Де застосовуються важелі у побуті техніки природи. Науково-дослідна робота з фізики про важіль

На питання Важелі в техніці, побуті та природі. Наведіть кілька прикладів. заданий автором МаШеньканайкраща відповідь це

механізмами, як:
похила площина,
за допомогою блоків,
використовують також клин, гвинт.

Приклади:

У побуті: ножиці, кусачки.
У природі: у самій людині.

Відповідь від хлібосольство[Новичок]
I don"t know

Відповідь від Урій Короп[Новичок]
Важелі в техніці, побуті та природі.
ВАЖЕЛ, найпростіший механізм, що дозволяє меншою силою врівноважити велику;
являє собою тверде тіло, що обертається довкола нерухомої опори.
Важіль використовується для отримання більшого зусилля на короткому плечі за допомогою
меншого зусилля на довгому плечі (або для отримання більшого переміщення на
довгому плечі за допомогою меншого переміщення на короткому плечі). Зробивши плече
важеля досить довгим, теоретично, можна розвинути будь-яке зусилля.
У багатьох випадках у повсякденному життіми користуємося такими найпростішими
механізмами, як:
похила площина,
за допомогою блоків,
використовують також клин, гвинт.
Такі інструменти, як мотика або весло, застосовувалися, щоб зменшити силу.
яку потрібно було прикладати людині. Безмін, що дозволив змінювати
плече докладання сили, що зробило використання ваг більш зручним. Приклад
складового важеля, що використовується в повсякденному житті, можна знайди в щипчиках
для нігтів. Підйомні крани, двигуни, плоскогубці, ножиці, а також тисячі
інших механізмів та інструментів використовують важелі у своїй конструкції.
Приклади:
У техніці: піаніно, друкарська машинка.
У побуті: ножиці, кусачки.
У природі: у самій людині.

Відповідь від Врівень[активний]
наприклад гойдалки або важіль управління ножиці наші руки теж є важелями і так само наші ноги точніше наше все тіло як важіль у птахів або ссавців ну або парнокопитних сімейства котячих сімейства собачих у всіх всіх

Відповідь від хмиз[Новичок]
Прикладом найпростіших важелів можуть бути ножиці, кусачки, ножиці для різання металу, плоскогубці, долото, стамеска, брухт, застосування столярного молотка (має роздвоєний задок), для висмикування цвяхів.
Важелі різного видує у багатьох машин: ручка швейної машини, педалі або ручне гальмо велосипеда, клавіші піаніно - все це приклади важелів. Підйомний кран, екскаватор, тачка, катапульта, воріт колодязя та багато інших пристроїв використовують правило важеля.
Терези - теж приклад важеля.

«Перші кроки до науки»

Муніципальне бюджетне загальноосвітня установасередня загальноосвітня школаз поглибленим вивченням окремих предметів №32 р.о.

Секція: Фізика

Тема:«Сила є! Розуму не треба?

Абрамов Данило,

учень 4 Б класу

МБОУ ЗОШ № 32

г.о. Самара

Керівник роботи

Зіберт Галина Іванівна,

вчитель початкових класів

м.Самара, 2015

Зміст

I. Вступ ……………………………………………………………………..3

II. Основна частина. Важіль та його різновиди……………………………...5

III. Практична частина…………………………………………………..…..11

3.1 Важелі в техніці та побуті ……………………………………………...….11

3.2. Лабораторна роботана тему

«З'ясування умов рівноваги важеля» ……………………...…….12

3.3. Експерименти в домашніх умовах …………………………………13

3.4. Виготовлення пристроїв та моделей, що працюють за принципом

важеля ……………………………………………….…………………...15

IV. Заключение …………………………….…………………………..….….17

Література ……………………………………………..………………….…..18

Додатки……………………………………………………………………...19

Вступ

Якось ми всією сім'єю поїхали машиною в ліс. Все було просто чудово, якби не почався дощ. Він змусив нас повернутись і поїхати додому. І, звичайно ж, на дорозі, що розмокнула від дощу, ми застрягли. Всі спроби виштовхати машину були марними… І тоді мій тато сказав: «От би нам зараз, синку, на допомогу силача якогось!». Але силачів та богатирів поблизу не виявилося, а під'їхав трактор. Він розмотав лебідку, прив'язав трос до нашої машини і за 5 хвилин витяг її.

Я завжди дуже хотів бути сильним, справжнім помічником і бути схожим на російських богатирів – добрих, чесних, сильних та спритних. Але тут я поставив собі запитання: «Яким чином деякі люди можуть виконувати такі, здавалося б, непосильні для простої людини завдання?».

Я висунувгіпотезу - швидше за все, існують механізми, які допомагають людині стати сильнішими.(Див. слайд 1).

Ціль дослідження : з'ясувати принцип роботи найпростіших механізмів.(Див. слайд 1).

У пошуках відповіді я звернувся до науки фізики. Я дізнався, що сила самої людини обмежена, тому часто застосовує пристрої, що дозволяють збільшити силу її дії.Такі пристрої називають простими механізмами. До них відносяться: важіль та його різновиди – блок та воріт; похила площину та її різновиди - клин та гвинт.

Завдання :

1. дізнатися про походження та види важеля;

2. провести досліди з важелем;

3. за допомогою дорослих змоделювати пристрої, що працюють за принципом важеля;

4. підготувати електронну презентаціюза наслідками дослідження.(Див. слайд 1).

Об'єкт: важіль.

Предмет: застосування важелів у житті людей.

Методи : пошук інформації в літературі та Інтернеті, спостереження, опис та вимірювання, дослідно-експериментальна робота,моделювання.

II . Важіль та його різновиди.

"Дайте мені точку опори, і я переверну Землю!"

