Μοχλός. Ισορροπία μοχλού

§ 03-θ. Κανόνας ισορροπίας μοχλού

Ακόμη και πριν από την εποχή μας, οι άνθρωποι άρχισαν να χρησιμοποιούν μοχλούςστην οικοδομική επιχείρηση. Για παράδειγμα, στην εικόνα βλέπετε τη χρήση μοχλού για την άρση βαρών κατά την κατασκευή των πυραμίδων στην Αίγυπτο.

Μοχλόςονομάζεται ένα άκαμπτο σώμα που μπορεί να περιστρέφεται γύρω από έναν συγκεκριμένο άξονα.Ένας μοχλός δεν είναι απαραίτητα ένα μακρύ και λεπτό αντικείμενο. Για παράδειγμα, οποιοσδήποτε τροχός είναι ένας μοχλός, αφού μπορεί να περιστρέφεται γύρω από έναν άξονα.

Ας εισάγουμε δύο ορισμούς. Γραμμή δράσης δύναμηςας ονομάσουμε μια ευθεία που διέρχεται από το διάνυσμα δύναμης. Ώμος δύναμηςας ονομάσουμε τη μικρότερη απόσταση από τον άξονα του μοχλού έως τη γραμμή δράσης της δύναμης. Από τη γεωμετρία ξέρετε ότι η μικρότερη απόσταση από ένα σημείο σε μια ευθεία είναι η απόσταση που είναι κάθετη στην ευθεία.

Ας επεξηγήσουμε αυτούς τους ορισμούς. Στην εικόνα στα αριστερά ο μοχλός είναι το πεντάλ. Ο άξονας περιστροφής του διέρχεται από το σημείο ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ. Δύο δυνάμεις ασκούνται στο πεντάλ: φά 1 – η δύναμη με την οποία το πόδι πιέζει το πεντάλ και φά 2 – η ελαστική δύναμη του τεντωμένου καλωδίου που είναι προσαρτημένο στο πεντάλ. Περνώντας μέσα από το διάνυσμα φά 1 γραμμή δράσης δύναμης (που απεικονίζεται με μια διακεκομμένη γραμμή) και, έχοντας χτίσει μια κάθετη σε αυτήν από το λεγόμενο ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ, θα πάρουμε τμήμα ΟΑ – βραχίονας δύναμης F 1

Με δύναμη φά 2, η κατάσταση είναι απλούστερη: η γραμμή της δράσης του δεν χρειάζεται να σχεδιαστεί, αφού το διάνυσμά του εντοπίζεται με μεγαλύτερη επιτυχία. Έχοντας χτίσει από έτσι. ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕκάθετη στη γραμμή δράσης της δύναμης φά 2, παίρνουμε τμήμα OB – βραχίονας δύναμης φά 2 .

Χρησιμοποιώντας ένα μοχλό, μια μικρή δύναμη μπορεί να εξισορροπήσει μια μεγάλη δύναμη.. Σκεφτείτε, για παράδειγμα, να σηκώσετε έναν κουβά από ένα πηγάδι (βλ. εικόνα στην § 5-β). Ο μοχλός είναι Καλά πύλη– ένα κούτσουρο με κυρτή λαβή προσαρτημένη σε αυτό. Ο άξονας περιστροφής της πύλης διέρχεται από το κούτσουρο. Η μικρότερη δύναμη είναι η δύναμη του χεριού του ατόμου, και η μεγαλύτερη δύναμη είναι η δύναμη με την οποία η αλυσίδα τραβά προς τα κάτω.

Στα δεξιά είναι ένα διάγραμμα της πύλης. Βλέπετε ότι ο βραχίονας μεγαλύτερης δύναμης είναι το τμήμα Ο.Β., και ο ώμος μικρότερης δύναμης είναι το τμήμα Ο Ο.Α.. Είναι ξεκάθαρο ότι ΟΑ > ΟΒ. Με άλλα λόγια, ο ώμος της μικρότερης δύναμης είναι μεγαλύτερος από τον ώμο με τη μεγαλύτερη δύναμη. Αυτό το μοτίβο ισχύει όχι μόνο για την πύλη, αλλά και για οποιοδήποτε άλλο μοχλό.

Τα πειράματα το δείχνουν όταν ο μοχλός είναι σε ισορροπίαΟ ώμος της μικρότερης δύναμης είναι τόσες φορές μεγαλύτερος από τον ώμο της μεγαλύτερης δύναμης, πόσες φορές η μεγαλύτερη δύναμη είναι μεγαλύτερη από τη μικρότερη:

Ας εξετάσουμε τώρα τον δεύτερο τύπο μοχλού - μπλοκ. Μπορούν να είναι κινητά ή ακίνητα (βλ. εικόνα).

Ενότητες: Η φυσικη

Τύπος μαθήματος:μάθημα εκμάθησης νέου υλικού

Στόχοι μαθήματος:

• Εκπαιδευτικός:
  • εξοικείωση με τη χρήση απλών μηχανισμών στη φύση και την τεχνολογία.
  • να αναπτύξουν δεξιότητες στην ανάλυση πηγών πληροφοριών·
  • καθιερώστε πειραματικά τον κανόνα της ισορροπίας του μοχλού.
  • να αναπτύξουν την ικανότητα των μαθητών να διεξάγουν πειράματα (πειράματα) και να εξάγουν συμπεράσματα από αυτά.
• Εκπαιδευτικός:
  • να αναπτύξουν τις δεξιότητες παρατήρησης, ανάλυσης, σύγκρισης, γενίκευσης, ταξινόμησης, κατάρτισης διαγραμμάτων, διατύπωσης συμπερασμάτων με βάση το μελετημένο υλικό.
  • ανάπτυξη γνωστικού ενδιαφέροντος, ανεξαρτησίας σκέψης και νοημοσύνης.
  • ανάπτυξη ικανού προφορικού λόγου.
  • αναπτύξουν πρακτικές δεξιότητες εργασίας.
• Εκπαιδευτικός:
  • ηθική εκπαίδευση: αγάπη για τη φύση, αίσθηση συναδελφικής αλληλοβοήθειας, ηθική της ομαδικής εργασίας.
  • καλλιέργεια κουλτούρας στην οργάνωση του εκπαιδευτικού έργου.

ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ:

• μηχανισμών
• μοχλοβραχίονας
• δύναμη ώμου
• ΟΙΚΟΔΟΜΙΚΟ ΤΕΤΡΑΓΩΝΟ
• πύλη
• κεκλιμένο επίπεδο
• σφήνα
• βίδα

Εξοπλισμός:υπολογιστής, παρουσίαση, φυλλάδια (κάρτες εργασίας), μοχλός σε τρίποδο, σετ βαρών, εργαστηριακό σετ με θέμα «Μηχανική, απλοί μηχανισμοί».

ΚΑΤΑ ΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Ι. Οργανωτικό στάδιο

1. Χαιρετισμός.
2. Καθορισμός απουσιών.
3. Έλεγχος της ετοιμότητας των μαθητών για το μάθημα.
4. Έλεγχος ετοιμότητας της τάξης για το μάθημα.
5. Οργάνωση της προσοχής .

II. Στάδιο ελέγχου της εργασίας για το σπίτι

1. Αποκάλυψη ότι όλη η τάξη έχει ολοκληρώσει την εργασία για το σπίτι.
2. Οπτικός έλεγχος εργασιών στο βιβλίο εργασίας.
3. Ανακάλυψη των λόγων για την αποτυχία μεμονωμένων μαθητών να ολοκληρώσουν την εργασία.
4. Ερωτήσεις σχετικά με την εργασία.

III. Το στάδιο προετοιμασίας των μαθητών για ενεργητική και συνειδητή αφομοίωση νέου υλικού

«Θα μπορούσα να γυρίσω τη Γη με ένα μοχλό, απλά δώσε μου ένα υπομόχλιο»

Αρχιμήδης

Μαντέψτε τους γρίφους:

1. Δύο κρίκους, δύο άκρες και ένα καρφί στη μέση. ( Ψαλίδι)

2. Δύο αδερφές αιωρούνταν - αναζητούσαν την αλήθεια, και όταν την πέτυχαν, σταμάτησαν. ( Ζυγός)

3. Υποκλίνεται, υποκλίνεται - θα έρθει σπίτι - θα απλωθεί. ( Τσεκούρι)

4. Τι είδους θαυματουργός γίγαντας είναι αυτός;
Απλώνει το χέρι του στα σύννεφα
Λειτουργεί:
Βοηθά στην κατασκευή ενός σπιτιού. ( Γερανός)

– Κοιτάξτε ξανά προσεκτικά τις απαντήσεις και ονομάστε τις με μία λέξη. «Όπλο, μηχανή» που μεταφράζεται από τα ελληνικά σημαίνει «μηχανισμοί».

Μηχανισμός– από την ελληνική λέξη «????v?» – όπλο, κατασκευή.
Αυτοκίνητο- από τη λατινική λέξη " μηχανή" – κατασκευή.

– Αποδεικνύεται ότι ένα συνηθισμένο ραβδί είναι ο απλούστερος μηχανισμός. Ποιος ξέρει πώς λέγεται;
– Ας διατυπώσουμε μαζί το θέμα του μαθήματος: ….
– Ανοίξτε τα τετράδια σας, γράψτε την ημερομηνία και το θέμα του μαθήματος: «Απλοί μηχανισμοί. Προϋποθέσεις για την ισορροπία ενός μοχλού».
– Τι στόχο να σας βάλουμε σήμερα στην τάξη...

IV. Στάδιο αφομοίωσης νέας γνώσης

«Θα μπορούσα να γυρίσω τη Γη με ένα μοχλό, απλά να μου δώσεις ένα υπομόχλιο» - αυτά τα λόγια, που είναι η επίγραφη του μαθήματός μας, είπε ο Αρχιμήδης πριν από περισσότερα από 2000 χρόνια. Όμως ο κόσμος εξακολουθεί να τα θυμάται και να τα μεταδίδει από στόμα σε στόμα. Γιατί; Είχε δίκιο ο Αρχιμήδης;

– Οι μοχλοί άρχισαν να χρησιμοποιούνται από τους ανθρώπους στην αρχαιότητα.
– Τι πιστεύετε ότι είναι για;
– Φυσικά, για να διευκολύνω τη δουλειά.
– Ο πρώτος που χρησιμοποίησε μοχλό ήταν ο μακρινός προϊστορικός μας πρόγονος, ο οποίος με ένα ραβδί μετακινούσε βαριές πέτρες αναζητώντας βρώσιμες ρίζες ή μικρά ζώα που κρύβονταν κάτω από τις ρίζες. Ναι, ναι, τελικά, ένα συνηθισμένο ραβδί που έχει ένα υπομόχλιο γύρω από το οποίο μπορεί να περιστραφεί είναι ένας πραγματικός μοχλός.
Υπάρχουν πολλά στοιχεία ότι στις αρχαίες χώρες -Βαβυλώνα, Αίγυπτο, Ελλάδα- οι οικοδόμοι χρησιμοποιούσαν ευρέως μοχλούς όταν σήκωσαν και μετέφεραν αγάλματα, κολώνες και τεράστιες πέτρες. Εκείνη την εποχή, δεν είχαν ιδέα για το νόμο της μόχλευσης, αλλά γνώριζαν ήδη καλά ότι ένας μοχλός σε επιδέξια χέρια μετατρέπει ένα βαρύ φορτίο σε ελαφρύ.
Μοχλός– αποτελεί αναπόσπαστο μέρος σχεδόν κάθε σύγχρονης μηχανής, εργαλειομηχανής, μηχανισμού. Ένας εκσκαφέας σκάβει μια τάφρο - ο σιδερένιος «βραχίονας» του με έναν κουβά λειτουργεί ως μοχλός. Ο οδηγός αλλάζει την ταχύτητα του αυτοκινήτου χρησιμοποιώντας το μοχλό αλλαγής ταχυτήτων. Ο φαρμακοποιός κρεμάει τις σκόνες σε πολύ ακριβείς ζυγαριές φαρμακείου το κύριο μέρος αυτών των ζυγών είναι ο μοχλός.
Όταν σκάβουμε κρεβάτια στον κήπο, το φτυάρι στα χέρια μας γίνεται επίσης μοχλός. Όλα τα είδη βραχίονα, λαβές και πύλες είναι όλα μοχλοί.

