Plokid klassifitseeritakse lihtsate mehhanismidena. Nende jõudude teisendamiseks mõeldud seadmete rühmas on lisaks plokkidele ka kang, kaldtasapind.

Definitsioon

Blokeeri  - kindel keha, millel on võime pöörata ümber fikseeritud telje.

Plokid on tehtud ketaste (rattad, madalad silindrid jne) kujul, millel on soon, mille kaudu läbitakse köis (torso, köis, kett).

Fikseeritud on fikseeritud teljega plokk (joonis 1). Koorma tõstmisel see ei liigu. Fikseeritud plokki võib käsitada kangina, millel on võrdsed õlad.

Ploki tasakaalu tingimus on sellele mõjuvate jõudude momentide tasakaalunumber:

Joonis 1 olev plokk on tasakaalus, kui niitide tõmbejõud on võrdsed:

kuna nende jõudude õlad on ühesugused (OA \u003d OV). Fikseeritud seade ei anna tugevust, kuid see võimaldab teil muuta jõu toimimissuunda. Ülalt ülalt liikuvale köiele tõmbamine on sageli mugavam kui alt üles minevale köiele tõmbamine.

Kui fikseeritud ploki kohal visatud köie ühe otsaga seotud koorma mass on m, siis selle tõstmiseks tuleks köie teise otsa rakendada jõud F, mis on võrdne:

eeldusel, et hõõrdejõudu plokis me ei arvesta. Kui on vaja arvestada hõõrdumisega plokis, sisestatakse takistuse koefitsient (k), siis:

Ploki asendamine võib toimida sujuva liikumatuna toena. Sellise toe peale visatakse köis (köis), mis libiseb piki tuge, kuid hõõrdejõud suureneb.

Fikseeritud seade ei anna tööl võitu. Rajad, mis läbivad jõudude rakenduspunkte, on samad, jõuga võrdsed, seega võrdsed tööga.

Tugevuse suurendamiseks kasutatakse fikseeritud plokkide abil plokkide kombinatsiooni, näiteks kahekordset plokki. Kui plokkidel peab olema erinev läbimõõt. Need on omavahel omavahel liikumatult ühendatud ja paigaldatud ühele teljele. Iga ploki külge on kinnitatud köis, nii et seda saab plokile keerata või libisemata lahti libistada. Jõudude õlad on siis ebavõrdsed. Topeltplokk toimib erineva pikkusega õlgadega kangina. Joonis 2 näitab topeltplokki.

Joonisel 2 toodud kangi tasakaalutingimus on järgmine valem:

Duaalne seade suudab toite teisendada. Rakendades väiksema raadiusega ploki ümber keritavale köitele väiksemat jõudu, saadakse jõud, mis toimib köie kergitatava külje ümber väiksema raadiusega ploki ümber.

Liikuv plokk on plokk, mille telg liigub koos koormaga. Joon. 2 teisaldatavat plokki võib käsitada erineva suurusega õlgadega kangina. Sel juhul on punkt O kangi tugipunkt. OA on jõu õlg; OB on võimu õlg. Vaatleme pic. 3. Jõu õlg on kaks korda suurem kui jõu õlg, seetõttu on tasakaalu saavutamiseks vajalik, et jõu F suurus oleks kaks korda väiksem kui jõu P moodul:

Võime järeldada, et teisaldatava ploki abil saame kaks korda jõudu juurde. Liikuva ploki tasakaalutingimus ilma hõõrdejõudu arvesse võtmata kirjutatakse järgmiselt:

Kui proovite arvesse võtta hõõrdejõudu plokis, sisestage ploki takistuse koefitsient (k) ja saadakse järgmine väärtus:

Mõnikord kasutatakse liikuva ja fikseeritud ploki kombinatsiooni. Selles kombinatsioonis kasutatakse mugavuse huvides fikseeritud seadet. See ei anna tugevust, vaid võimaldab muuta jõu suunda. Liikuvat seadet kasutatakse rakendatava jõu suuruse muutmiseks. Kui plokki katva trossi otsad teevad horisondi suhtes samad nurgad, siis on koormust mõjutava jõu suhe keharaskusse võrdne ploki raadiuse ja kaare akordi vahelise suhtega, mille köis katab. Kui trossid on paralleelsed, on koorma tõstmiseks vajalik jõud kaks korda väiksem kui tõstetava koorma mass.

Mehaanika kuldreegel

Töö lihtsaks saamise mehhanismid seda ei tee. Kui palju me jõudu võidame, kaotame sama mitu korda kauguses. Kuna töö võrdub nihkejõu skalaarkorrutisega, siis liikuvate (nagu ka liikumatute) plokkide kasutamisel see ei muutu.

Valemi vormis võib kuldreegli kirjutada järgmiselt:

kus on tee, mida jõu rakendamise punkt läbib - jõu rakendamise punkti läbitav tee.

Kuldreegel on energia säästmise seaduse kõige lihtsam sõnastus. See reegel kehtib mehhanismide ühtlase või peaaegu ühetaolise liikumise korral. Trosside otste translatiivse liikumise vahemaad seostatakse plokkide (ja) raadiustega järgmiselt:

Topeltploki kuldreegli täitmiseks on vaja, et:

Kui jõud on tasakaalus, puhkab või liigub blokk ühtlaselt.

Näited probleemide lahendamisest

NÄIDE 1

NÄIDE 2

Bibliograafiline kirjeldus:  Shumeiko A. V., Vetashenko O. G. Kaasaegne vaade füüsikaõpikutes 7. klassile uuritud lihtsale “blokeerimismehhanismile” // Noor teadlane. - 2016. - nr 2. - S. 106-113. 07.07.2019).