Архімед

Людина – істота розумна. Саме розум завжди давав йому можливість створювати пристосування, що робили його сильнішим чи швидшим за звіра, жити в умовах, в яких він без цих речей не міг би вижити.

Одним із перших таких пристроїв став важіль. Ще первісна людина перетворила звичайну жердину на інструмент для підняття важких речей. Підсунувши довгу палицю під камінь і сперши її на шматок дерева, яка служила опорою, можна було без проблем перемістити камінь в інше місце. Чим довша жердина, тим легше працювати. Винахід важеля просунуло первісної людинишляхом його розвитку.

Мотика і весло були винайдені людиною для зменшення сили, яку необхідно було прикладати для виконання будь-якої роботи.(Див. слайд 1).

У п'ятому тисячолітті до нашої ери в Месопотамії застосовувалися ваги, що використовували принцип важеля задля досягнення рівноваги.

Без важеля було б неможливо підняти важкі кам'яні плити при будівництві пірамід Стародавньому Єгипті. Для зведення піраміди Хеопса, що має висоту 147 м, було використано 2300000 кам'яних брил, найменша з яких мала масу 2,5 т.

Близько 1500 до нашої ери в Єгипті та Індії з'являється шадуф - прабатько сучасних кранів, пристрій для піднімання судин з водою.У Росії так само використовувалося подібний пристрійдля підняття води з колодязя і називалося воно «Журавель».

Таким чином, ми не знаємо ні імені автора важеля, ні точної датийого винаходи. Але з упевненістю можемо стверджувати, що давні люди без математичних правил і законів фізики вигадали і широко використовували прості механізми, спираючись на свою інтуїцію та досвід.

2.2 Архімед – механік.

Важіль, блок, похила площина зацікавили вченого Архімеда, який проживав у Стародавню Греціюза часів античності. У ІІІ столітті до н. е. Архімед дав перше письмове пояснення принципу роботи важеля, зв'язавши поняття сили, вантажу та плеча. Закон рівноваги, сформульований ним, використовується і досі звучить як:«Важіль знаходиться в рівновазі тоді, коли сили, що діють на нього, назад порпорційні плечам цих сил». Архімед виклав повну теорію важеля та успішно застосовував її на практиці. Плутарх повідомляє, що Архімед побудував у порту Сіракуз чимало блоково-важільних механізмів для полегшення підйому та транспортування важких вантажів. Винайдений ним архімедів гвинт (шнек) для вичерпування води досі застосовується у Єгипті.Архімед є першим теоретиком механіки. Він починає свою книгу "Про рівновагу плоских фігур" з доказу закону важеля.(Див. слайд 1).

Легенда розповідає, що збудований Гієроном у подарунок єгипетському цареві Птолемею важкий багатопалубний корабель «Сіракузія» ніяк не вдавалося спустити на воду. Архімед спорудив систему блоків (поліспаст), за допомогою якої він зміг зробити цю роботу одним рухом руки. За легендою, Архімед заявив при цьому: «Будь у моєму розпорядженні інша Земля, на яку можна було б встати, я зрушив би з нашого місця» (в іншому варіанті: «Дайте мені точку опори, і я переверну світ»).(Див. слайд 1).

Інженерний геній Архімеда з особливою силою проявився під час облоги Сіракуз римлянами у 212 році до н. е. у ході Другий Пунічної війни. Адже в цей час йому було вже 75 років!Архімед створив метальні машини, здатні кидати з великою швидкістю каміння масою близько 250 кг і механізми, що кидають з берега на судна важкі колоди. В останні рокибуло проведено кілька експериментів з метою перевірки правдивості опису цієї «надзброї старовини». Збудована конструкція показала свою повну працездатність.

Так звана «Лапа Архімеда» була унікальною підйомною машиною - прообразом сучасного крана. Це був величезний важіль, що виступає за міську стіну та оснащений противагою.(Див. слайд 1).

Знаменитий історик давнини Полібій писав, що коли римський корабель намагався пристати до берега біля Сіракуз, ця машина, керована спеціально навченою людиною, захоплювала носа корабля і перевертала його. Римляни змушені були відмовитися від думки взяти місто штурмом і перейшли до облоги. Полібій писав: «Така чудова сила однієї людини, одного дарування, вміло спрямованого на якусь справу… римляни могли б швидко опанувати місто, якби хтось вилучив із середовища сиракузян одного старця».

Оцінюючи роль Архімеда - механіка, хочеться відзначити, що він зробив відповідні розрахунки і сконструював складніші механізми, які могли посилювати і перетворювати рухи. Завдяки Архімеду людство навчилося спускати на воду великі кораблібудувати бойові машини.

2.3 Що таке важіль.

І все-таки сила людини обмежена, тому вона часто застосовує пристрої (або пристосування), що дозволяють перетворити силу людини на силу, істотно більшу. Тяжкий предмет (камінь, шафа, верстат), який неможливо пересунути безпосередньо, зсувають з місця за допомогою досить довгої та міцної палиці – важеля.

Важіль є твердим тілом, здатним обертатися навколо нерухомої опори. У важеля є два плечі. Пліч - це відстань від точки опори до точки докладання сили. Як важіль можуть бути використані брухт, дошка тощо. Існують закономірності:(Див. слайд 1).

1) чим довше плече, тим менше потрібно сили, щоб підняти той самий вантаж;

2) що довше плече, то більший шлях воно проходить;

3) у скільки разів більше плече важеля, у стільки разів менше має бути вантаж для підтримки рівноваги.

Ці закономірності мені вдалося сформулювати мовою, зрозумілою учням початкової школи, т.к. ми не знайомі ще зі зворотною пропорційністю та властивостями пропорцій. А наочно переконатися у справедливості закономірностей допомогла саморобна лабораторна установка – важіль, виготовлений з конструктора «Лего».

Розрізняють два види важелів.

