Մենք տեսնում ենք, որ պարզ մեխանիզմների օգնությամբ դուք կարող եք ձեռք բերել ուժ: Արդյո՞ք պարզ մեխանիզմները շահում են շահում:

Հաշվարկված ինքնաթիռով բեռը բարձրացնելու ժամանակ հաշվարկեք ուժի կողմից կատարված աշխատանքը (տես Նկար 1).

   \\ (~ A_F = Fl. \\)

Փոխարինեք ուժի գտած արժեքները \\ (~ F = մգ \\ ֆրաք hl \\) և ստացեք

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

Այսպիսով գործը Ա  F- ն հավասար է այն աշխատանքին, որը պետք է արվի, որպեսզի բեռը հավասարաչափ բարձրացվի հառանց թեքված ինքնաթիռ օգտագործելու:

Աշխատանքի և լծակների շահումը չի տալիս: Իսկապես, եթե շարժվում է հավասարակշռված լծակ (Նկար 6), ապա ուժերի կիրառման կետերը Ֆ  1 և Ֆ  2-ը միաժամանակ տարբեր շարժումներ են կատարում Δ ռ  1 և Δ ռ  2-ը Այս դեպքում (մենք համարում ենք անկյունը) α   շրջանցելով լծակը փոքր) Δ ռ 1 = լ 1 α , Δ ռ 2 = լ 2 α   Հետևաբար, այդ ուժերը կատարելու են աշխատանքները: Ա 1 = Ֆ  1 Δ ռ 1 = Ֆ 1 լ 1 α   և Ա 2 = Ֆ  2 Δ ռ 2 = Ֆ 2 լ 2 α . Այսպիսով, ինչպես Ֆ 1 լ 1 = Ֆ 2 լ  2, ապա Ա 1 = Ա 2 .

Ֆիքսված բլոկ օգտագործելիս մենք տեսնում ենք, որ կիրառված ուժերը Ֆ  և մգ  բեռը բարձրացնելիս ուժերի կիրառման կետերով անցած ուղիները նույնպես նույնն են, և, հետևաբար, աշխատանքը նույնն է:

Դա բջջային բլոկի միջոցով բարձում է բեռնափոխադրումը բարձրության վրա հ, ձեզ հարկավոր է պարան ավարտը, որի վրա ուժ է կիրառվում Ֆտեղափոխվել 2 հ. Հետևաբար Ա 1 = մգգ  և \\ (~ A_2 = F \\ cdot 2h = \\ frac (մգ) (2) 2 ժ = մգ \\):

Այսպիսով, երկու անգամ ուժի մեջ շահելով, երկու անգամ կորցնել շարժման մեջ, հետևաբար շարժական միավորը աշխատանքի մեջ շահում չի տալիս:

Դարավոր պրակտիկան ցույց է տվել, որ պարզ մեխանիզմներից ոչ մեկը աշխատանքի մեջ շահ չի բերում:

Նույնիսկ հին գիտնականները ձևակերպեցին մի կանոն («մեխանիկի ոսկե կանոնը») կիրառվեց բոլոր մեխանիզմների վրա. Քանի՞ անգամ ենք մենք շահում ուժով, քանի անգամ ենք կորցնում հեռավորության վրա:

Պարզ մեխանիզմները հաշվի առնելիս մենք հաշվի չենք առնում շփումը, ինչպես նաև իրենք են մեխանիզմների ծանրությունը: Իրական պայմաններում դա պետք է հաշվի առնել: Հետևաբար, աշխատանքի մի մասը կատարվում է ուժով Ֆ  մեխանիզմի առանձին մասերի շարժման և շփման ուժի դեմ: Աշխատել բեռի բարձրացման վրա Ա  p (օգտակար աշխատանքը) լիարժեք աշխատանքից պակաս կլինի Ա  (ուժով կատարված աշխատանք Ֆ).

Մեխանիզմի արդյունավետությունը բնութագրվում է արդյունավետության գործակիցով (մեխանիզմի արդյունավետություն).

