می بینیم که با کمک مکانیسم های ساده می توانید قدرت خود را بدست آورید. آیا مکانیسم های ساده باعث افزایش کار می شوند؟

ما کارهایی را که نیروی F هنگام بلند کردن بار با استفاده از یک صفحه شیب دار انجام می دهد محاسبه می کنیم (شکل 1 را ببینید):

   \\ (~ A_F = Fl. \\)

مقادیر استحکام یافت شده را جایگزین کنید (~ F = mg \\ frac hl) و دریافت کنید

   \\ (~ A_F = mg \\ frac hl l = mgh. \\)

پس کار کن الف   F برابر با کارهایی است که باید انجام شود تا به طور مساوی بار را به یک ارتفاع برسانید ساعتبدون استفاده از هواپیمای شیب دار

در کار و اهرم سود ندارد. در واقع ، اگر اهرم متعادل (شکل 6) در حال حرکت باشد ، نقاط اعمال نیروها است ف   1 و ف   2 در همان زمان حرکات مختلف Δ را انجام دهید r   1 و Δ r   2 در این حالت (ما زاویه را در نظر می گیریم) α   اهرم را کمی روشن کنید) Δ r 1 = ل 1 α , Δ r 2 = ل 2 α   در نتیجه ، این نیروها کار را انجام می دهند. الف 1 = ف   1 Δ r 1 = ف 1 ل 1 α   و الف 2 = ف   2 Δ r 2 = ف 2 ل 2 α . همانطور که ف 1 ل 1 = ف 2 ل   2 سپس الف 1 = الف 2 .

هنگام استفاده از یک بلوک ثابت ، می بینیم که نیروهای اعمال شده ف   و میلی گرم   مسیری مسیری است که توسط نقاط اعمال نیرو هنگام بلند کردن بار طی می شود ، آنها نیز یکسان هستند ، به این معنی که کار همان است.

برای بالا بردن بار با استفاده از یک واحد متحرک ، ارتفاع را به یک ارتفاع می رسانید ساعت، پایان طناب ، که نیرویی به آن اعمال می شود ، لازم است فحرکت به 2 ساعت. بنابراین الف 1 = میلی گرم   و \\ (~ A_2 = F \\ cdot 2h = \\ frac (mg) (2) 2h = mgh \\)).

بنابراین ، با دریافت دو بار افزایش نیرو ، آنها دو بار در حرکت از دست می دهند ، بنابراین واحد تلفن همراه هیچ مزیتی در کار ندارد.

قرنها عمل نشان داده است كه هیچ یك از سازوكارهای ساده باعث افزایش كار نمی شود.

حتی دانشمندان باستان یک قانون را تدوین کرده اند ("قانون طلایی مکانیک") ، برای همه مکانیسم ها اعمال می شود: چند بار در قدرت پیروز می شویم ، بنابراین چند بار فاصله را از دست می دهیم.

هنگام در نظر گرفتن مکانیسم های ساده ، اصطکاک و همچنین وزن خود مکانیزم ها را در نظر نمی گیریم. در شرایط واقعی ، این باید در نظر گرفته شود. بنابراین ، بخشی از کارها با زور انجام می شود ف   در مورد حرکت قطعات جداگانه مکانیسم و ​​در برابر اصطکاک. کار روی بلند کردن کالاها الف   p (کار مفید) کمتر از کار کامل خواهد بود الف   (کارهایی که با زور انجام می شود ف).

کارآیی مکانیسم با ضریب عملکرد (کارآیی مکانیسم) مشخص می شود:

ضریب عملکرد - یک مقدار بدنی برابر با نسبت کار مفید الف   p به تمام کارهای انجام شده الف:

   \\ (~ \\ eta = \\ frac (A_p) (A) \\ cdot 100٪. \\)

ادبیات

Aksenovich L.A. فیزیک در دبیرستان: تئوری. وظایف آزمون ها: کتاب درسی. کمک هزینه برای موسسات ارائه دهنده عمومی. محیط ، آموزش / L. A. Aksenovich، N. N. Rakina، K. S. Farino؛ اد K. S. فارینو. - م.ن: Adukatsyya i vykhavanne ، 2004. - ج 75-76.

مکانیسم های ساده ای که توسط ما در نظر گرفته شده است در عملکرد کار در مواردی مورد استفاده قرار می گیرد که لازم است با یک عمل یک نیرو تعادل برقرار شود.

