Matome, kad paprastų mechanizmų pagalba galite įgyti galios. Ar paprasti mechanizmai suteikia laimę darbe?

Apskaičiuokite darbą, atliktą jėgos F keliant krovinį naudojant pasvirusią plokštumą (žr. 1 pav.):

   \\ (~ A_F = Fl. \\)

Pakeiskite rastas jėgos reikšmes \\ (~ F = mg \\ frac hl \\) ir gaukite

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

Taigi darbas A   F yra lygus darbui, kurį reikia atlikti, kad krovinys būtų tolygiai pakeltas į aukštį hnenaudojant pasvirusios plokštumos.

Nesuteikia pergalės darbe ir svirtyje. Iš tiesų, jei judama subalansuota svirtis (6 pav.), Tada veikia jėgos F   1 ir F   2 tuo pačiu metu atlikite skirtingus judesius Δ r   1 ir Δ r   2 Tokiu atveju (mes laikome kampą α   paversdami svirtį maža) Δ r 1 = l 1 α , Δ r 2 = l 2 α   Todėl šios pajėgos atliks darbą. A 1 = F   1 Δ r 1 = F 1 l 1 α   ir A 2 = F   2 Δ r 2 = F 2 l 2 α . Taigi kaip F 1 l 1 = F 2 l   2 tada A 1 = A 2 .

Kai naudojame fiksuotą bloką, matome, kad veikiamos jėgos F   ir mg   keliai, einantys jėgų taikymo taškais keliant krovinį, taip pat yra vienodi, todėl ir darbas tas pats.

Tai mobiliojo bloko pagalba pakels krovinius aukštyje h, jums reikia virvės, kuriai taikoma jėga, galo F, pereikite prie 2 h. Todėl A 1 = mgh   ir \\ (~ A_2 = F \\ cdot 2h = \\ frac (mg) (2) 2h = mgh \\).

Taigi, du kartus gavę galiojančią pergalę, prarasite du kartus judėdami, todėl kilnojamasis mazgas nesuteikia pergalės darbe.

Šimtmečių praktika parodė, kad nė vienas iš paprastų mechanizmų negauna naudos.

Net senovės mokslininkai suformulavo taisyklę („auksinę mechanikos taisyklę“), taikomą visiems mechanizmams: kiek kartų mes laimime jėgas, kiek kartų prarandame per atstumą.

Svarstydami paprastus mechanizmus, mes neatsižvelgiame į trintį, taip pat į pačių mechanizmų svorį. Realiomis sąlygomis į tai reikia atsižvelgti. Todėl dalis darbo atliekama jėga F   dėl atskirų mechanizmo dalių judėjimo ir atsižvelgiant į trinties jėgą. Krovinio pakėlimo darbai A   p (naudingas darbas) bus mažesnis už visą darbą A   (darbas atliktas jėga F).

Mechanizmo efektyvumas apibūdinamas efektyvumo koeficientu (mechanizmo efektyvumas):

Efektyvumas - fizinis dydis, lygus naudingo darbo santykiui A   p už visus išleistus darbus A:

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

Literatūra

Aksenovičius L. A. Fizika vidurinėje mokykloje: teorija. Uždaviniai. Testai: vadovėlis. pašalpa įstaigoms, teikiančioms neaiškumus. aplinka, švietimas / L. A. Aksenovičius, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Minskas: Adukatsyya i Vyhvanna, 2004. - C. 75-76.

Paprastieji mūsų apsvarstyti mechanizmai yra naudojami darbe, kai reikia subalansuoti kitą jėgą veikiant vienai jėgai.

Natūraliai kyla klausimas:   Ar įgyjant galią ar kelyje, ar paprasti balų skyrimo mechanizmai neduoda naudos kūrinyje? Atsakymą į šį klausimą galima gauti iš patirties.

Subalansavę ant svirties dvi F1 ir F2 jėgas, kurios skiriasi dydžiu (170 pav.), Jos paleidžia svirtį. Pasirodo, kad tuo pačiu metu mažesnės jėgos F2 taikymo taškas eina didesniu keliu s2, o didesnės jėgos F1 taikymo taškas yra mažesnis būdass1. MatavimasŠie keliai ir galios moduliai nustato, kad takų, kuriuos įveikia sverto jėgos veikimo taškai, ilgis yra atvirkščiai proporcingas jėgoms:

Taigi, veikdami ilgą svirties svirtį, mes laimi jėgas, tačiau kartu tiek kartų prarandame kelio ilgį.

