vrata so sestavljena iz valja (bobna) in nanj pritrjenega ročaja. Ta preprost mehanizem je bil izumljen v starih časih. Najpogosteje so ga uporabljali za dvig vode iz vodnjakov.(Glej diapozitiv 1).

Naprednejši mehanizem je vitel. Gre za kombinacijo vrat z dvema zobnikoma različnih premerov. Vitel si lahko predstavljamo kot kombinacijo dveh vitlov.(Glej diapozitiv 1).

Stoletna praksa je dokazala, da nobeden od mehanizmov ne daje dobička pri delu. Uporabljajo se za zmago v moči ali poti, odvisno od delovnih pogojev. Že starodavni znanstveniki so poznali pravilo: kolikokrat zmagamo v moči, kolikokrat izgubimo na razdalji. To pravilo je bilo imenovano "zlato pravilo" mehanike. Njegov avtor je starogrški znanstvenik Heron iz Aleksandrije, ki je živel vjazstoletje našega štetja(Glej diapozitiv 1).

III . Praktični del.

Po študiju teoretično gradivo o zgodovini vzvoda, o njegovem odkritelju, o principu delovanja in sortah, sem se odločil za raziskavo.

3.1. Vzvodi v tehnologiji in v vsakdanjem življenju.

V našem sodobnega sveta vzvodi se pogosto uporabljajo tako v naravi kot v svet, ki ga je ustvaril človek ustvaril človek. Skoraj vsak mehanizem, ki se preoblikuje mehansko gibanje, v takšni ali drugačni obliki uporablja finančni vzvod.

Vzvodi se srečajo različni deličloveška in živalska telesa. To so na primer okončine, čeljusti. V telesu žuželk in ptic je mogoče videti veliko vzvodov.

V vsakdanjem življenju so pogosti tudi vzvodi, to je pipa, vrata in različni kuhinjski aparati.(Glej diapozitiv 1).

Pravilo vzvoda temelji na delovanju vzvodnih tehtnic, različnih vrst orodij in naprav, ki se uporabljajo tam, kjer je potrebno povečanje moči ali razdalje.(Glej diapozitiv 1).

Pri delu s škarjami lahko opazimo povečanje moči in razdalje. Škarje je vzvod, katerega os vrtenja poteka skozi vijak, ki povezuje obe polovici škarij. Glede na namen škarij je njihova naprava različna. Škarje za papir imajo dolga rezila in ročaje, ki so skoraj enake dolžine.Rezanje papirja ne zahteva veliko sile in dolgo rezilo lažje rezati v ravni črti. V tem primeru imamo dobiček na razdalji. Škarje za rezanje pločevine imajo ročaje veliko daljše od rezil, saj je uporna sila kovine velika in da bi jo uravnotežili, je treba znatno povečati ramo delujoče sile. Razlika med dolžino ročajev in razdaljo rezalnega dela ter osjo vrtenja pri rezalniku žice je še večja. Očitno je, da v teh primerih pride do povečanja moči. (Glej diapozitiv 1).

Vzvodi se uporabljajo tudi v drugih orodjih - to so ročaji primežev in delovnih miz, vzvodi obdelovalnih strojev, mizarsko orodje, reševalno orodje itd.(Glej diapozitiv 1).

Seveda vzvodi različne vrste pogosta v tehnologiji. Večina preprosti primeri njihove aplikacije soprestavna ročica v avtomobilu, pedala za avto ali traktor, ročna zavora kolesa.(Glej diapozitiv 1).

Celo pero šivalni stroj in klavirske tipke so tudi vzvodi.(Glej diapozitiv 1).

Vsi imamo radi šport! In če pogledamo natančno, bomo videli, da se vzvod uporablja tudi na tem področju.Skok v višino s palicozelo jasen primer, S pomočjo približno tri metre dolge vzvode in pravilnega nalaganja napora se športnik dvigne na vrtoglavo višino do šestih metrov. Poleg tega je številna športna oprema opremljena z vzvodi.(Glej diapozitiv 1).