  Füüsika õpikud 7. klassile tõlgendavad lihtsat plokkmehhanismi õppetöös erinevalt jõu tõstmisel lastiga kasutades seda mehhanismi, näiteks: sisse õpik Pyoryshkina A. B. võidud sisse tugevus saavutatakse - kasutades ploki ratast, millel kangi jõud mõjutavad, ja - aastal Gendensteini õpikus L. E. Sama võimendus saadakse ka kasutades kaablit, millele kaabli tõmbejõud mõjub. Erinevad õpikud, erinevad ained ja erinevad jõud - võit võita jõud koorma tõstmisel. Seetõttu on selle artikli eesmärk otsida objekte ja väed koos mille abil sissetulek jõud koorma tõstmisel lihtsa plokimehhanismi abil.

Märksõnad:

Esiteks tutvume ja võrreldame, kuidas tugevuse suurendamine saadakse 7. klassi füüsikaõpikutes koormuse tõstmise abil lihtsa plokkmehhanismiga, selleks paigutame tabelisse selguse saamiseks väljavõtted samade mõistetega õpikutest.

Kokkuvõtteks õpikute tekstide ja jooniste tutvumise ja võrdluse kohta:

Tugevuse omandamise tõend õpikus A. Porõškina teostatakse plokirattal ja toimiv jõud on kangi tugevus; koorma tõstmisel ei anna fikseeritud plokk tugevuse suurenemist ja liikuv plokk annab tugevuse suurenemise 2 korda. Pole mainitud kaablit, millel koorem ripub püsiseadmel, ja teisaldatavat seadet koos koormaga.

Seevastu L. E. Gendenshteini õpikus antakse tugevuse suurenemise tõendeid kaablil, millel ripub koormus või koormaga teisaldatav üksus ja tegutsevaks jõuks on kaabli pingutusjõud; Koorma tõstmisel võib fikseeritud plokk anda tugevuse 2-kordselt, kuid plokiratta kangi ei mainita.

Kirjanduse otsing koos plokis ja kaablis võimu suurenemise kirjeldusega viis akadeemik G. S. Landsbergi toimetatud “Füüsika elementaarse õpiku” §-s 84. Lihtsatele masinatele lehekülgedel 168-175 on toodud kirjeldused: "lihtne plokk, topeltplokk, värav, rihmarattaplokk ja diferentsiaalplokk." Tõepoolest, oma konstruktsioonis annab „topeltplokk tugevuse tugevnemise koorma tõstmisel tänu plokkide raadiuste pikkuse erinevusele”, millega koormus tõstetakse, ja „keti tõstuk annab trossi tõttu jõu tugevnemise koorma tõstmisel , mille mitmele osale ripub koormus. ” Nii oli võimalik välja selgitada, miks antakse tugevuse suurendamine, kui koormus tõstetakse, eraldi plokk ja tross (köis), kuid polnud võimalik välja selgitada, kuidas plokk ja kaabel üksteisega suhtlevad ja veose raskust üksteisele üle kanda, kuna koorma saab riputada kaabli külge , ja kaabel visatakse üle ploki või võib koormus ploki küljes rippuda ja plokk ripub kaabli küljes. Selgus, et kaabli tõmbejõud on püsiv ja toimib kogu kaabli pikkuses, seega toimub lasti raskuse ülekandmine kaabli kaudu plokile igas kaabli ja ploki kokkupuutepunktis, samuti plokile riputatud koorma raskuse ülekandmine kaablile. Seadme ja kaabli koostoimimise täpsustamiseks viime läbi katsed mobiilses seadmes võimsuse suurendamiseks, kui koormat tõsta, kasutades kooli füüsika kabineti seadmeid: dünamomeetreid, laboriplokke ja koormuste komplekti 1N-s (102 g). Alustame katseid mobiilseadmega, kuna selle seadme võimsuse suurendamiseks on meil kolm erinevat versiooni. Esimene versioon on “Joonis 180. Mobiilsideüksus ebavõrdsete õlgadega kangina ”- A. Poroškina õpik, teine„ Joonis 24.5 ... kaks ühesugust kaabli pingutusjõudu F ”- vastavalt L. Hendensteini õpikule ja lõpuks kolmas„ Joonis 145. Polyspast ”. . Koorma tõstmine ketitõstuki teisaldatava puuriga ühe trossi mitmele osale - vastavalt G. Landsbergi G. õpikule

Kogemus nr 1. “Joonis 183”

Katse nr 1 läbiviimiseks, kasutades õpiku A. Porõškina juhitud liikuva ploki abil kangi „OAB joon. 180 ebavõrdsete harudega kang“, joonistage liikuva ploki „Joonis 183“ asendisse 1 kang OAV-i ebavõrdsete õlgadega, nagu peal “Joon. 180” ja alustage koorma tõstmist asendist 1 asendisse 2. Sel hetkel hakkab seade pöörlema \u200b\u200bvastupäeva ümber oma telje punktis A ja punktis B - hoova ots, millest üle lifti läheb poolringist kaugemale, mida mööda kaabel altpoolt paindub ümber liikuva ploki. Punkt O - kangi tugipunkt, mis tuleb fikseerida, läheb alla, vt "Joonis 183" - asend 2, see tähendab, et ebavõrdsete õlgadega kang OAB muutub nagu võrdsete õlgadega hoob (samad teed läbivad punkte O ja B).

Tuginedes katses nr 1 saadud andmetele liikuva ploki OAB-kangi positsiooni muutuste kohta kauba tõstmisel positsioonist 1 asendisse 2, võime järeldada, et liikuva ploki kujutis ebavõrdsete õlgadega kangina joonisel 180 näitab tõstmisel koorem koos ploki pöörlemisega ümber oma telje vastab võrdsete õlgadega kangile, mis ei anna tugevuse suurenemist koorma tõstmisel.

