우리는 간단한 메커니즘의 도움으로 힘을 얻을 수 있음을 봅니다. 그러나 간단한 메커니즘이 업무에 이득을 가져다 줄 수 있습니까?

경사면을 사용하여 하중을 들어 올릴 때 힘 F로 수행되는 작업을 계산하십시오 (그림 1 참조).

   \\ (~ A_F \u003d Fl. \\)

발견 된 힘의 값을 \\ (~ F \u003d mg \\ frac hl \\)로 대체하고

   \\ (~ A_F \u003d mg \\ frac hl l \u003d mgh. \\)

그래서 일 A  F는 하중을 높이까지 균등하게 높이기 위해 수행해야하는 작업과 같습니다. h경사면을 사용하지 않고

일과 이익을 얻지 못합니다. 실제로, 균형 잡힌 레버 (그림 6)가 움직이면, 힘의 적용 지점 F  1 및 F  동시에 2 개가 다른 움직임을 만든다. Δ r  1 및 Δ r  2 이 경우 (우리는 각도 α   레버를 작게 돌림) Δ r 1 = 내가 1 α , Δ r 2 = 내가 2 α   따라서 이들 세력이 작업을 수행 할 것입니다. A 1 = F  1 Δ r 1 = F 1 내가 1 α   및 A 2 = F  2 Δ r 2 = F 2 내가 2 α . 그래서 F 1 내가 1 = F 2 내가  2 다음 A 1 = A 2 .

고정 된 블록을 사용할 때, 적용된 힘 F  및 mg  부하를 들어 올릴 때 힘을 가하는 지점으로 이동하는 경로도 동일하므로 작업이 동일합니다.

높이로화물을 들어 올릴 수있는 이동 수단으로 h, 힘이 가해지는 로프의 끝이 필요합니다. F2로 이동 h. 따라서 A 1 = ㅁㅁ  \\ (~ A_2 \u003d F \\ cdot 2h \u003d \\ frac (mg) (2) 2h \u003d mgh \\).

따라서, 두 번에 걸쳐 승리를 얻는 것은 움직이는 데 두 번 손실되므로, 이동 가능한 유닛은 일에 승리를 안겨줍니다.

수세기 전에 시행 된 연구 결과에 따르면 간단한 메커니즘 중 하나가 작업에 이득을주지는 못합니다.

고대 학자들조차도 모든 메커니즘에 적용되는 규칙 ( "역학의 황금률")을 정립했습니다 : 우리는 얼마나 많은 시간 동안 힘에서 승리 했는가, 얼마나 많은 시간을 거리에서 잃을 것인가.

간단한 메커니즘을 고려할 때 우리는 메커니즘 자체의 무게뿐만 아니라 마찰도 고려하지 않습니다. 실제 상황에서는이 점을 고려해야합니다. 따라서 작업의 일부는 강제로 수행됩니다. F  기구의 각 부분의 움직임과 마찰력에 대항한다. 화물 적재 작업 A  p (유용한 일)는 완전한 일보다 적을 것입니다. A  (강제 노동 F).

메커니즘의 효율성은 성능 계수 (메커니즘의 효율성)로 특징 지어집니다.

성능 계수 - 유용한 작업의 비율과 동일한 물리량 A  p는 모든 작업에 소비된다. A:

   \\ (~ \\ eta \u003d \\ frac (A_p) (A) \\ cdot 100 %. \\)

문학

Aksenovich L. A. 중등 학교 물리학 : 이론. 작업. 시험 : 교과서. obsch를 제공하는 기관에 대한 수당. 환경, 교육 / L.A. Aksenovich, N.N.Rakina, K.S. Farino; 에드. 파 리노. - Minsk : Adukatsyya i Vyhvanna, 2004. - C. 75-76.

우리가 생각한 간단한 메커니즘은 한 군대의 행동으로 다른 힘의 균형을 맞출 필요가있을 때 작업에 사용됩니다.

자연스럽게 질문이 생깁니다.  힘을 얻거나 길에서 이득을 얻는다면, 일을하지 않는 채점의 간단한 메커니즘을 수행 할 수 있습니까? 이 질문에 대한 답은 경험을 통해 얻을 수 있습니다.

F1과 F2의 2 가지 힘 (그림 170)과 레버의 균형이 서로 다르기 때문에 레버가 움직입니다. 같은 시간에 같은 시간에 더 작은 힘 F2의 적용 지점이 더 큰 경로 s2를 이동하고보다 큰 힘 F1의 적용 지점이 덜 길s1. 측정하여이러한 경로 및 동력 모듈은 레버에 힘을 가하는 지점이 가로 지르는 경로의 길이가 힘에 반비례한다는 것을 알 수 있습니다.

따라서, 레버의 긴 팔에 작용하여, 우리는 힘을 얻지 만, 동시에 여러 번, 길의 길이를 잃습니다.

