แขนช่วงล่างด้านหน้าจัดวางอย่างไร? กลไกการทำงานและความเรียบง่าย

ในวันที่ 28 เมษายน การประชุมทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติของ NOU "Spectrum" จะจัดขึ้นที่โรงเรียน

เกร็ดประวัติศาสตร์
นานมาแล้ว ย้อนกลับไปในปี 2548 ฉันและนักเรียนที่โรงเรียนได้จัดตั้งสมาคมวิทยาศาสตร์ "พีทาโกรัส" ซึ่งเราศึกษา กิจกรรมต่างๆจากการวิเคราะห์ปัญหาโอลิมปิกถึง งานวิจัย. ทุกๆ ปี พวกเขาจัดการประชุมร่วมกับนักคณิตศาสตร์คนอื่นๆ ของโรงเรียน จากนั้นพวกเขาก็พาเด็กๆ ไปประชุมที่นัลชิค ทุกปี คนของเราได้รับรางวัลในการแข่งขันรีพับลิกัน ทุกอย่างเป็นไปตามที่ควรจะเป็น เรามีกฎบัตร โปรแกรม ข้อกำหนดของเรา ในตอนท้ายของปี ผลลัพธ์ถูกสรุปและสมาชิกของ NOU แต่ละคนได้รับรางวัลตำแหน่งทางวิชาการ:

• "นักวิชาการกิตติมศักดิ์" - ผู้ชนะและผู้ได้รับรางวัลจากการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกระดับนานาชาติและรัสเซีย, บทวิจารณ์, การแข่งขัน;
• "นักวิชาการ" - ผู้ชนะการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกระดับภูมิภาคและเมืองบทวิจารณ์;
• "อาจารย์" - ถึงผู้ชนะ โอลิมปิกโรงเรียน, บทวิจารณ์, การแข่งขัน;
• "ปริญญาตรี" - ผู้ชนะการแข่งขันของโรงเรียน, บทวิจารณ์, การแข่งขัน

นี่เป็นคำให้การที่พวกเขาได้รับ (คุณรู้ไหม พวกเขามีความสุขมากกับพวกเขา) เรามีเกมแบบนี้

ทุกคนรู้เรื่องสังคมของเราแล้ว หึ่ง ในการประชุมที่นัลชิค ครั้งหนึ่งเราเคยได้รับแจ้งว่าพวกเขาไม่สามารถให้รางวัลเราได้ทุกครั้ง ไม่ต้องส่งงานจำนวนมากเข้าประกวด ที่ยังมีบทบาท เมื่อคณะลูกขุนการแข่งขันพรรครีพับลิกันต่อหน้าเด็กๆ พูดว่า "ผลงานของคุณดีที่สุด แต่เราไม่สามารถให้มากกว่าที่เดียวได้" ....
http://alfusja-bahova.ucoz.ru/index/nou_quot_pifagorenok_quot/0-5
อย่างไรก็ตาม ผู้ชายทุกคนที่มีส่วนร่วมในสังคมวิทยาศาสตร์นั้นเข้ามหาวิทยาลัยเทคนิคที่ดีที่สุดในมอสโกและเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กได้อย่างง่ายดาย ช่วงเวลานี้สำเร็จการศึกษาจากมหาวิทยาลัยได้สำเร็จ และผู้หญิงคนหนึ่งถูกทิ้งไว้ที่มหาวิทยาลัยในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก ฉันภูมิใจในตัวพวกของฉัน

แต่ทุกอย่างจบลง และ NOU ของเราด้วย ไม่มีใครจ่ายเงินให้ฉันสำหรับงานนี้และทันทีที่พวกเขาเริ่มจ่ายเงิน "ฉันต้องการวัวตัวนี้ด้วยตัวเอง" ปรากฎว่าโรงเรียนของเราไม่ต้องการ "พีทาโกรัส" พวกเขาสร้างสังคมใหม่ "Spektr" ที่ทุกอย่างเสร็จสิ้น "แขนเสื้อ" ฉันไม่อยากพูดถึงมันด้วยซ้ำ

หลังจากเหตุการณ์อันไม่พึงประสงค์ครั้งหนึ่ง เธอหยุดเข้าร่วมการประชุมที่โรงเรียนกับพวกผู้ชาย

และในปีนี้ ฉันตัดสินใจไปประชุมที่โรงเรียนกับสมาชิกในแวดวง เราเริ่มโครงการในวันพุธ มาดูกันว่าจะเกิดอะไรขึ้น

ในบทเรียนต่อไปของวงกลม พวกเขาเริ่ม โครงการวิจัย"คันโยก ประเภทของคันโยก เลเวอเรจในชีวิตมนุษย์"
วัตถุประสงค์และวัตถุประสงค์ของงานวิจัย:

1. เพื่อศึกษาอุปกรณ์และหลักการทำงานของคันโยก
2. ประกอบกลไก "Lever" โดยใช้ Lego "Physics and Technology";
3. สำรวจคุณสมบัติของคันโยก ค้นหาสภาวะสมดุลของคันโยก
4. ถามเพื่อนร่วมชั้น;
5. สำรวจการใช้คันโยกในบ้าน ที่บ้าน ในเทคโนโลยี ในกีฬาและความบันเทิง
6. บทสรุป

พูดคุยกับพวก:

เธอรู้รึเปล่า?
คำว่า "คันโยก" (คันโยกภาษาอังกฤษ) มาจาก คำภาษาฝรั่งเศส levier ซึ่งแปลว่า "ยก"
ตั้งแต่สมัยโบราณ เพื่ออำนวยความสะดวกในการทำงาน บุคคลได้ใช้กลไกต่างๆ ที่สามารถเปลี่ยนพละกำลังของบุคคลให้เป็นกำลังที่มากขึ้นได้ เมื่อสามพันปีที่แล้ว ระหว่างการก่อสร้างปิรามิดใน อียิปต์โบราณแผ่นหินหนักถูกย้ายและยกขึ้นโดยใช้กลไกง่ายๆ
คันโยกเป็นแท่งแข็งหรือวัตถุแข็งที่ทำหน้าที่ส่งกำลัง คุณสามารถเปลี่ยนแรงที่ใช้ (แรง) ทิศทางและระยะการเคลื่อนที่ได้โดยใช้คันโยก ในแต่ละคันโยก จำเป็นต้องมีแรง ฐานรองรับ (หรือแกนหมุน) และน้ำหนักบรรทุก (โหลด) ขึ้นอยู่กับพวกเขา ตำแหน่งสัมพัทธ์แยกความแตกต่างระหว่างคันโยกประเภทที่หนึ่งที่สองและสาม
ในบทนี้ เรารื้ออุปกรณ์และหลักการทำงานของคันโยก ด้วยความช่วยเหลือของเลโก้จึงมีการประกอบกลไก "คันโยก" สามประเภท ได้ลองศึกษาดูบ้างแล้ว เราได้เรียนรู้ว่าคันโยกใดๆ มีจุดศูนย์กลาง จุดใช้แรง และจุดรับน้ำหนัก (เช่น โหลด)
ประเภทของคันโยก
ในคันโยกชนิดแรกจุดศูนย์กลางอยู่ระหว่างจุดที่ใช้แรงและโหลด
ตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดของคันโยกประเภทแรก ได้แก่ เลื่อย ชะแลง คีม และกรรไกร


ในคันโยกประเภทที่สองศูนย์กลางและจุดรับแรงจะอยู่ที่ปลายด้านตรงข้าม และจุดรับน้ำหนักจะอยู่ระหว่างจุดทั้งสอง ตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดของการงัดแงะของประเภทที่สอง ได้แก่ แคร็กเกอร์ สาลี่ และที่เปิดขวด


ในคันโยกประเภทที่สามจุดศูนย์กลางและจุดรับน้ำหนักอยู่ที่ปลายด้านตรงข้าม และจุดที่ใช้แรงอยู่ระหว่างจุดทั้งสอง ที่สุด ตัวอย่างเด่นๆคันที่สาม - แหนบและแหนบน้ำแข็ง

JavaScript ถูกปิดการใช้งานในเบราว์เซอร์ของคุณ

ในบทเรียนถัดไปของวงกลม เราจะดำเนินการวิจัยต่อไป

ป.ล. มีนักฟิสิกส์ที่ยอดเยี่ยมมากมายในไซต์นี้ ฉันยินดีที่จะรับคำแนะนำและคำแนะนำจากคุณเกี่ยวกับโครงการของเรา ฉันจะไม่ปฏิเสธความช่วยเหลือใด ๆ !