У важеля 1-го роду нерухома точка опори розташовується між лініями дії прикладених сил, а у важеля 2-го роду вона розташовується по одну сторону від них.(Див. слайд 1).

Використання важеля дозволяє отримати виграш у силі. Для розрахунку виграшу у силі, одержуваного з допомогою важеля, слід знати правило, відкрите Архімедом ще III в. до зв. е.

Отже,для того, щоб урівноважити меншою силою велику силу, необхідно, щоб її плече перевищувало плече більшої сили .

Відколи Архімед встановив правило важеля, воно проіснувало у первозданному вигляді майже 1900 років.

Отже, найчастіше важіль застосовують у тому, щоб отримати виграш у силі, тобто. збільшити силу, що діє на тіло, у кілька разів.

2. 4.Різновиди важеля

Різновидами важеля є два простих механізми: блок та воріт.(Див. слайд 1).

Блок являє собою пристрій, що має форму колеса з жолобом, яким пропускають мотузку, трос або ланцюг.

Розрізняють два основні види блоків - рухомий та нерухомий.(Див. слайд 1).

У нерухомого блоку вісь закріплена і при підйомі вантажів не піднімається і не опускається, а рухомий блок вісь переміщається разом з вантажем. Нерухомий блок не дає виграшу у силі. Його застосовують для того, щоб змінити напрямок дії сили. Так, наприклад, прикладаючи до мотузки, перекинутої через такий блок силу, спрямовану вниз, ми змушуємо вантаж підніматися вгору.

Інакше справа з рухомим блоком. Цей блок дозволяє невеликою силою врівноважити силу, вдвічі більшу.

Насправді часто застосовують комбінацію рухомого блоку з нерухомим. Це дозволяє змінити напрямок силового впливу з одночасним дворазовим виграшем у силі.

Для отримання більшого виграшу в силі застосовують вантажопідйомний механізмполіспастом . Грецьке слово«Поліспаст» утворено з двох коренів: «Полі» - багато і «Спао» - тягну, так що в цілому виходить «багатотяг».(Див. слайд 1).

Поліспаст є комбінацією з двох обойм, одна з яких складається з трьох нерухомих блоків, а інша - з трьох рухомих блоків. Оскільки кожен із рухомих блоків подвоює силу тяги, то загалом поліспаст дає шестиразовий виграш у силі.

Ворот складається з циліндра (барабана) та прикріпленої до нього рукоятки. Цей простий механізм був винайдений у давнину. Найчастіше його застосовували для підйому води з колодязів.(Див. слайд 1).

Більш досконалим механізмом є лебідка. Вона є поєднанням воріт з двома зубчастими колесами різного діаметра. Лебідку можна як комбінацію двох воріт.(Див. слайд 1).

Багатовікова практика довела, що жоден із механізмів не дає виграшу у роботі. Застосовують їх для того, щоб в залежності від умов роботи виграти в силі або шляху. Вже давнім вченим було відомо правило: у скільки разів ми виграємо в силі, у стільки ж разів програємо на відстані. Це правило назвали "золотим правилом" механіки. Його автором є давньогрецький вчений Герон Олександрійський, який жив уIвіці н.е.(Див. слайд 1).

III . Практична частина.

Вивчивши теоретичний матеріалпро історію важеля, про його першовідкривача, про принцип дії та різновиди я вирішив провести дослідження.

3.1. Важелі в техніці та в побуті.

В нашому сучасному світіважелі знаходять широке застосування як у природі, так і рукотворному світі, створеного людиною. Практично будь-який механізм, що перетворює механічний рух, у тому чи іншому вигляді використовує важелі.

Важелі зустрічаються в різних частинахтіла людини та тварин. Це, наприклад, кінцівки, щелепи. Багато важелів можна побачити у тілі комах та птахів.

Важелі також поширені і в побуті, це і водопровідний кран, і двері, і різні кухонні прилади.(Див. слайд 1).

Правило важеля лежить в основі дії важелів, різних інструментів і пристроїв, що застосовуються там, де потрібен виграш в силі або в відстані.(Див. слайд 1).

Виграш у силі та відстані ми можемо спостерігати при роботі з ножицями. Ножиці - це важіль, вісь обертання якого проходить через гвинт, що сполучає обидві половини ножиць. Залежно від призначення ножиць, їх пристрій буває різним. Ножиці, призначені для різання паперу, мають довгі леза та майже таку ж довжину ручки.Для різання паперу не потрібно великої сили, а довгим лезомЗручніше різати по прямій лінії. В даному випадку ми маємо виграш на відстані. Ножиці для різання листового металумають ручки набагато довші за леза, так як сила опору металу велика і для її врівноважування плече діючої сили доводиться значно збільшувати. Ще більша різниця між довжиною ручок та відстанню ріжучої частини та осі обертання в кусачках, призначених для перекушування дроту. Очевидно, що у цих випадках має місце виграш у силі. (Див. слайд 1).

Важелі використовуються і в інших інструментах - це рукоятки лещат і верстаків, важелі верстатів, теслярські інструменти, інструменти рятувальників тощо.(Див. слайд 1).

Звичайно, важелі різного виду поширені в техніці. Найкращі прості прикладиїх застосування – цеважіль перемикання коробки передач в автомобілі, педалі автомобіля або трактора, ручне гальмо велосипеда.(Див. слайд 1).

Навіть ручка швейної машини та клавіші піаніно – це також важелі.(Див. слайд 1).

Усі ми любимо спорт! І якщо уважно подивитися, то ми побачимо, що у цій галузі також застосовуються важелі.Стрибки у висоту з жердиноюдуже наочний приклад, п За допомогою важеля довжиною близько трьох метрів і правильного докладання зусилля, спортсмен злітає на запаморочливу висоту до шести метрів. Крім цього, важелями забезпечені багато спортивних снарядів.(Див. слайд 1).