전원 경로의 제품은 작동합니다. 우리의 실험은 레버의 양쪽 끝에서 수행 된 작업 서로 같음 :

따라서 레버를 사용하면 작업에서 이득을 얻을 수 없습니다.

레버를 사용하여 힘에서 또는 거리에서 승리 할 수 \u200b\u200b있습니다. 우리가 긴 팔에 힘을가한다면, 우리는 힘을 얻지 만, 그렇게 많이 승리 할 것입니다. 우리가 멀리서 잃는 것과 같은 시간. 짧은 레버 암에서 행동하면 멀리서이기 겠지만 같은 시간에 힘을 잃을 것입니다.

레버 법칙을 발견 한 것을 기쁘게 한 아르키메데스 (Archimedes)는 다음과 같이 외쳤습니다. "나에게 지렛을 줘 지구를 기르 겠어!"

물론 아르키메데스는 그가 원하는 길이의 받침대와 레버를 받았다 할지라도 그런 일에 대처할 수 없었다. 리프팅 용 단지 1cm 길이의 레버 숄더가 있어야합니다.  큰 길이의 호를 묘사합니다. 이 경로를 따라 레버의 긴 끝을 이동시키는 데 수백만 년이 걸릴 것입니다 (예 : 1m / s의 속도).

일과 레버의 종류에서 이득을주지 않는다 - 쉬운 고정 블록  경험을 확실히하십시오. 힘 P와 힘 F의 적용 지점이 가로 지르는 경로는 동일하고 힘은 동일하므로 작업이 동일합니다.

모바일 유닛에 의해 수행되는 작업을 측정하고 비교하는 것이 가능합니다. 가동 가능한 유닛을 사용하여 높이 h로 하중을 높이려면, 동력계가 부착 된 로프의 끝이 필요합니다.  경험 (그림 171)이 표시되면 2 시간으로 이동합니다. 따라서, 2 배의 이득을 얻는 것은 도중에 2 회 손실되므로, 이동 유닛은 업무에 이득을주지 않는다.

수세기 전에 시행 된 연구 결과에 따르면 어떤 메커니즘도 작업에 도움이되지 못한다고합니다. 다른 메커니즘 적용 근무 조건에 따라  시행 중이거나 통과 중이다.

고대 과학자조차도 모든 메커니즘에 적용 할 수있는 규칙을 알고있었습니다 : 얼마나 많은 시간 동안 우리가 힘을 얻었는지, 얼마나 많은 시간을 거리에서 잃게되는지. 이 규칙은 역학의 "황금률"이라고 불립니다.

질문.  1. 레버에 작용하는 힘과이 힘의 어깨 사이의 관계는 무엇입니까? 2. 레버에 작용하는 힘의 적용 지점과이 힘에 의해 커버되는 경로들 사이의 관계는 무엇입니까? 3. 가능합니까? 레버로 승리해라.  힘? 그러면 무엇을 잃을까요? 4. 이동 유닛을 사용하여화물을 들어 올리는데 몇 번이나 길을 잃는가? 5. 역학의 "황금률"은 무엇입니까?

운동.

1. 움직일 수있는 블록의 도움으로, 하중은 1.5m 높이로 들었습니다. 로프의 자유 단은 얼마나 길었습니까?
2. 움직일 수있는 블록의 도움으로, 하중은 7m 높이로 상승했다. 작업자는 하중을 들었을 때 어떤 작업을 했는가? 로프 끝에 힘을 가했다.  160 N? 이 부하를 블록없이 높이 7m까지 올리면 작업자는 어떤 작업을합니까? (블록의 무게와 마찰력은 고려되지 않습니다.)
3. 거리에서 승리하기 위해 블록을 적용하는 방법?
4. 강도가 4 배 증가하려면 고정 블록과 이동 블록을 어떻게 결합 할 수 있습니까? 6 번?

그 일.

입증 된 작업 평등의 법칙 (기계공의 "황금률") 유압 기계에 적용 할 수 있습니다. 피스톤과 용기 벽 사이의 마찰을 고려하지 마십시오.

참고. 그림 132의 증명에 사용하십시오. 힘 F1의 작용하에있는 작은 피스톤이 거리 h1까지 떨어지면 약간의 액체를 옮긴다.. 같은 양으로 큰 피스톤 아래에서 유체의 부피가 증가합니다.이 피스톤은이 경우 높이 h2로 상승합니다.