Արդյունավետություն - ֆիզիկական քանակ, որը հավասար է օգտակար աշխատանքի հարաբերակցությանը Ա  p բոլոր ծախսված աշխատանքի համար Ա:

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

Գրականություն

Աքսենովիչ Լ. Ա. Ֆիզիկա միջնակարգ դպրոցում. Տեսություն: Առաջադրանքներ: Թեստեր. Դասագիրք: նպաստ `անօթևան տրամադրող հաստատությունների համար: միջավայրեր, կրթություն / L.A. Aksenovich, N.N.Rakina, K.S. Farino; Էդ. K.S Farino. - Մինսկ. Adukatsyya i Vyhvanna, 2004. - C. 75-76:

Մեր կողմից դիտարկված պարզ մեխանիզմները օգտագործվում են աշխատանքի մեջ, երբ անհրաժեշտ է մեկ ուժի գործողությամբ հավասարակշռել մեկ այլ ուժ:

Հարցը, բնականաբար, ծագում է.  Իշխանության կամ ճանապարհի վրա շահի բերո՞ւմ եք, արդյո՞ք գնահատման պարզ մեխանիզմները չեն տալիս գործի մեջ: Այս հարցի պատասխանը կարելի է ստանալ փորձից:

Հավասարակշռելով լծակի վրա F1 և F2 ուժերը, որոնք ունեն տարբեր տեսակի մեծությամբ (Նկար 170), նրանք շարժիչի դիրքը դրեցին: Ստացվում է, որ միևնույն ժամանակ և միևնույն ժամանակ, F2- ի ավելի փոքր ուժի կիրառման կետն անցնում է ավելի մեծ ուղի s2- ով, իսկ F1- ի ավելի մեծ ուժի կիրառման կետը փոքր ճանապարհs1. ՉափումԱյս ուղիները և ուժային մոդուլները գտնում են, որ լծակի վրա ուժի կիրառման կետերով անցած ուղիների երկարությունը հակադարձ համեմատական ​​է ուժերի հետ.

Այսպիսով, գործելով լծակի երկար թևի վրա, մենք հաղթում ենք ուժով, բայց միևնույն ժամանակ, ինչպես շատ անգամներ, կորցնում ենք ուղու երկարությամբ:

Theանապարհին ուժի գործն աշխատանքն է: Մեր փորձերը ցույց են տալիս, որ լծակի երկու ծայրերում կատարված աշխատանքը, միմյանց հավասար:

Այսպիսով, լծակը օգտագործելիս աշխատանքի մեջ ոչ մի օգուտ չի ստանում:

Օգտագործելով լծակը, մենք կարող ենք հաղթել կամ ուժով կամ հեռավորության վրա: Եթե ​​մենք ուժ կիրառենք երկար բազկի վրա, ապա մենք կհաղթենք ուժով, բայց այդքանով նույն ժամանակ մենք կորցնում ենք հեռավորության վրա. Գործելով կարճ լծակի բազկի վրա, մենք կհաղթենք հեռավորության վրա, բայց ուժի մեջ կկորցնենք նույն ժամանակ:

Կա մի լեգենդ, որ Արքիմեդը, որը հիացած է լծակի տիրապետության հայտնաբերմամբ, բացականչեց. «Տո՛ւր ինձ օձ և կբարձրացնեմ Երկիրը»:

Իհարկե, Արքիմեդը չկարողացավ հաղթահարել նման առաջադրանքը, նույնիսկ եթե նրան տրվեին կցորդ և ցանկալի երկարության լծակ: Բարձրացնելու համար Անհրաժեշտ է ընդամենը 1 սմ երկարությամբ լծակի ուս  Այն նկարագրում էր մեծ երկարության կամարը: Միլիոնավոր տարիներ կպահանջվեր լծակի երկար ավարտը այս ուղու երկայնքով տեղափոխելու համար, օրինակ ՝ 1 մ / վ արագությամբ:

Չի շահում աշխատանքում և լծակի տեսակը. ֆիքսված բլոկ, որը հեշտ է  համոզվեք փորձի մասին: P և F ուժերի կիրառման կետերով անցած ուղիները նույնն են, ուժերը նույնն են, և, հետևաբար, աշխատանքը նույնն է:

Հնարավոր է չափել և համեմատել իրենց միջև բջջային ստորաբաժանման կատարած աշխատանքը: Դա բջջային բլոկի միջոցով բարձրացնել բեռը բարձրության վրա h, ձեզ հարկավոր է պարան ավարտը, որին կցվում է դինամետրը,  ինչպես ցույց է տալիս փորձը (Նկար 171), տեղափոխեք 2 ժ: Այսպիսով, 2 անգամ ուժի մեջ ստացող շահույթ ստանալով, 2 անգամ կորցնել ճանապարհը, հետևաբար, շարժական միավորը աշխատանքի մեջ շահույթ չի տալիս:

Դարավոր պրակտիկան ցույց է տվել, որ մեխանիզմներից ոչ մեկը չի շահում աշխատանքի մեջ: Կիրառել տարբեր մեխանիզմներ կախված աշխատանքային պայմաններից  ուժի մեջ կամ տրանզիտում հաղթել:

Նույնիսկ հին գիտնականները գիտեին բոլոր մեխանիզմների նկատմամբ կիրառվող կանոնը. Քանի անգամ ենք մենք շահում ուժով, քանի անգամ ենք կորցնում հեռավորության վրա: Այս կանոնը կոչվում է մեխանիկայի «ոսկե կանոն»:

Հարցեր  1. Ո՞րն է այդ լծակի վրա գործող ուժերի և ուսերի վրա գործող ուժերի միջև կապը: 2. Ո՞րն է կապը լծակի վրա ուժի կիրառման կետերի հետ ծածկված ուղիների և այդ ուժերի միջև: 3. Հնարավոր է շահեք լծակի միջոցով  ուժի մեջ Ի՞նչ կորցնել հետո: 4. Քանի՞ անգամ են նրանք կորցնում ճանապարհին ՝ օգտագործելով շարժական ստորաբաժանում բեռը բարձրացնելու համար: 5. Ո՞րն է մեխանիկայի «ոսկե կանոնը»:

Զորավարժություններ:

1. Շարժական բլոկի օգնությամբ բեռը բարձրացվեց 1,5 մ բարձրության վրա: Որքա՞ն երկարվեց պարանների ազատ ծայրը:
2. Շարժական բլոկի օգնությամբ բեռը բարձրացվել է 7 մ բարձրության վրա: Ինչպիսի՞ աշխատանք է կատարել աշխատողը բեռը բարձրացնելիս, եթե նա ուժ կիրառեց պարան ավարտին  160 Ն. Ի՞նչ աշխատանք է կատարելու աշխատողը, եթե նա առանց բլոկի բարձրացնի այս բեռը 7 մ բարձրության վրա: (Բլոկի ծանրությունը և շփման ուժը հաշվի չեն առնվում:)
3. Ինչպե՞ս կիրառել բլոկ ՝ հեռավորության վրա շահելու համար:
4. Ինչպե՞ս կարող են ֆիքսված և շարժվող բլոկները զուգակցվել միմյանց հետ, որպեսզի կարողանան 4 անգամ ավելի հզորություն ստանալ: 6 անգամ:

Առաջադրանք

Ապացուցեք, որ աշխատանքի հավասարության մասին օրենքը (մեխանիկական «ոսկե կանոն») կիրառելի է հիդրավլիկ մեքենայի համար: Անկախ շփում մխոցների և նավի պատերի միջև:

Նշում: Օգտագործեք 132-րդ գծի ապացույցի համար: Երբ F1- ի ուժի գործողության տակ գտնվող փոքր մխոցը ընկնում է h1 հեռավորության վրա, այն տեղահանում է որոշ հեղուկ. Միևնույն քանակությամբ մեծանում է մեծ մխոցի տակ հեղուկի ծավալը, որն այս դեպքում բարձրանում է մինչև H2 բարձրության:

. 62. Աշխատանքի հավասարությունը պարզ մեխանիզմներ օգտագործելիս: Մեխանիկայի ոսկե կանոն - ֆիզիկայի դաս 7 (Պերիշկին)