- Ας εξοικειωθούμε με απλούς μηχανισμούς.

Η τάξη χωρίζεται σε έξι πειραματικές ομάδες:

Ο 1ος μελετά ένα κεκλιμένο επίπεδο.
2η εξετάζει το μοχλό.
Ο 3ος μελετά το μπλοκ.
Ο 4ος μελετά την πύλη.
Ο 5ος μελετά τη σφήνα.
6ος μελετά τη βίδα.

Η εργασία εκτελείται σύμφωνα με την περιγραφή που προτείνεται για κάθε ομάδα στην κάρτα εργασίας. ( Παράρτημα 1 )

Με βάση τις απαντήσεις των μαθητών συντάσσουμε ένα διάγραμμα. ( Παράρτημα 2 )

– Με ποιους μηχανισμούς εξοικειώσατε...
– Σε τι χρησιμεύουν οι απλοί μηχανισμοί; ...

Μοχλός- ένα άκαμπτο σώμα ικανό να περιστρέφεται γύρω από ένα σταθερό στήριγμα. Στην πράξη τον ρόλο του μοχλού μπορεί να παίξει μπαστούνι, σανίδα, λοστός κ.λπ.
Ο μοχλός έχει υπομόχλιο και ώμο. Ωμος– αυτή είναι η μικρότερη απόσταση από το υπομόχλιο στη γραμμή δράσης της δύναμης (δηλαδή, η κάθετη που χαμηλώνει από το υπομόχλιο στη γραμμή δράσης της δύναμης).
Συνήθως, οι δυνάμεις που εφαρμόζονται στο μοχλό μπορούν να θεωρηθούν το βάρος των σωμάτων. Μια από τις δυνάμεις θα ονομάσουμε δύναμη αντίστασης, την άλλη κινητήρια δύναμη.
Στην εικόνα ( Παράρτημα 4 ) βλέπετε έναν μοχλό ίσου βραχίονα, ο οποίος χρησιμοποιείται για την εξισορρόπηση δυνάμεων. Ένα παράδειγμα τέτοιας χρήσης μόχλευσης είναι μια ζυγαριά. Τι πιστεύετε ότι θα συμβεί αν διπλασιαστεί μία από τις δυνάμεις;
Σωστά, η ζυγαριά θα είναι εκτός ισορροπίας (το δείχνω σε συνηθισμένη ζυγαριά).
Πιστεύετε ότι υπάρχει τρόπος να εξισορροπήσετε τη μεγαλύτερη με τη μικρότερη δύναμη;

Παιδιά, σας προτείνω στο μάθημα μίνι πείραμαεξάγετε τη συνθήκη ισορροπίας για το μοχλό.

Πείραμα

Στα τραπέζια υπάρχουν μοχλοί εργαστηρίου. Ας μάθουμε μαζί πότε ο μοχλός θα είναι σε ισορροπία.
Για να το κάνετε αυτό, κρεμάστε ένα βάρος στο γάντζο στη δεξιά πλευρά σε απόσταση 15 cm από τον άξονα.

• Ισορροπήστε τον μοχλό με ένα βάρος. Μετρήστε τον αριστερό σας ώμο.
• Ισορροπήστε τον μοχλό, αλλά με δύο βάρη. Μετρήστε τον αριστερό σας ώμο.
• Ισορροπήστε τον μοχλό, αλλά με τρία βάρη. Μετρήστε τον αριστερό σας ώμο.
• Ισορροπήστε τον μοχλό, αλλά με τέσσερα βάρη. Μετρήστε τον αριστερό σας ώμο.

– Ποια συμπεράσματα μπορούν να εξαχθούν:

• Όπου υπάρχει περισσότερη δύναμη, υπάρχει λιγότερη μόχλευση.
• Όσες φορές αυξήθηκε η δύναμη, τόσες φορές μειώθηκε ο ώμος,

- Ας διατυπώσουμε Κανόνας ισορροπίας μοχλού:

Ένας μοχλός βρίσκεται σε ισορροπία όταν οι δυνάμεις που ασκούνται σε αυτόν είναι αντιστρόφως ανάλογες με τους βραχίονες αυτών των δυνάμεων.

– Τώρα προσπαθήστε να γράψετε αυτόν τον κανόνα μαθηματικά, δηλαδή τον τύπο:

F 1 l 1 = F 2 l 2 => F 1 / F 2 = l 2 / l 1

Ο κανόνας της ισορροπίας του μοχλού καθιερώθηκε από τον Αρχιμήδη.
Από αυτόν τον κανόνα προκύπτειότι μια μικρότερη δύναμη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εξισορροπήσει μια μεγαλύτερη δύναμη χρησιμοποιώντας ένα μοχλό.

Χαλάρωση: Κλείστε τα μάτια σας και καλύψτε τα με τις παλάμες σας. Φανταστείτε ένα φύλλο λευκό χαρτί και προσπαθήστε να γράψετε νοερά το ονοματεπώνυμό σας σε αυτό. Βάλτε μια τελεία στο τέλος της καταχώρησης. Τώρα ξεχάστε τα γράμματα και θυμηθείτε μόνο την περίοδο. Θα πρέπει να σας φαίνεται ότι κινείστε από τη μια πλευρά στην άλλη με μια αργή, απαλή κίνηση. Έχετε χαλαρώσει... αφαιρέστε τις παλάμες σας, ανοίξτε τα μάτια σας, εσείς και εγώ επιστρέφουμε στον πραγματικό κόσμο γεμάτοι δύναμη και ενέργεια.