62. 단순한 메커니즘을 사용할 때 평등 한 업무. 역학의 황금률 - 물리학 7 학년 (Peryshkin)

간단한 설명 :

이미 간단한 메커니즘을 살펴 보았습니다. 일부는 아주 자세하게 (레버, 블록) 공부했고 다른 사람들은 막 언급했습니다. 우리는 모든 간단한 메커니즘이 사람의 삶을 편하게한다는 것을 이미 깨달았어야합니다. 그들은 힘을 얻거나 힘의 방향을 바꾸어 사람의 행동을보다 편리하게 만듭니다.
  그러나 우리는 그러한 물리적 양을 일로 알고 있습니다. 자연스럽게 발생하는 질문 : 간단한 메커니즘을 사용하여 얻는 업무에서 얻는 이득은 무엇입니까? 대답은 낙심하고 있습니다. 작품에서이기는 단순한 메커니즘은 없습니다.
  단락 62에서,이 결론은 계산에 의해 도달된다. 먼저 레버를 사용합니다. 그런 다음 출력이 고정 블록으로 이동 한 다음 이동 가능한 블록으로 퍼집니다.
  간단한 메커니즘이 적용됩니다. 힘을 얻거나 거리를 길러야합니다. 두 가지 모두에서 승리하는 것은 불가능합니다. 하나를 얻으면 상대방을 잃게됩니다. 이것은 역학의 "황금률"입니다. 고대에도 사람들에게 알려졌습니다. 이제 너는 그를 알 것이다.

주제에 대한 문제 해결 : 간단한 메커니즘을 사용할 때의 업무 평등. "역학의 황금률"

교리와 목표 :"간단한 메커니즘"의 주제에 대한 지식을 업데이트하고 간단한 메커니즘의 모든 종류에 대한 일반적인 위치를 배우십시오.이를 메커니즘의 "황금률"이라고합니다.

입증 할 수있는 간단한 메커니즘은 작품에서 사용하는 힘을 얻는 반면에, 당신은 신체 움직임의 방향을 강제로 변경할 수 있습니다;

학생들에게 단순한 메커니즘의 기본 규칙에 대한 이해를 유도하는 지적 문화를 육성하는 것 - 주요 사항의 선택에 따라 알려진 데이터를 요약 할 수있는 능력을 형성하는 것;

일반화 방법에 따라 창의적인 검색 요소를 생성합니다.

수업 과정

1. 조직 모멘트

2. 숙제 확인

프런트 엔드 측량 :

1. 간단한 메커니즘이라고 불리는 장치는 무엇입니까?

2. 가장 간단한 메커니즘이 예제를 제공한다는 것을 알고 있습니까?

3. 레버 란 무엇입니까? 그것을 위해 무엇입니까?

4. 권력의 어깨라고 불리는 것은 무엇입니까? 힘의 순간?

5. 레버의 평형 상태를 공식화 하시겠습니까?

6. "역학의 황금률"을 공식화하십시오.

7. 왜 문 손잡이는 문 중앙과 가장자리에 붙지 않습니다.

8. 지레가있는 레버로 지구를 돌릴 수 있습니까? 답을 정당화하십시오.

3. 과제 해결

과제 :   작은 레버 암의 길이는 5cm, 큰 것은 30cm, 12N의 힘은 작은 암에 작용합니다. 레버의 균형을 잡으려면 더 큰 어깨에 어떤 힘을 가해 야합니까? 시행중인 승리를 찾으십시오.

감안할 때 : C : 해결책 :

l 1 \u003d 5 cm 0.05 m 1) 레버의 평형 상태를 쓴다.

l 2 \u003d 30cm 0.3m

F 1 \u003d 12 N 그것으로부터 익스프레스 F 2 :

F2 \u003d?

F 1 / F 2 \u003d 2) 권력의 이득을 구하라.

.

답변 :   F2 \u003d 2H, F1 / F2 \u003d 6H.

모델에 따르면 문제 해결 :300H 힘은 작은 레버 암에 작용하고 20N - 큰 암에 작용합니다. 작은 어깨의 길이는 5cm입니다. 큰 어깨의 길이를 결정하십시오. 그림 그리기.

자신을 확인하십시오 (답 : 0.75m).

모델에 따르면 문제 해결 :  레버 끝에 25N과 150N의 힘이 작용합니다. 받침대에서 3cm 큰 힘까지의 거리 레버의 길이를 결정하십시오.이 힘의 작용하에 평형 상태에 있다면?

자신을 시험해보십시오 (답 : 0.21m).

과제 :   레버를 사용하여 200kg의 하중이 해제되었습니다. 레버의 긴 팔에 작용하는 힘이 400j가되면 하중이 얼마나 컸습니다.

설명을 해봅시다.

l 2

감안할 때 : C : 해결책 :

m 1 \u003d 200 kg 1) 역학의 수학적 규칙을 쓰자 : А 1 \u003d А 2

A 2 \u003d 400 J 2) 정의에 따르면, 일  - 운동에 따라 작용하는 힘의 곱

h \u003d? body,이 힘의 영향을 받아 몸이 취하는 경로. 다음 :

그리고 1 \u003d F 1 · h 1

이 수식에서 표현 h 1 :

3) F 1을 구하기 위해 하중의 중력을 찾는 공식을 사용합니다 :

F 1 \u003d F 스트랜드 \u003d m 1 g \u003d 200 kg · 10N / kg \u003d 2000N

4) A 1 \u003d A 2라고 가정하면, h 1 :

답변 :   h1 \u003d 0,2 N.