"ก้าวแรกในวิทยาศาสตร์"

งบประมาณเทศบาล สถาบันการศึกษาเฉลี่ย โรงเรียนครบวงจรกับการศึกษาเชิงลึกรายวิชา ลำดับที่ 32 สมร

ส่วน: ฟิสิกส์

หัวข้อ:“มีพลัง! ใจไม่จำเป็น?

อับรามอฟ ดานิลา,

นักเรียนชั้น 4B

โรงเรียนมัธยม MBOU หมายเลข 32

ไป. Samara

ผู้จัดการงาน

ซิเบิร์ต กาลินา อิวานอฟนา

ครู โรงเรียนประถม

Samara 2015

สารบัญ

ฉัน. บทนำ ………………………………………………………………………………..3

II. ส่วนสำคัญ. คันโยกและพันธุ์ต่างๆ…………………………...5

1. จากประวัติคันโยก ………………………………..…………………..5

1. อาร์คิมิดีส – ช่างเครื่อง…………………………………….….….6

1. คันโยกคืออะไร……………………………………………………….….7

1. คันโยกแบบต่างๆ …………………………………………………..9

สาม. ส่วนภาคปฏิบัติ………………………………………..…..11

3.1 คันโยกในเทคโนโลยีและชีวิตประจำวัน …………………………………………………….11

3.2. งานห้องปฏิบัติการในหัวข้อ

“การชี้แจงเงื่อนไขสมดุลของคันโยก” ………………………………………….12

3.3. การทดลองที่บ้าน ……………………………… 13

3.4. การผลิตอุปกรณ์และรุ่นที่ทำงานบนหลักการ

คันโยก ……………………………………………….………………………………15

IV. สรุป …………………………….…………………………..….….17

วรรณคดี ……………………………………………..…………………..18

แอปพลิเคชัน……………………………………………………………………………………...19

บทนำ

เมื่อทั้งครอบครัวขับรถไปที่ป่า ทุกอย่างเรียบร้อยดีถ้าไม่ใช่เพราะฝนตก เขาทำให้เรากลับมาและกลับบ้าน และแน่นอน บนถนนที่เปียกฝน เราติดอยู่ ความพยายามทั้งหมดที่จะผลักรถนั้นไร้ประโยชน์ ... แล้วพ่อของฉันก็พูดว่า:“ ฉันหวังว่าเราตอนนี้ลูกชายจะมีคนที่แข็งแกร่งมาช่วยเรา!” แต่ไม่มีวีรบุรุษและวีรบุรุษผู้แข็งแกร่งอยู่ใกล้ ๆ และมีรถแทรกเตอร์ขับขึ้นมา เขาคลายกว้าน มัดสายเคเบิลกับรถของเราแล้วดึงออกมาใน 5 นาที

ฉันอยากจะแข็งแกร่ง ผู้ช่วยที่แท้จริง และเป็นเหมือนวีรบุรุษของรัสเซีย ใจดี ซื่อสัตย์ แข็งแกร่งและคล่องแคล่ว แต่แล้วฉันก็ถามตัวเองด้วยคำถามว่า “คนทั่วไปจะทำงานที่ดูเหมือนเป็นไปไม่ได้เช่นนี้ได้อย่างไร”

ฉันหยิบยื่นสมมติฐาน - น่าจะมีกลไกที่ช่วยให้บุคคลแข็งแกร่งขึ้น(ดูสไลด์ 1).

เป้า การวิจัย : ค้นหาหลักการทำงานของกลไกที่ง่ายที่สุด(ดูสไลด์ 1).

เพื่อค้นหาคำตอบ ฉันจึงหันไปหาวิทยาศาสตร์ฟิสิกส์ ฉันได้เรียนรู้ว่าความแข็งแกร่งของผู้ชายนั้นมีจำกัด ดังนั้นเขาจึงมักใช้อุปกรณ์เพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งของการกระทำของเขาอุปกรณ์ดังกล่าวเรียกว่ากลไกง่ายๆ ซึ่งรวมถึงคันโยกและพันธุ์ต่างๆ - บล็อกและประตู ระนาบเอียงและพันธุ์ - ลิ่มและสกรู

งาน :

1. เรียนรู้เกี่ยวกับที่มาและประเภทของเลเวอเรจ

2. ทำการทดลองด้วยคันโยก

3. ด้วยความช่วยเหลือของผู้ใหญ่ จำลองอุปกรณ์ที่ทำงานบนหลักการของคันโยก

4. เตรียมตัว การนำเสนอทางอิเล็กทรอนิกส์ตามผลการศึกษา(ดูสไลด์ 1).

วัตถุ: แขนคันโยก

เรื่อง: เข้ามาในชีวิตของผู้คน

วิธีการ คำสำคัญ : ค้นหาข้อมูลในวรรณคดีและอินเทอร์เน็ต การสังเกต คำอธิบายและการวัดผล งานทดลองการสร้างแบบจำลอง

II . คันโยกและพันธุ์ของมัน

"ให้การสนับสนุนฉันแล้วฉันจะย้ายโลก!"

อาร์คิมิดีส

1. จากประวัติของคันโยก

มนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีเหตุผล เป็นความคิดที่เปิดโอกาสให้เขาสร้างอุปกรณ์ที่ทำให้เขาแข็งแกร่งหรือเร็วกว่าสัตว์ร้ายอยู่เสมอ เพื่อใช้ชีวิตในสภาวะที่เขาไม่สามารถอยู่รอดได้หากปราศจากสิ่งเหล่านี้

หนึ่งในอุปกรณ์ดังกล่าวตัวแรกคือคันโยก แม้แต่คนดึกดำบรรพ์ก็เปลี่ยนเสาธรรมดาให้เป็นเครื่องมือสำหรับยกน้ำหนัก โดยการเลื่อนแท่งไม้ยาวลงไปใต้หินแล้ววางลงบนแผ่นไม้ที่ทำหน้าที่เป็นตัวรองรับ ทำให้สามารถเคลื่อนย้ายหินไปที่อื่นได้โดยไม่มีปัญหาใดๆ ยิ่งเสายาวเท่าไหร่ก็ยิ่งทำงานได้ง่ายขึ้นเท่านั้น การประดิษฐ์คันโยกขั้นสูง มนุษย์ดึกดำบรรพ์ตลอดเส้นทางของการพัฒนา

จอบและไม้พายถูกคิดค้นโดยมนุษย์เพื่อลดแรงที่ต้องใช้ในการทำงานใดๆ(ดูสไลด์ 1).

ในสหัสวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช เมโสโปเตเมียใช้เครื่องชั่งที่ใช้หลักการของเลเวอเรจเพื่อให้เกิดความสมดุล

หากไม่มีคันโยก ย่อมเป็นไปไม่ได้ที่จะยกแผ่นหินหนักเมื่อสร้างปิรามิดในอียิปต์โบราณ สำหรับการก่อสร้างปิรามิดแห่ง Cheops ซึ่งมีความสูง 147 ม. มีการใช้บล็อกหิน 2,300,000 ก้อนซึ่งเล็กที่สุดมีมวล 2.5 ตัน

ราว 1500 ปีก่อนคริสตกาล shaduf ปรากฏในอียิปต์และอินเดีย ซึ่งเป็นบรรพบุรุษของปั้นจั่นสมัยใหม่ ซึ่งเป็นอุปกรณ์สำหรับยกเรือด้วยน้ำในรัสเซียก็ใช้เช่นกัน อุปกรณ์ที่คล้ายกันยกน้ำขึ้นจากบ่อน้ำเรียกว่า "เครน"

ดังนั้นเราจึงไม่ทราบชื่อผู้เขียนคันโยกหรือ วันที่แน่นอนสิ่งประดิษฐ์ของเขา แต่เราสามารถระบุด้วยความมั่นใจอย่างเต็มที่ว่าคนโบราณที่ไม่มีกฎทางคณิตศาสตร์และกฎทางฟิสิกส์ได้คิดค้นและใช้กลไกง่ายๆ อย่างกว้างขวาง โดยอาศัยสัญชาตญาณและประสบการณ์ของพวกเขา

2.2 อาร์คิมิดีสเป็นช่างกล

คาน บล็อก เครื่องบินเอียง สนใจนักวิทยาศาสตร์อาร์คิมิดีส ที่อาศัยอยู่ใน กรีกโบราณในสมัยโบราณ ในศตวรรษที่ III ก่อนคริสต์ศักราช อี อาร์คิมิดีสให้คำอธิบายเป็นลายลักษณ์อักษรครั้งแรกเกี่ยวกับหลักการทำงานของคันโยก โดยเชื่อมโยงแนวคิดเรื่องแรง โหลด และไหล่ กฎแห่งความสมดุลที่เขากำหนดยังคงใช้อยู่และฟังดูเหมือน:"คันโยกอยู่ในสมดุลเมื่อแรงที่กระทำต่อมันเป็นสัดส่วนผกผันกับไหล่ของแรงเหล่านี้". อาร์คิมิดีสวางทฤษฎีที่สมบูรณ์ของคันโยกและนำไปปฏิบัติได้สำเร็จ พลูตาร์ครายงานว่าอาร์คิมิดีสสร้างกลไกคานขวางจำนวนมากในท่าเรือซีราคิวส์เพื่ออำนวยความสะดวกในการยกและขนส่งของหนัก สกรู (สว่าน) ที่เขาคิดค้นเพื่อตักน้ำยังคงใช้ในประเทศอียิปต์อาร์คิมิดีสยังเป็นนักทฤษฎีคนแรกของกลศาสตร์อีกด้วย เขาเริ่มหนังสือเรื่องสมดุลของตัวเลขเครื่องบินด้วยการพิสูจน์กฎของคันโยก(ดูสไลด์ 1).