На будь-який будівельному майданчикупрацюють екскаватори та баштові підйомні крани – це поєднання важелів, блоків, воріт. Залежно від "спеціальності" крани мають різні конструкціїта характеристики.(Див. слайд 1).

Широке застосування важелі знайшли і в сільському господарстві- Трактори, комбайни, сівалки та інші механізми.(Див. слайд 1).

Отже,в більшості випадків прості механізми (грец. "механе" - машина, зброя) застосовують для того, щоб отримати виграш у силі.

3.2. Лабораторна робота

Обладнання Кабіна: важіль на штативі, набір вантажів, лінійка.

Ціль : з'ясувати умови рівноваги важеля

Хід роботи.

1. Шляхом обертання гайок на кінцях важеля врівноважив його так, щоб він розташувався горизонтально.

2. Підвісив три вантажі до лівого плеча важеля на відстані 7 см від осі обертання.

3. Шляхом проб встановив місце правому плечі важеля, якого слід підвісити один вантаж, щоб врівноважити три попередніх. Виміряв відстань від місця до осі обертання.

4. Вважаючи, кожен вантаж важить 1 Н, заповнив таблицю.

5. Зробив висновок про справедливість правила рівноваги важеля.

(Див. слайд 1).

l2 : l1

7 см

21 см

10 см

20 см

9 см

4Н

18 см

2Н

3.3.Експерименти у домашніх умовах.

Користуючись книгою Я.І. Перельмана « Цікава фізика» та матеріалами Інтернет – сайтів «Класна фізика» та «Фізика навколо нас» провів цікаві експериментиіз важелями.

1. Машинки. (Див. слайд 1).

Я взяв велику та маленьку іграшкові машинки. Поставив їх на кінці лінійки, покладеної серединою на олівець. Велика машина перетягнула, т.к. вона важча. Якщо зрушити олівець ближче до великої машинки, то вони врівноважуються. Коли я посунув олівець ще ближче до великої машинки, маленька переважила.

2. Скільки сили у пальцях?

Я взяв дві круглі зубочистки. Поклав одну зубочистку серединою на середній палець(ближче до нігтя), а на кінці - вказівний та безіменний. Спробував зламати зубочистку, натиснувши на неї вказівним і безіменними пальцями. Пересунув зубочистку на середину пальця. Знову спробував зламати зубочистку. Коли зубочистка перебувала на кінчиках пальців, зламати її майже неможливо (пальці виконали роль важеля другого роду, схожого на щипці для колки горіхів). Крапка опори знаходиться там, де починаються пальці.Що далі від точки опори знаходиться зубочистка, то більше сили потрібно докласти. ?????

3. Поліспаст.

Прив'язав мотузок до ручки лижної палиці. Помістив обидві палиці на відстань 50 см один від одного і тричі обернув їх ручки мотузкою. Потягнув вільний кінець мотузки, коли мої помічники намагалися роз'єднати палиці. Незважаючи на те, що друзі намагаються розвести ціпки в сторони, я можу зрушити їх разом. (Палиці та мотузка поводяться, як поліспаст - прикладена мною сила примножується завдяки мотузці, намотаній на ручки палиць, тому я виграю в силі майже вп'ятеро порівняно з моїми помічниками.

4. Важіль. (Див. слайд 1).

Звичайна палиця стала для людини важелем найпростішим механізмом. На звичайній палиці дуже зручно вдвох переносити вантаж. Користуючись нею, можна легко піднімати та пересувати тяжкості.

Досвід 1. Я взяв не дуже довгу палицю, просунув її під ручку валізи і, запросивши на допомогу товариша, ми підняли вдвох валізу. Якщо валіза знаходиться точно посередині, то кожен із нас навантажений однаково. Коли ми зрушили валізу до одного з кінців ціпка, все змінилося. Легшим вантаж став для того, хто тримає довгий кінець. Змінилися плечі важеля, змінилося і співвідношення сил, що утримують вантаж у піднятому положенні. Руки кожного з нас є опорою важеля, і якщо відстань до вантажу буде меншою, то навантаження на цю точку опори буде більшим.

Досвід 2 . Я взяв невеликий ціпок і біля одного з її кінців збоку вбив цвях. Надів на цей кінець праску (цвях потрібен для того, щоб праска не сковзнула на підлогу) і поклав важіль на спинку стільця. Тримаючи важіль за вільний кінець, рухав його, наближаючи точку опори до вантажу, то віддаляючи від нього. Я переконався, що чим більша відстань від руки до точки опори, тим легше втримати вантаж. Той самий результат я отримав, коли пересував руку вздовж важеля до точки опори, залишаючи незмінною відстань від опори до вантажу.

5. Витягую цвях.

Використовуючи молоток, я забив цвях у шматок деревини на 2/3 його довжини. Спробував витягнути руками цвях зі шматка дерева. У мене нічого не вийшло, як я не намагався. Тоді я взяв цвяхи і легко з його допомогою витягнув цвях. Гвоздодер у моєму випадку діє як важіль,який є простим апаратом, що використовується дляподолання опору в другій точці шляхом застосування сили.

3.4. Виготовлення пристроїв та моделей, що працюють за принципом важеля.

Застосувавши знання, отримані щодо важеля, виготовив з допомогою тата такі пристрої і моделі.

1. Лебідка своїми руками. (Див. слайд 1).

Від поганої дорогиніхто не застрахований, і якщо ваш автомобіль міцно загруз у бруді, врятувати його допоможе тільки лебідка. Чи варто витрачати величезну суму грошей на дорогу річ і купувати її в магазині, коли можна зробити лебідку своїми руками.