Alustame katset nr 2, kinnitades dünamomeetrid kaabli otstesse, mille külge riputame liikuva üksuse massiga 102 g, mis vastab 1 N. raskusjõule. Kaabli üks otstest kinnitatakse vedrustusele ja me tõstame kaabli teises otsas oleva mobiilsideüksuse koormust. Enne tõstmist muutus mõlema dünamomeetri näit 0,5 N juures, tõstmise alguses dünamomeetri näidud, mille jaoks tõste toimub, muutusid 0,6 N-ni ja jäid tõstmise ajal selliseks, tõstmise lõpus jõudsid näidud tagasi väärtuseni 0,5 N. Dünamomeetri näidud fikseeriti fikseeritud suspensiooni jaoks tõusmise ajal ei muutunud ja jäi võrdseks 0,5 N. Analüüsime katse tulemusi:

1. Enne tõstmist, kui 1 N (102 g) koormus ripub liikuval plokil, jaotatakse koorma mass kogu rattale ja kantakse kaablile, mis ümbritseb plokki altpoolt, kogu ratta poolringiga.
2. Enne mõlema dünamomeetri näitude tõstmist rõhul 0,5 N, mis näitab koormuse kaalu 1 N (102 g) jaotust kaabli kahte ossa (enne ja pärast plokki) või kaabli tõmbejõudu 0,5 N ja sama kogu kaabli pikkuses (mis alguses, sama kaabli lõpus) \u200b\u200b- mõlemad väited vastavad tõele.

Võrrelgem kogemuse nr 2 analüüsi õppekogumike versioonidega, mis käsitlevad tugevuse suurendamist kahel korral liikuva plokiga. Alustame Gendenstein L.E õpikus toodud väitega: "... plokile rakendatakse kolme jõudu: allapoole suunatud koorma raskus P ja kaks ülespoole suunatud identset kaabli pingutusjõudu (joonis 24.5)." Väide, et veose kaal joonisel “Joon. 14,5 ”jaotati kaabli kahte ossa enne ja pärast plokki, kuna kaabli pingutusjõud on üks. Jääb veel analüüsida allkirja „Joon. 181” A. V. Poroškini õpikust „Liigutatavate ja fikseeritud plokkide kombinatsioon - rihmaratta plokk”. Keti tõstukiga koorma tõstmisel seadme ja võimsuse kirjeldus on esitatud elementaarse füüsika õpikus, toim. G. Lansberg, kus öeldakse: "Iga plokkide vaheline köietükk mõjutab liikuvat koormust jõuga T ja kõik köie tükid toimivad jõuga nT, kus n on trossi eraldi sektsioonide arv, mis ühendavad ploki mõlemat osa." Selgub, et kui me rakendame tugevuse suurenemist joonisel 181 G. S. Landsbergi algfüüsika õpiku ahelploki „mõlemat osa ühendava köiega”, siis liikuva ploki tugevuse suurendamise kirjeldus joonisel 179 ja vastavalt joonisel fig. 180 ”on viga.

Pärast nelja füüsikaõpiku analüüsimist võime järeldada, et olemasolev lihtsa plokimehhanismi abil võimu suurendamise kirjeldus ei vasta tegelikule olukorrale ja nõuab seetõttu lihtsa plokimehhanismi toimimise uut kirjeldust.

Lihtne tõsteseade  koosneb plokist ja köiest (köis või kett).

Selle tõstemehhanismi plokid jagunevad:

konstruktsiooni järgi lihtne ja keeruline;

liikuva ja paigalseisva koorma tõstmise meetodil.

Algab tutvumine klotside kujundusega lihtne plokk, mis on ümber oma telje pöörlev ratas, mille ümber on trossi (trossi, keti) ümbermõõt soonega. Joon. 1 ja seda võib pidada võrdseks haruks, milles jõudude õlad on võrdsed ratta raadiusega: ОА \u003d ОВ \u003d r. Selline seade ei anna tugevust juurde, vaid võimaldab teil muuta kaabli (trossi, keti) liikumissuunda.

Topeltplokk  koosneb kahest erineva raadiusega plokist, mis on jäigalt kinnitatud ja kinnitatud joonisel 2 näidatud ühisele teljele. Plokkide raadiused r1 ja r2 on erinevad ja koorma tõstmisel käituvad nagu ebavõrdsete õlgadega kang ning tugevuse suurenemine on võrdne suurema läbimõõduga ploki raadiuste pikkuse suhtega väiksema läbimõõduga ploki F \u003d P · r1 / r2 suhtes.

Värav koosneb silindrist (trumlist) ja selle külge kinnitatud käepidemest, mis toimib suure läbimõõduga plokkina. Kaelarihma antud jõu suurenemine määratakse kindlaks käepideme kirjeldatud ringi R raadiuse suhtega silindri raadiusega r, millele köis on keritud F \u003d P · r / R

Liigume edasi koormuse tõstmise meetodiks plokkides. Kujundikirjeldusest lähtuvalt on kõigil plokkidel telg, mille ümber nad pöörlevad. Kui ploki telg on fikseeritud ja kauba tõstmisel ei tõuse ega kuku, siis nimetatakse sellist plokki fikseeritud plokklihtplokk, topeltplokk, värav.

Kell valtsplokktelg tõuseb ja langeb koos joonisel 10 kujutatud koormusega ja see on ette nähtud peamiselt kaabli purunemise kõrvaldamiseks koorma riputamise kohas.

Tutvume seadme ja lihtsa tõstemehhanismi teise osa - trossi, trossi või keti - tõstmise meetodiga. Kaabel on keerutatud terastraadist, köis on keermestatud keermedest või kiududest ja kett koosneb omavahel ühendatud lülidest.

Lasti peatamise ja jõu suurendamise viisid lasti tõstmisel kaabliga:

Joon. 4 on fikseeritud koorem kaabli ühes otsas ja kui te tõstete koorma kaabli teises otsas, siis nõuab selle koorma tõstmine jõudu, mis on pisut suurem kui lasti mass, kuna kehtiv lihtne võimendusühik ei anna F \u003d P.

Joonisel 5 tõstab töötaja end kaabli abil, mis paindub ümber lihtsa ploki, iste, millel töötaja istub, on kinnitatud kaabli esimese osa ühte otsa ja töötaja tõstab end kaabli teise osa jaoks jõuga, mis on 2 korda väiksem kui tema kaal, kuna töötaja kaal jaotati kaabli kahe osa vahel, esimene istmelt plokile ja teine \u200b\u200bploki juurest töötaja kätte F \u003d P / 2.