ตำนานเล่าว่าเรือหลายชั้นขนาดใหญ่ "Syracusia" ที่สร้างโดย Hieron เพื่อเป็นของขวัญให้กับกษัตริย์อียิปต์ Ptolemy ไม่สามารถเปิดตัวได้ อาร์คิมิดีสสร้างระบบบล็อก (polyspast) ด้วยความช่วยเหลือซึ่งเขาสามารถทำงานนี้ได้ด้วยมือเดียว ตามตำนาน อาร์คิมิดีสกล่าวพร้อมๆ กันว่า “หากฉันมีโลกอีกใบ ที่ฉันสามารถยืนหยัดได้ ฉันจะเคลื่อนโลกของเรา” (ในอีกเวอร์ชันหนึ่ง: “ให้จุดศูนย์กลางแก่ฉัน แล้วฉันจะพลิกโลก ลง").(ดูสไลด์ 1).

อัจฉริยภาพทางวิศวกรรมของอาร์คิมิดีสแสดงออกด้วยพลังพิเศษในระหว่างการล้อมเมืองซีราคิวส์โดยชาวโรมันใน 212 ปีก่อนคริสตกาล อี ในช่วงที่สอง สงครามพิวนิก. แต่ตอนนั้นเขาอายุ 75 ปีแล้ว!อาร์คิมิดีสสร้างเครื่องขว้างปาที่สามารถขว้างก้อนหินที่มีน้ำหนักประมาณ 250 กิโลกรัมด้วยความเร็วสูงและกลไกที่ขว้างท่อนซุงหนักจากฝั่งขึ้นเรือ ที่ ปีที่แล้วมีการทดลองหลายครั้งเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของคำอธิบายของ "อาวุธวิเศษแห่งสมัยโบราณ" นี้ โครงสร้างที่สร้างขึ้นได้แสดงประสิทธิภาพอย่างเต็มที่

สิ่งที่เรียกว่า "อุ้งเท้าของอาร์คิมิดีส" เป็นเครื่องยกที่ไม่เหมือนใคร ซึ่งเป็นต้นแบบของปั้นจั่นสมัยใหม่ มันเป็นคันโยกขนาดใหญ่ที่ยื่นออกมาจากกำแพงเมืองและติดตั้งเครื่องถ่วงน้ำหนัก(ดูสไลด์ 1).

Polybius นักประวัติศาสตร์ที่มีชื่อเสียงในสมัยโบราณเขียนว่าหากเรือโรมันพยายามจะลงจอดใกล้ Syracuse เครื่องนี้ซึ่งควบคุมโดยบุคคลที่ฝึกฝนมาเป็นพิเศษก็คว้าหัวเรือแล้วพลิกกลับ ชาวโรมันถูกบังคับให้ละทิ้งความคิดที่จะยึดเมืองโดยพายุและดำเนินการปิดล้อม Polybius เขียนว่า: “นั่นคือพลังมหัศจรรย์ของคนคนหนึ่ง หนึ่งพรสวรรค์ มุ่งสู่ธุรกิจบางอย่างอย่างชำนาญ ... ชาวโรมันสามารถเข้ายึดครองเมืองได้อย่างรวดเร็ว หากมีคนนำผู้เฒ่าคนหนึ่งออกจากกลุ่มชาวซีราคิวส์”

การประเมินบทบาทของอาร์คิมิดีสซึ่งเป็นช่างเครื่อง ข้าพเจ้าต้องการทราบว่าเขาได้คำนวณอย่างเหมาะสมและออกแบบกลไกที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งสามารถปรับปรุงและเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนไหวได้ ขอบคุณอาร์คิมิดีส มนุษย์เรียนรู้ที่จะเปิดตัว เรือใหญ่,สร้างยานรบ.

2.3 คันโยกคืออะไร.

แต่ความแข็งแกร่งของบุคคลนั้นมีจำกัด ดังนั้นเขาจึงมักใช้อุปกรณ์ (หรืออุปกรณ์) ที่ทำให้สามารถเปลี่ยนความแข็งแกร่งของบุคคลให้กลายเป็นพลังที่ยิ่งใหญ่กว่ามาก วัตถุหนัก (หิน ตู้ เครื่องจักร) ซึ่งไม่สามารถเคลื่อนย้ายได้โดยตรง ถูกย้ายจากที่ของมันโดยใช้ไม้เท้าที่ยาวและแข็งแรงเพียงพอ - คันโยก

คันโยกคือ แข็งสามารถหมุนรอบการสนับสนุนคงที่ คันโยกมีสองแขน ไหล่คือระยะจากจุดศูนย์กลางไปยังจุดที่ใช้กำลัง ชะแลง กระดาน และอื่นๆ สามารถใช้เป็นคันโยกได้ มีรูปแบบ:(ดูสไลด์ 1).

1) ยิ่งแขนยาวเท่าไหร่ก็ยิ่งต้องใช้แรงน้อยลงในการยกของเท่ากัน

2) ยิ่งแขนยิ่งยาว

3) แขนคันโยกกี่ครั้ง ต้องโหลดน้อยกว่ากี่ครั้งเพื่อรักษาสมดุล

ฉันสามารถกำหนดกฎเกณฑ์เหล่านี้ในภาษาที่นักเรียนชั้นประถมศึกษาเข้าใจได้เพราะ เรายังไม่คุ้นเคยกับสัดส่วนผกผันและคุณสมบัติของสัดส่วน และเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของกฎหมายด้วยสายตา การติดตั้งห้องปฏิบัติการที่สร้างขึ้นเอง - คันโยกที่ทำจากตัวสร้างเลโก้ - ช่วยได้

คันโยกมีสองประเภท

สำหรับคันโยกประเภทที่ 1 จุดรองรับ O คงที่อยู่ระหว่างแนวการกระทำของแรงที่ใช้และสำหรับคันที่ประเภทที่ 2 จะอยู่ที่ด้านใดด้านหนึ่ง(ดูสไลด์ 1).

การใช้เลเวอเรจช่วยให้คุณได้รับความแข็งแกร่ง ในการคำนวณกำลังที่เพิ่มขึ้นที่ได้รับโดยใช้คันโยก เราควรทราบกฎที่อาร์คิมิดีสค้นพบในศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสตกาล BC อี

ดังนั้น,ในการปรับสมดุลแรงที่น้อยกว่าด้วยแรงที่มากกว่านั้น จำเป็นที่ไหล่ของมันจะต้องมากกว่าไหล่ของแรงที่ใหญ่กว่า .

เนื่องจากอาร์คิมิดีสได้กำหนดกฎของคันโยกขึ้น จึงมีอยู่ในรูปแบบเดิมมาเกือบ 1900 ปีแล้ว

ดังนั้น ในกรณีส่วนใหญ่ เลเวอเรจจึงถูกใช้เพื่อให้ได้มาซึ่งความแข็งแกร่ง กล่าวคือ เพิ่มแรงที่กระทำต่อร่างกายหลายครั้ง

2. 4. พันธุ์ของคันโยก

ความหลากหลายของคันโยกเป็นกลไกง่ายๆ สองแบบ: บล็อกและเกท(ดูสไลด์ 1).

ปิดกั้น เป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะเป็นวงล้อที่มีร่องผ่านเชือก สายเคเบิล หรือโซ่

บล็อกมีสองประเภทหลัก - เคลื่อนย้ายได้และคงที่(ดูสไลด์ 1).

