Látjuk, hogy egyszerű mechanizmusok segítségével hatalomra tehet szert. Az egyszerű mechanizmusok nyernek-e a munkában?

Számítsa ki az F erő által végzett munkát, amikor egy rakományt ferde síkkal emelt fel (lásd az 1. ábrát):

   \\ (~ A_F = Fl. \\)

Cserélje le az erõ \\ (~ F = mg \\ frac hl \\) talált értékeit és kapja meg

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

Tehát a munka A  F megegyezik azzal a munkával, amelyet meg kell tenni a rakomány egyenletes magasságba emeléséhez hferde sík használata nélkül.

Nem ad nyerést a munkában és a karban. Valójában, ha egy kiegyensúlyozott kart (6. ábra) mozgunk, akkor az erők alkalmazásának pontjai F  1 és F  A 2. ábra ugyanakkor különböző mozgásokat hajt végre Δ r  1 és A r  2. Ebben az esetben (figyelembe vesszük a szöget α   a kar kicsi forgatása) Δ r 1 = l 1 α , Δ r 2 = l 2 α   Ezért ezek az erők elvégzik a munkát. A 1 = F  1 Δ r 1 = F 1 l 1 α   és A 2 = F  2 Δ r 2 = F 2 l 2 α . Szóval F 1 l 1 = F 2 l  Akkor a 2 A 1 = A 2 .

Rögzített blokk használatakor látjuk, hogy az alkalmazott erők F  és mg  a teher felemelésekor az erőhatási pontok által megtett utak is azonosak, ezért a munka ugyanaz.

Ez a mozgatható blokk segítségével emelheti az árut a magasságra h, szüksége van annak a kötélnek a végére, amelyre az erő kifejtésre kerül Flépjen a 2-be h. ezért A 1 = mGH  és \\ (~ A_2 = F \\ cdot 2h = \\ frac (mg) (2) 2h = mgh \\).

Így ha kétszer megkapja a hatályban lévő nyereményt, kétszer veszít el mozogva, tehát a mozgatható egység nem jár nyeréssel a munkában.

Az évszázados gyakorlat azt mutatta, hogy az egyszerű mechanizmusok egyike sem jár nyereséget a munkában.

Még az ókori tudósok megfogalmaztak egy szabályt ("a mechanika aranyszabálya"), amelyet minden mechanizmusra alkalmaznak: hányszor nyerünk erőben, hányszor veszítünk a távolságból.

Az egyszerű mechanizmusok mérlegelésekor nem vesszük figyelembe a súrlódást és a mechanizmusok súlyát. Valódi körülmények között ezt figyelembe kell venni. Ezért a munka egy részét erővel hajtják végre F  a mechanizmus egyes részeinek mozgásáról és a súrlódási erő ellen. Munka a rakomány emelésén A  p (hasznos munka) kevesebb, mint a teljes munka A  (erővel végzett munka F).

A mechanizmus hatékonyságát a hatékonysági együttható jellemzi (a mechanizmus hatékonysága):

Hatékonyság - fizikai mennyiség, amely megegyezik a hasznos munka arányával A  p az összes kiadott munkaért A:

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

irodalom

Aksenovich L. A. Fizika a középiskolában: Elmélet. Megbízásokat. Tesztek: Tankönyv. támogatás az obsch-et nyújtó intézmények számára. környezet, oktatás / Aksenovich L. A., N. N. Rakina, Farino K. S.; Ed. Farino K. S.. - Minszk: Adukatsyya i Vyhvanna, 2004. - C. 75-76.

Az általunk megvizsgált egyszerű mechanizmusokat akkor alkalmazzák a munkában, amikor egy másik erő kiegyensúlyozása szükséges egy erő hatására.

A kérdés természetesen felmerül:  ha hatalommal vagy úton haszonnal jár, vajon a pontozás egyszerű mechanizmusai nem adnak-e munkát? Erre a kérdésre a válasz tapasztalatból nyerhető.

Miután a karon kiegyenlítették az F1 és F2 két, egymástól eltérő nagyságú erőt (170. ábra), mozgásba hozzák a kart. Kiderül, hogy ugyanakkor és ugyanabban az időben egy kisebb F2 erő alkalmazásának pontja a nagyobb s2 úton halad, és egy nagyobb F1 erő alkalmazási pontja kisebb módons1. mérőEzek az útvonalak és az energiamodulok azt találják, hogy az emelőkaron alkalmazott erőpontok által megtett utak hossza fordítottan arányos az erőkkel:

Így a kar hosszú karjára hatva erőt nyerünk, ugyanakkor ugyanakkor elveszítjük az út hosszát.