V. Στάδιο εμπέδωσης νέας γνώσης

1. Συνέχισε την πρόταση...

• Ο μοχλός είναι... ένα άκαμπτο σώμα που μπορεί να περιστρέφεται γύρω από ένα σταθερό στήριγμα
• Ο μοχλός είναι σε ισορροπία εάν... οι δυνάμεις που δρουν σε αυτό είναι αντιστρόφως ανάλογες με τους βραχίονες αυτών των δυνάμεων.
• Η μόχλευση της εξουσίας είναι... η μικρότερη απόσταση από το υπομόχλιο στη γραμμή δράσης της δύναμης (δηλαδή, η κάθετη που έπεσε από το υπομόχλιο στη γραμμή δράσης της δύναμης).
• Η δύναμη μετριέται σε...
• Η μόχλευση μετριέται σε...
• Οι απλοί μηχανισμοί περιλαμβάνουν... μοχλός και οι ποικιλίες του: – σφήνα, βίδα. κεκλιμένο επίπεδο και οι ποικιλίες του: σφήνα, βίδα.
• Απαιτούνται απλοί μηχανισμοί για... για να αποκτήσει εξουσία

2. Συμπληρώστε τον πίνακα (μόνοι σας):

Βρείτε απλούς μηχανισμούς σε συσκευές

Οχι.	Ονομα της συσκευής	Απλοί μηχανισμοί
1	ψαλίδι
2	μύλος κρέατος
3	είδε
4	σκάλα
5	μπουλόνι
6	πένσα,
7	Ζυγός
8	τσεκούρι
9	γρύλος
10	μηχανικό τρυπάνι
11	χερούλι ραπτομηχανής, πεντάλ ποδηλάτου ή χειρόφρενο, πλήκτρα πιάνου
12	σμίλη, μαχαίρι, καρφί, βελόνα.

ΑΜΟΙΒΑΙΟ ΕΛΕΓΧΟ

Μεταφέρετε την αξιολόγηση μετά από αμοιβαίο έλεγχο στην κάρτα αυτοαξιολόγησης.

Είχε δίκιο ο Αρχιμήδης;

Ο Αρχιμήδης ήταν σίγουρος ότι δεν υπάρχει τόσο βαρύ φορτίο που δεν μπορεί να σηκώσει ένα άτομο - απλά πρέπει να χρησιμοποιήσει έναν μοχλό.
Κι όμως ο Αρχιμήδης υπερέβαλε τις ανθρώπινες δυνατότητες. Αν ο Αρχιμήδης ήξερε πόσο τεράστια είναι η μάζα της Γης, πιθανότατα θα είχε αποφύγει το επιφώνημα που του αποδίδει ο θρύλος: «Δώσε μου ένα υπομόχλιο και θα σηκώσω τη Γη!». Εξάλλου, για να κινήσει τη γη μόλις 1 cm, το χέρι του Αρχιμήδη θα έπρεπε να διανύσει 10 18 km. Αποδεικνύεται ότι για να κινηθεί η Γη ένα χιλιοστό, ο μακρύς βραχίονας του μοχλού πρέπει να είναι μεγαλύτερος από τον βραχίονα κατά 100.000.000.000 τρισεκατομμύρια. μια φορά! Το τέλος αυτού του βραχίονα θα ταξίδευε 1.000.000 τρισ. χιλιόμετρα (περίπου). Και θα χρειαζόταν ένας άνθρωπος πολλά εκατομμύρια χρόνια για να διανύσει έναν τέτοιο δρόμο!.. Αλλά αυτό είναι το θέμα ενός άλλου μαθήματος.

VI. Στάδιο ενημέρωσης των μαθητών σχετικά με την εργασία στο σπίτι, οδηγίες για τον τρόπο ολοκλήρωσής τους

1. Συνοψίζοντας: ποια νέα πράγματα μαθεύτηκαν στο μάθημα, πώς λειτούργησε η τάξη, ποιοι μαθητές δούλεψαν ιδιαίτερα επιμελώς (βαθμοί).

2. Εργασία για το σπίτι

Όλοι: § 55-56
Για όσους ενδιαφέρονται: δημιουργήστε ένα σταυρόλεξο με θέμα «Απλοί μηχανισμοί στο σπίτι μου»
Μεμονωμένα: ετοιμάστε μηνύματα ή παρουσιάσεις «Μοχλοί στην άγρια ​​ζωή», «Η δύναμη των χεριών μας».

- Το μάθημα τελείωσε! Αντίο, ό,τι καλύτερο για εσάς!

Ακόμη και πριν από την εποχή μας, οι άνθρωποι άρχισαν να χρησιμοποιούν μοχλούς στις κατασκευές. Για παράδειγμα, στην εικόνα βλέπετε τη χρήση μόχλευσης στην κατασκευή των πυραμίδων στην Αίγυπτο. Ο μοχλός είναι ένα άκαμπτο σώμα που μπορεί να περιστρέφεται γύρω από έναν συγκεκριμένο άξονα. Ένας μοχλός δεν είναι απαραίτητα ένα μακρύ και λεπτό αντικείμενο. Για παράδειγμα, ένας τροχός είναι επίσης μοχλός, καθώς είναι ένα άκαμπτο σώμα που περιστρέφεται γύρω από έναν άξονα.

Ας εισάγουμε δύο ακόμη ορισμούς. Η γραμμή δράσης μιας δύναμης είναι μια ευθεία γραμμή που διέρχεται από το διάνυσμα της δύναμης. Τη μικρότερη απόσταση από τον άξονα του μοχλού μέχρι τη γραμμή δράσης της δύναμης ονομάζουμε ώμο της δύναμης. Από το μάθημα της γεωμετρίας σας, γνωρίζετε ότι η μικρότερη απόσταση από ένα σημείο σε μια ευθεία είναι η κάθετη απόσταση σε αυτήν την ευθεία.