Нам знадобилося:

Вісь для обертання і 2 відповідні трубки більшого та меншого діаметра;

Міцний трос;

Хід роботи:

Наша лебідка, зроблена своїми руками, працює за принципом важеля. Для основи саморобної лебідкиможе бути відрізок труби. Щоб привести в роботу трубу, її необхідно надіти на вісь та закріпити тросом. Петлю троса необхідно намотати кілька разів навколо труби та насадити на будь-яку ручку.

При повороті ручки труба обертатиметься по осі, а трос намотуватиметься на неї. Така лебідка стане в нагоді не тільки, щоб витягувати автомобіль з бруду, але і для переміщення різних вантажів, наприклад, на дачі.

2. Поліспаст. (Див. слайд 1).

Я взяв міцний капроновий шнур, 2 окремі блоки, вантаж. Зібрав комбінацію з 1 рухомого та 1 нерухомого блоку та закріпив їх.Тепер я можу піднімати легко вантажі, які без поліспасту не міг просто утримати в руці.

Провівши досвід із динамометром, я переконався, що поліспаст дає дворазовий виграш у силі!

IV . Висновок.

В результаті проведеної роботи я переконався у наступному правилі- у скільки разів ми виграємо в силі, у стільки ж разів програємо на відстані.

Я дізнався про історію важеля, про його першовідкривача, про принцип дії та різновиди.

Важелі різних видівзустрічаються в повсякденному житті на кожному кроці:

Тачку легше везти, якщо має довгі ручки;

Цвях висмикнути легше, якщо гвоздодер має велику довжину;

Гайку загорнути значно легше ключем із довгою рукояткою.

Ніколи не варто забувати про «золоте правило» механіки, який спрощено виглядає так: виграш у силі – програш у дорозі. Іноді варто пожертвувати коротшим шляхом, щоб виграти в силі. Робота все одно буде та сама, але зробити її легше тому, що збільшенню шляху відповідає і збільшення часу. А за більший проміжок часу зробити роботу легше - це ясно кожному.

При конструюванні машин буває і навпаки, коли жертвувати доводиться силою, щоб виграти у дорозі, виграти у часі.

У процесі роботи над темою я на власний досвідпереконався, що важіль та його різновиди дійсно дають людині виграш у силі або у відстані, або застосовуються для зручності. Таким чином підтвердив свою гіпотезу, що не кожен силач обов'язково сильний. Тепер я стаю сильнішим не тільки завдяки щоденним фізичним тренуванням, але й застосовуючи нові знання. Назва моєї роботи в жодному разі не можна вимовляти із ствердною інтонацією. Навпаки, є розум – буде сила. Матеріали мого дослідження безсумнівно знадобляться на уроках навколишнього світу початковій школі, А можливо, і на уроках фізики в 7-му класі.

На закінчення хочеться згадати слова Їжачка з чудової казки Володимира Сутєєва «Паличка – виручалочка»: «Палицю завжди знайти можна, а от виручалочку, - а виручалочка-то ось вона де!».

Література

1. Балашов М.М. фізика. - М.: Просвітництво, 1994.

2. Кац Ц.Б. Біофізика під час уроків фізики. - М.: Просвітництво, 1988.

3. Перельман Я.І. Цікава фізика. Книга 1. - М: Наука, 1979.

4. Фізика. 7 клас/ Громов С.В., Батьківщина Н.А. - М.: Просвітництво, 2000.

5. Фізика.7 клас / Перишкін А.В., Батьківщина Н.А. - М.: Дроф, 2003.

6. Енциклопедія для дітей. Т. 14 - Техніка. - М.: Аваста +, 2000.

7. Я пізнаю світ. Дитяча енциклопедія – світ прекрасного. - М.: Астрель, 2004.

додаток

Фотозвіт

Лабораторна робота"З'ясування умов рівноваги важеля"

Мої експерименти http://vse-svoimiruchkami.ru/glavnaya/ )

Виготовлення поліспасту

Міський тур міжшкільної конференції

"Перші кроки в науку".

Назва роботи«Сила є! Розуму не треба?

Учень (прізвище, ім'я повністю)Абрамов Данило

МБОУ ЗОШ ________32__клас________________ 4 Б

Керівник роботиЗіберт Галина Іванівна

Тип роботи (проект / реферат / дослідження)дослідження

Критерії оцінювання роботи

1) Дотримання вимог оформлення работы.Усі вимоги дотримані .

2) Обсяг вивченого матеріалу:пошук інформації в літературі та Інтернеті, спостереження, опис та вимірювання, дослідно-експериментальна робота, моделювання.

3) Пізнавальна цінність, актуальність, практична та теоретична значимість вивченого матеріалу.У роботі вивчено походження та види важелів, проведено досліди з важелем, змодельовано пристрої, що працюють за принципом важеля.

4) Проблема, гіпотеза, ціль, завдання роботи.Гіпотеза: швидше за все, існують механізми, які допомагають людині стати сильнішими. Ціль: з'ясувати принцип роботи найпростіших механізмів. Завдання: провести експерименти з виявлення властивостей важеля і принципу його роботи.

5) Дослідницька майстерність (аргументи, висновки; грамотність, логічність викладу матеріалу, дотримання наукового стилю викладу)Робота складена грамотно, дотриманий науковий стильвикладу, зроблено висновки щодо кожного досвіду та по роботі в цілому.

Підпис рецензента (розшифровка підпису)

Уюкіна Людмила Григорівна

Важелі в техніці, побуті та природі

РИЧАГ - найпростіший механізм, що дозволяє меншою силою врівноважити велику; є твердим тілом, що обертається навколо нерухомої опори. важіль техніка використання природа

Важіль використовується для отримання більшого зусилля на короткому плечі за допомогою меншого зусилля на довгому плечі (або для більшого переміщення на довгому плечі за допомогою меншого переміщення на короткому плечі). Зробивши плече важеля досить довгим, теоретично можна розвинути будь-яке зусилля.