Joonisel 6 tõstavad kaks töötajat koorma kahe kaabli abil ja koorma mass jaotub kaablite vahel ühtlaselt ning seetõttu tõstab iga töötaja koorma poole koorma kaalust F \u003d P / 2.

Joonisel 7 tõstavad töötajad koorma, mis ripub ühe kaabli kahel osal ja koorma mass jaotub ühtlaselt selle kaabli osade vahel (kahe kaabli vahel) ja iga töötaja tõstab koorma jõuga, mis on võrdne poole koorma raskusega F \u003d P / 2.

Joonisel 8 fikseeriti kaabli ots, mille jaoks üks töötaja koorma üles tõstis, fikseeritud vedrustusele ja koorma raskus jaotati kaabli kahte ossa ja kui töötaja koorma üles tõstis, kahekordistus kaabli teine \u200b\u200bots, jõud, millega töötaja koorma üles tõstis. vähem kaalu F \u003d P / 2 ja koormus on kaks korda aeglasem.

Joonisel 9 ripub koormus ühe kaabli 3 osa peal, mille üks ots on fikseeritud ja tugevuse suurenemine koorma tõstmisel on 3, kuna koorma mass jaguneb kaabli kolme osa vahel F \u003d P / 3.

Kinkimise kõrvaldamiseks ja hõõrdejõu vähendamiseks paigaldatakse koorma vedrustuse kohale lihtplokk ja koorma tõstmiseks vajalik jõud pole muutunud, kuna lihtplokk ei anna joonistel 10 ja 11 näidatud tugevuse suurenemist ning plokk ise saab nime liikuv blokk, kuna selle ploki telg tõuseb ja langeb koos koormaga.

Teoreetiliselt saab koorma riputada piiramatu arvu ühe kaabli osade külge, kuid need on praktiliselt piiratud kuue osaga ja sellist tõstemehhanismi nimetatakse rihmaratta plokk, mis koosneb fikseeritud ja teisaldatavast, lihtsate plokkidega hoidikust, mis on vahelduvalt painutatud kaabli abil, kinnitatud ühest otsast fikseeritud hoidiku külge ja koorem tõstetakse kaabli teises otsas. Tugevuse suurenemine sõltub kaabli osade arvust fikseeritud ja teisaldatavate klambrite vahel, reeglina on see 6 kaabli osa ja võimsuse suurenemine on 6 korda suurem.

Artiklis käsitletakse plokkide ja kaabli tegelikku koostoimet koorma tõstmisel. Olemasolev praktika, mille kohaselt määrati kindlaks, et „fikseeritud plokk ei anna tugevust ja liikuv plokk annab tugevust kaks korda rohkem” tõlgendas ekslikult kaabli ja ploki koosmõju tõstemehhanismis ega kajastanud plokkide kogu valikut, mis viis ühekülgsete ekslike ideede väljatöötamiseni blokeerida. Võrreldes olemasolevate plokkide lihtsa mehhanismi uurimiseks mõeldud materjalimahtudega suurenes artikli maht 2 korda, kuid see võimaldas selgelt ja arusaadavalt selgitada lihtsas koorma tõstmise mehhanismis toimuvaid protsesse mitte ainult õpilastele, vaid ka õpetajatele.

Viited:

1. Porõškin, A. V. Füüsika, 7. klass .: õpik / A. V. Porõškin.- 3. väljaanne, lisa.- M .: Drofa, 2014, - 224 s., Ill. ISBN 978-55358-14436-1. § 61. Finantsvõimenduse tasakaalu reegli kohaldamine plokile, lk 181–183.
2. Gendenstein, L. E. Füüsika. 7. klass. Kell 2 tundi, 1. osa. Õpik õppeasutustele / L. E. Gendenshten, A. B. Kaydalov, V. B. Kozhevnikov; toimetus V. A. Orlova, I. I. Roisen, 2. väljaanne, rev. - M .: Mnemosyne, 2010.-254 lk .: Ill. ISBN 978-55346-01453-9. § 24. Lihtsad mehhanismid, lk 188–196.
3. Füüsika algõpik, toimetanud akadeemik G. S. Landsberg 1. köide. Mehaanika. Soojus. Molecular Physics, 10. väljaanne, Moskva: Nauka, 1985. § 84. Lihtsad masinad, lk 168–175.
4. Gromov, S. V. Füüsika: õpik. 7 kl. üldharidus. asutused / S. V. Gromov, N. A. Rodina.- 3. toim. - M .: haridus, 2001.-158 s ,: haige. ISBN-5–09–010349–6. § 22. Plokk, lk 55 -57.

Märksõnad: plokk, topeltplokk, fikseeritud plokk, liikuv plokk, rihmarattaplokk..

Märkused:   7. klassi füüsikaõpikutes tõlgendatakse lihtsa plokimehhanismi uurimisel tugevuse suurenemist erinevalt, näiteks selle õpimehhanismi abil koormuse tõstmisel: õpikus A. V. Perõškina saavutatakse tugevuse suurendamine plokiratta abil, millele kangi jõud mõjuvad, ja Gendenshtein L. E. õpikus saadakse sama võimendus kaabli abil, millele kaabli tõmbejõud mõjub. Erinevad õpikud, erinevad õppeained ja erinevad jõud - raskuse tõstmiseks raskuse tõstmisel. Seetõttu on selle artikli eesmärk otsida esemeid ja jõude, mille abil saavutatakse tugevuse suurenemine raskuse tõstmisel lihtsa plokimehhanismi abil.

Kõige sagedamini kasutatakse jõu saamiseks lihtsaid mehhanisme. See tähendab, et väiksema jõuga liigub sellega võrreldes rohkem kaalu. Veelgi enam, tugevuse suurendamist ei saavutata "tasuta". Selle tasuvus on distantsi kaotus, see tähendab, et peate liikuma rohkem kui ilma lihtsat mehhanismi kasutamata. Kui jõud on piiratud, on jõu vahemaa vahetamiseks jõud siiski kasulik.