این سؤال به طور طبیعی مطرح می شود:   آیا قدرت یا ترانزیت را افزایش می دهد ، آیا مکانیسم های ساده کسب کار نیز نتیجه نمی گذارد؟ پاسخ این سؤال را می توان از تجربه به دست آورد.

با تعادل در اهرم دو نیرو F1 و F2 که با مقدار مطلق متفاوت هستند (شکل 170) ، اهرم در حال حرکت است. به نظر می رسد که در همان زمان ، نقطه اعمال یک نیروی کوچکتر F2 از مسیر بزرگتر s2 عبور می کند ، و نقطه استفاده از نیروی بزرگتر F1 راه کمتریs1 با اندازه گیری، این مسیرها و واحدهای نیرو دریافتند که طول مسیرهای طی شده توسط نقاط اعمال نیرو روی اهرم به طور معکوس با نیروها متناسب است:

بنابراین ، با حرکت روی بازوی بلند اهرم ، ما در قدرت پیروز می شویم ، اما در همان زمان طول زمان مشابه را در طول مسیر از دست می دهیم.

محصول قدرت در مسیر کار است. آزمایشات ما نشان می دهد که کارهایی که در هر دو انتهای یک اهرم انجام می شود برابر با یکدیگر:

بنابراین ، هنگام استفاده از اهرم افزایش در کار ، نتیجه گیری نکنید.

با استفاده از اهرم ، می توانیم در قدرت یا از راه دور پیروز شویم. اگر زور را به شانه بلند بمالیم ، در آن صورت در قدرت پیروز خواهیم شد ، اما در خیلی زیاد بیایید فاصله را از دست دهیم. با استفاده از زور روی بازوی کوتاه اهرم ، ما در مسافت پیروز خواهیم شد ، اما هر چند بار قدرت خود را از دست خواهیم داد.

افسانه ای وجود دارد که ارشمیدس ، با تحسین از کشف قانون اهرم ، فریاد می زند: "به من تکیه گاه بدهید و من زمین را بالا می برم!"

البته ، ارشمیدس نمی توانست با چنین وظیفه ای کنار بیاید ، حتی اگر به او یك كبوتر و اهرمی از طول مورد نیاز داده شده باشد. برای بلند کردن زمین فقط 1 سانتی متر شانه اهرم باید داشته باشد   این یک قوس به طول عظیم را توصیف می کند. میلیونها سال طول خواهد کشید تا انتهای طولانی اهرم را در طول این مسیر حرکت کنید ، به عنوان مثال با سرعت 1 متر بر ثانیه.

در کار و نوعی اهرم دستاوردی ندارد - بلوک ثابت ، چه آسان است   از تجربه اطمینان حاصل کنید. مسیری که طی نقاط اعمال نیروها P و F یکسان است ، نیروها یکسان هستند و بنابراین کار به همین صورت است.

کارهایی که با کمک یک واحد متحرک انجام می شود را می توان اندازه گیری و مقایسه کرد. برای بالا بردن بار با استفاده از یک واحد متحرک ، تا ارتفاع h به انتهای طنابی که دینامومتر به آن وصل شده باشد نیاز دارید ،   همانطور که تجربه نشان می دهد (شکل 171) ، به 2h بروید. بنابراین با دریافت 2 برابر قدرت ، 2 بار در حمل و نقل از دست می دهند و بنابراین واحد تلفن همراه درآمدی به دست نمی آورد.

قرنها عمل نشان داده است كه هیچكدام از سازوكارها باعث افزایش كار نمی شوند. مکانیزم های مختلفی برای استفاده از آنها استفاده می شود بسته به شرایط کار   برنده شدن در قدرت یا در حال حرکت.

قبلاً دانشمندان باستان این قانون را می دانستند که برای همه سازوکارها اعمال می شود: چند بار ما در قدرت پیروز می شویم ، بنابراین چند بار فاصله را از دست می دهیم. این قانون "قانون طلایی" مکانیک نامیده می شد.