Կարճ նկարագրություն

Մենք արդեն դիտարկել ենք մի քանի պարզ մեխանիզմներ: Ոմանք սովորում էին մեծ մանրամասնությամբ (լծակ, բլոկ), ոմանք էլ հենց նշում էին: Մենք արդեն պետք է հասկանայինք, որ բոլոր պարզ մեխանիզմները կյանքը հեշտացնում են մարդու համար: Նրանք կա՛մ ուժ են ստանում, կա՛մ թույլ են տալիս փոխել ուժի ուղղությունը ՝ դրանով իսկ ավելի հարմար դարձնելով մարդու գործողությունները:
  Բայց մենք գիտենք այնպիսի ֆիզիկական քանակություն, ինչպիսին է աշխատանքը: Հարցը, բնականաբար, ծագում է. Որքանո՞վ ենք օգուտ քաղում պարզ մեխանիզմների կիրառությունից: Պատասխանը հուսադրող է. Ո՛չ: Աշխատանքի մեջ շահելու պարզ մեխանիզմներից ոչ մեկը չի:
  Վաթսուներկու կետը գալիս է այս եզրակացության հաշվարկով: Նախ դա արվում է լծակի համար: Այնուհետև արդյունքը տարածվում է ֆիքսված բլոկում, այնուհետև շարժական:
  Կիրառվում են պարզ մեխանիզմներ: Ուժի կամ հեռավորության վրա շահույթ ստանալու համար: Երկուսում էլ անհնար է նվաճել: Հաղթելով մեկը ՝ դու կորցնում ես մյուսին: Սա մեխանիկայի «ոսկե կանոնն» է: Դա մարդկանց հայտնի էր նույնիսկ հնում: Հիմա նրան նույնպես կիմանաք:

Թեման խնդրի լուծում. Աշխատանքի հավասարություն ՝ պարզ մեխանիզմներ օգտագործելիս: «Մեխանիկայի ոսկե կանոնը»

ԼԵՍՈՆԻ ՆՊԱՏԱԿՆԵՐ.Թարմացրեք «Պարզ մեխանիզմներ» առարկայի վերաբերյալ գիտելիքները և սովորեք ընդհանուր դիրքը բոլոր մեխանիզմների սորտերի համար, որը կոչվում է մեխանիկայի «ոսկե կանոն»:

Ապացուցեք, որ աշխատանքում գործածված պարզ մեխանիզմները ուժ են տալիս, և մյուս կողմից ՝ թույլ են տալիս փոխել մարմնի շարժման ուղղությունը ուժի գործողության ներքո.

Մտավոր մտավոր մշակույթ զարգացնել ուսանողների մեջ `հասկանալու պարզ մեխանիզմների հիմնական կանոնը. - ձևավորել հայտնի տվյալների ամփոփման ունակությունը` հիմնվելով հիմնական բանի ընտրության վրա.

Ստեղծեք ստեղծագործական որոնման տարրեր `ընդհանրացման մեթոդի հիման վրա:

Դասի ընթացքը

1.Կազմակերպման պահ

2. Ստուգեք տնային աշխատանքը

Առջևի հետազոտություն.

1. Ի՞նչ սարքեր են կոչվում պարզ մեխանիզմներ, ինչի՞ համար են դրանք:

2. Ի՞նչ գիտեք, որ ամենապարզ մեխանիզմները օրինակ են բերում:

3. Ո՞րն է լծակը: Ինչի՞ համար է դա

4. Ի՞նչ է կոչվում ուժի ուս: Իշխանության պահը:

5. Ձևակերպեք լծակի հավասարակշռության պայմանը:

6. Ձևակերպել «մեխանիկի ոսկե կանոնը»

7. Ինչու է դռան բռնակը կցված ոչ թե դռան կեսին և դրա եզրին:

8. Հնարավո՞ր է Երկրագունդը վերածել լծակի օգնությամբ ՝ ունենալով օձիք: Պատասխանը հիմնավորեք:

3. Առաջադրանքների լուծում

Առաջադրանք.   Ավելի փոքր լծակի թևի երկարությունը 5 սմ է, ավելի մեծը ՝ 30 սմ: 12N- ի ուժը գործում է փոքր թևի վրա: Ի՞նչ ուժ պետք է կիրառվի ավելի մեծ ուսի վրա ՝ լծակը հավասարակշռելու համար: Գտեք ուժի մեջ շահումը:

Հաշվի առնելով. Սի: Լուծում.