Liigutatavad ja fikseeritud plokid on mõned lihtsate mehhanismide tüübid. Lisaks on need muudetud hoob, mis on ka lihtne mehhanism.

Fikseeritud plokk  ei anna tugevust, vaid muudab selle rakenduse suunda. Kujutage ette, et peate köie üles tõstma raske koorma. Peate selle üles tõmbama. Kuid kui kasutate fikseeritud plokki, peate alla tõmbama, samal ajal kui koormus tõuseb üles. Sel juhul on teil lihtsam, kuna vajalik jõud koosneb lihasjõust ja teie kaalust. Ilma fikseeritud plokki kasutamata oleks vaja rakendada sama jõudu, kuid see saavutataks üksnes lihasjõu tõttu.

Fikseeritud plokk on trossi jaoks soonega ratas. Ratas on fikseeritud, see võib pöörduda ümber oma telje, kuid ei saa liikuda. Trossi (kaabli) otsad ripuvad alla, ühele kinnitatakse koormus ja teisele rakendatakse jõudu. Kui tõmbad kaabli alla, tõuseb koormus.

Kuna tugevust ei saa, pole ka kauguses kaotust. Kui koormus tõuseb, tuleb trossi sama vahemaa võrra madalamale lasta.

Kasutage valtsplokk annab jõudu kaks korda (ideaaljuhul). See tähendab, et kui koorma kaal on F, tuleb selle tõstmiseks rakendada jõudu F / 2. Mobiilsideüksus koosneb samast rattaga kaablisoonega. Kuid kaabli üks ots on siin fikseeritud ja ratas on liigutatav. Ratas liigub koos koormaga.

Koorma mass on allapoole suunatud jõud. Seda tasakaalustavad kaks ülespoole suunatud jõudu. Üks luuakse toega, mille külge kaabel on kinnitatud, ja teine, tõmmates kaabli abil. Kaabli pingutusjõud on mõlemal küljel sama, mis tähendab, et koorma raskus on nende vahel võrdselt jaotatud. Seetõttu on iga jõud kaks korda väiksem kui lasti kaal.

Reaalsetes olukordades on jõuvõimendus vähem kui 2 korda, kuna tõstejõud on osaliselt kulutatud trossi ja klotsi raskusele, samuti hõõrdumisele.

Mobiilne seade, mis annab peaaegu kahekordse tugevuse suurenemise, annab kahekordse vahekauguse. Koorma tõstmiseks teatud kõrgusele h on vaja, et trossid mõlemal pool plokki väheneksid selle kõrguse võrra, st kokku saadakse 2h.

Tavaliselt kasutage fikseeritud ja liikuvate plokkide kombinatsioone. Need võimaldavad teil jõudu ja suunda saada. Mida rohkem on ketitõstukis liikuvaid klotse, seda suurem on tugevuse suurenemine.

PUNKT:Füüsika

KLASS: 7

Tundide teema:Kaldus lennuk. Mehaanika kuldreegel.

Füüsika õpetaja

TUNNITE TÜÜP:Kombineeritud.

ÕPPE EESMÄRK:  Uuendage teadmisi teemal "Lihtsad mehhanismid"

ja õppige kõigi lihtsate sortide üldist positsiooni

mehhanisme, mida nimetatakse mehaanika "kuldreegliks".

TUNNITE ÜLESANDED:

HARIDUS:

-   süvendada teadmisi pöörleva keha tasakaaluseisundist, liikuvatest ja liikumatutest plokkidest;

Tõestage, et töös kasutatavad lihtsad mehhanismid annavad jõudu juurde, ja teiselt poolt võimaldavad teil jõu mõjul keha liikumissuunda muuta;

Arendada praktilisi oskusi põhjendatud materjali valimisel.

HARIDUS:

Arendada intellektuaalset kultuuri, tuues õpilasteni arusaama lihtsate mehhanismide põhireeglist;

Tutvustada võimenduse kasutamise funktsioone igapäevaelus, tehnoloogias, kooli töötoas, looduses.

MÕELDAV ARENG:

Kujundada võime üldistada teadaolevaid andmeid põhiasja esiletoomise põhjal;

Vormistage loomingulise otsingu elemendid üldistuse vastuvõtmise põhjal.

SEADMED:  Seadmed (kangid, koormakomplekt, joonlaud, klotsid, kaldtasapind, dünamomeeter), tabel “Kangid eluslooduses”, arvutid, jaotusmaterjalid (testid, ülesandekaardid), õpik, tahvel, kriit.

ÕPPETÖÖ.

ÕPETAJA JA ÕPILASTE TUNDLIKU TEGEVUSE STRUKTUURELEMENDID

KASUTATUD EESMÄRKI AVALDUSÕpetaja pöördub klassi poole:

Hõlmab kogu maailma maast taevani,

Äratanud rohkem kui ühe põlvkonna,

Teaduslik areng liigub planeedil.

Loodusel on vähem saladusi.

Kuidas teadmisi kasutada, on inimeste mure.

Täna, kutid, tutvume lihtsate mehhanismide üldise positsiooniga, mida nimetatakse Mehaanika kuldreegel.

KÜSIMUS ÕPILASTELE (KEELEÕPE)

Miks teie arvates reeglit nimetatakse? "kuld"?

VASTUS: "Kuldreegel " - üks vanimaid moraalseid käske, mis sisalduvad populaarsetes vanasõnades, ütlustes: Ärge tehke teistele seda, mida te ei soovi, et teile tekitataks, - rääkisid iidsed idapoolsed targad.

VASTUSRÜHM VASTUS: ”Kuldne ”on kõigi vundamentide alus.

TEADMISTE IDENTIFITSEERIMINE. TEHNIKA TEST “TÖÖ JA JÕUD”

  (arvutis, test lisatud)

  KOOLITUSLIKUD ÜLESANDED JA KÜSIMUSED.