ที่บล็อกคงที่ แกนได้รับการแก้ไข และเมื่อยกของหนัก จะไม่ขึ้นหรือลง และที่บล็อกที่เคลื่อนที่ได้ แกนจะเคลื่อนที่ไปพร้อมกับโหลด บล็อกคงที่ไม่ได้ให้ความแข็งแกร่ง ใช้สำหรับเปลี่ยนทิศทางของแรง ตัวอย่างเช่น การใช้แรงกดลงกับเชือกที่ขว้างข้ามบล็อกดังกล่าว เราทำให้น้ำหนักบรรทุกสูงขึ้น

สถานการณ์จะแตกต่างกับบล็อกที่กำลังเคลื่อนที่ บล็อกนี้อนุญาตให้แรงขนาดเล็กสร้างสมดุลของแรงได้มากกว่า 2 เท่า

ในทางปฏิบัติมักใช้การรวมกันของบล็อกที่เคลื่อนย้ายได้กับบล็อกแบบตายตัว สิ่งนี้ทำให้คุณสามารถเปลี่ยนทิศทางของแรงกระทำด้วยการเพิ่มกำลังสองเท่าพร้อมกัน

เพื่อให้ได้ความแข็งแรงมากขึ้นจึงใช้กลไกการยกที่เรียกว่ารอกโซ่ . คำภาษากรีก"Polyspast" เกิดจากสองราก: "poly" - a lot และ "spao" - ฉันดึงเพื่อให้โดยทั่วไปกลายเป็น "multi-thrust"(ดูสไลด์ 1).

รอกโซ่ประกอบด้วยคลิปหนีบสองอัน อันหนึ่งประกอบด้วยบล็อกตายตัวสามอัน และอีกอันเป็นบล็อกที่เคลื่อนย้ายได้สามอัน เนื่องจากบล็อกที่เคลื่อนที่ได้แต่ละบล็อกจะเพิ่มแรงฉุดลากเป็นสองเท่า โดยทั่วไปแล้ว รอกโซ่จะเพิ่มกำลังขึ้นหกเท่า

ประตูประกอบด้วยกระบอกสูบ (กลอง) และที่จับติดอยู่ กลไกง่ายๆ นี้ถูกประดิษฐ์ขึ้นในสมัยโบราณ ส่วนใหญ่มักใช้ในการยกน้ำจากบ่อน้ำ(ดูสไลด์ 1).

กลไกขั้นสูงคือกว้าน เป็นการรวมกันของประตูที่มีล้อเฟืองสองล้อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน เครื่องกว้านสามารถคิดได้ว่าเป็นการรวมกันของสองรอก(ดูสไลด์ 1).

การปฏิบัติที่มีอายุหลายศตวรรษได้พิสูจน์แล้วว่าไม่มีกลไกใดที่เอื้ออำนวยต่อการทำงาน ใช้เพื่อเอาชนะความแข็งแกร่งหรือเส้นทางขึ้นอยู่กับสภาพการทำงาน นักวิทยาศาสตร์โบราณรู้กฎแล้ว: กี่ครั้งที่เราชนะในความแข็งแกร่ง กี่ครั้งที่เราสูญเสียในระยะทาง กฎนี้เรียกว่า "กฎทอง" ของกลศาสตร์ ผู้เขียนคือนักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณ Heron of Alexandria ซึ่งอาศัยอยู่ในฉันศตวรรษ AD(ดูสไลด์ 1).

สาม . ส่วนที่ใช้งานได้จริง

เรียนแล้ว วัสดุทางทฤษฎีเกี่ยวกับประวัติของคันโยก เกี่ยวกับผู้ค้นพบ เกี่ยวกับหลักการทำงานและความหลากหลาย ฉันตัดสินใจทำการวิจัย

3.1. คันโยกในเทคโนโลยีและในชีวิตประจำวัน

ในของเรา โลกสมัยใหม่คันโยกใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในธรรมชาติและใน โลกที่มนุษย์สร้างขึ้นที่มนุษย์สร้างขึ้น แทบทุกกลไกที่เปลี่ยนแปลง การเคลื่อนไหวทางกลในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งใช้เลเวอเรจ

คันโยกพบกันใน ส่วนต่างๆร่างกายของมนุษย์และสัตว์ เช่น แขนขา ขากรรไกร คันโยกจำนวนมากสามารถเห็นได้ในร่างของแมลงและนก

คันโยกก็เป็นเรื่องธรรมดาในชีวิตประจำวันเช่นกัน นี่คือก๊อกน้ำ ประตู และเครื่องใช้ในครัวต่างๆ(ดูสไลด์ 1).

กฎของคันโยกรองรับการทำงานของเครื่องชั่งคันโยก เครื่องมือและอุปกรณ์ประเภทต่างๆ ที่ใช้ในการเพิ่มความแข็งแรงหรือระยะห่าง(ดูสไลด์ 1).

เราสามารถสังเกตการเพิ่มความแข็งแรงและระยะทางเมื่อใช้กรรไกร กรรไกรเป็นคันโยกซึ่งแกนหมุนซึ่งผ่านสกรูที่เชื่อมต่อกรรไกรทั้งสองส่วน อุปกรณ์ของพวกเขาจะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของกรรไกร กรรไกรตัดกระดาษมีใบมีดยาวและด้ามยาวเกือบเท่ากันตัดกระดาษไม่ต้องใช้แรงมาก และ ใบมีดยาวง่ายต่อการตัดเป็นเส้นตรง ในกรณีนี้ เรามีระยะเพิ่มขึ้น กรรไกรตัดเล็บ แผ่นโลหะมีด้ามจับที่ยาวกว่าใบมีดมาก เนื่องจากความต้านทานของโลหะนั้นยอดเยี่ยมและเพื่อให้สมดุล ไหล่ของแรงกระทำจึงต้องเพิ่มขึ้นอย่างมาก ความแตกต่างระหว่างความยาวของด้ามจับและระยะห่างของชิ้นส่วนที่ตัดกับแกนของการหมุนในเครื่องตัดลวดนั้นยิ่งใหญ่กว่า เห็นได้ชัดว่าในกรณีเหล่านี้มีความแข็งแกร่ง (ดูสไลด์ 1).

คันโยกยังใช้ในเครื่องมืออื่น ๆ ด้วย - นี่คือที่จับของอวนและโต๊ะทำงาน, คันโยกของเครื่องมือกล, เครื่องมือช่างไม้, เครื่องมือกู้ภัย ฯลฯ(ดูสไลด์ 1).

แน่นอนคันโยก ชนิดที่แตกต่างทั่วไปในเทคโนโลยี ที่สุด ตัวอย่างง่ายๆแอปพลิเคชันของพวกเขาคือคันเกียร์ในรถยนต์, แป้นเหยียบรถหรือรถแทรกเตอร์ , เบรกมือจักรยาน(ดูสไลด์ 1).

แม้แต่ปากกา จักรเย็บผ้าและแป้นเปียโนก็เป็นคันโยกด้วย(ดูสไลด์ 1).

เราทุกคนรักกีฬา! และถ้าเรามองอย่างใกล้ชิด เราจะเห็นว่ามีการใช้เลเวอเรจในพื้นที่นี้ด้วยกระโดดสูงเสาตัวอย่างที่ชัดเจนมาก ด้วยความช่วยเหลือของคันโยกยาวประมาณสามเมตรและการใช้ความพยายามที่เหมาะสม นักกีฬาจะขึ้นไปบนความสูงที่เวียนหัวได้ถึงหกเมตร นอกจากนี้ อุปกรณ์กีฬาจำนวนมากยังติดตั้งคันโยก(ดูสไลด์ 1).

สำหรับใดๆ สถานที่ก่อสร้างรถขุดงานและหอคอย ปั้นจั่นคือการรวมกันของคันโยก, บล็อก, ประตู ขึ้นอยู่กับ "พิเศษ" เครนมี การออกแบบต่างๆและลักษณะ(ดูสไลด์ 1).

เลเวอเรจถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายใน เกษตรกรรม– รถแทรกเตอร์ รถผสม รถหว่านเมล็ด และกลไกอื่นๆ(ดูสไลด์ 1).

ดังนั้น,ในกรณีส่วนใหญ่กลไกง่าย ๆ (กรีก "mekhane" - เครื่องจักรเครื่องมือ) ถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มความแข็งแกร่ง

3.2. งานห้องปฏิบัติการ

อุปกรณ์ : คันโยกบนขาตั้งกล้อง, ชุดตุ้มน้ำหนัก, ไม้บรรทัด

เป้า : หาสภาวะสมดุลของคันโยก

ความคืบหน้า.