Jėgos darbas kelyje yra darbas. Mūsų eksperimentai rodo, kad darbas, atliktas abiejuose svirties galuose, lygus vienas kitam:

Taigi, naudojant svirtį, darbas negaunamas.

Naudodamiesi svirtimi, galime laimėti tiek per jėgą, tiek per atstumą. Jei pritaikysime jėgą ilgai rankai, tada laimėsime ne jėga, bet tiek tuo pačiu metu mes pralaimime per atstumą. Veikdami trumpąja svirtimi, laimėsime tolumoje, tačiau prarasime jėgas tuo pačiu metu.

Egzistuoja legenda, kad Archimedas, nudžiugęs atradęs svirties taisyklę, sušuko: „Duok man atramos ir aš pakeliu žemę!“

Žinoma, Archimedas negalėjo susidoroti su tokia užduotimi, net jei jam būtų duotas norimo ilgio atrama ir svirtis. Kėlimui Nuleiskite tik 1 cm ilgio svirties mentę   Tai apibūdintų ilgio lanką. Ilgo svirties galo judėjimas šiuo keliu, pavyzdžiui, 1 m / s greičiu, užtruktų milijonus metų.

Nesuteikia laimėjimo darbe ir svirties tipui - fiksuotas blokas, kuris yra lengvai   įsitikinkite, kad turite patirties. Keliai, einantys jėgų P ir F taikymo taškais, yra vienodi, jėgos yra vienodos, todėl darbas yra tas pats.

Galima išmatuoti ir palyginti mobiliojo įrenginio atliktus darbus. Mobiliojo bloko pagalba kroviniui pakelti į h aukštį, jums reikia virvės, prie kurios pritvirtintas dinamometras, galo,   kaip rodo patirtis (171 pav.), pereikite į 2 val. Taigi, gavę 2 kartų galią, 2 kartus prarasite kelią, todėl mobilusis įrenginys nesuteikia naudos.

Šimtmečių praktika parodė, kad nė vienas iš mechanizmų nesuteikia naudos. Taikykite skirtingus mechanizmus priklausomai nuo darbo sąlygų   laimėti galiojantį ar tranzitą.

Net senovės mokslininkai žinojo visiems mechanizmams taikomą taisyklę: kiek kartų mes laimime jėgas, kiek kartų prarandame per atstumą. Ši taisyklė vadinama „auksine mechanikos taisykle“.

Klausimai   1. Koks yra svirtį veikiančių jėgų ir šių jėgų pečių santykis? 2. Koks yra ryšys tarp kelių, kuriuos apima jėgos taikymo svirtyje taškai, ir šių jėgų? 3. Ar įmanoma gauti pergalę su svirtimi   galioja? Ką tada prarasti? 4. Kiek kartų jie praranda pakeliui naudodami mobilųjį įrenginį kroviniui pakelti? 5. Kokia yra „auksinė taisyklė“ mechanikoje?

Pratimai.

1. Kilnojamojo bloko pagalba krovinys buvo pakeltas į 1,5 m aukštį. Kiek laiko buvo prailgintas laisvas virvės galas?
2. Kilnojamojo bloko pagalba krovinys buvo pakeltas į 7 m aukštį. Kokius darbus dirbo darbininkas keldamas krovinį, jei jis virvės gale pritaikyta jėga   160 N? Kokį darbą dirbs darbuotojas, jei jis pakels šią apkrovą iki 7 m aukščio be bloko? (Į trinkelės svorį ir trinties jėgą neatsižvelgiama.)
3. Kaip pritaikyti bloką norint laimėti nuotolyje?
4. Kaip galima sujungti fiksuotus ir judančius blokus, kad būtų padidintas 4 kartus stiprumas? 6 kartus?