Za katero koli gradbišče delovni bagri in stolp žerjavi je kombinacija vzvodov, blokov, vrat. Odvisno od "posebnosti" žerjavi imajo različni dizajni in značilnosti.(Glej diapozitiv 1).

Finančni vzvod se je široko uporabljal v kmetijstvo– traktorji, kombajni, sejalnice in drugi mehanizmi.(Glej diapozitiv 1).

torejv večini primerov se za pridobivanje moči uporabljajo preprosti mehanizmi (grško "mekhane" - stroj, orodje).

3.2. Laboratorijsko delo

oprema : vzvod na stojalu, komplet uteži, ravnilo.

Tarča : ugotovite ravnotežne pogoje vzvoda.

Delovni proces.

1. Z vrtenjem matic na koncih vzvoda sem ga uravnotežil tako, da se nahaja vodoravno.

2. Tri uteži obešene na levo ramo vzvoda na razdalji 7 cm od osi vrtenja.

3. S poskusom sem določil mesto na desni rami vzvoda, s katerega je treba obesiti eno utež, da uravnotežimo prejšnje tri. Izmeril sem razdaljo od tega mesta do osi vrtenja.

4. Ob predpostavki, da vsak tovor tehta 1 N, sem izpolnil tabelo.

5. Sklenil veljavnost pravila ravnotežja vzvoda.

(Glej diapozitiv 1).

l2 : l1

7 cm

21 cm

10 cm

20 cm

9 cm

18 cm

3.3 Poskusi doma.

Z uporabo knjige Ya.I. Perelman" Zabavna fizika"in gradiva spletnih mest" Cool! Fizika "in" Fizika okoli nas "izvedla zabavne poskusez vzvodi.

1. Avtomobili. (Glej diapozitiv 1).

Vzel sem velikega in majhnega avtomobilčki. Položil sem jih na konce ravnila, položenega na sredino na okrogel svinčnik. Velik stroj se je ustavil, tk. ona je težja. Če svinčnik premaknete bližje velikemu pisalnemu stroju, se bodo uravnovesili. Ko sem svinčnik še bolj približal velikemu pisalnemu stroju, ga je mali odtehtal.

2. Koliko moči je v prstih?

Vzela sem dva okrogla zobotrebca. Na sredino položite en zobotrebec sredinec(bližje nohtu), na koncih pa - indeks in brezimen. Poskušal zlomiti zobotrebec s pritiskom nanj z indeksom in prstanci. Zobotrebec je premaknil na sredino prsta. Ponovno sem poskušal zlomiti zobotrebec. Ko je bil zobotrebec na konicah prstov, ga je bilo skoraj nemogoče zlomiti (prsti so služili kot vzvod druge vrste, podobno kot pri oreščkih). Oporišče je tam, kjer se začnejo prsti.Dlje kot je zobotrebec od osi, več sile je treba uporabiti. ?????

3. Polispast.

Na ročaj smučarske palice je privezal vrv. Obe palici sem postavil na razdaljo 50 cm drug od drugega in vrv trikrat ovijal okoli njunih ročajev. Potegnil sem prosti konec vrvi, medtem ko so moji pomočniki poskušali pretrgati palice. Čeprav moji prijatelji poskušajo razmakniti palice, jih lahko samo jaz premikam skupaj. (Palice in vrv se obnašajo kot verižno dvigalo - moja moč se pomnoži z vrvjo, ovita okoli ročajev palic, tako da pridobim skoraj petkrat večjo moč v primerjavi s svojimi pomočniki.

4. Vzvod. (Glej diapozitiv 1).

Navadna palica je postala vzvod za osebo - najpreprostejši mehanizem. Na navadni palici je zelo priročno, da dva nosita tovor. Z njegovo pomočjo lahko enostavno dvigujete in premikate uteži.