1. โดยการหมุนน็อตที่ปลายคันโยก ทำให้ผมปรับสมดุลให้อยู่ในแนวนอน

2. ระงับน้ำหนักสามตัวไว้ที่ไหล่ซ้ายของคันโยกที่ระยะ 7 ซม. จากแกนหมุน

3. โดยการทดลองฉันกำหนดตำแหน่งบนไหล่ขวาของคันโยกซึ่งควรแขวนน้ำหนักไว้หนึ่งอันเพื่อให้สมดุลกับสามอันก่อนหน้า ฉันวัดระยะทางจากสถานที่นี้ถึงแกนหมุน

4. สมมติว่าโหลดแต่ละครั้งมีน้ำหนัก 1 N ฉันกรอกตาราง

5. สรุปความถูกต้องของกฎดุลคันโยก

(ดูสไลด์ 1).

F2

l2 : l1

7 ซม

3H

21 ซม

1H

10 ซม.

2H

20 ซม

1H

9 ซม.

4H

18 ซม.

2H

3.3 การทดลองที่บ้าน

การใช้หนังสือของ Ya.I. เพเรลแมน " ฟิสิกส์ที่สนุกสนาน"และวัสดุของเว็บไซต์อินเทอร์เน็ต" เจ๋ง! ฟิสิกส์ "และ" ฟิสิกส์รอบตัวเรา "ทำการทดลองที่สนุกสนานด้วยคันโยก

1. รถยนต์. (ดูสไลด์ 1).

เอาตัวใหญ่กับตัวเล็กครับ รถของเล่น. ฉันวางไว้ที่ปลายไม้บรรทัดวางตรงกลางด้วยดินสอกลม เครื่องใหญ่ดึงขึ้น, tk. เธอหนักกว่า ถ้าคุณขยับดินสอเข้าไปใกล้เครื่องพิมพ์ดีดตัวใหญ่ ดินสอก็จะสมดุล เมื่อฉันขยับดินสอเข้าไปใกล้เครื่องพิมพ์ดีดตัวใหญ่ อันเล็กก็มีน้ำหนักเกิน

2. ความแข็งแกร่งของนิ้วเป็นอย่างไร?

ฉันเอาไม้จิ้มฟันสองรอบ ใส่ไม้จิ้มฟันหนึ่งอันตรงกลาง นิ้วกลาง(ใกล้กับเล็บมากขึ้น) และปลาย - ดัชนีและนิรนาม พยายามหักไม้จิ้มฟันด้วยการกดด้วยดัชนีและ นิ้วนาง. เขาเลื่อนไม้จิ้มฟันไปที่กลางนิ้วของเขา พยายามหักไม้จิ้มฟันอีกครั้ง เมื่อไม้จิ้มฟันอยู่ที่ปลายนิ้ว แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำลายมัน (นิ้วทำหน้าที่เป็นคันโยกประเภทที่สองคล้ายกับแคร็กเกอร์) จุดหมุนคือจุดเริ่มต้นของนิ้วมือยิ่งไม้จิ้มฟันอยู่ห่างจากจุดหมุนมากเท่าไหร่ก็ยิ่งต้องใช้แรงมากขึ้นเท่านั้น ?????

3. โพลิสปาสต์

เขาผูกเชือกไว้กับด้ามไม้สกี ฉันวางไม้ทั้งสองไว้ห่างจากกัน 50 ซม. แล้วพันเชือกไว้รอบด้ามจับสามครั้ง ดึงปลายเชือกที่ว่างออกขณะที่ผู้ช่วยของฉันพยายามตัดไม้ แม้ว่าเพื่อนของฉันกำลังพยายามแยกแท่งไม้ออกจากกัน แต่ฉันคนเดียวก็สามารถขยับมันเข้าด้วยกันได้ (ไม้และเชือกมีลักษณะเหมือนรอกโซ่ - แรงของฉันถูกคูณด้วยเชือกที่พันรอบด้ามไม้ ดังนั้นฉันจึงได้กำลังเพิ่มขึ้นเกือบห้าเท่าเมื่อเทียบกับผู้ช่วยของฉัน

4. คันโยก (ดูสไลด์ 1).

ไม้ธรรมดาได้กลายเป็นคันโยกสำหรับบุคคล - กลไกที่ง่ายที่สุด บนแท่งธรรมดาจะสะดวกมากสำหรับสองคนในการบรรทุกสิ่งของ คุณสามารถยกและเคลื่อนย้ายตุ้มน้ำหนักได้อย่างง่ายดาย

ประสบการณ์ 1 ฉันหยิบไม้แท่งยาวๆ วางไว้ใต้ด้ามกระเป๋าเดินทาง และเมื่อเชิญเพื่อนมาช่วย เราก็ยกกระเป๋าขึ้นพร้อมกัน หากกระเป๋าเดินทางอยู่ตรงกลางพอดี เราก็บรรทุกของได้เท่ากัน เมื่อเราย้ายกระเป๋าเดินทางไปที่ปลายด้านหนึ่งของไม้ ทุกอย่างเปลี่ยนไป โหลดได้เบาขึ้นสำหรับผู้ที่ถือปลายยาว ไหล่ของคันโยกเปลี่ยนไปและอัตราส่วนของแรงที่รับน้ำหนักในตำแหน่งยกก็เปลี่ยนไปเช่นกัน มือของเราแต่ละคนรองรับคันโยกและหากระยะห่างในการบรรทุกน้อยกว่าโหลดที่จุดศูนย์กลางนี้จะมากขึ้น

ประสบการณ์2 . ฉันเอาไม้เล็กๆ ตอกตะปูเข้าไปที่ด้านข้างใกล้กับปลายด้านหนึ่ง ฉันใส่เหล็กที่ปลายนี้ (ต้องใช้ตะปูเพื่อไม่ให้เตารีดลื่นบนพื้น) แล้ววางคันโยกที่ด้านหลังของเก้าอี้ จับคันโยกที่ปลายอิสระ เขาขยับมัน ตอนนี้นำจุดศูนย์กลางเข้ามาใกล้น้ำหนักบรรทุกมากขึ้น แล้วเคลื่อนตัวออกห่างจากคันโยก ฉันพบว่ายิ่งระยะห่างจากมือถึงจุดศูนย์กลางมากขึ้นเท่าไหร่ ก็ยิ่งรับน้ำหนักได้ง่ายขึ้นเท่านั้น ฉันได้ผลลัพธ์แบบเดียวกันเมื่อฉันขยับมือไปตามคันโยกไปยังจุดศูนย์กลาง โดยเว้นระยะห่างจากจุดศูนย์กลางไปยังโหลดไม่เปลี่ยนแปลง

5. ฉันดึงเล็บออก

ฉันตอกตะปูลงบนท่อนไม้ 2/3 ของความยาวโดยใช้ค้อน เขาพยายามดึงตะปูออกจากท่อนไม้ด้วยมือของเขา ฉันไม่ประสบความสำเร็จ ต่อให้พยายามแค่ไหนก็ตาม จากนั้นฉันก็หยิบตะปูและดึงเล็บออกมาอย่างง่ายดาย ที่ดึงเล็บในกรณีของฉันทำหน้าที่เป็นคันโยกซึ่งเป็นเครื่องมือง่ายๆ ที่ใช้สำหรับเอาชนะการต่อต้านที่จุดที่สอง โดยใช้กำลัง

3.4. การผลิตอุปกรณ์และรุ่นที่ทำงานบนหลักการของคันโยก

ด้วยการใช้ความรู้ที่ได้จากการศึกษาคันโยก ฉันได้สร้างอุปกรณ์และแบบจำลองต่อไปนี้ด้วยความช่วยเหลือจากพ่อของฉัน

1. กว้านด้วยมือของคุณเอง (ดูสไลด์ 1).