1. Mis on kang?

2. Mida nimetatakse jõu õlaks?

3. Finantsvõimenduse tasakaalu reegel.

4. Finantsvõimenduse tasakaalu reegli valem.

5. Leidke viga jooniselt.

6. Kasutades kangi tasakaalu reeglit, leidke F2

d1 \u003d 2cm d2 \u003d 3cm

7. Kas kang on tasakaalus?

d1 \u003d 4cm d2 \u003d 3cm

Esineb keelemeeste rühm № 1, 3, 5.

Täpsusrühm № 2, 4, 6, 7.

ÕPETUSRÜHMA EKSPERIMENTAALSED ÜLESANDED

1. Tasakaalutage hoob

2. Riputage hoova vasakul küljel kaks raskust pöördeteljest 12 cm kaugusele

3. Tasakaalustage need kaks kaalu:

a) üks koormus_ _ _ õla_ _ _ cm.

b) kaks raskust_ _ _ õla_ _ _ cm.

c) kolm raskust_ _ _ õlg _ _ _ vaata

Õppuritega töötab konsultant

Lõbusas maailmas.

"Võimendamine eluslooduses"

(Marina Minakova, bioloogiaolümpiaadi auhinna võitja)

TÖÖ ÜLE  Kogemuste kuvamine (konsultant)

UURITUD  Nr 1 Finantsvõimenduse tasakaalu seaduse kohaldamine ploki suhtes.

MATERJAL.a) Fikseeritud plokk.

Värskendage varem Õpilased peavad selgitama, et fikseeritud üksus seda saab  õppinud kaaluda võrdse käena ja sisse

teadmine lihtsast ei anna jõudu

mehhanismid. Nr 2 Jõudude tasakaal liikuval plokil.

Katsete põhjal õppides järeldavad nad, et mobiilne
  plokk annab kaks korda jõudu juurde ja sama kahjumiga
  teed.

UURING

UUS MATERJAL.Enam kui 2000 aastat tagasi suri Archimedes, aga ka
  Täna hoiab inimeste mälestus tema sõnu: “Andke mulle toetuspunkt, ja
  Ma tõstan teie jaoks kogu maailma üles. ” Nii ütles väljapaistev antiik-Kreeka
  teadlane - matemaatik, füüsik, leiutaja, välja töötanud teooria
  võimendada ja oma võimeid realiseerida.

Syracuse'i valitseja Archimedese ees, kasutades ära

raske
  võimendusseade, üksi laskis ta laeva alla. Moto
  kõiki, kes on uue leidnud, teenindab kuulus Eureka!

Üks lihtsaid mehhanisme, mis annab jõudu juurde, on
  kaldu lennuk. Määratlege tehtud töö
  kaldu lennuk.

KOGEMUSE KASUTAMINE:

Tööjõud kaldus lennukil.

  Me mõõdame kaldtasapinna kõrgust ja pikkust ning

Võrrelge nende suhet tugevuse suurenemisega

F  lennuk.

L A) kordame katset, muutes tahvli nurka.

  Järeldus kogemuse põhjal:kaldu tasapind annab

h  võimu suurendamine nii mitu korda kui selle pikkus

Rohkem kõrgust. \u003d

2. Mehaanika kuldreegel kehtib

  kang.

Kui mitu korda kangi keerata

võidame jõuga, kaotame nii mitu korda

kolimisel.

PARANDAMINE Kvaliteediuuringud.

JA RAKENDAMINEEi. 1. Miks rongijuhid väldivad rongide peatumist

TEADMISED.tõus? (kohtub keeleteadlaste rühmaga).

  B

Nr 2 Positsioonis B olev blokk libiseb mööda kaldu

lennuk, hõõrdumisest ülesaamine. Saab olema

libistage riba ja positsioonis A? (andke vastus

täpsuspunktid).

Vastus: saab, sest väärtusF Baari hõõrdumine lennukil ei ole
  sõltub kokkupuutuvate pindade pindalast.

Arveldusülesanded.

№ 1. Leidke kaldu tasapinnaga paralleelselt toimiv jõud, mille kõrgus on 1 m, pikkus 8 m. Nii, et 1,6 * 10³ N kaaluvat koormust hoitaks kaldpinnal

Antud: Lahendus:

h \u003d 1m F \u003d F \u003d

Vastus: 2000H

Nr 2. Kelkude hoidmiseks jäisel mäel sõitva ratturiga, kes kaalub 480 N., on vaja jõudu 120 N. Mäe kogupikkus on ühtlane. Kui pikk on mägi, kui kõrgus on 4 m.

Antud: Lahendus:

h \u003d 4m l \u003d

Vastus: 16m

Ei. 3. 3 * 104 N kaaluv auto liigub ühtlaselt 300 m pikkusel ja 30 m kõrgel liftil. Määrake auto veojõud, kui rataste hõõrdejõud maapinnal on 750 N. Millist tööd teeb mootor mööda teed?

Antud: Lahendus:

P \u003d 3 * 104H Tõstmiseks vajalik tugevus
  Ftr \u003d 750H autost ilma hõõrdumiseta

l \u003d 300 m F \u003d F \u003d

h \u003d 30m veojõud on võrdne: F pull \u003d F + Ftr \u003d 3750H

Ftyag-?, A -? Mootori töö: A \u003d F tõmbe * L

A \u003d 3750H * 300m \u003d 1125 * 103J

Vastus: 1125kJ

Tunni kokkuvõtmine, õpilaste töö hindamine konsultantide poolt, kasutades erinevat tüüpi lähenemisviisi kaarti tunni tegevuste liikidele.

KODU § 72 rep. § 69.71. koos 197 kell 41 №5

Need kaks tundi viidi läbi õpikus S.V. Gromova, N.A. Kodumaa füüsika 7. klass. M. Valgustumine 2000

Tundide eripära on see, et nad kasutavad programmeeritud küsitlustehnoloogiat vähem kui 15 inimesega klasside jaoks. Tehnoloogia seisneb selles, et sellele küsimusele antakse mitu vastust. Tänu sellele on võimalik eelnevat materjali üheaegselt korrata, esile tõsta käsitletava teema põhiasja, kontrollida materjali seostamist kõigi klassi õpilaste poolt. Nagu praktika näitab, ei võta kogu klassi uuring üle 17 minuti. Noorte õpetajate jaoks on oluline hetk õpilaste õppimistaseme määramise oskuste kiire arendamine. Hilisem kontroll ja iseseisev töö kinnitavad alati õpilaste programmeeritud uuringu käigus saadud hindeid.