Izkušnja 1. Vzel sem ne zelo dolgo palico, jo dal pod ročaj kovčka in ko sem povabil prijatelja na pomoč, sva skupaj dvignila kovček. Če je kovček točno na sredini, potem je vsak od nas naložen enako. Ko smo kovček prestavili na enega od koncev palice, se je vse spremenilo. Obremenitev je postala lažja za tiste, ki držijo dolg konec. Spremenila so se ramena vzvoda, spremenilo pa se je tudi razmerje sil, ki držijo breme v dvignjenem položaju. Roke vsakega od nas so podpora vzvodu, in če je razdalja do bremena manjša, bo obremenitev na tej točki večja.

Izkušnja 2 . Vzel sem majhno palico in zabil žebelj v stran blizu enega od njenih koncev. Na ta konec sem dal likalnik (potreben je žebelj, da likalnik ne zdrsne po tleh) in dal ročico na naslon stola. Držal je ročico za prosti konec, jo je premaknil, zdaj je približal oporišče bremenu, nato pa se oddaljil od njega. Ugotovil sem, da večja kot je razdalja od roke do opornice, lažje je zadržati breme. Enak rezultat sem dobil, ko sem roko premaknil vzdolž vzvoda do osi, pri čemer je razdalja od točke osi do bremena ostala nespremenjena.

5. Izvlečem žebelj.

S kladivom sem zabil žebelj v kos lesa 2/3 njegove dolžine. Z rokami je poskušal izvleči žebelj iz kosa lesa. Ni mi uspelo, ne glede na to, kako sem se trudil. Nato sem vzela izvijač za nohte in z njim zlahka izvlekla žebelj. Stikalo za nohte v mojem primeru deluje kot vzvod,ki je preprosta naprava, ki se uporablja zapremagovanje upora v drugi točki z uporabo sile.

3.4. Izdelava naprav in modelov, ki delujejo po principu vzvoda.

Ob uporabi znanja, pridobljenega pri študiju vzvoda, sem s pomočjo očeta izdelal naslednje naprave in modele.

1. Vitel z lastnimi rokami. (Glej diapozitiv 1).

Od slaba cesta nihče ni zavarovan, in če je vaš avto obtičal v blatu, ga bo rešil le vitel. Ali je vredno porabiti ogromno denarja za drago stvar in jo kupiti v trgovini, ko lahko naredite vitel z lastnimi rokami.

Potrebovali smo:

Os za vrtenje in 2 primerni cevi večjega in manjšega premera;

Močna vrv;

delovni proces:

Naš ročno izdelan vitel deluje po principu vzvoda. Za osnovo domači vitel lahko služi kot kos cevi. Če želite cev zagnati, jo je treba postaviti na os in pritrditi s kablom. Kabelsko zanko je treba večkrat naviti okoli cevi in jo natakniti na kateri koli ročaj.

Ko se ročaj obrne, se bo cev vrtela vzdolž osi, kabel pa bo navit okoli nje. Takšen vitel je uporaben ne le za izvlečenje avtomobila iz blata, temveč tudi za premikanje različnih bremen, na primer na podeželju.

2. Polyspast. (Glej diapozitiv 1).

Vzel sem močno najlonsko vrvico, 2 ločena bloka, tovor. Sestavil sem kombinacijo 1 premičnega in 1 fiksnega bloka in ju pritrdil.Zdaj lahko enostavno dvigujem breme, ki jih ne bi mogel preprosto držati v roki brez verižnega dvigala.

Ko sem izvedel poskus z dinamometrom, sem bil prepričan, da verižno dvigalo daje dvojno povečanje moči!

IV . Zaključek.

Kot rezultat opravljenega dela sem bil v to prepričan naslednje pravilo- kolikokrat zmagamo v moči, kolikokrat izgubimo na razdalji.

Izvedel sem o zgodovini vzvoda, o njegovem odkritelju, o principu delovanja in sortah.

Vzvodi različni tipi srečati se Vsakdanje življenje na vsakem koraku:

Samokolnico je lažje prenašati, če ima dolge ročaje;

Lažje je izvleči žebelj, če je izvijač za nohte daljši;

Veliko lažje je zategniti matico s ključem z dolgim ročajem.