سوالات   1. بین نیروهایی که روی اهرم و شانه های این نیروها عمل می کنند ، چه ارتباطی دارد؟ 2. بین مسیرهای طی شده توسط نقاط اعمال نیروها روی اهرم و این نیروها چه ارتباطی وجود دارد؟ 3. آیا ممکن است با یک اهرم کسب کنید   به زور؟ پس چه چیزی از دست می دهند؟ 4- چند بار با استفاده از واحد متحرک برای بلند کردن کالاها ، در راه خود گم می شوند؟ 5- "قانون طلایی" مکانیک چیست؟

تمرینات

1. با کمک یک بلوک متحرک ، بار به ارتفاع 1.5 متر افزایش یافته است که پایان آزاد طناب چه مدت تمدید شده است؟
2. با استفاده از یک واحد متحرک ، بار به ارتفاع 7 متر بلند شد. کارگر در هنگام بلند کردن بار چه کارهایی انجام داد ، اگر او نیروی اعمال شده تا انتهای طناب   160 ن اگر این بار را تا ارتفاع 7 متر بدون بلوک بلند کند ، کارگر چه کار خواهد کرد؟ (وزن واحد و نیروی اصطکاک نباید در نظر گرفته شود.)
3. چگونه می توان از یک بلوک برای پیروزی در فاصله استفاده کرد؟
4. چگونه می توان بلوک های ثابت و متحرک را به یکدیگر متصل کرد تا قدرت 4 برابری کسب کند؟ 6 بار؟

وظیفه

ثابت کنید که قانون برابری کار ("قانون طلایی" مکانیک) در مورد ماشین هیدرولیک اعمال می شود. اصطکاک بین پیستون ها و دیواره رگ ها را در نظر نگیرید.

نشانه برای اثبات از شکل 132 استفاده کنید. هنگامی که یک پیستون کوچک ، تحت اثر نیروی F1 ، از فاصله h1 پایین می آید ، مقدار مشخصی از مایع را جابجا می کند. حجم مایع در زیر پیستون بزرگ به همان مقدار افزایش می یابد ، که در همان زمان به ارتفاع h2 می رسد.

§ 62. برابری کار هنگام استفاده از مکانیسم های ساده. قانون طلایی مکانیک - کلاس 7 فیزیک (پرایسکین)

توضیحات کوتاه:

ما قبلاً چندین مکانیسم ساده را بررسی کرده ایم. برخی با جزئیات عالی (اهرم ، بلوک) مطالعه کردند ، برخی دیگر فقط ذکر کردند. باید قبلاً فهمیده باشیم که تمام مکانیسم های ساده زندگی را برای شخص راحت تر می کنند. آنها یا قدرت را به دست می آورند ، یا به شما اجازه می دهند جهت نیرو را تغییر دهید ، در نتیجه اقدامات انسانی راحت تر می شود.
  اما ما چنین مقدار کالبدی را به عنوان کار می شناسیم. این سؤال به طور طبیعی مطرح می شود: ما با استفاده از سازوکارهای ساده سود حاصل از کار را می گیریم؟ جواب ناامیدکننده است: خیر. نه تنها مکانیسم ساده سودآوری در کار.
  در بند شصت و دو ، این نتیجه گیری با محاسبه حاصل می شود. این برای اولین بار برای اهرم انجام می شود. سپس خروجی به بلوک ثابت و سپس به قسمت متحرک گسترش می یابد.
  مکانیسم های ساده اعمال می شود. برای به دست آوردن قدرت یا فاصله. در هیچ یک از اینها نمی توانید پیروز شوید. برنده شدن در یکی ، در دیگری باخت. این "قانون طلایی" مکانیک است. حتی در دوران باستان برای مردم شناخته شده بود. اکنون او را خواهید شناخت.

حل مسئله در مورد موضوع: برابری کار هنگام استفاده از مکانیسم های ساده. قانون طلایی مکانیک

اهداف درس:دانش را در مورد موضوع "مکانیسم های ساده" عملی کنید و موقعیت کلی را برای کلیه انواع مکانیسم های ساده یاد بگیرید که به آن "قانون طلایی" مکانیک گفته می شود.

ثابت کنید که مکانیسم های ساده به کار رفته در کار باعث افزایش قدرت می شود و از طرف دیگر به شما امکان می دهد تا تحت حرکت نیرو جهت حرکت بدن را تغییر دهید.

پرورش فرهنگ فکری در آگاهی دانش آموزان از قانون اساسی سازوکارهای ساده ؛ - ایجاد توانایی تعمیم داده های شناخته شده بر اساس برجسته کردن اصلی.