Az úton lévő erő munkája. Kísérleteink azt mutatják, hogy a kar mindkét végén végzett munka, egyenlőek egymással:

Tehát a kar használatakor a munka nem nyer nyereséget.

A kar segítségével nyerhetünk erőben vagy távolságban is. Ha erőt alkalmazunk egy hosszú karra, akkor erőben nyerünk, de annyira ugyanakkor elveszítjük a távolban. A rövid karral működve nyerünk a távolban, de ugyanakkor elveszítjük a hatályát.

Van egy legenda, hogy Archimedes, örömmel a kar szabályának felfedezésével, felkiáltott: "Adj nekem egy támaszpontot, és én felemelem a Földet!"

Természetesen Archimedes nem tudott megbirkózni egy ilyen feladattal, még akkor sem, ha kapott egy támogatási pontot és a kívánt hosszú karot. Emelésre A földnek csak 1 cm hosszú vállnak kell lennie  Nagy hosszúságú ívet írna le. Több millió évbe telik, hogy a kar hosszú végét ezen az úton mozgatjuk, például 1 m / s sebességgel.

Nem ad nyerést a munkában és a kar típusában - rögzített blokk, amely könnyű  győződjön meg róla a tapasztalat. A P és F erő alkalmazási pontjai által megtett utak azonosak, az erők azonosak, és ezért a munka ugyanaz.

Lehetséges egymás között mérni és összehasonlítani a mobil egység által végzett munkát. A mozgatható blokk segítségével az áruszállítás h magasságra emelkedik, szüksége van annak a kötélnek a végére, amelyhez a próbapad csatlakozik,  amint a tapasztalat azt mutatja (171. ábra), mozgassa a 2 órát. Így ha kétszer hatályos nyereséget kapunk, akkor kétszer veszítünk, tehát a mobil egység nem jár nyereséggel a munkában.

Az évszázados gyakorlat azt mutatta, hogy egyik mechanizmus sem jár nyereséggel a munkában. Különböző mechanizmusok alkalmazása a munkakörülményektől függően  nyerj a hatályban vagy a szállítás során.

Még az ókori tudósok is tudták az összes mechanizmusra alkalmazandó szabályt: hányszor nyerünk erővel, hányszor veszítünk a távolságból. Ezt a szabályt a mechanika „aranyszabályának” hívják.

Kérdéseket.  1. Milyen kapcsolat van a karon működő erők és ezen erők válla között? 2. Milyen kapcsolat van a karon lévő erők alkalmazási pontjai által lefedett utak és ezen erők között? 3. Lehetséges nyerj egy kar segítségével  hatályban van? Akkor mi veszít? 4. Hányszor vesznek el úton egy mobil egység segítségével a rakomány emelésére? 5. Mi a mechanika „aranyszabálya”?

Gyakorlatokat.

1. A mozgatható blokk segítségével a rakományt 1,5 m magasságra emelték. Meddig terjesztették ki a kötél szabad végét?
2. A mozgatható blokk segítségével a rakományt 7 m magasságra emelték. Milyen munkát végzett a munkavállaló a rakomány felemelésekor, ha a kötél végére alkalmazott erő  160 N? Milyen munkát fog végezni a munkavállaló, ha emeli ezt a rakományt 7 m magasságra blokk nélkül? (A tömb súlyát és a súrlódási erőt nem veszik figyelembe.)
3. Hogyan lehet blokkot alkalmazni a távolban történő nyeréshez?
4. Hogyan lehet a rögzített és a mozgó blokkokat kombinálni egymással annak érdekében, hogy négyszeres erősséget kapjunk? 6-szor?

Feladat.

Bizonyítsuk be, hogy az egyenlő munka elvét (a mechanika „aranyszabályát”) a hidraulikus gépekre is alkalmazni kell. Ne vegye figyelembe a dugattyú és az érfal közötti súrlódást.

Megjegyzés. Használja a 132. ábra igazolására. Amikor egy kis dugattyú az F1 erő hatására h1 távolságra esik le, kiszorítja a folyadék bizonyos mennyiségét. Ugyanezen mennyiség növeli a folyadék mennyiségét egy nagy dugattyú alatt, amely ebben az esetben h2 magasságra emelkedik.