จาก ถนนไม่ดีไม่มีใครทำประกันและถ้ารถของคุณติดอยู่ในโคลนเพียงกว้านจะช่วยประหยัดได้ มันคุ้มค่าไหมที่จะใช้เงินจำนวนมากกับของแพงและซื้อในร้านค้าเมื่อคุณสามารถสร้างเครื่องกว้านด้วยมือของคุณเอง

พวกเราต้องการ:

แกนสำหรับการหมุนและท่อที่เหมาะสม 2 ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าและเล็กกว่า

เชือกแข็งแรง

ความคืบหน้า:

กว้านทำมือของเราทำงานบนหลักการของคันโยก สำหรับฐาน กว้านโฮมเมดสามารถทำหน้าที่เป็นชิ้นส่วนของท่อ ในการทำให้ท่อใช้งานได้ต้องวางบนแกนและยึดด้วยสายเคเบิล ต้องพันสายพันรอบท่อหลาย ๆ รอบแล้วสวมที่จับ

เมื่อหมุนที่จับ ท่อจะหมุนไปตามแกน และพันสายไฟไว้รอบๆ เครื่องกว้านดังกล่าวมีประโยชน์ไม่เพียง แต่จะดึงรถออกจากโคลนเท่านั้น แต่ยังช่วยเคลื่อนย้ายสิ่งของต่าง ๆ เช่นในประเทศ

2. โพลิสปาสต์ (ดูสไลด์ 1).

ฉันเอาสายไนลอนที่แข็งแรง 2 บล็อกแยกกันเป็นภาระ ฉันประกอบการรวมกันของ 1 เคลื่อนย้ายได้และ 1 บล็อกคงที่และแก้ไขตอนนี้ฉันสามารถยกของที่ฉันไม่สามารถถือได้โดยไม่ต้องใช้รอกโซ่

หลังจากทำการทดลองกับไดนาโมมิเตอร์ ฉันเชื่อมั่นว่ารอกโซ่ให้กำลังเพิ่มขึ้นสองเท่า!

IV . บทสรุป.

จากผลงานที่ได้ลงมือไป ผมมั่นใจว่า กฎถัดไป- กี่ครั้งที่เราชนะในความแข็งแกร่ง กี่ครั้งที่เราสูญเสียในระยะทาง

ฉันได้เรียนรู้เกี่ยวกับประวัติของคันโยก ผู้ค้นพบ หลักการทำงานและความหลากหลาย

คันโยก ประเภทต่างๆพบกันใน ชีวิตประจำวันในทุกขั้นตอน:

รถสาลี่จะพกพาสะดวกถ้ามีด้ามยาว

การดึงเล็บออกจะง่ายกว่าหากเครื่องดึงเล็บยาว

การขันน็อตให้แน่นด้วยประแจที่มีด้ามยาวนั้นง่ายกว่ามาก

คุณไม่ควรลืม "กฎทอง" ของกลไก ซึ่งลดความซับซ้อนดังนี้: เพิ่มกำลัง - สูญเสียระหว่างทาง บางครั้งมันก็คุ้มค่าที่จะเสียสละเส้นทางที่สั้นกว่าเพื่อเอาชนะความแข็งแกร่ง งานจะยังคงเหมือนเดิม แต่จะง่ายกว่าที่จะทำเพราะการเพิ่มเส้นทางสอดคล้องกับเวลาที่เพิ่มขึ้น และในระยะเวลาที่นานขึ้น งานก็ทำได้ง่ายกว่า - สิ่งนี้ชัดเจนสำหรับทุกคน

เมื่อออกแบบเครื่องจักร มันก็เกิดขึ้นในทางกลับกัน เมื่อคุณต้องเสียสละความแข็งแกร่งเพื่อที่จะชนะบนท้องถนน เพื่อชนะในเวลา

ในขณะที่ทำงานเกี่ยวกับหัวข้อนี้ I ประสบการณ์ของตัวเองฉันเชื่อมั่นว่าคันโยกและความหลากหลายของมันทำให้บุคคลได้รับความแข็งแกร่งหรือระยะทางจริง ๆ หรือใช้เพื่อความสะดวก ดังนั้น เขาจึงยืนยันสมมติฐานของเขาว่าไม่ใช่ผู้ชายที่แข็งแกร่งทุกคนจะแข็งแกร่งเสมอไป ตอนนี้ฉันแข็งแกร่งขึ้นไม่เพียงแต่ผ่านการฝึกฝนร่างกายทุกวัน แต่ยังใช้ความรู้ใหม่ที่ฉันได้รับด้วย ชื่อผลงานของฉันไม่ควรออกเสียงด้วยน้ำเสียงที่มีการยืนยัน ตรงกันข้ามถ้ามีปัญญาย่อมมีความแข็งแกร่ง เอกสารการวิจัยของฉันจะมีประโยชน์อย่างแน่นอนในบทเรียนของโลกรอบข้างใน โรงเรียนประถมและบางทีในบทเรียนฟิสิกส์ในชั้นประถมศึกษาปีที่ 7

โดยสรุป ฉันอยากจะจำคำพูดของเม่นจากเทพนิยายที่ยอดเยี่ยมของ Vladimir Suteev เรื่อง "The lifesaver": "คุณสามารถหาไม้เท้าได้เสมอ แต่นี่คือเครื่องช่วยชีวิต - และนี่คือเครื่องช่วยชีวิต!"

วรรณกรรม

1. Balashov M.M. ฟิสิกส์. – ม.: การตรัสรู้, 1994.

2. Katz Ts.B. ชีวฟิสิกส์ในบทเรียนฟิสิกส์ – ม.: การตรัสรู้, 1988.

3. Perelman Ya.I. ฟิสิกส์ที่สนุกสนาน เล่ม 1 - ม.: เนาก้า, 2522.

4. ฟิสิกส์. เกรด 7 / Gromov S.V. , Rodina N.A. – ม.: การตรัสรู้, 2000.

5. ฟิสิกส์ ป.7 / Peryshkin A.V. , Rodina N.A. – ม.: ดรอฟา, 2546.

6. สารานุกรมสำหรับเด็ก ต. 14 - เทคนิค. – ม.: Avasta+, 2000.

7. ฉันรู้จักโลก สารานุกรมสำหรับเด็ก - โลกแห่งความงาม – ม.: Astrel, 2004.

แอปพลิเคชัน

รายงานภาพถ่าย

งานห้องปฏิบัติการ"การชี้แจงเงื่อนไขความสมดุลของคันโยก"

การทดลองของฉัน http://vse-svoimiruchkami.ru/glavnaya/ )

ทำรอกโซ่

ทัวร์ชมเมืองการประชุมระหว่างโรงเรียน

"ก้าวแรกในวิทยาศาสตร์".

ตำแหน่งงาน“มีพลัง! ใจไม่จำเป็น?

นักเรียน (นามสกุล, ชื่อเต็ม)อับรามอฟ ดานิลา

MBOU SOSH ________ 32__ ชั้น ___________ 4 B

ผู้จัดการงานZibert Galina Ivanovna

ลักษณะงาน (โครงงาน / บทคัดย่อ / วิจัย)ศึกษา

เกณฑ์การประเมินผลงาน

1) การปฏิบัติตามข้อกำหนดสำหรับการออกแบบงานตรงตามข้อกำหนดทั้งหมด .

2) ปริมาณของวัสดุที่ศึกษา:ค้นหาข้อมูลในวรรณคดีและอินเทอร์เน็ต การสังเกต คำอธิบายและการวัด งานทดลอง การสร้างแบบจำลอง

3) คุณค่าทางปัญญา ความเกี่ยวข้อง ความสำคัญเชิงปฏิบัติและเชิงทฤษฎีของเนื้อหาที่ศึกษาในการทำงานมีการศึกษาที่มาและประเภทของคันโยกทำการทดลองด้วยคันโยกและจำลองอุปกรณ์ที่ทำงานบนหลักการของคันโยก

4) ปัญหา สมมติฐาน เป้าหมาย งานของงานสมมติฐาน: เป็นไปได้มากว่ามีกลไกที่ช่วยให้บุคคลแข็งแกร่งขึ้น วัตถุประสงค์: เพื่อค้นหาหลักการทำงานของกลไกที่ง่ายที่สุด วัตถุประสงค์: เพื่อทำการทดลองเพื่อระบุคุณสมบัติของคันโยกและหลักการทำงานของคันโยก

5) ทักษะการวิจัย (ข้อโต้แย้ง ข้อสรุป การรู้หนังสือ การนำเสนออย่างมีเหตุมีผล การปฏิบัติตามรูปแบบการนำเสนอทางวิทยาศาสตร์)งานทำถูกต้องแล้ว สไตล์วิทยาศาสตร์การนำเสนอ ข้อสรุปจะถูกวาดขึ้นสำหรับแต่ละประสบการณ์และสำหรับการทำงานโดยรวม

ลายเซ็นของผู้ตรวจสอบ (การถอดเสียงด้วยลายมือชื่อ)