Ας επεξηγήσουμε αυτούς τους ορισμούς με ένα παράδειγμα. Στην εικόνα στα αριστερά, ο μοχλός είναι το πεντάλ. Ο άξονας περιστροφής του διέρχεται από το σημείο Ο. Στο πεντάλ ασκούνται δύο δυνάμεις: F1 είναι η δύναμη με την οποία το πόδι πιέζει το πεντάλ και F2 είναι η ελαστική δύναμη του τεντωμένου καλωδίου που συνδέεται με το πεντάλ. Σχεδιάζοντας τη γραμμή δράσης της δύναμης μέσω του διανύσματος F1 (εμφανίζεται με μπλε) και χαμηλώνοντας μια κάθετο από το σημείο Ο σε αυτό, λαμβάνουμε το τμήμα ΟΑ - τον βραχίονα της δύναμης F1.

Με τη δύναμη F2 η κατάσταση είναι ακόμη πιο απλή: η γραμμή δράσης της δεν χρειάζεται να τραβηχτεί, αφού το διάνυσμα αυτής της δύναμης εντοπίζεται με μεγαλύτερη επιτυχία. Ρίχνοντας μια κάθετο από το σημείο Ο στη γραμμή δράσης της δύναμης F2, λαμβάνουμε το τμήμα OB - τον βραχίονα αυτής της δύναμης.

Με τη βοήθεια ενός μοχλού, μια μικρή δύναμη μπορεί να εξισορροπήσει μια μεγάλη δύναμη. Σκεφτείτε, για παράδειγμα, να σηκώσετε έναν κουβά από ένα πηγάδι. Ο μοχλός είναι μια πύλη πηγαδιού - ένα κούτσουρο με μια κυρτή λαβή συνδεδεμένη σε αυτό. Ο άξονας περιστροφής της πύλης διέρχεται από το κούτσουρο. Η μικρότερη δύναμη είναι η δύναμη του χεριού του ατόμου και η μεγαλύτερη δύναμη είναι η δύναμη με την οποία ο κάδος και το κρεμαστό μέρος της αλυσίδας τραβιέται προς τα κάτω.

Το σχέδιο στα αριστερά δείχνει το διάγραμμα της πύλης. Μπορείτε να δείτε ότι ο βραχίονας μεγαλύτερης δύναμης είναι το τμήμα OB και ο βραχίονας μικρότερης δύναμης είναι το τμήμα ΟΑ. Φαίνεται ξεκάθαρα ότι ΟΑ > ΟΒ. Με άλλα λόγια, ο βραχίονας χαμηλότερης αντοχής είναι μεγαλύτερος από τον βραχίονα υψηλότερης αντοχής. Αυτό το σχέδιο ισχύει όχι μόνο για την πύλη, αλλά και για οποιοδήποτε άλλο μοχλό. Σε γενικότερη μορφή ακούγεται ως εξής:

Όταν ένας μοχλός βρίσκεται σε ισορροπία, ο βραχίονας της μικρότερης δύναμης είναι τόσες φορές μεγαλύτερος από τον βραχίονα της μεγαλύτερης δύναμης, πόσες φορές η μεγαλύτερη δύναμη είναι μεγαλύτερη από τη μικρότερη.

Ας επεξηγήσουμε αυτόν τον κανόνα χρησιμοποιώντας ένα σχολικό μοχλό με βάρη. Ρίξτε μια ματιά στην εικόνα. Στον πρώτο μοχλό, ο ώμος της αριστερής δύναμης είναι 2 φορές μεγαλύτερος από τον ώμο της δεξιάς δύναμης, επομένως, η δεξιά δύναμη είναι δύο φορές μεγαλύτερη από την αριστερή δύναμη. Στον δεύτερο μοχλό, ο βραχίονας της δεξιάς δύναμης είναι 1,5 φορές μεγαλύτερος από τον βραχίονα της αριστερής δύναμης, δηλαδή όσες φορές η αριστερή δύναμη είναι μεγαλύτερη από τη δεξιά δύναμη.

Έτσι, όταν δύο δυνάμεις βρίσκονται σε ισορροπία σε έναν μοχλό, η μεγαλύτερη από αυτές έχει πάντα μικρότερο μοχλό και το αντίστροφο.