Kogu küsitlus toimub suuliselt. Lapsed näitavad vastuseid kaartidel või sõrmedel, mis nõuab, et vastuste arv ei ületaks viit. Küsitluse tulemused kuvatakse tahvlil kohe plusside, miinuste ja nullide kujul (on võimalus vastusest keelduda). See küsitluse vorm võimaldab teil uuringu ajal pingeid leevendada, viia see läbi erapooletult, avalikult ja samal ajal valmistab õpilast ette psühholoogiliselt testideks.

Programmeeritud uuringul on palju puudusi. Nende kehtetuks tunnistamiseks on vaja seda arukalt asendada teiste teadmiste kontrolli vormidega.

Tunni eesmärk: õpetada lapsi leidma tugevust, mille annab klotsisüsteem.

Varustus   plokid, niidid, statiivid, dünamomeetrid.

Tunni edusammud:

Õpetaja pakub välja problemaatilise küsimuse:

Daniel Defoe raamatus "Robinson Crusoe" jutustatakse mehest, kes tuli asustamata saarele ja suutis karmistes tingimustes ellu jääda. See räägib meile, et kord otsustas Robinson Crusoe ehitada laeva saarelt purjetamiseks. Kuid ta ehitas paadi veest kaugele. Ja paat oli väga raske, nii et selle sai üles tõsta. Kujutame ette, kuidas toimetaksite raske paadi (ütleme 1 t. Kaalu) vette (1 km kaugusel).

Õpilaste otsused kirjutatakse põgusalt tahvlile.

Tavaliselt soovitavad nad kanalit kaevata, paati kangiga liigutada. Kuid teos ise ütleb, et Robinson Crusoe hakkas kanalit kaevama, kuid arvutas välja, et selle valmimiseks oleks tal vaja kogu oma elu. Ja kui te arvutate, on kang nii paks, et teil pole piisavalt jõudu selle käes hoidmiseks.

Noh, kui keegi pakub vintsi teha, siis rakendage keti tõstuk, klotsid või väravad. Laske sellel õpilasel öelda teile, milline mehhanism see on ja miks seda vaja on.

Pärast lugu hakkavad nad uut materjali uurima. Kui ükski õpilastest ei paku lahendust, ütleb õpetaja ise.

Plokke on kahel kujul:

vt joonis 54 (lk 55)

Vt joonis 55 (lk 55)

Fikseeritud plokk ei anna tugevust. See muudab ainult jõu rakendamise suunda. Ja mobiilseade annab tugevuse suurenemise 2 korda. Vaatame üksikasjalikumalt:

(Lugemisvara §22 tuletamine valemist F \u003d P / 2;)

Mitme ploki toimimise ühendamiseks kasutatakse seadet, mida nimetatakse ketitõstukiks (kreeka polüst - "palju" spao - "pull").

Alumise ploki tõstmiseks peate üles tõmbama kaks köit, st kaotama 2-kordselt, seega on selle ketiploki tugevuse suurendamine 2.

Alumise ploki tõstmiseks peate vähendama 6 trossi, seetõttu on selle ketiploki jõu võimendus 6

III. Uue materjali kinnitamine.

Koolitusküsitlus:

1. Mitu köit on pildil lõigatud?

1. Üks
2. Neli
3. Viis
4. Kuus
5. Teine vastus.

2. Poiss võib tõsta 20 kg. Ja peate tõstma 100. Mitu plokki vajab ta ahelploki tegemiseks?

1. Neli
2. Viis
3. Kaheksa
4. Kümme
5. Teine vastus.

3. Kas teie arvates on näiteks klotside abil võimalik saada paaritu arv kordi tugevust, näiteks 3 või 5 korda?

Vastus: Jah, selleks on vaja, et köis ühendaks koorma kolm korda ülemise plokiga. Ligikaudne lahendus joonisel:

III.1. Lahendus probleemile 71.

III.2. Robinson Crusoe probleemi lahendus.

Paadi liigutamiseks piisas keti tõstuki või vintsi (mehhanismi, mida uurime järgmises tunnis) kogumiseks.

Daniel Defoe ungari fännid viisid isegi läbi sellise eksperimendi. Üks inimene liikus betoonplaati 100 m omatehtud nikerdatud rihmarattaplokiga.

III.3. Praktiline töö:

Plokkidest ja keermetest kokkupanemiseks tuleb kõigepealt fikseeritud plokk, seejärel liikuv plokk ja lihtne rihmarattaplokk. Tugevuse suurenemist mõõdetakse dünamomeetri abil kõigil kolmel juhul.

Tunni kokkuvõte, kodutöö selgitus

Kodutöö: §22; ülesanne 72

Tunni eesmärgid: kaaluda järelejäänud lihtsaid mehhanisme - vints, vints ja kaldtasapind; tundma õppida vintsi ja kaldega tasapinna jõu suurendamise leidmise meetodeid.

Varustus: värava mudel, suur kruvi või kruvi, joonlaud.

Tunni edusammud:

1. Milline plokk ei anna tugevust?

1. Liigutatav
2. Liikumatu
3. Puudub.

2. Kas on võimalik kasutada klotse, et saada tugevus 3-kordselt?

3. Mitu köit on pildil lõigatud?

1. Üks
2. Neli
3. Viis
4. Kuus
5. Teine vastus.

4. Poiss suudab tõsta 25 kg. Ja peate tõstma 100. Mitu plokki vajab ta ahelploki tegemiseks?

1. Neli
2. Viis
3. Kaheksa
4. Kümme
5. Teine vastus.

5. Puusepp, raami parandades, ei leidnud tugevat köit. Ta püüdis nööri, mis peab vastu 70 kg tõmbetugevusele. Puusepp ise kaalus 70 kg ja korv, milles ta tõusis, oli 30 kg. Siis võttis ta kokku ja pani kokku joonisel 1 näidatud mehhanismi. Kas köis peab seda vastu?