Nikoli ne smete pozabiti na "zlato pravilo" mehanike, ki je poenostavljeno takole: pridobivanje moči - izguba v tranzitu. Včasih je vredno žrtvovati krajšo pot, da bi zmagali v moči. Delo bo še vedno enako, vendar ga bo lažje opraviti, ker povečanje poti ustreza povečanju časa. In dlje časa je delo lažje opraviti – to je vsem jasno.

Pri oblikovanju strojev se dogaja tudi obratno, ko moraš žrtvovati moč, da bi zmagal na cesti, zmagal v času.

Med delom na temo sem I lastne izkušnje Prepričal sem se, da vzvod in njegove sorte resnično dajejo človeku povečanje moči ali razdalje ali pa se uporabljajo za udobje. Tako je potrdil svojo hipotezo, da ni nujno vsak močan moški. Zdaj se ne krepim le z vsakodnevnimi fizičnimi treningi, ampak tudi z uporabo pridobljenega novega znanja. Naslov mojega dela nikoli ne sme biti izgovorjen s pritrdilno intonacijo. Nasprotno, če je inteligenca, bo moč. Gradivo moje raziskave bo nedvomno koristno pri pouku okoliškega sveta v osnovna šola, morda pa pri pouku fizike v 7. razredu.

Na koncu bi rad spomnil na besede ježa iz čudovite pravljice Vladimirja Suteeva "Reševalec": "Vedno lahko najdete palico, a tukaj je rešilec - in tukaj je rešilec!".

Literatura

1. Balashov M.M. fizika. – M.: Razsvetljenje, 1994.

2. Katz Ts.B. Biofizika pri pouku fizike. – M.: Razsvetljenje, 1988.

3. Perelman Ya.I. Zabavna fizika. Knjiga 1. - M .: Nauka, 1979.

4. Fizika. 7. razred / Gromov S.V., Rodina N.A. – M.: Razsvetljenje, 2000.

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

6. Enciklopedija za otroke. T. 14 - Tehnika. – M.: Avasta+, 2000.

7. Poznam svet. Otroška enciklopedija - Svet lepote. – M.: Astrel, 2004.

Dodatek

Foto poročilo

Laboratorijsko delo"Razjasnitev pogojev za ravnotežje vzvoda"

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

Izdelava verižnega dvigala

Medšolska konferenca Ogled mesta

"Prvi koraki v znanosti".

Naziv delovnega mesta»Moč je! Um ni potreben?

Študent(i) (priimek, polno ime)Abramov Danila

MBOU SOSH ________ 32__ razred ___________ 4 B

Vodja delaZibert Galina Ivanovna

Vrsta dela (projekt / izvleček / raziskava)študij

Merila za ocenjevanje dela

1) Skladnost z zahtevami za načrtovanje dela.Vse zahteve izpolnjene .

2) Obseg preučenega gradiva:iskanje informacij v literaturi in internetu, opazovanje, opisovanje in merjenje, eksperimentalno delo, modeliranje.

3) kognitivna vrednost, relevantnost, praktični in teoretični pomen preučenega gradiva.Pri delu se proučuje izvor in vrste vzvodov, izvajajo se poskusi z vzvodom in modelirajo naprave, ki delujejo na principu vzvoda.

4) Problem, hipoteza, cilj, naloge dela.Hipoteza: Najverjetneje obstajajo mehanizmi, ki človeku pomagajo postati močnejši. Namen: ugotoviti načelo delovanja najpreprostejših mehanizmov. Cilji: izvesti poskuse za prepoznavanje lastnosti vzvoda in načela njegovega delovanja.

5) Raziskovalne sposobnosti (argumenti, sklepi; pismenost, logična predstavitev gradiva, upoštevanje znanstvenega sloga predstavitve)Delo je bilo opravljeno pravilno znanstveni slog predstavitve, sklepi so narejeni za vsako izkušnjo in za delo kot celoto.