عناصر تشکیل دهنده جستجوی خلاق را بر اساس دریافت کلیات تشکیل دهید.

دوره درس

لحظه 1. سازمانی

2. بررسی مشق شب

بررسی جلویی:

1. مکانیزم های ساده ای به چه دستگاه هایی گفته می شود ، آنها برای چیست؟

2. آنچه شما می دانید ساده ترین مکانیسم مثال می زند؟

3. اهرم چیست؟ برای چیست؟

4- شانه قدرت چیست؟ لحظه ای از قدرت؟

5- شرایط تعادل اهرم را شکل دهید؟

6. تدوین "قانون طلایی مکانیک"

7. چرا دسته درب به وسط درب وصل نمی شود بلکه در لبه آن قرار دارد.

8- آیا می توان با کمک یک اهرم ، داشتن یک پوزه شکنی ، زمین را واژگون کرد. جواب را توجیه کنید

3 حل مسئله

چالش:   طول بازوی کوچکتر 5 سانتی متر ، بزرگتر 30 سانتی متر است. نیروی 12H روی بازوی کوچکتر عمل می کند. برای تعادل اهرم چه نیرویی باید روی شانه بزرگتر استفاده شود؟ افزایش قدرت پیدا می کنید؟

با توجه به: ج: راه حل:

l 1 = 5 cm 0.05 m 1) شرط تعادل اهرم را می نویسیم:

l 2 = 30 c m 0.3m

F 1 = 12 N Express از آن F 2:

F 2 =؟

F 1 / F 2 =؟ 2) افزایش قدرت را پیدا کنید ، یعنی.

.

پاسخ این است:   F 2 = 2H ، F 1 / F 2 = 6H.

مشکل را مطابق مدل حل کنید:نیرویی به میزان 300 نیتر روی بازوی کوچکتر اهرم عمل می کند و 20 نیترات روی بزرگتر عمل می کنند. طول شانه کوچکتر 5 سانتی متر است طول شانه بزرگتر را تعیین کنید. یک نقاشی درست کنید

خودتان را آزمایش کنید (جواب: 0.75 متر)

مشکل را مطابق مدل حل کنید:   در انتهای اهرم نیروهایی 25N و 150N وجود دارد. فاصله از یخچه تا نیروی بیشتر 3 سانتی متر است. طول اهرم را تعیین کنید ، اگر تحت تأثیر این نیروها در تعادل باشد؟

خود را آزمایش کنید (جواب: 0.21 متر)

چالش:   با استفاده از اهرم ، بار 200 کیلوگرم برداشته شد. اگر نیرویی که روی بازوی بلند اهرم کار می کرد ، 400 درجه را افزایش می داد؟

بیایید یک توضیح توضیحی تهیه کنیم:

ل 2

با توجه به: ج: راه حل:

m 1 = 200kg 1) ریاضی "قانون طلایی" مکانیک را بنویسید: A 1 = A 2

A 2 = 400 J 2) طبق تعریف ، کار   آیا محصول نیرویی است که در طول حرکت عمل می کند

ساعت =؟ بدن ، در مسیری که بدن از این نیرو عبور می کند. سپس:

و 1 = F 1 · ساعت 1

از این فرمول ساعت 1 بیان کنید:

3) برای یافتن F 1 از فرمول استفاده می کنیم تا وزن بار را پیدا کنیم:

F 1 = وزن F = m 1 گرم = 200kg10N / kg = 2000N

4) با توجه به اینکه A 1 = A 2 ، h 1 را محاسبه می کنیم:

پاسخ این است:   ساعت 1 = 0.2 N.

مشکل را مطابق مدل حل کنید:   با استفاده از یک اهرم ، یک درب کوچک با وزن 0.84 کیلو وات بلند شد و روی بازوی بلند با نیروی 30N عمل کرد. در همان زمان ، کار مکانیکی 26J انجام شد. در چه ارتفاعی درب بلند شده است ، و مسافتی که انتهای بازوی بلند اهرم حرکت می کند چقدر است؟

خودتان را امتحان کنید (جواب: 3.1 سانتی متر بلندی ، 8.7 سانتی متر قد) (در خانه)

مشق شب مشکلی را در مورد یک موضوع مورد مطالعه فکر کنید و آن را حل کنید. بخار Pov 47

برابری کار هنگام استفاده از مکانیسم های ساده. "قانون طلایی" مکانیک.