Δημοτικό δημοσιονομικό εκπαιδευτικό ίδρυμα Mikheykovskaya δευτεροβάθμια εκπαίδευση, περιοχή Yartsevo, περιοχή Smolensk Μάθημα με θέμα «Απλοί μηχανισμοί. Εφαρμογή του νόμου της ισορροπίας ενός μοχλού σε ένα μπλοκ" 7η τάξη Συντάχθηκε και διεξήχθη από έναν καθηγητή φυσικής της υψηλότερης κατηγορίας Sergey Pavlovich Lavnyuzhenkov 2016 - 2017 ακαδημαϊκό έτος Στόχοι μαθήματος (προγραμματισμένα μαθησιακά αποτελέσματα): Προσωπικά: ανάπτυξη της ικανότητας διαχείρισης εκπαιδευτικές δραστηριότητες; ανάπτυξη ενδιαφέροντος για τη φυσική κατά την ανάλυση φυσικών φαινομένων. σχηματισμός κινήτρων με τον καθορισμό γνωστικών καθηκόντων. ανάπτυξη της ικανότητας διεξαγωγής διαλόγου στη βάση ίσων σχέσεων και αμοιβαίου σεβασμού· ανάπτυξη της ανεξαρτησίας στην απόκτηση νέων γνώσεων και πρακτικών δεξιοτήτων· ανάπτυξη προσοχής, μνήμης, λογικής και δημιουργικής σκέψης. επίγνωση των γνώσεων των μαθητών· Μετα-θέμα: ανάπτυξη της ικανότητας δημιουργίας ιδεών. αναπτύσσουν την ικανότητα να καθορίζουν τους στόχους και τους στόχους των δραστηριοτήτων· διεξαγωγή πειραματικής μελέτης σύμφωνα με το προτεινόμενο σχέδιο· να διατυπώσει ένα συμπέρασμα με βάση τα αποτελέσματα του πειράματος. να αναπτύξουν δεξιότητες επικοινωνίας κατά την οργάνωση της εργασίας· αξιολογήστε και αναλύστε ανεξάρτητα τις δικές σας δραστηριότητες από την προοπτική των αποτελεσμάτων που αποκτήθηκαν. χρησιμοποιήστε διάφορες πηγές για να λάβετε πληροφορίες. Θέμα: ανάπτυξη μιας ιδέας απλών μηχανισμών. ανάπτυξη της ικανότητας αναγνώρισης μοχλών, μπλοκ, κεκλιμένων επιπέδων, πυλών, σφηνών. οι απλοί μηχανισμοί παρέχουν κέρδη σε δύναμη. ανάπτυξη της ικανότητας σχεδιασμού και διεξαγωγής ενός πειράματος και διατύπωσης συμπερασμάτων με βάση τα αποτελέσματα του πειράματος. Πρόοδος του μαθήματος Νο σελ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Δραστηριότητες δασκάλου Δραστηριότητες μαθητή Σημειώσεις Οργανωτικό στάδιο Προετοιμασία για το μάθημα Στάδιο επανάληψης και έλεγχος κατάκτησης της καλυπτόμενης ύλης Εργασία με εικόνες, εργασία σε ζευγάρια - προφορική ιστορία Σύμφωνα με. στο σχέδιο, αμοιβαία δοκιμή της γνώσης Στάδιο ενημέρωσης γνώσης , καθορισμός στόχων Στάδιο οργανωτικής δραστηριότητας: βοήθεια και έλεγχος της εργασίας των μαθητών Fizminutka Στάδιο οργανωτικής δραστηριότητας: πρακτική εργασία, πραγματοποίηση και καθορισμός στόχων Στάδιο πρακτικής ενοποίησης της αποκτηθείσας γνώσης: Στάδιο επίλυσης προβλημάτων εμπέδωσης της καλυπτόμενης ύλης Εισαγωγή της έννοιας «απλοί μηχανισμοί», εργασία με σχολικό βιβλίο, κατάρτιση διαγράμματος Αυτοαξιολόγηση Φυσικές ασκήσεις Συλλογή της εγκατάστασης Εισαγωγή της έννοιας «μοχλός», καθορισμός στόχων Εισαγωγή της έννοιας « μόχλευση δύναμης» Πειραματική επιβεβαίωση του κανόνα ισορροπίας του μοχλού Αυτοαξιολόγηση Επίλυση προβλημάτων Αμοιβαία εξέταση Απαντήσεις σε ερωτήσεις Στάδιο συζήτησης για το σπίτι Καταγράψτε την εργασία για το σπίτι 10 Στάδιο προβληματισμού: οι μαθητές καλούνται να επισημάνουν κάτι νέο, ενδιαφέρον, δύσκολο στο μάθημα Μοιραστείτε με το εντυπώσεις σε προφορική και γραπτή μορφή Δάσκαλος: Σήμερα στο μάθημα θα δούμε τον κόσμο της μηχανικής, θα μάθουμε να συγκρίνουμε και να αναλύουμε. Αλλά πρώτα, ας ολοκληρώσουμε μια σειρά από εργασίες που θα βοηθήσουν να ανοίξει ευρύτερα η μυστηριώδης πόρτα και να δείξουμε όλη την ομορφιά μιας τέτοιας επιστήμης όπως η μηχανική. Υπάρχουν πολλές εικόνες στην οθόνη: Τι κάνουν αυτοί οι άνθρωποι; (μηχανική εργασία) Οι Αιγύπτιοι χτίζουν μια πυραμίδα (μοχλός). Ένας άντρας σηκώνει νερό (με τη βοήθεια μιας πύλης) από ένα πηγάδι. Άνθρωποι κυλούν ένα βαρέλι σε ένα πλοίο (κεκλιμένο αεροπλάνο). Ένας άντρας σηκώνει ένα φορτίο (μπλοκ). Δάσκαλος: Σχεδιάστε μια ιστορία: 1. Ποιες συνθήκες είναι απαραίτητες για την εκτέλεση μηχανικών εργασιών; 2. Η μηχανική εργασία είναι ……………. 3. Σύμβολο μηχανικής εργασίας 4. Τύπος εργασίας... 