լ 1 = 5 սմ 0,05 մ 1) Մենք գրում ենք լծակի հավասարակշռության պայմանը.

լ 2 = 30 սմ 0.3 մ

F 1 = 12 N Express դրանից F 2:

F 2 =?

F 1 / F 2 =? 2) Գտեք իշխանության շահը, այսինքն

.

Պատասխան.   F 2 = 2H, F 1 / F 2 = 6H:

Ըստ մոդելի, խնդիրը լուծեք.300H ուժը գործում է փոքր լծակի թևի վրա, իսկ 20N- ը `ավելի մեծ թևի վրա: Փոքր ուսի երկարությունը 5 սմ է: Որոշեք ավելի մեծ ուսի երկարությունը: Կատարել նկար:

Ստուգեք ինքներդ (Պատասխան ՝ 0.75 մ)

Ըստ մոդելի, խնդիրը լուծեք.  Լծակի գործողության վերջում ուժերը 25N և 150N են: Հյուսվածքից մինչև 3 սմ ավելի մեծ ուժի հեռավորությունը Որոշեք լծակի երկարությունը, եթե այդ ուժերի գործողությունների ներքո այն գտնվում է հավասարակշռության մեջ:

Փորձեք ինքներդ ձեզ (Պատասխան ՝ 0.21 մ)

Առաջադրանք.   Լծակի օգնությամբ բարձրացվեց 200 կգ քաշ: Որքա՞ն բարձր էր բեռը, եթե լծակի երկար թևի վրա գործող ուժը կազմում էր 400 ջ:

Եկեք բացատրական պատկեր կազմենք.

լ 2

Հաշվի առնելով. Սի: Լուծում.

մ 1 = 200 կգ 1) Եկեք գրենք մեխանիկայի մաթեմատիկական կանոնը. А 1 = А 2

A 2 = 400 J 2) Ըստ սահմանման, աշխատանք  - շարժման երկայնքով գործող ուժի արտադրանք

ժ =? մարմին, այն ուղին, որը մարմինը տանում է այս ուժի ազդեցության տակ: Հետո.

Եվ 1 = F 1 · ժ 1

Արտահայտեք այս բանաձևից h 1:

3) F 1 գտնելու համար մենք օգտագործում ենք բեռի ծանրության ուժը գտնելու բանաձևը.

F 1 = F տողեր = մ 1 գ = 200 կգ · 10N / կգ = 2000 Ն

4) Հաշվի առնելով, որ A 1 = A 2-ը մենք հաշվարկում ենք h 1:

Պատասխան.   ժ 1 = 0,2 Ն.

Ըստ մոդելի, խնդիրը լուծեք.  Լծակի օգնությամբ 0,84 կՆ քաշ ունեցող դուռը թեթևակիորեն բարձրացվեց ՝ գործելով երկար թևի վրա ՝ 30 Ն ուժով: Այս դեպքում մեխանիկական աշխատանքը կատարվել է 26J: Ինչ բարձրության վրա բարձրացավ դուռը, և որքան մեծ է այն հեռավորությունը, որը տեղափոխվում է լծակի երկար թևի վերջը:

Փորձեք ինքներդ (Պատասխան ՝ 3,1 սմ բարձրությունից; 8,7 սմ) (տանը)

Տնային առաջադրանք Մտածեք մի խնդրի մասին, որն ուսումնասիրվում է թեմայով և լուծեք այն: Pov պար 47

Աշխատանքի հավասարություն ՝ պարզ մեխանիզմներ օգտագործելիս: Մեխանիկայի «ոսկե կանոնը»:

• Ֆիզիկայի ուսուցիչ Puchkova SA
• MBOU Sukhovskaya SOSH

• Սարքերը վերափոխող սարքերը կոչվում են մեխանիզմներ:

•   լծակ (բլոկ, դարպաս),
•   թեքված ինքնաթիռ (սեպ, պտուտակ):

• Դիմում

•   Լծակի կանոնը ենթադրում է ամենօրյա կյանքում և տեխնոլոգիաներում օգտագործվող տարբեր տեսակի գործիքների գործողություններ, որտեղ պահանջվում է ուժի կամ ուղու ձեռքբերում:

• Ֆիքսված բլոկը բլոկ է, որի առանցքը ամրագրված է և բեռները բարձրացնելիս չի բարձրանում և ընկնում:

• Շարժական բլոկը բլոկ է, որի առանցքը բարձրանում և ընկնում է բեռի հետ: Նա 2 անգամ հզորության հնարավորություն է տալիս:

• Գործնականում օգտագործեք շարժական միավորի համադրություն `ֆիքսվածով: Հաստատուն բլոկը օգտագործվում է հարմարության համար: Նա ուժով չի շահում, բայց փոխում է ուժի ուղղությունը:

• Շինարարություն

• Բժշկություն

• Պտուտակ

•   Հին մեխանիզմներ, որոնք օգտագործվել են հին ժամանակներում:

• Օգտագործումը

• դարպասը

•   Գետի կամ ջրանցքի ստորին մակարդակից ջուրը դեպի վերին հոսանք մատակարարելու համար, օրինակ, մեկ այլ ջրանցք, որի միջոցով այն կանցնի հետագա «ինքնուրույն», հորինվեց պարզ, բայց շատ արդյունավետ տեխնիկական սարք `շադուֆ: Նա կարծես կռունկ է `հակահարվածով երկար լծակ:

•   Հույները փորձեցին կրճատել ձեռքով աշխատուժի քանակը ՝ օգտագործելով շինարարական սարքավորումներ: Մ.թ.ա. 6-րդ դարում նրանք երկու կռունկ են հորինել ՝ փոքր և ծանր բեռներ բարձրացնելու համար: Հնագույն քաղաքներից մեկի ավերակների թվում հնագետների կողմից հայտնաբերված պատկերների համաձայն կարելի էր պարզել, թե ինչպես է նա գործել: Հսկայական ամբարձիչի անիվը պտտվել է հինգ մարդու կողմից, միևնույն ժամանակ երկուսը ներքևից վարում էին բեռնվածքը:

•   Պարզ մեխանիզմները հիմնականում օգտագործվում են ուժի մեջ շահույթ ստանալու համար, այսինքն. մի քանի անգամ ավելացրեք մարմնի վրա գործող ուժը:

• հարցը

• Կանի

•   Լծակի վրա ուժերի կիրառման կետերով անցած ուղիները հակադարձ համեմատական ​​են ուժերի հետ:

• h1 / h2 = F2 / F1

•   Գործելով լծակի երկար թևի վրա, մենք հաղթում ենք ուժով, բայց միևնույն ժամանակ ճանապարհին կորցնում ենք նույն քանակությունը:

•   Օգտագործելով լծակը
•   մենք կարող ենք հաղթել կամ ուժի մեջ,
• կամ հեռավորության վրա.

•   Արքիմեդի մասին լեգենդը ասում է, որ հիանում է լծակի տիրապետության բացահայտմամբ, նա բացականչեց.

• V = 30 000 կմ / վ
• t = 10 միլիոն տարի

• Շարժվող միավորը չի շահում աշխատանքում

• Քանի անգամ հաղթելով ուժովայնքան անգամներ հեռավորության վրա կորցնելը

• Մեխանիկայի «ոսկե կանոնը» տարածվում է բոլոր մեխանիզմների վրա:

• Մեխանիզմների տեսակները

• 1. Շարժական բլոկի օգնությամբ բեռը բարձրացվեց 1,5 մ բարձրության վրա: Որքա՞ն ժամանակ երկարացվեց պարանի ազատ ծայրը:
• 1,5 մ 0,75 մ 3 մ
• 2. Շարժական բլոկի օգնությամբ բեռը բարձրացվել է 7 մ բարձրության վրա: Ի՞նչ աշխատանքներ է կատարել աշխատողը բեռը բարձրացնելիս, եթե նա դիմել է 160 Ն-ի ուժ `պարանների ավարտին: Ի՞նչ աշխատանք է անելու, եթե նա այդ բեռը բարձրացնի 5 մ բարձրության վրա:

• Իշտ է

• Սխալ !!!