• معلم فیزیک Puchkova S.A.
• دبیرستان MBOU Sukhovskaya

• دستگاه هایی که برای تبدیل نیرو عمل می کنند مکانیسم نامیده می شوند.

•   اهرم (بلوک ، دروازه) ،
•   صفحه شیب دار (گوه ، پیچ).

• برنامه

•   قاعده اهرم اساس اساس انواع ابزارهای مختلفی است که در زندگی روزمره و فناوری مورد استفاده قرار می گیرد و در آنجا قدرت و مسیر لازم است.

• بلوک ثابت بلوکی است که محور آن ثابت باشد و هنگام بلند کردن بارها بالا نمی رود و نمی افتد.

• بلوک متحرک بلوکی است که محور آن بالا می رود و با بار می افتد. 2 بار قدرت می بخشد.

• در عمل ، ترکیبی از بلوک متحرک با یک ثابت استفاده می شود. واحد ثابت برای راحتی استفاده می شود. این یک افزایش قدرت نمی دهد ، اما جهت نیرو را تغییر می دهد.

• ساخت و ساز

• پزشکی

• پیچ

•   مکانیسم های ساده در زمان های قدیم مورد استفاده قرار می گرفت.

• استفاده از

• دروازه

•   به عنوان مثال ، برای تأمین آب از سطح پایین رودخانه یا کانال به سمت بالا ، به عنوان مثال ، به کانال دیگری که از طریق آن جریان بیشتری می یابد "به خودی خود" ، یک وسیله فنی ساده اما بسیار مؤثر - شادوف اختراع شد. به نظر می رسد مانند یک جرثقیل - یک اهرم طولانی با وزن ضد وزن.

•   یونانیان سعی کردند با کمک تجهیزات ساختمانی میزان کار دستی را کاهش دهند. در قرن VI قبل از میلاد ، آنها دو جرثقیل را اختراع کردند: برای بلند کردن بارهای کوچک و سنگین. از تصاویری که باستان شناسان در بین ویرانه های یکی از شهرهای باستانی پیدا کردند ، می توان نحوه عملکرد وی را مشخص کرد. چرخ این جرثقیل بزرگ توسط پنج نفر چرخانده شده بود ، در همین زمان ، دو نفر بار را از زیر و دو نفر از بالا سوار شدند.

•   مکانیسم های ساده عمدتاً برای دستیابی به قدرت ، به عنوان مثال استفاده می شوند. چندین بار نیروی اعمال شده روی بدن را افزایش دهید.

• سوال

• ما انجام خواهیم داد

•   مسیری که با استفاده از نقاط اعمال نیرو روی اهرم طی می شود ، با نیروهای متناسب معکوس است.

• h1 / h2 = F2 / F1

•   با عمل روی بازوی بلند اهرم ، ما در قدرت پیروز می شویم ، اما در همان زمان با همان روش از دست می دهیم.

•   با استفاده از اهرم
•   ما می توانیم برنده شویم یا معتبر است,
• یا از راه دور.

•   افسانه ارشمیدس می گوید که با تحسین از کشف قانون اهرم ، او فریاد زد: "من به من تکیه گاه بدهید و من زمین را چرخانده خواهم کرد"

• V = 30،000 کیلومتر بر ثانیه
• t = 10 میلیون سال

• واحد تلفن همراه درآمدی ندارد

• چند بار برنده شدن در قدرتبارها از دست دادن در فاصله

• "قانون طلایی" مکانیک برای کلیه مکانیسم ها کاربرد دارد.

• انواع مکانیسم ها

• 1. با استفاده از بلوک متحرک ، بار به ارتفاع 1.5 متر افزایش یافته است که پایان آزاد طناب چه مدت تمدید شده است؟
• 1.5 متر 0.75 متر 3 متر
• 2. با استفاده از بلوک متحرک ، بار به ارتفاع 7 متر افزایش یافته است کارگر هنگام بلند کردن بار در صورت اعمال 160 نیوتن در انتهای طناب چه کارهایی انجام داده است؟ اگر او این بار را تا ارتفاع 5 متر بلند کند ، چه کار خواهد کرد؟

• درسته

• خطا !!!