Užduotis

Įrodykite, kad hidraulinei mašinai galioja vienodo darbo principas („auksinė mechanikos taisyklė“). Nepaisykite trinties tarp stūmoklių ir indo sienelių.

Pastaba. Naudokite 132 pav. Įrodymui. Kai mažas stūmoklis, veikiamas jėgos F1, nukrenta iki h1 atstumo išstumia šiek tiek skysčio. Tuo pačiu kiekiu padidėja skysčio tūris po dideliu stūmokliu, kuris šiuo atveju pakyla iki h2 aukščio.

§ 62. Vienodas darbas naudojant paprastus mechanizmus. Auksinė mechanikos taisyklė - fizikos 7 klasė (Peryškinas)

Trumpas aprašymas:

Mes jau peržiūrėjome keletą paprastų mechanizmų. Vieni studijavo labai išsamiai (svirtis, blokas), kiti tik užsiminė. Mes jau turėjome suprasti, kad visi paprasti mechanizmai palengvina žmogaus gyvenimą. Jie arba įgyja stiprybės, arba leidžia pakeisti jėgos kryptį ir taip padaryti žmogaus veiksmus patogesnius.
  Bet mes žinome tokį fizinį kiekį kaip darbas. Natūraliai kyla klausimas: kiek mums naudos iš paprastų mechanizmų naudojimo? Atsakymas atgraso: ne. Nei vienas iš paprasčiausių laimėjimo mechanizmų kūrinyje nėra.
  Šešiasdešimt antra pastraipa prieina prie šios išvados apskaičiuodama. Pirmiausia tai atliekama už svirties. Tada išėjimas plinta į fiksuotą bloką, tada į kilnojamąjį.
  Taikomi paprasti mechanizmai. Norėdami įgyti stiprybės ar atstumo. Neįmanoma laimėti iš abiejų. Laimėjęs vieną, prarandi kitą. Tai mechanikos „auksinė taisyklė“. Žmonės buvo žinomi net antikos laikais. Dabar jūs jį taip pat pažinsite.

Problemos sprendimas tema: Darbo lygybė naudojant paprastus mechanizmus. "Auksinė mechanikos taisyklė"

PAMOKOS TIKSLAI:Atnaujinkite žinias apie „paprastus mechanizmus“ ir sužinokite visų rūšių paprastų mechanizmų bendrąją poziciją, vadinamą mechanikos „aukso taisykle“.

Įrodykite, kad paprasti darbe naudojami mechanizmai suteikia jėgų ir, kita vertus, leidžia jėgos veikimu pakeisti kūno judėjimo kryptį;

Ugdyti intelektualinę kultūrą, leidžiančią studentams suprasti pagrindinę paprastų mechanizmų taisyklę: - suformuoti gebėjimą apibendrinti žinomus duomenis, remiantis pagrindinio dalyko pasirinkimu;

Sukurti kūrybinės paieškos elementus, remiantis apibendrinimo metodu.

Pamokos eiga

1.Organizacijos momentas

2. Patikrinkite namų darbus

Apklausa iš anksto:

1. Kokie įrenginiai vadinami paprastaisiais mechanizmais, kam jie skirti?

2. Ką žinote apie paprasčiausius mechanizmus, pateikite pavyzdžių?

3.Kas yra svirtis? Kam jis skirtas?

4. Kas vadinama galios petimi? Jėgos akimirka?

5. Suformuluokite svirties pusiausvyros būklę?

6. Suformuluokite „auksinę mechanikos taisyklę“

7. Kodėl durų rankena pritvirtinta ne prie durų vidurio, o prie jų krašto.

8. Ar įmanoma pasukti žemę svirtimi, turint atraminį tašką? Pateisinkite atsakymą.

3. Užduočių sprendimas

Užduotis:   Mažesnės svirties rankos ilgis yra 5 cm, didesnės - 30 cm, o mažesnioji rankena veikia 12N jėgą. Kokią jėgą reikia pritaikyti didesniam petiui, kad svertas būtų subalansuotas? Rasti galiojančią pergalę?

Duota: Si: Sprendimas:

l 1 = 5 cm 0,05 m 1) Parašome svirties pusiausvyros būklę:

l 2 = 30 cm 0,3m

F 1 = 12 N išreikškite nuo jo F 2:

F 2 =?