Podpis recenzenta (prepis podpisa)

Uyukina Ludmila Grigorievna

Zgodba

Človek je začel uporabljati vzvod že v prazgodovini in intuitivno razumel njegovo načelo. Orodja, kot sta motika ali veslo, so bila uporabljena za zmanjšanje količine sile, ki jo mora oseba izvajati. V petem tisočletju pred našim štetjem so v Mezopotamiji uporabljali tehtnice po principu vzvoda za doseganje ravnotežja. Kasneje so v Grčiji izumili jeklenico, ki je omogočila spremembo ramena uporabe sile, zaradi česar je bila uporaba tehtnice bolj priročna. Okoli leta 1500 pr. e. v Egiptu in Indiji se pojavi shaduf, prednik sodobnih žerjavov, naprava za dvigovanje plovil z vodo.

Ni znano, ali so misleci tistih časov poskušali razložiti princip vzvoda. Prva pisna razlaga je bila dana v III stoletju pr. e. Arhimed, ki povezuje koncepte sile, obremenitve in rame. Zakon ravnotežja, ki ga je oblikoval, se še vedno uporablja in zveni takole: »Sila, pomnožena z roko za uporabo sile, je enaka obremenitvi, pomnoženi z roko za uporabo sile, kjer je roka za uporabo sile razdalja od točke delovanja sile. na oporo, roka za nanos obremenitve pa je razdalja od točke uporabe obremenitve do podpore. Po legendi je Arhimed, ko je spoznal pomen svojega odkritja, vzkliknil: "Daj mi točko in obrnil bom Zemljo!".

V sodobnem svetu se načelo vzvoda uporablja povsod. Skoraj vsak mehanizem, ki preoblikuje mehansko gibanje, uporablja vzvode v takšni ali drugačni obliki. Žerjavi, motorji, klešče, škarje in na tisoče drugih mehanizmov in orodij pri svoji konstrukciji uporabljajo vzvode.

Načelo delovanja

Načelo delovanja vzvoda je neposredna posledica zakona o ohranjanju energije. Za premikanje vzvoda na razdaljo mora sila, ki deluje na strani bremena, opraviti delo, ki je enako:

Gledano z druge strani mora sila, ki deluje z druge strani, delati

kjer je premik konca vzvoda, na katerega deluje sila. Da bi bil zakon o ohranjanju energije izpolnjen za zaprt sistem, mora biti delo delujočih in nasprotujočih si sil enako, to je:

, .

Po definiciji podobnosti trikotnika bo razmerje premikov obeh koncev vzvoda enako razmerju njegovih krakov:

, torej.

Glede na to, da je produkt sile in razdalje moment sile, lahko formuliramo načelo ravnotežja za vzvod. Vzvod je v ravnotežju, če je vsota momentov sil (ob upoštevanju predznaka), ki delujejo nanj, enaka nič.

Za vzvode, pa tudi za druge mehanizme, je uvedena lastnost, ki prikazuje mehanski učinek, ki ga lahko dosežemo zaradi vzvoda. Takšna značilnost je prestavno razmerje, ki kaže, kako sta povezana obremenitev in uporabljena sila:

sestavljeni vzvod

Sestavljeni vzvod je sistem dveh ali več preprostih vzvodov, povezanih tako, da je izhodna sila enega vzvoda vhod za naslednji. Na primer, za sistem dveh zaporedno povezanih ročic, če se na vhodno ročico prvega vzvoda uporabi sila, bo izhodna sila na drugem koncu tega vzvoda in bosta povezana z uporabo prestavnega razmerja:

V tem primeru bo enaka sila delovala na vhodno ročico drugega vzvoda, izhodna sila drugega vzvoda in celotnega sistema pa bo, prestavno razmerje druge stopnje bo enako:

V tem primeru se mehanski učinek celotnega sistema, to je celotnega sestavljenega vzvoda, izračuna kot razmerje vhodnih in izhodnih sil za celoten sistem, to je:

Tako bo prestavno razmerje sestavljene ročice, sestavljene iz dveh preprostih, enako zmnožku prestavnih razmerij enostavnih ročic, ki so vključene v to.