Uyukina Ludmila Grigorevna

เรื่องราว

มนุษย์เริ่มใช้คันโยกในสมัยก่อนประวัติศาสตร์โดยเข้าใจหลักการของมันอย่างสังหรณ์ใจ เครื่องมือเช่นจอบหรือไม้พายถูกนำมาใช้เพื่อลดปริมาณแรงที่บุคคลต้องใช้ ในสหัสวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราชในเมโสโปเตเมีย ใช้เครื่องชั่งโดยใช้หลักการของคันโยกเพื่อให้ได้ความสมดุล ต่อมาในกรีซมีการประดิษฐ์โรงเหล็กซึ่งทำให้สามารถเปลี่ยนไหล่ของการใช้กำลังได้ซึ่งทำให้การใช้ตาชั่งสะดวกยิ่งขึ้น ประมาณ 1500 ปีก่อนคริสตกาล อี ในอียิปต์และอินเดีย shaduf ปรากฏขึ้นซึ่งเป็นบรรพบุรุษของปั้นจั่นสมัยใหม่ซึ่งเป็นอุปกรณ์สำหรับยกเรือด้วยน้ำ

ไม่ทราบว่านักคิดในสมัยนั้นพยายามอธิบายหลักการของคันโยกหรือไม่ คำอธิบายเป็นลายลักษณ์อักษรครั้งแรกได้รับในศตวรรษที่ III ก่อนคริสต์ศักราช อี อาร์คิมิดีสเชื่อมโยงแนวคิดของแรง โหลด และไหล่ กฎแห่งความสมดุลที่เขาได้กำหนดไว้ยังคงใช้อยู่และมีเสียงดังนี้: “แรงที่คูณด้วยแขนบังคับของแรงจะเท่ากับโหลดคูณด้วยแขนรับน้ำหนัก โดยที่แขนรับแรงคือระยะจากจุดที่ใช้แรง กับส่วนรองรับและแขนรับน้ำหนักคือระยะห่างจากจุดใช้งานของโหลดไปยังส่วนรองรับ ตามตำนาน เมื่อตระหนักถึงความสำคัญของการค้นพบนี้ อาร์คิมิดีสจึงร้องอุทาน: "ขอจุดศูนย์กลางให้ฉัน แล้วฉันจะเปลี่ยนโลก!"

ในโลกสมัยใหม่หลักการของคันโยกนั้นถูกใช้ทุกที่ เกือบทุกกลไกที่เปลี่ยนการเคลื่อนไหวทางกลไกจะใช้คันโยกในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง เครน เครื่องยนต์ คีม กรรไกร และกลไกและเครื่องมืออื่นๆ อีกหลายพันรายการใช้คันโยกในการก่อสร้าง

หลักการทำงาน

หลักการทำงานของคันโยกเป็นผลโดยตรงจากกฎการอนุรักษ์พลังงาน ในการขยับคันโยกเป็นระยะทาง แรงที่กระทำต่อด้านข้างของน้ำหนักบรรทุกต้องทำงานเท่ากับ:

.

มองจากอีกด้านหนึ่ง แรงที่กระทำจากอีกด้านหนึ่งต้องทำงาน

,

การกระจัดของปลายคันโยกที่ใช้แรงอยู่ที่ไหน เพื่อให้กฎการอนุรักษ์พลังงานเป็นจริงสำหรับระบบปิด การทำงานของกองกำลังกระทำการและฝ่ายตรงข้ามจะต้องเท่าเทียมกัน นั่นคือ:

, .

ตามคำจำกัดความของความคล้ายคลึงกันของรูปสามเหลี่ยม อัตราส่วนของการกระจัดของปลายทั้งสองของคันโยกจะเท่ากับอัตราส่วนของแขน:

, เพราะเหตุนี้ .

เมื่อพิจารณาว่าผลคูณของแรงและระยะทางเป็นโมเมนต์ของแรง เราสามารถกำหนดหลักการสมดุลของคานงัดได้ คันโยกจะอยู่ในสมดุลหากผลรวมของโมเมนต์ของแรง (โดยคำนึงถึงเครื่องหมาย) ที่ใช้กับมันเท่ากับศูนย์

สำหรับคันโยก เช่นเดียวกับกลไกอื่นๆ จะมีการแนะนำคุณลักษณะที่แสดงผลทางกลที่สามารถรับได้จากคันโยก ลักษณะดังกล่าวคืออัตราทดเกียร์ซึ่งแสดงให้เห็นว่าโหลดและแรงที่ใช้มีความสัมพันธ์กันอย่างไร:

.

คันผสม

คันโยกแบบผสมคือระบบของคันโยกแบบธรรมดาสองคันหรือมากกว่าที่เชื่อมต่อกันในลักษณะที่แรงเอาท์พุตของคันโยกหนึ่งเป็นแรงป้อนเข้าสำหรับคันโยกถัดไป ตัวอย่างเช่น สำหรับระบบของคันโยกสองคันที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม ถ้าแรงถูกนำไปใช้กับแขนอินพุตของคันโยกแรก แรงเอาต์พุตจะอยู่ที่ปลายอีกด้านของคันโยกนี้ และพวกเขาจะเชื่อมต่อโดยใช้อัตราทดเกียร์:

.

ในกรณีนี้ แรงเดียวกันจะกระทำกับแขนอินพุตของคันโยกที่สอง และแรงขับของคันโยกที่สองและระบบทั้งหมดจะเป็น อัตราทดเกียร์ของสเตจที่สองจะเท่ากับ:

.

ในกรณีนี้ ผลกระทบทางกลของทั้งระบบ นั่นคือ คอมโพสิตคันโยกทั้งหมด จะถูกคำนวณเป็นอัตราส่วนของกำลังรับเข้าและส่งออกสำหรับทั้งระบบ นั่นคือ:

.

ดังนั้นอัตราทดเกียร์ของคันโยกคอมโพสิตที่ประกอบด้วยสองอันธรรมดาจะเท่ากับผลคูณของอัตราทดเกียร์ของคันโยกธรรมดาที่รวมอยู่ในนั้น

แนวทางการแก้ปัญหาเดียวกันนี้สามารถนำไปใช้กับ more ระบบที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วย n levers ในกรณีทั่วไป ในกรณีนี้จะมี 2n arm ในระบบ อัตราทดเกียร์สำหรับระบบดังกล่าวจะคำนวณโดยสูตร:

,

ดังที่เห็นได้จากสูตรของกรณีนี้ เป็นความจริงเช่นกันที่อัตราทดเกียร์ของคันเกียร์ทบต้นเท่ากับผลคูณของอัตราทดเกียร์ขององค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบ

ประเภทคันโยก

แยกแยะ คันโยกประเภทที่ 1ซึ่งจุดศูนย์กลางอยู่ระหว่างจุดที่ใช้กำลังและ คันโยกแบบที่ 2ซึ่งจุดใช้กำลังตั้งอยู่ด้านหนึ่งของแนวรับ ท่ามกลาง คันโยกแบบที่ 2จัดสรร คันโยกประเภทที่ 3ด้วยจุดที่ใช้แรง "เข้ามา" เข้าใกล้จุดศูนย์กลางมากกว่าโหลดซึ่งให้ความเร็วและระยะทางเพิ่มขึ้น

ตัวอย่าง: เลเวอเรจ แรกชนิด - ชิงช้าเด็ก (คานประตู), กรรไกร; การงัด ที่สองชนิด - รถสาลี่ (ศูนย์กลาง - ล้อ) ยกวัตถุด้วยชะแลงในการเคลื่อนไหวขึ้น; การงัด ที่สามเรียงลำดับ - ประตูท้ายหรือเครื่องดูดควัน รถยนต์บนสปริงแก๊สยกตัวรถดั๊ม (มีกระบอกไฮดรอลิกอยู่ตรงกลาง) ขยับกล้ามเนื้อแขนและขาของบุคคลและสัตว์

ดูสิ่งนี้ด้วย

• คันโยก (เทคนิค)

หมายเหตุ

วรรณกรรม

• // . เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก 1831

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010 .