62. § A munka egyenlősége egyszerű mechanizmusok használata esetén. A mechanika aranyszabálya - a fizika 7. osztálya (Perjškin)

Rövid leírás:

Néhány egyszerű mechanizmust már áttekintettünk. Egyesek részletesen tanulmányozták (kar, blokk), mások csak megemlítették. Már megértettük, hogy minden egyszerű mechanizmus megkönnyíti az ember életét. Vagy növelik az erőt, vagy lehetővé teszik az erő irányának megváltoztatását, ezáltal megkönnyítve az ember cselekedeteit.
  De olyan fizikai mennyiséget ismerünk, mint a munka. Természetesen felmerül a kérdés: mennyi profitálhatunk az egyszerű mechanizmusok használatából? A válasz elriasztó: nem. A munkában a győzelem egyszerű mechanizmusának egyik sem rendelkezik.
  A hatvannyolcadik bekezdés számításokkal juttatja ezt a következtetést. Először egy kart csinálunk. Ezután a kimenet eloszlik a fix blokkban, majd a mozgatható blokkban.
  Egyszerű mechanizmusok alkalmazandók. Hogy szerezzen erőt vagy távolságot. Lehetetlen nyerni mindkettőben. Az egyik nyerve elveszíti a másikot. Ez a mechanika "aranyszabálya". Az emberek már az ókorban is ismerték. Most őt is ismeri.

Problémamegoldás a témában: A munka egyenlősége egyszerű mechanizmusok használatakor. "A mechanika aranyszabálya"

TANULÁSI CÉLOK:Frissítse az „Egyszerű mechanizmusok” témájával kapcsolatos ismereteket és tanulja meg az egyszerű mechanizmusok minden fajtájának általános helyzetét, amelyet a mechanika „aranyszabályának” hívnak.

Bizonyítsuk be, hogy a munkában alkalmazott egyszerű mechanizmusok erősítik az erőt, és viszont lehetővé teszik, hogy erő mozgása közben megváltoztassa a test mozgásának irányát;

Az intellektuális kultúra ápolása a hallgatók számára az egyszerű mechanizmusok alapelvének megértéséhez: - képessé kell tenni az ismert adatok összegzését a fő dolog kiválasztása alapján;

Generáljon kreatív keresési elemeket az általánosítási módszer alapján.

Az óra lefolyása

1.Organizációs pillanat

2. Ellenőrizze a házi feladatot

Front-end felmérés:

1. Milyen eszközöket nevezik egyszerű mechanizmusoknak, mire készülnek?

2. Mit tud a példák a legegyszerűbb mechanizmusokról?

3.Mi az a kar? Miért?

4. Mit nevezünk a hatalom vállának? A hatalom pillanata?

5. Fogalmazza meg a kar egyensúlyi állapotát?

6. Fogalmazza meg a „mechanika aranyszabályát”

7. Miért van az ajtófogantyú nem az ajtó közepén, hanem annak szélén rögzítve?

8. Lehetséges-e a Föld forgatásával egy karral forgatni? Indokolja a választ.

3. Feladatok megoldása

célkitűzés:   A kisebb kar kar hossza 5 cm, a nagyobb 30 cm, a 12N erő hatással van a kisebb karra. Milyen erőt kell alkalmazni egy nagyobb vállra a kar kiegyensúlyozása érdekében? Megtalálja a hatályban lévő nyereményt?

adott: BBC: megoldás:

l 1 = 5 cm 0,05 m 1) Megírjuk a kar egyensúlyi állapotát:

l = = 30 cm, 0,3 m

F 1 = 12 N expressz belőle F 2:

F 2 =?

F 1 / F 2 =? 2) Keresse meg a hatalom nyereségét, azaz

.

válaszolni:   F2 = 2H, F1 / F2 = 6H.

A modell szerint oldja meg a problémát:A 300H erő hat a kisebb kar-karra, és 20N - a nagyobb karra. A kisebb váll hossza 5 cm. Határozza meg a nagyobb váll hosszát. Készítsen rajzot.

Ellenőrizze magát (válasz: 0,75m)

A modell szerint oldja meg a problémát:  A kar végén a 25N és a 150N erő hat. A távolság a lengőtesttől a 3 cm-nél nagyobb erőig: Határozzuk meg a kar hosszát, ha ezen erők hatása alatt egyensúlyban van?

Tesztelje magát (válasz: 0,21m)

célkitűzés:   Egy kar segítségével 200 kg súlyt emeltünk fel. Milyen nagy a terhelés, ha a kar hosszú karjára ható erő 400 j volt.