5. Ποια είναι η μονάδα μέτρησης της εργασίας; 6. Πώς και από ποιον επιστήμονα ονομάζεται; 7. Σε ποιες περιπτώσεις το έργο είναι θετικό, αρνητικό ή μηδέν; Δάσκαλος: Τώρα ας δούμε ξανά αυτές τις εικόνες και ας δώσουμε προσοχή στο πώς αυτοί οι άνθρωποι κάνουν τη δουλειά; (οι άνθρωποι χρησιμοποιούν ένα μακρύ ραβδί, ένα βαρούλκο, μια συσκευή με κεκλιμένο επίπεδο, ένα μπλοκ) Δάσκαλος: Μαθητές: Απλοί μηχανισμοί Δάσκαλος: Σωστό! Απλοί μηχανισμοί. Για ποιο θέμα πιστεύετε ότι θα μιλήσουμε στο μάθημα Πώς μπορείτε να ονομάσετε αυτές τις συσκευές με μια λέξη; μιλάμε σήμερα; Μαθητές: Περί απλών μηχανισμών. Δάσκαλος: Σωστά. Το θέμα του μαθήματος μας θα είναι απλοί μηχανισμοί (γράφοντας το θέμα του μαθήματος σε ένα τετράδιο, μια διαφάνεια με το θέμα του μαθήματος: Μαζί με τα παιδιά: μελετήστε τι είναι οι απλοί μηχανισμοί). εξετάστε τύπους απλών μηχανισμών. κατάσταση ισορροπίας μοχλού. Δάσκαλος: Παιδιά, τι πιστεύετε ότι χρησιμοποιούνται οι απλοί μηχανισμοί; Μαθητές: Χρησιμοποιούνται για τη μείωση της δύναμης που ασκούμε, δηλ. να το μεταμορφώσει. Δάσκαλος: Απλοί μηχανισμοί συναντώνται τόσο στην καθημερινή ζωή όσο και σε όλα τα πολύπλοκα εργοστασιακά μηχανήματα κ.λπ. Παιδιά ποιες οικιακές συσκευές και συσκευές έχουν απλούς μηχανισμούς. Μαθητές: Μοχλός ζυγαριάς, ψαλίδι, μύλος κρέατος, μαχαίρι, τσεκούρι, πριόνι κ.λπ. Δάσκαλος: Τι απλός μηχανισμός έχει ένας γερανός; Μαθητές: Μοχλός (μπούμα), μπλοκ. Δάσκαλος: Σήμερα θα ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε έναν από τους τύπους απλών μηχανισμών. Είναι πάνω στο τραπέζι. Τι είδους μηχανισμός είναι αυτός; Μαθητές: Αυτός είναι ένας μοχλός. Κρεμάμε βάρη σε έναν από τους βραχίονες του μοχλού και, χρησιμοποιώντας άλλα βάρη, ισορροπούμε τον μοχλό. Ας δούμε τι έγινε. Βλέπουμε ότι οι ώμοι των βαρών είναι διαφορετικοί μεταξύ τους. Ας κουνήσουμε έναν από τους βραχίονες του μοχλού. Τι βλέπουμε; Μαθητές: Μετά την αιώρηση, ο μοχλός επιστρέφει στη θέση ισορροπίας του. Δάσκαλος: Τι λέγεται μοχλός; Μαθητές: Ο μοχλός είναι ένα άκαμπτο σώμα που μπορεί να περιστρέφεται γύρω από έναν σταθερό άξονα. Δάσκαλος: Πότε είναι ο μοχλός σε ισορροπία; Μαθητές: Επιλογή 1: ο ίδιος αριθμός βαρών στην ίδια απόσταση από τον άξονα περιστροφής. Επιλογή 2: περισσότερο φορτίο – λιγότερη απόσταση από τον άξονα περιστροφής. Δάσκαλος: Πώς ονομάζεται αυτή η εξάρτηση στα μαθηματικά; Μαθητές: Αντιστρόφως ανάλογοι. Δάσκαλος: Με ποια δύναμη δρουν τα βάρη στο μοχλό; Μαθητές: Σωματικό βάρος λόγω της βαρύτητας της Γης. P = F βαρύ = F F  1 F 2 l 2 l 1 όπου F1 είναι το μέτρο της πρώτης δύναμης. F2 – μονάδα της δεύτερης δύναμης. l1 - ώμος της πρώτης δύναμης. l2 – ώμος της δεύτερης δύναμης. Δάσκαλος: Αυτός ο κανόνας καθιερώθηκε από τον Αρχιμήδη τον 3ο αιώνα π.Χ. Εργασία: Χρησιμοποιώντας έναν λοστό, ένας εργαζόμενος σηκώνει ένα κουτί βάρους 120 κιλών. Τι δύναμη ασκεί στον μεγαλύτερο βραχίονα του μοχλού αν το μήκος αυτού του βραχίονα είναι 1,2 m, και το μήκος του μικρότερου βραχίονα είναι 0,3 m Ποιο θα είναι το κέρδος σε ισχύ; (Απάντηση: Το κέρδος σε δύναμη είναι 4) Επίλυση προβλημάτων (ανεξάρτητα με επακόλουθη αμοιβαία επαλήθευση). 1. Η πρώτη δύναμη είναι ίση με 10 N και ο ώμος αυτής της δύναμης είναι 100 cm Ποια είναι η τιμή της δεύτερης δύναμης αν ο ώμος της είναι 10 cm; (Απάντηση: 100 N) 2. Ένας εργάτης χρησιμοποιεί μοχλό για να σηκώσει φορτίο βάρους 1000 N, ενώ ασκεί δύναμη 500 N. Ποιος είναι ο βραχίονας της μεγαλύτερης δύναμης αν ο βραχίονας της μικρότερης δύναμης είναι 100 cm; (Απάντηση: 50 εκ.) Συνοψίζοντας. Ποιοι μηχανισμοί ονομάζονται απλοί; Τι είδους απλούς μηχανισμούς γνωρίζετε; Τι είναι ο μοχλός; Τι είναι η μόχλευση; Ποιος είναι ο κανόνας για την ισορροπία του μοχλού; Ποια είναι η σημασία των απλών μηχανισμών στη ζωή του ανθρώπου; Δ/Ζ 1. Διαβάστε την παράγραφο. 2. Καταγράψτε τους απλούς μηχανισμούς που βρίσκετε στο σπίτι και αυτούς που χρησιμοποιεί ένα άτομο στην καθημερινή ζωή, καταγράφοντας τους στον πίνακα: Απλός μηχανισμός στην καθημερινή ζωή, στην τεχνολογία Τύπος απλού μηχανισμού 3. Επιπλέον. Ετοιμάστε μια αναφορά για έναν απλό μηχανισμό που χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή και την τεχνολογία. Αντανάκλαση. Συμπλήρωσε τις προτάσεις: τώρα ξέρω………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………… ……………………… Εγώ μπορώ……………………………………………………………………. Μπορώ να βρω (συγκρίνω, αναλύω κ.λπ.) ……………………. Ολοκλήρωσα ανεξάρτητα ………………………………... Εφάρμοσα το υλικό που μελετήθηκε σε μια συγκεκριμένη κατάσταση ζωής…………. Μου άρεσε (δεν μου άρεσε) το μάθημα ………………………………………