У багатьох випадках у повсякденному житті ми користуємося такими найпростішими механізмами, як:

*похила площина,
*за допомогою блоків,
* Використовують також клин, гвинт.

Такі інструменти, як мотика чи весло, застосовувалися, щоб зменшити силу, яку потрібно було прикладати людині. Безмін, що дозволив змінювати плече застосування сили, що зробило використання ваг зручнішим. Приклад складеного важеля, використовуваного у повсякденному житті, можна знайти у щипчиках для нігтів. Підйомні крани, двигуни, плоскогубці, ножиці, а також тисячі інших механізмів та інструментів використовують важелі у своїй конструкції.

Важелі так само поширені і в побуті. Вам було б набагато складніше відкрити туго загвинчений водопровідний кран, якби у нього не було ручки в 3-5 см, яка є маленьким, але дуже ефективним важелем. Те ж саме відноситься до гайкового ключа, яким ви відкручує або закручує болт або гайку. Чим довший ключ, тим легше вам буде відкрутити цю гайку, або навпаки, тим тугіше ви зможете її затягнути. При роботі з особливо великими та важкими болтами та гайками, наприклад при ремонті різних механізмів, автомобілів, верстатів, використовують гайкові ключіз ручкою до метра.

Інший яскравий приклад важеля у повсякденному житті - звичайнісінькі двері. Спробуйте відчинити двері, штовхаючи її біля кріплення петель. Двері будуть піддаватися дуже важко. Але що далі від дверних петельбуде розташовуватися точка зусилля, тим легше вам буде відкрити двері.

Стрибки у висоту з жердиною – теж дуже наочний приклад. За допомогою важеля довжиною близько трьох метрів (довжина жердини для стрибків у висоту - близько п'яти метрів, отже, довге плече важеля, що починається в місці перегину жердини в момент стрибка, становить близько трьох метрів) і правильного докладання зусилля, спортсмен злітає на запаморочливу висоту до шість метрів.

Прикладом можуть бути ножиці, кусачки, ножиці для різання металу. Важелі різного виду є у багатьох машин: ручка швейної машини, педалі або ручне гальмо велосипеда, клавіші піаніно - все це приклади важелів. Терези - теж приклад важеля.

З давніх-давен прості механізми часто використовувалися комплексно, в різних поєднаннях.

Комбінований механізм складається з двох або більшого числапростих. Це не обов'язково складний пристрій; багато досить прості механізми також можна вважати комбінованими.

Наприклад, в м'ясорубці є комір (ручка), гвинт (що проштовхує м'ясо) і клин (ніж-різак). Стрілки наручного годинникаповертаються системою зубчастих коліс різного діаметра, що у зачепленні друг з одним. Один з найвідоміших нескладних комбінованих механізмів – домкрат. Домкрат є комбінацією гвинта і ворота.

У кістяку тварин і людини всі кістки, які мають деяку свободу руху, є важелями. Наприклад, у людини – кістки рук та ніг, нижня щелепа, череп, пальці. У кішок важелями є рухливі пазурі; у багатьох риб – шипи спинного плавника; у членистоногих – більшість сегментів їх зовнішнього скелета; у двостулкових молюсків – стулки раковини. Важельні механізми скелета в основному розраховані на виграш у швидкості при втраті чинності. Особливо великі виграші у швидкості виходять у комах.

Цікаві важільні механізми можна знайти в деяких кольорах (наприклад, тичинки шавлії), а також в деяких плодах, що розкриваються.

Наприклад, скелет і опорно-рухова система людини чи будь-якої тварини складається з десятків і сотень важелів. Погляньмо на ліктьовий суглоб. Променева та плечова кістки з'єднаються разом хрящем, до них так само приєднуються м'язи біцепса та трицепса. Ось ми і отримуємо найпростіший механізм важеля.

Якщо ви тримаєте в руці гантель вагою в 3 кг, яке зусилля при цьому розвиває ваш м'яз? Місце з'єднання кістки та м'яза ділить кістку у співвідношенні 1 до 8, отже, м'яз розвиває зусилля в 24 кг! Виходить, ми сильніші за самих себе. Але важільна система нашого скелета не дозволяє нам повною мірою використати нашу силу.

Наочний приклад більш вдалого застосування переваг важеля в скелетно-м'язовій системі організму зворотні задні коліна у багатьох тварин (усі види кішок, коні тощо).

Їхні кістки довші за наші, а особливий устрій їх задніх нігдозволяє їм набагато ефективніше використати силу своїх м'язів. Так, безсумнівно, їхні м'язи набагато сильніші, ніж у нас, але й вага їх більша на порядок.

Середньостатистичний кінь важить близько 450 кг, і при цьому може легко стрибнути на висоту близько двох метрів. Нам же з вами, щоб виконати такий стрибок, треба бути майстрами спорту зі стрибків у висоту, хоча ми важимо у 8-9 разів менше, ніж кінь.

Якщо ми згадали про стрибки у висоту, розглянемо варіанти застосування важеля, які придуманий людиною. Стрибки у висоту з жердиною дуже наочний приклад.

За допомогою важеля довжиною близько трьох метрів (довжина жердини для стрибків у висоту близько п'яти метрів, отже, довге плече важеля, що починається в місці перегину жердини в момент стрибка, становить близько трьох метрів) і правильного докладання зусилля, спортсмен злітає на запаморочливу висоту до шести метрів.

Важіль у побуті

Те ж саме відноситься до гайкового ключа, яким ви відкручує або закручує болт або гайку. Чим довший ключ, тим легше вам буде відкрутити цю гайку, або навпаки, тим тугіше ви зможете її затягнути.