Isti pristop rešitve je mogoče uporabiti za več zapleten sistem, sestavljen v splošnem iz n vzvodov. V tem primeru bosta v sistemu 2n krakov. Prestavno razmerje za tak sistem se izračuna po formuli:

Kot je razvidno iz formule za ta primer, velja tudi, da je prestavno razmerje sestavljene ročice enako zmnožku prestavnih razmerij njenih sestavnih elementov.

Vrste vzvodov

Razlikovati vzvodi 1. vrste, v katerem se oporišče nahaja med točkami uporabe sil, in vzvodi 2. vrste, pri katerem so točke uporabe sil na eni strani podpore. Med vzvodi 2. vrste dodeliti vzvodi 3. vrste, pri čemer je točka uporabe "dohodne" sile bližje osi kot obremenitev, kar daje dobiček v hitrosti in razdalji.

Primeri: finančni vzvod najprej vrsta - otroška gugalnica (prečka), škarje; finančni vzvod drugič vrsta - samokolnica (oporišče - kolo), dvigovanje predmeta s samokolnico v gibanju navzgor; finančni vzvod tretjič vrsta - prtljažna vrata ali pokrov avtomobili na plinskih vzmeti, dvig telesa tovornjaka (s hidravličnim cilindrom v sredini), premikanje mišic rok in nog osebe in živali.

Poglej tudi

Vzvod (tehnika)

Opombe

Literatura

// . Sankt Peterburg, 1831

Fundacija Wikimedia. 2010 .

Sopomenke:

Ljudje že od antičnih časov uporabljajo različne pripomočke za lažje delo. Kako pogosto, ko moramo premakniti zelo težak predmet, si za pomočnika vzamemo palico ali palico. To je primer preprostega mehanizma - vzvod.

Uporaba preprostih mehanizmov

Obstaja veliko vrst preprostih mehanizmov. To je vzvod, blok, klin in mnogi drugi. V fiziki se preprosti mehanizmi imenujejo naprave, ki služijo za preoblikovanje sil. Preprost mehanizem je tudi nagnjena ravnina, ki pomaga kotaliti ali potegniti težke predmete navzgor. Uporaba preprostih mehanizmov je zelo pogosta tako v proizvodnji kot doma. Najpogosteje se uporabljajo preprosti mehanizmi, da se pridobi moč, to je za večkratno povečanje sile, ki deluje na telo.

Vzvod v fiziki je preprost mehanizem

Eden najpreprostejših in najpogostejših mehanizmov, ki se preučujejo v fiziki v sedmem razredu, je vzvod. V fiziki je vzvod togo telo, ki se lahko vrti okoli fiksne podpore.

Obstajata dve vrsti vzvodov. Pri vzvodu prve vrste je oporišče med linijami delovanja uporabljenih sil. Pri vzvodu druge vrste se na eni strani nahaja oporišče. Se pravi, če poskušamo premakniti težek predmet z lomičem, potem je vzvod prve vrste situacija, ko pod lomiko položimo blok in pritisnemo na prosti konec loma. V tem primeru bo palica fiksna podpora, uporabljene sile pa se nahajajo na obeh straneh nje. In vzvod druge vrste je, ko smo, ko smo zdrsnili rob lomača pod težo, potegnili lojnico navzgor in tako poskušali predmet obrniti. Tu se oporišče nahaja na točki, kjer se lomnica naslanja na tla, uporabljene sile pa se nahajajo na eni strani osi.

Zakon ravnotežja sil na vzvodu

S pomočjo vzvoda lahko pridobimo moč in z golimi rokami dvignemo težko breme. Razdalja od točke osi do točke delovanja sile se imenuje rama sile. Poleg tega Ravnotežje sil na ročici lahko izračunate z naslednjo formulo:

F1/ F2 = l2 / l1,

kjer sta F1 in F2 sili, ki delujeta na vzvod,
in l2 in l1 sta rameni teh sil.