Μοχλός είναι ένα συμπαγές σώμα που έχει άξονα περιστροφής ή στήριξης.

Τύποι μοχλών:

§ μοχλός πρώτου είδους

§ μοχλός δεύτερου τύπου.

Σημεία εφαρμογής των δυνάμεων που επενεργούν μοχλός πρώτης κατηγορίας , βρίσκονται και στις δύο πλευρές του υποστηρίγματος.

Διάγραμμα μοχλού πρώτης κατηγορίας.

t O – υπομόχλιο του μοχλού (άξονας περιστροφής του μοχλού).

t 1 και t 2 – σημεία εφαρμογής δυνάμεων και, αντίστοιχα.

Γραμμή δράσης δύναμης – ευθεία γραμμή που συμπίπτει με το διάνυσμα δύναμης.

Ώμος της εξουσίας – η μικρότερη απόσταση από τον άξονα περιστροφής του μοχλού έως τη γραμμή δράσης της δύναμης.

Ονομασία: ρε.

f 1 – γραμμή δράσης δύναμης

f 2 – γραμμή δράσης δύναμης

δ 1 – βραχίονας δύναμης

δ 2 – βραχίονας δύναμης

Αλγόριθμος για την εύρεση της μόχλευσης:

α) σχεδιάστε μια γραμμή δράσης της δύναμης.

β) χαμηλώστε την κάθετο από το υπομόχλιο ή τον άξονα περιστροφής του μοχλού στη γραμμή δράσης της δύναμης.

γ) το μήκος αυτής της καθέτου θα είναι ο βραχίονας αυτής της δύναμης.

Ασκηση:

Σχεδιάστε τον βραχίονα κάθε δύναμης:

t Ο είναι ο άξονας περιστροφής ενός στερεού σώματος.

Κανόνας ισορροπίας μοχλού (καθιερώθηκε από τον Αρχιμήδη):

Εάν δύο δυνάμεις δρουν σε έναν μοχλό, τότε αυτός βρίσκεται σε ισορροπία μόνο όταν οι δυνάμεις που ασκούνται σε αυτόν είναι αντιστρόφως ανάλογες με τους βραχίονες τους.

Σχόλιο: υποθέτουμε ότι η δύναμη τριβής και το βάρος του μοχλού είναι ίσα με μηδέν.

Στιγμή δύναμης.

Οι δυνάμεις που ασκούνται στον μοχλό μπορεί να τον κάνουν να περιστρέφεται είτε δεξιόστροφα είτε αριστερόστροφα.

Στιγμή δύναμης – φυσικό μέγεθος που χαρακτηρίζει την περιστροφική δράση μιας δύναμης και ισούται με το γινόμενο του συντελεστή δύναμης και του βραχίονα.

Ονομασία: Μ

Μονάδα ροπής SI: 1 Νιούτον μέτρο (1 Nm).

1 Nm – ροπή δύναμης σε 1Ν, ο βραχίονας του οποίου είναι ίσος με 1m.

Κανόνας Στιγμών: Ένας μοχλός βρίσκεται σε ισορροπία υπό την επίδραση των δυνάμεων που του ασκούνται αν το άθροισμα των ροπών των δυνάμεων που τον περιστρέφουν δεξιόστροφα είναι ίσο με το άθροισμα των ροπών των δυνάμεων που τον περιστρέφουν αριστερόστροφα.

Εάν δύο δυνάμεις ενεργούν σε έναν μοχλό, τότε ο κανόνας της ροπής διατυπώνεται ως εξής: Ένας μοχλός βρίσκεται σε ισορροπία υπό την επίδραση δύο δυνάμεων αν η ροπή της δύναμης που τον περιστρέφει δεξιόστροφα είναι ίση με τη στιγμή της δύναμης που τον περιστρέφει αριστερόστροφα.

Σημείωση: Από τον κανόνα των ροπών για την περίπτωση των δύο δυνάμεων που εφαρμόζονται στο μοχλό, μπορεί κανείς να λάβει τον κανόνα ισορροπίας του μοχλού με τη μορφή που συζητήθηκε στην παράγραφο 38.

, ═> , ═> .

Μπλοκ.

ΟΙΚΟΔΟΜΙΚΟ ΤΕΤΡΑΓΩΝΟ – τροχός με αυλάκωση με άξονα περιστροφής. Η υδρορροή έχει σχεδιαστεί για νήμα, σχοινί, καλώδιο ή αλυσίδα.

Υπάρχουν δύο τύποι μπλοκ: σταθερά και κινητά.

Σταθερό μπλοκ καλείται ένα μπλοκ του οποίου ο άξονας δεν κινείται όταν το μπλοκ λειτουργεί. Ένα τέτοιο μπλοκ δεν κινείται όταν το σχοινί κινείται, αλλά μόνο περιστρέφεται.

Κινητό μπλοκ καλείται ένα μπλοκ, ο άξονας του οποίου κινείται όταν το μπλοκ λειτουργεί.

Δεδομένου ότι ένα μπλοκ είναι ένα συμπαγές σώμα που έχει άξονα περιστροφής, δηλαδή έναν τύπο μοχλού, μπορούμε να εφαρμόσουμε τον κανόνα ισορροπίας μοχλού στο μπλοκ. Ας εφαρμόσουμε αυτόν τον κανόνα, υποθέτοντας ότι η δύναμη τριβής και το βάρος του μπλοκ είναι ίσα με μηδέν.

Ας εξετάσουμε ένα ακίνητο μπλοκ.

Το σταθερό μπλοκ είναι ένας μοχλός πρώτου είδους.

t. O – άξονας περιστροφής του μοχλού.

AO = d 1 – βραχίονας δύναμης

OB = d 2 – βραχίονας δύναμης

Επιπλέον, d 1 = d 2 = r, r είναι η ακτίνα του τροχού.

Σε ισορροπία M 1 = M 2

P d 1 = F d 2 ═>

Ετσι, ένα σταθερό μπλοκ δεν παρέχει κανένα κέρδος σε δύναμη, σας επιτρέπει μόνο να αλλάξετε την κατεύθυνση της δύναμης.

Ας εξετάσουμε ένα κινούμενο μπλοκ.

Το κινούμενο μπλοκ είναι ένας μοχλός δεύτερου τύπου.