При роботі з особливо великими та важкими болтами та гайками, наприклад, при ремонті різних механізмів, автомобілів, верстатів, використовують гайкові ключі з рукояткою до метра.

Інший яскравий приклад важеля у повсякденному житті звичайнісінькі двері. Спробуйте відчинити двері, штовхаючи її біля кріплення петель. Двері будуть піддаватися дуже важко. Але що далі від дверних петель буде розташовуватися точка зусилля, тим легше вам буде відчинити двері.

Ножиці.

Ось один із прикладів простих механізмів ножиці вісь обертання яких проходить через гвинт, що з'єднує обидві половини ножиць. Використання блоків для будівництва для підняття вантажів.

Для підняття з колодязя води використовують комір або важіль. Клин, що вбивається в поліно, розпирає його з більшою силою, аніж молотобієць б'є по клину.

Важіль (використовується в ткацькому верстаті, паровій машиніі в двигунах внутрішнього згоряння), гвинт (використовується у вигляді свердла), важіль (використовується у вигляді гвоздодера), поршні (зміни тиску газу, пари або рідини в механічну роботу).

Важелі в природі, техніці та побуті.

Дайте мені точку опори, і я переверну земну кулю!

Архімед.

Цілі уроку.

Освітні.

1. Сформувати вміння застосовувати отримані знання пояснення дій простих механізмів.

2. Поглибити знання про застосування важелів у техніці, побуті та природі

3. Ввести поняття про блок, його види.

Розвиваючі.

1. Розвиток пізнавальних інтересів, комунікативні якості.

2. Розвиток технічного мышления.

3. Розвиток умінь та навичок самостійної роботи.

Виховні.

1. Виховувати відповідальність, дисциплінованість, сумлінне ставлення до виконуваної роботи.

2. Щеплювати навички співробітництва, вміння працювати у колективі.

Тип заняття :комбінований (засвоєння знань на основі наявних)

Методи навчання : практичні, наочні, дослідні, пошукові

Міжпредметні зв'язки : математика, біологія, техніка.

Оснащення: презентація, ножиці, кусачки, кліщі. Інструкції до практичної роботи.

Хід уроку:

1. орг. момент. (Вступне слово)

2 . Повторення вивченого раніше. (Ребуси)

3 . Вивчення нової теми

Учень 1 Важелі в техніці

Звичайно, важелі так само повсюдно поширені і в техніці. Найбільш очевидний приклад – важіль перемикання коробки передач в автомобілі. Коротке плече важеля та його частина, що ви бачите у салоні.

Довге плече важеля приховано під дном автомобіля, і довше короткого приблизно вдвічі. Коли ви переставляєте важіль з одного положення в інше, довге плече в коробці перемикає відповідні механізми.

Тут так само наочно можна побачити, як довжина плеча важеля, діапазон його ходу і сила, необхідна для його зсуву, співвідносяться один з одним.

Наприклад, у спортивних автомобілях, для швидшого перемикання передач, важіль зазвичай встановлюють короткий, і діапазон його ходу так само роблять коротким.

Однак у цьому випадку водієві необхідно докладати більше зусиль, щоб переключити передачу. Навпаки, у великовантажних автомобілях, де механізми самі по собі важчі, важіль роблять довшими, і діапазон його ходу так само довшим, ніж у легковому автомобілі.

Таким чином, ми можемо переконатися в тому, що механізм важеля дуже поширений як у природі, так і в нашому повсякденному побуті, і в різних механізмах.

Завдання зі слайду.

Учень 2 . Важіль у побуті.

При роботі з особливо великими та важкими болтами та гайками, наприклад, при ремонті різних механізмів, автомобілів, верстатів використовують гайкові ключі з рукояткою до метра.

Учень 3 . Тіло людини як важіль

Їхні кістки довші за наші, а особливий пристрій їх задніх ніг дозволяє їм набагато ефективніше використовувати силу своїх м'язів. Так, безсумнівно, їхні м'язи набагато сильніші, ніж у нас, але й вага їх більша на порядок.

Якщо ми згадали про стрибки у висоту, розглянемо варіанти застосування важеля, які придуманий людиною. Стрибки у висоту з жердиною – дуже наочний приклад.

Учень 4 . Рослини. Багато важелів можна вказати у тілі комах, птахів, у будові рослин. Наприклад, тичинки квітки шавлії є своєрідними важелями. Від осі тичинок відходять два плечі: довге та коротке. На кінці довгого вигнутого, як коромис плеча, висить пилковий мішечок, а коротке плече сплющене. Воно закриває вхід у глибину квітки, де знаходиться нектар. Джміль, намагаючись дотягнутися до нектару, обов'язково зачіпає коротке плече. При цьому довге плече опускається, обсипаючи спинку джмеля пилком. А джміль летить далі, стосується рильця маточки нової квітки і запилює його.

Учень 5. Висновок . Ще до нашої ери люди почали застосовувати важелі в будівельній справі, наприклад, для будівництва пірамід в Єгипті. Важіль дозволяє отримати виграш у силі, однак, чи «дарма» дається такий виграш? При користуванні важелем довший його кінець проходить більший шлях. Таким чином, отримавши виграш у силі, ми отримуємо програш на відстані. Це означає, що піднімаючи маленькою силою вантаж великої ваги, ми змушені здійснювати більше переміщення.

4. Фізпауза. Загадки.

Практична робота .

Ціль: проаналізувати інформацію про застосування важелів у побуті.

Завдання для групи1.

Визначити силу тиску ножиць на аркуш паперу, використовуючи ножиці динамометр. Інструкція з виконання завдання додається.

Заповнити таблицю.

Прикладається сила

F1,Н

Плечо l1, см

Плечо

l2, см

Сила тиску ножиць,

F2, Н

Правило рівноваги

F1 = l2

F2 l1

Момент сил

М 1 = М2

Виграш у силі:

Висновок:

ІНСТРУКЦІЯ.