Készítsünk magyarázó képet:

l 2

adott: BBC: megoldás:

m 1 = 200 kg 1) Írjuk meg a mechanika matematikai szabályát: А 1 = А 2

A 2 = 400 J 2) Meghatározás szerint munka  - a mozgás közben fellépő erő szorzata

h =? test, az az út, amelyet a test ezen erő hatására bevezetett. majd:

És 1 = F 1 · h 1

Fejezd ki ezt a képletet h 1:

3) Az F 1 megállapításához a képletet használjuk a teher gravitációs erejének meghatározására:

F 1 = F szálak = m 1 g = 200 kg · 10N / kg = 2000N

4) Tekintettel arra, hogy A 1 = A 2, kiszámítjuk a h 1-et:

válaszolni:   h 1 = 0,2 N.

A modell szerint oldja meg a problémát:  Egy kar segítségével a 0,84 kN súlyú ajtót kissé megemelték, hosszú karra hatva, 30N erővel. Ebben az esetben a mechanikai munkát 26J-rel végezték. Milyen magasságban emelték fel az ajtót, és milyen nagy a távolság, amit a hosszú kar karja mozgatott?

Tesztelje magát (válasz: 3,1 cm; 8,7 cm magasságra) (otthon)

Házi feladat Gondoljon egy problémára a vizsgált témában, és oldja meg. Pov par 47

A munka egyenlősége egyszerű mechanizmusok használatakor. A mechanika „aranyszabálya”.

• Puchkova SA fizika tanár
• MBOU Sukhovskaya SOSH

• Az erőket átalakító eszközöket mechanizmusoknak nevezzük.

•   kar (blokk, kapu),
•   ferde sík (ék, csavar).

• kérelem

•   A kar szabálya a mindennapi életben és a technológiában használt különféle szerszámok működését alapozza meg, ahol erősség vagy út megszerzése szükséges.

• A rögzített blokk olyan blokk, amelynek tengelye rögzített, és nem emelkedik és nem esik le, amikor terheket emel.

• A mozgatható blokk olyan blokk, amelynek tengelye emelkedik és esik a terheléssel. Kétszer akkora nyereséget ad.

• A gyakorlatban használjon mozgatható egységet és rögzített elemet. Javítva a rögzített blokkot. Nem nyer az erőben, hanem megváltoztatja az erő irányát.

• építés

• orvostudomány

• csavar

•   Az ősi időkben alkalmazott egyszerű mechanizmusok.

• A

• a kapu

•   Annak érdekében, hogy vizet szállítsanak a folyó vagy a csatorna alsó szintjéről például a felső csatornába, például egy másik csatornába, amelyen keresztül önmagában tovább folyik, egy egyszerű, de nagyon hatékony műszaki eszközt dolgoztak ki - a shadufot. Úgy néz ki, mint egy daru - egy hosszú emelő, ellensúlyos.

•   A görögök megpróbálták csökkenteni a kézi munka mennyiségét az építőipari gépek felhasználásával. Kr. E. 6. században két darut találtak ki: a kisebb és nehezebb rakományok emelésére. A régészek által az ókori város romjai között talált képek alapján megállapítható volt, hogyan viselkedett. Egy hatalmas daru kerekét öt ember forgatta, ugyanakkor kettő vezette a rakományt fentről és kettő fentről.

•   Az egyszerű mechanizmusokat elsősorban az erőnövekedés érdekében használják, azaz növelje többször a testre ható erőt.

• a kérdés

• Meg fogja csinálni

•   A hajtóerő-pontok által megtett utak fordítottan arányosak az erőkkel.

• h1 / h2 = F2 / F1

•   A kar hosszú karján működve erősséget nyerünk, ugyanakkor ugyanolyan összeget veszítünk úton.

•   A kar használatával
•   nyerhetünk akár hatályban,
• akár a távolban.

•   Az Archimedesről szóló legenda azt állítja, hogy csodálta a kar szabályának felfedezését, és felkiáltott: „Adj nekem egy becsapódást, és megfordítom a Földet”

• V = 30 000 km / s
• t = 10 millió év

• A mozgó egység nem nyeri meg a munkát

• Hányszor nyer az erőbenoly sokszor elveszíti a távolban

• A mechanika „aranyszabálya” vonatkozik minden mechanizmusra.

• A mechanizmusok típusai

• 1. Mozgatható blokk segítségével a rakományt 1,5 m magasságra emelték. Meddig terjesztették ki a kötél szabad végét?
• 1,5 m 0,75 m 3 m
• 2. Mozgatható blokk segítségével a rakományt 7 m magasságra emelték. Milyen munkát végzett a munkavállaló a rakomány felemelésekor, ha 160 N erőt alkalmazott a kötél végére? Milyen munkát fog végezni, ha ezt a rakományt 5 m magasságra emeli?

• Ez így van!

• Hiba !!!