To je zakon ravnotežja vzvoda, ki pravi: vzvod je v ravnotežju, ko so sile, ki delujejo nanj, obratno sorazmerne z rameni teh sil. Ta zakon je postavil Arhimed v tretjem stoletju pred našim štetjem. Iz tega sledi, da lahko manjša sila uravnoteži večjo. Za to je potrebno, da je rama manjše sile večja od ramena večje sile. In povečanje moči, pridobljeno s pomočjo vzvoda, je določeno z razmerjem ramen uporabljenih sil.

Človeška moč je omejena. Zato pogosto uporablja naprave (ali naprave), ki mu omogočajo, da svojo moč pretvori v silo, ki je bistveno večja. Primer takšne naprave je vzvod.

Ročica vzvoda je togo telo, ki se lahko vrti okoli fiksne podpore. Kot vzvod lahko uporabite lomiko, desko in podobno.

Obstajata dve vrsti vzvodov. Pri vzvod 1. vrste fiksna točka podpore O se nahaja med linijami delovanja uporabljenih sil (slika 47), in vzvod 2. vrste nahaja se na eni strani od njih (slika 48). Uporaba vzvoda vam omogoča, da pridobite na moči. Tako bo na primer delavec, prikazan na sliki 47, s silo 400 N na vzvod lahko dvignil breme, ki tehta 800 N. Če 800 N delimo s 400 N, dobimo dobiček v sili, ki je enak 2.

Za izračun povečanja moči, pridobljene s pomočjo vzvoda, je treba poznati pravilo, ki ga je odkril Arhimed že v 3. stoletju pred našim štetjem. pr e. Naredimo poskus, da ugotovimo to pravilo. Vzvod pritrdimo na stojalo in nanj pritrdimo uteži na obeh straneh osi vrtenja (slika 49). Sili F 1 in F 2, ki delujeta na vzvod, bosta enaki uteži teh bremen. Iz izkušenj, prikazanih na sliki 49, je razvidno, da če je krak ene sile (tj. razdalja OA) 2-krat večji od kraka druge sile (razdalje OB), potem je mogoče silo 2 N uravnotežiti z 2-kratno večja sila - 4 N. torej da bi uravnotežili večjo silo z manjšo silo, je potrebno, da njena rama presega ramo večje sile. Povečanje sile, pridobljeno s pomočjo vzvoda, je določeno z razmerjem ramen uporabljenih sil. To je tisto, kar pravilo vzvoda.

Označimo ramena sil skozi l 1 in l 2 (slika 50). Potem lahko pravilo vzvoda predstavimo kot naslednjo formulo:

Ta formula to kaže vzvod je v ravnotežju, če so sile, ki delujejo nanj, obratno sorazmerne z njihovimi rokami.

Vzvod so ljudje začeli uporabljati že v starih časih. Z njeno pomočjo je bilo mogoče dvigniti težke kamnite plošče med gradnjo piramid v starem Egiptu (slika 51). Brez vzvoda to ne bi bilo mogoče. Navsezadnje je bilo na primer za gradnjo Keopsove piramide, ki ima višino 147 m, uporabljenih več kot dva milijona kamnitih blokov, od katerih je najmanjši imel maso 2,5 tone!

Danes se vzvodi pogosto uporabljajo tako v proizvodnji (na primer žerjavi) kot v vsakdanjem življenju (škarje, rezalniki žice, tehtnice itd.).

1. Kaj je vzvod? 2. Kaj je pravilo finančnega vzvoda? Kdo ga je odprl? 3. Kakšna je razlika med vzvodom 1. vrste in vzvodom 2. vrste? 4. Navedite primere uporabe finančnega vzvoda. 5. Oglejte si slike 52, a in 52, b. V katerem primeru je lažje prenašati tovor? zakaj?
Eksperimentalna naloga. Pod sredino ravnila položite svinčnik, tako da je ravnilo v ravnotežju. Ne da bi spremenili relativni položaj ravnila in svinčnika, uravnotežite en kovanec na eni strani in kup treh istih kovancev na drugi strani na nastalem vzvodu. Izmerite ramena uporabljenih (s strani kovancev) sil in preverite pravilo vzvoda.