1. Візьміть ножиці.

2. За допомогою лінійки виміряйте відстань l1, см від центру ножиць (гвоздика) до центру кілець ножиць. Результат запишіть у таблицю.

3. Візьміть аркуш паперу, зробіть надріз і за допомогою лінійки виміряйте відстань від центру ножиць (цвяха) до аркуша паперу (див. малюнок). Отриманий результат l2 см запишіть в таблицю.

4. Візьміть динамометр. Ножиці з аркушом паперу привести в робоче становище(див. малюнок), зачепите гачком динамометра за кільце ножиць і тягнути, доки ножиці не розріжуть аркуш паперу. І в цей момент зафіксувати показання динамометра F1 Дані записати в таблицю.

5. Використовуючи формулу для правила рівноваги важеля, обчислити силу тиску ножиць F2 на аркуш паперу.

6. Перевірити, чи дотримується правило рівноваги важеля та правило моментів. Результати занести до таблиці.

Практична робота.

Мета: проаналізувати інформацію про застосування важелів у природі

Завдання для групи2.

Обчислити силу м'язів своєї руки під час підйому вантажу та його

фіксації. Інструкція з виконання завдання додається .

Заповнити таблицю.

Сила тиску вантажу,

F2, Н

Плечо l2 , см

Плечо

l1 , см

Сила м'язів руки

F 1, Н

Правило рівноваги

F 1 = l 2

F2 l1

Момент сил

М1 = М2

Виграш у силі:

Висновок:

ІНСТРУКЦІЯ.

1. Візьміть набір вантажів у руку.

2. За допомогою лінійки виміряйте відстань l2 см від осі обертання руки (ліктя) до місця фіксації вантажу. Результат запишіть у таблицю.

3. Обчисліть силу тиску вантажу F2, знаючи, що в наборі 3 вантажу, а сила тиску одного вантажу 1 Н. Дані запишіть до таблиці.

4. За допомогою лінійки виміряйте відстань l1, см від осі обертання руки (ліктя) до м'яза руки, див. рисунок. Результат запишіть у таблицю.

5. Використовуючи формулу правила рівноваги важеля, обчислити силу м'язів руки F1 під час підйому вантажу.

6. Перевірити, чи дотримується правило рівноваги важеля і моментів. Результати занести до таблиці.

7. Визначити виграш у силі.

8. Зробіть висновок, використовуючи дані п.6 та п.7.

5. Рефлексія. Намалюйте на полях смайлик, усміхнений, якщо урок сподобався, серйозний, якщо залишилося щось незрозумілим і похмурим, якщо не сподобалося на уроці.

6. Підсумки уроку: виставлення оцінок.

7. Домашнє завдання.

важелі в техніці. Клин та гвинт – різновид похилої площини. Клин призначений для розколювання міцних предметів, наприклад, полін. Його також вганяють у щілини між деталями, щоб створити велику силу тиску однієї деталі на іншу і тим самим збільшити силу тертя спокою між ними, що забезпечить їхнє надійне зчеплення. При величезних силах, що додаються до клину, він повинен бути дуже міцним, із найтвердішого матеріалу. «Колючі знаряддя» багатьох тварин і рослин – пазурі, роги, зуби та колючки – формою нагадують клин (видозмінена похила площина); клину подібна й загострена форма голови швидкохідних риб. Багато з цих клинів мають дуже гладкі тверді поверхнічим і досягається їх велика гострота.

Слайд 9 із презентації «Важелі в природі та техніці»до уроків фізики на тему «Важіль»

Розміри: 960 х 720 пікселів, формат: jpg. Щоб безкоштовно скачати слайд для використання на уроці фізики, клацніть правою кнопкою мишки на зображенні та натисніть «Зберегти зображення як...». Завантажити всю презентацію «Важелі в природі та техніці.ppt» можна у zip-архіві розміром 2276 КБ.

Завантажити презентацію

Важіль

«Важелі в побуті» - Прості механізми. Важелі у побуті. Різновиди важеля: блок та воріт. Похила площина. Важіль блок воріт. Нахилена площина клин гвинт. Що може використовувати людина для роботи? Рівновість важеля. Механічна робота. Важелі в техніці та побуті: прес з важелем. При будівництві пірамід у Стародавньому Єгипті.

«Важелі» - Ножиці для різання металу. Вісь обертання. Важелі в побуті, техніці та природі. У якому разі вантаж нести легше? Ворота. Точка опору. Тачки.

"Механізм важіль" - Важіль. Важіль якогось роду на малюнку? У яких із запропонованих механізмів використовується важіль? Важіль - тверде тіло, здатне обертатися довкола нерухомої опори. Прості механізми. Приймаючи довжину 1 клітини за 1 см, визначте числове значення кожного плеча. Спеціальні важелі. Побудуйте плечі сил, що додаються до важеля.

«Важелі в природі та техніці» - Важільні механізми. Важелі в живій природі та техніці. Рухливі кістки. Важелі у членистоногих. Архімед. Важелі в техніці. Важелі у двостулкових молюсків. Шипи спинного плавця. Важелі в живій природі. Важільні механізми скелета.

"Важіль" - Підмітальна машина. Моє лабораторне встановлення. Дорослі пояснили мені, що я застосувала двері як важіль. Як використовують важіль люди? Важіль другого роду. Перетворення відстані за допомогою важеля. Точка застосування навантаження. Калькулятор важеля. Точка застосування зусилля. Що таке важіль? Я вигадала свої власні застосування важелів.

Головна > Абразиви

Де застосовуються важелі у побуті техніки природи. Науково-дослідна робота з фізики про важіль

Важіль

Рекомендуємо також