6. Pärast tööd sai puusepp valmis einestamiseks ja kinnitas köie raami külge, et oma käed vabastada, nagu on näidatud joonisel 2. Kas köis peab seda vastu?

Mõistete kirjutamine märkmikku.

Värav koosneb silindrist ja selle külge kinnitatud käepidemest (näidake värava mudelit). Kõige sagedamini kasutatakse seda kaevudest vee tõstmiseks (joonis 60, lk 57).

Vints - värava kombinatsioon erineva läbimõõduga hammasratastega. See on keerukam mehhanism. Selle kasutamisel saate saavutada suurima jõu.

Õpetaja sõna. Archimedese legend.

Kord jõudis Archimedes linna, kus kohalik türann oli kuulnud suure mehaaniku tehtud imedest. Ta palus Archimedesel ime näidata. "Tore," ütles Archimedes, "aga laske seppadel mind aidata." Ta esitas tellimuse ja kaks päeva hiljem, kui auto oli valmis, tõmbas hämmastunud avalikkuse ees Archimedes üksi liiva peal istudes ja käepidet laiskalt pöörates veest välja laeva, mida vaevalt 300 inimest tõmbas. Nüüd arvavad ajaloolased, et just siis hakati vintsi esmakordselt kasutama. Fakt on see, et ketitõstuki kasutamisel liidetakse üksikute plokkide toimingud ja 300-kordse tugevuse suurendamise saavutamiseks on vaja 150 plokki. Ja vintsi kasutamisel korrutatakse üksikute hammasrataste toimingud, st kui kaks käiku on ühendatud, millest üks annab võimsuse juurdekasvu 5 korda ja teine \u200b\u200bka 5 korda, saame koguvõimenduse 25 korda. Ja kui rakendate sama käiku uuesti, jõuab koguvõit 125 korda. (Ja mitte 15, nagu lihtsa lisamisega).

Seega piisas selle vintsi loomiseks seadmega sarnase mehhanismi valmistamisest (joon. 61 lk 58). Märgitud suuruste korral annab ülemine värav jõudu 12 korda, käigu süsteem 10 korda ja teine \u200b\u200bvärav 5 korda. Vints annab 60-kordse jõu.

Kaldtasapind on lihtne mehhanism, mis on tuttav paljudele teist. Seda kasutatakse raskete kehade, näiteks tünnide tõstmiseks autos. Mitu korda võidame tugevuselt, kui tõuseme, mitu korda kaotame distantsilt. Näiteks võime veeretada tünni, mis kaalub 50 kg. Ja peate tõstma 300 kg 1 meetri kõrguseks. Kui kaua peaksin juhatust võtma?

Lahendame probleemi:

Kuna me peame võimuses 6 korda võitma, peaks ka vahekaugus olema vähemalt 6 korda. Niisiis, tahvli pikkus peaks olema vähemalt 6 meetrit.

Kaldtasapindade näited hõlmavad mutreid ja kruvisid, kiilusid ning paljusid lõike- ja torkevahendeid (nõel, keermespind, nael, peitel, peitel, käärid, näpitsad, näpitsad, nuga, habemenuga, lõikur, kirves, kirves, höövel, liitmik, selektor , frees, labidas, hekseldaja, vikati, sirp, harjahark jne), mullaharimismasinate töökorpused (adrad, äkked, võsalõikurid, kultivaatorid, buldooserid jne)

Vaatleme näitena metskitse. See on haamri igav kiil, mis hoiab käepidet. Puidukiudude levitamisel surub see kiil nagu press, käepide auku ja fikseerib kindlalt.

Aga mis siis, kui meil pole vaja küünte kiudude eraldamiseks. Näiteks peate küünte hammustama õhukeseks lauaks. Kui haarate seal tavalise küünte, siis see lihtsalt praguneb. Selle jaoks puusepad nühivad teadlikult küüned ja haamriga juba nürid. Siis purustab küünte lihtsalt tema ees olevad puidukiud, kuid ei suru neid nagu kiilu.

Iidsetel sajanditel kasutati sõjaliseks otstarbeks paljusid lihtsaid mehhanisme. Need on ballistae ja katapult (joonis 62, 63). Mis te arvate, kuidas nad töötavad?

Õpilaste vastuseid arutab kogu klass.

Eriti suur hulk leiutisi sai kuulsaks Archimedes. (Kui on vaba aega, räägib õpetaja Archimedese leiutistest).

Praktiline töö:

1) Võtke suur kruvi või kruvi ja mõõtke selle pea ümbermõõt millimeetrise joonlauaga. Selleks kinnitage kruvipea millimeetri joone vaheseinte külge ja rullige seda mööda vaheseinu.

Kruvipea ümbermõõt l  \u003d 2R \u003d ... .mm

2) Võtke nüüd mõõtekompass ja millimeetrine joonlaud ning mõõtke nende abiga kruvikeerme kahe külgneva eendi vaheline kaugus. Seda vahemaad nimetatakse kruvi sammuks või käiguks.

Kruvi samm h \u003d ... mm

3) Jagage pea ümbermõõt kruvi sammuga ja saate teada, mitu korda me selle kruvi abil tugevuse saavutame.

Proovige ära arvata, mitu korda me järgmistes plokisüsteemides tugevust võidame.

Teise ja kolmanda probleemi lahendamiseks ei piisa vastusest küsimusele “Mitu trossi segmenti väheneb, kui tõmbate selle lõpuni?” Ülesanded nõuavad mittestandardset lähenemist. Näiteks lahendame teise probleemi. Laske inimesel tõmmata jõuga 10 N. See jõud tasakaalustatakse trossi 2 pingutamisega. See tähendab, et teise trossi veojõud on 20 N. Kuid seda tasakaalustab trossi 3 pinge. Seetõttu on kolmanda trossi veojõud 40 N. Ja neljandal trossil on see 80 N. Seetõttu on jõuvõimendus 8 korda.