คำพ้องความหมาย:

ตั้งแต่สมัยโบราณ ผู้คนได้ใช้อุปกรณ์ช่วยเหลือต่างๆ เพื่ออำนวยความสะดวกในการทำงาน บ่อยแค่ไหนที่เราต้องเคลื่อนย้ายของหนักๆ เราใช้ไม้หรือเสาเป็นตัวช่วย นี่คือตัวอย่างกลไกง่ายๆ - คันโยก

การประยุกต์ใช้กลไกง่ายๆ

มีกลไกง่าย ๆ หลายประเภท นี่คือคันโยก บล็อก ลิ่ม และอื่นๆ อีกมากมาย ในทางฟิสิกส์ กลไกง่ายๆ เรียกว่าอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนแรง ระนาบเอียงที่ช่วยหมุนหรือดึงของหนักขึ้นก็เป็นกลไกง่ายๆ เช่นกัน การใช้กลไกง่ายๆ เป็นเรื่องธรรมดามากทั้งในการผลิตและที่บ้าน ส่วนใหญ่มักจะใช้กลไกง่าย ๆ เพื่อให้ได้ความแข็งแกร่งนั่นคือเพื่อเพิ่มแรงที่กระทำต่อร่างกายหลายเท่า

คันโยกในฟิสิกส์เป็นกลไกง่ายๆ

หนึ่งในกลไกที่ง่ายและธรรมดาที่สุดที่ศึกษาในวิชาฟิสิกส์ในชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 คือคันโยก ในทางฟิสิกส์ คันโยกคือตัวที่แข็งแรงซึ่งสามารถหมุนไปรอบๆ ฐานรองรับคงที่ได้

คันโยกมีสองประเภทสำหรับคันโยกประเภทแรก จุดศูนย์กลางอยู่ระหว่างแนวการกระทำของแรงที่ใช้ ที่คันโยกประเภทที่สองจุดศูนย์กลางอยู่ที่ด้านใดด้านหนึ่ง นั่นคือถ้าเรากำลังพยายามเคลื่อนย้ายวัตถุหนักด้วยชะแลงแล้วคันโยกประเภทแรกคือสถานการณ์เมื่อเราวางบล็อกไว้ใต้ชะแลงแล้วกดลงบนปลายชะแลงที่ว่าง ในกรณีนี้ แถบจะเป็นตัวรองรับคงที่ และแรงที่ใช้จะอยู่ที่ทั้งสองด้าน และคันโยกแบบที่สองคือเมื่อเราเอาขอบชะแลงไปอยู่ใต้น้ำหนักแล้วดึงชะแลงขึ้นจึงพยายามพลิกวัตถุ ที่นี่จุดศูนย์กลางอยู่ที่จุดที่ชะแลงอยู่บนพื้น และแรงที่ใช้จะอยู่ที่ด้านหนึ่งของจุดหมุน

กฎแห่งความสมดุลของแรงบนคันโยก

การใช้คันโยกทำให้เรามีกำลังและยกของหนักด้วยมือเปล่า ระยะทางจากจุดศูนย์กลางไปยังจุดที่ใช้แรงเรียกว่าไหล่ของแรง นอกจากนี้, คุณสามารถคำนวณความสมดุลของแรงบนคันโยกได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้:

F1/ F2 = l2 / l1,

โดยที่ F1 และ F2 คือแรงที่กระทำต่อคันโยก
และ l2 และ l1 เป็นไหล่ของกองกำลังเหล่านี้

นี่คือกฎสมดุลของคันโยกซึ่งกล่าวว่าคันโยกอยู่ในสมดุลเมื่อแรงที่กระทำต่อมันแปรผกผันกับไหล่ของแรงเหล่านี้ กฎข้อนี้ก่อตั้งโดยอาร์คิมิดีสในศตวรรษที่สามก่อนคริสต์ศักราช จากนี้ไปแรงที่น้อยกว่าก็สามารถทำให้แรงที่ใหญ่กว่านั้นสมดุลได้ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ไหล่ของกำลังที่เล็กกว่าต้องมากกว่าไหล่ของกำลังที่มากกว่า และการเพิ่มความแข็งแรงที่ได้รับโดยใช้คันโยกนั้นพิจารณาจากอัตราส่วนของไหล่ของแรงที่ใช้

ความแข็งแกร่งของมนุษย์มีจำกัด ดังนั้นเขาจึงมักใช้อุปกรณ์ (หรืออุปกรณ์) ที่ช่วยให้เขาเปลี่ยนความแข็งแกร่งของเขาให้เป็นพลังที่ยิ่งใหญ่กว่าอย่างเห็นได้ชัด ตัวอย่างของอุปกรณ์ดังกล่าวคือคันโยก

คันโยกเป็นลำตัวที่แข็งแรงสามารถหมุนได้รอบการรองรับแบบตายตัว ชะแลง กระดาน และอื่นๆ สามารถใช้เป็นคันโยกได้

คันโยกมีสองประเภท ที่ คันที่ 1จุดรองรับคงที่ O ตั้งอยู่ระหว่างแนวการกระทำของแรงที่ใช้ (รูปที่ 47) และ คันที่ 2ตั้งอยู่ด้านใดด้านหนึ่ง (รูปที่ 48) การใช้เลเวอเรจช่วยให้คุณได้รับความแข็งแกร่ง ตัวอย่างเช่น พนักงานที่แสดงในรูปที่ 47 ใช้แรง 400 นิวตันกับคันโยก จะสามารถยกของที่มีน้ำหนัก 800 นิวตัน หาร 800 นิวตัน ด้วย 400 นิวตัน เราจะได้แรงเพิ่มขึ้นเท่ากับ 2

ในการคำนวณกำลังที่เพิ่มขึ้นที่ได้รับโดยใช้คันโยก เราควรทราบกฎที่อาร์คิมิดีสค้นพบในศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสตกาล BC อี ลองทำการทดลองเพื่อสร้างกฎนี้ เรายึดคันโยกบนขาตั้งกล้องและติดตุ้มน้ำหนักไว้ทั้งสองด้านของแกนหมุน (รูปที่ 49) แรง F 1 และ F 2 ที่กระทำต่อคันโยกจะเท่ากับน้ำหนักของโหลดเหล่านี้ จากประสบการณ์ที่แสดงในรูปที่ 49 จะเห็นได้ว่าถ้าแขนของแรงหนึ่ง (เช่น ระยะทาง OA) เป็น 2 เท่าของแขนของแรงอีกอันหนึ่ง (ระยะทาง OB) แรง 2 N ก็สามารถบาลานซ์ได้ 2 เท่า แรงมากขึ้น - 4 N. ดังนั้น, ในการปรับสมดุลแรงที่มากกว่ากับแรงที่น้อยกว่า จำเป็นที่บ่าของมันจะต้องมากกว่าบ่าของแรงที่ใหญ่กว่า แรงที่เพิ่มขึ้นที่ได้รับโดยใช้คันโยกถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของไหล่ของแรงที่ใช้. นี่คืออะไร กฎคันโยก.

กำหนดไหล่ของกองกำลังผ่าน l 1 และ l 2 (รูปที่ 50) จากนั้นกฎของคันโยกสามารถแสดงเป็นสูตรต่อไปนี้:

สูตรนี้แสดงว่า คันโยกอยู่ในสมดุลถ้าแรงที่ใช้กับมันแปรผกผันกับแขนของมัน.

คันโยกเริ่มถูกใช้โดยคนในสมัยโบราณ ด้วยความช่วยเหลือทำให้สามารถยกแผ่นหินหนักขึ้นในระหว่างการก่อสร้างปิรามิดในอียิปต์โบราณ (รูปที่ 51) หากไม่มีเลเวอเรจ สิ่งนี้คงเป็นไปไม่ได้ ตัวอย่างเช่นสำหรับการสร้างปิรามิดแห่ง Cheops ซึ่งมีความสูง 147 ม. มีการใช้บล็อกหินมากกว่าสองล้านก้อนซึ่งเล็กที่สุดซึ่งมีมวล 2.5 ตัน!

ทุกวันนี้ คันโยกมีการใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในการผลิต (เช่น ปั้นจั่น) และในชีวิตประจำวัน (กรรไกร คีมตัดลวด ตาชั่ง ฯลฯ)

1. คันโยกคืออะไร? 2. กฎของเลเวอเรจคืออะไร? ใครเป็นคนเปิด? 3. คันโยกแบบที่ 1 และแบบที่ 2 ต่างกันอย่างไร? 4. ยกตัวอย่างการใช้เลเวอเรจ 5. พิจารณารูปภาพ 52, a และ 52, b. ในกรณีใดที่ง่ายต่อการบรรทุก? ทำไม
งานทดลอง.วางดินสอไว้ตรงกลางไม้บรรทัดเพื่อให้ไม้บรรทัดอยู่ในสมดุล โดยไม่ต้องเปลี่ยนตำแหน่งสัมพัทธ์ของไม้บรรทัดและดินสอ ให้สมดุลเหรียญหนึ่งด้านหนึ่งและกองเหรียญเดียวกันสามกองที่อีกด้านหนึ่งบนคันโยกที่ได้ วัดไหล่ของแรงที่ใช้ (จากด้านข้างของเหรียญ) และตรวจสอบกฎเลเวอเรจ