모델에 따르면 문제 해결 :  레버를 사용하여 0.84 kN의 무게를 지닌 문이 약간 들어 올려졌으며 30 N의 힘으로 긴 팔에 작용했습니다. 이 경우, 기계 작업은 26J 완료되었습니다. 어떤 높이로 문을 들어 올렸는가, 그리고 레버의 긴 팔 끝이 움직이는 거리가 얼마나 큽니까?

자신을 시험해보십시오 (답변 : 높이 3.1cm, 8.7cm까지) (집에서)

과제 숙제에 관한 문제를 생각하고 해결하십시오. Pov 파 47

간단한 메커니즘을 사용할 때 평등 한 작업. 역학의 "황금률".

• 물리 교사 Puchkova SA
• MBOU Sukhovskaya SOSH

• 힘을 변형시키는 장치를 메커니즘이라고합니다.

•   레버 (블록, 게이트),
•   경사면 (쐐기, 나사).

• 신청서

•   레버의 규칙은 힘이나 경로의 증가가 필요한 일상 생활과 기술에서 사용되는 다양한 도구의 동작을 기초로합니다.

• 고정 블록은 축이 고정되어 있고 들어 올릴 때 상승 및 하강하지 않는 블록입니다.

• 이동 가능한 블록은 축이로드와 함께 상승 및 하강하는 블록입니다. 그것은 2 배의 힘을 얻습니다.

• 실제로는 고정식 장치와 함께 가동식 장치의 조합을 사용하십시오. 고정 된 단위는 편의상 사용됩니다. 그것은 힘을 얻지는 않지만 힘의 방향을 변화시킵니다.

• 건설

• 의학

• 나사

•   고대 시대에 사용 된 간단한 메커니즘.

• 사용

• 문

•   하천이나 운하의 낮은 곳에서부터 상층부로 물을 공급하기 위해, 예를 들어 다른 운하를 통해 "자체적으로"더 많은 물을 공급할 수 있도록 간단하지만 매우 효과적인 기술 장치가 개발되었습니다 - shaduf. 마치 기중기가있는 긴 레버 인 크레인처럼 보입니다.

•   헬리콥터는 건설 장비를 사용하여 육체 노동의 양을 줄이려고했습니다. 기원전 6 세기에 그들은 크고 무거운 짐을 들어 올리는 두 개의 크레인을 발명했습니다. 고대 도시 중 하나의 폐허 중 고고학자들이 발견 한 이미지에 따르면, 그가 어떻게 행동했는지를 밝힐 수있었습니다. 거대한 기중기의 바퀴가 다섯 명이 회전했고 동시에 두 명이 바닥에서 하중을 가하고 두 개는 위에서 하중을 몰고있었습니다.

•   단순 메커니즘은 주로 강도의 증가를 얻기 위해 주로 사용됩니다. 신체에 작용하는 힘을 여러 번 증가 시키십시오.

• 질문

• 할거야.

•   레버에 힘을 가하는 지점이 가로 지르는 경로는 힘에 반비례합니다.

• h1 / h2 \u003d F2 / F1

•   레버의 긴 팔에 작용해서, 우리는 힘에서 이긴다, 그러나 동시에 우리는 도중 동일한 양을 잃는다.

•   레버 사용하기
•   우리는 이길 수있다. 어느쪽으로 든,
• 어느 쪽이든간에.

•   아르키메데스에 관한 전설에 따르면 그는 레버 지배 규칙에 대한 찬사를 보냈다. 그는 "지팡이를 줘서 지구를 넘기겠다"고 외쳤다.

• V \u003d 30,000 km / s
• t \u003d 1000 만년

• 작업 단위가 작업에서 승리하지 못함

• 몇 번이나 힘을 얻다여러 번 멀리서지는

• 역학의 "황금률"은 모든 메커니즘에 적용됩니다.

• 메커니즘 유형

• 1. 움직일 수있는 블록의 도움으로, 하중은 1.5m 높이로 들어갔습니다. 로프의 자유 단이 얼마나 오랫동안 연장 되었습니까?
• 1.5 m 0.75 m 3 m
• 2. 움직일 수있는 블록을 사용하여 하중을 7m 높이로 올렸습니다. 작업자가 로프 끝까지 160N의 힘을 가하면 부하를 들어올 때 어떤 작업을 했습니까? 이 짐을 높이 5m로 올리면 어떤 작업을하게됩니까?

• 오른쪽

• 오류 !!!