F 1 / F 2 =? 2) Raskite galios padidėjimą, tai yra

.

Atsakymas:   F2 = 2H, F1 / F2 = 6H.

Pagal modelį išspręskite problemą:300H jėga veikia mažesnę svirties svirtį, o 20N - didesnę svirtį. Mažesnio peties ilgis yra 5 cm .Nustatykite didesnio peties ilgį. Padarykite piešinį.

Išbandyk save (atsakymas: 0.75m)

Pagal modelį išspręskite problemą:   Svirties galuose veikia jėgos 25N ir 150N. Atstumas nuo atramos iki didesnės 3 cm jėgos.Nustatykite svirties ilgį, jei veikiant šioms jėgoms ji yra pusiausvyroje?

Išbandyk save (atsakymas: 0.21m)

Užduotis:   Svirties pagalba buvo pakeltas 200 kg svoris. Kiek didelė apkrova buvo, jei jėga, veikianti ilgąją svirties svirtį, sudarė 400 j.

Padarykime aiškinamąjį paveikslėlį:

l 2

Duota: Si: Sprendimas:

m 1 = 200 kg 1) Parašykime matematinę mechanikos taisyklę: А 1 = А 2

A 2 = 400 J 2) Pagal apibrėžimą darbas   - jėgos, veikiančios išilgai judesio, sandauga

h =? kūnas, kelias, kurį kūnas eina veikdamas šią jėgą. Tada:

Ir 1 = F 1 · h 1

Išreikškite iš šios formulės h 1:

3) Norėdami rasti F 1, naudojame formulę apkrovos sunkio jėgai surasti:

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

4) Atsižvelgiant į tai, kad A 1 = A 2, mes apskaičiuojame h 1:

Atsakymas:   h 1 = 0,2 N.

Pagal modelį išspręskite problemą:   Svirties pagalba 0,84 kN sveriančios durys buvo šiek tiek pakeltos, veikiant ilgą ranką 30N jėga. Šiuo atveju mechaninis darbas buvo atliktas 26J. Kokiame aukštyje buvo pakeltos durys, ir koks didelis atstumas, kurį pajudėjo ilgos svirties svirties galas?

Išbandykite save (atsakymas: į 3,1 cm aukštį; 8,7 cm) (namuose)

Namų darbai Pagalvokite apie problemą nagrinėjama tema ir išspręskite ją. Pov par 47

Darbo lygybė naudojant paprastus mechanizmus. „Auksinė mechanikos taisyklė“.

• Fizikos mokytoja Puchkova SA
• MBOU Sukhovskaya SOSH

• Prietaisai, kurie keičia jėgas, vadinami mechanizmais.

•   svirtis (blokas, vartai),
•   pasvirusi plokštuma (pleištas, varžtas).

• Taikymas

•   Svirties taisyklė grindžiama įvairių kasdieniame gyvenime naudojamų įrankių ir technologijų veiksmais, kai reikia įgyti stiprybės ar kelio.

• Fiksuotas blokas yra blokas, kurio ašis yra fiksuota ir jis nepakyla ir nenukrenta keliant krovinius.

• Kilnojamasis blokas yra blokas, kurio ašis kyla ir krinta kartu su kroviniu. Jis suteikia galios padidėjimą 2 kartus.

• Praktiškai naudokite kilnojamojo mazgo ir fiksuotojo derinį. Fiksuotas blokas naudojamas patogumui. Jis nelaimi jėgos, bet keičia jėgos kryptį.

• Statyba

• Medicina

• Varžtas

•   Senovėje naudojami paprasti mechanizmai.

• Naudojimas

• vartai

•   Norint tiekti vandenį iš žemiausio upės ar kanalo lygio į viršutinį, pavyzdžiui, į kitą kanalą, per kurį jis tekės toliau „savaime“, buvo išrastas paprastas, bet labai efektyvus techninis įtaisas - „shaduf“. Jis atrodo kaip kranas - ilga svirtis su atsvara.

•   Graikai bandė sumažinti rankinio darbo kiekį naudodamiesi statybine įranga. 6 amžiuje prieš Kristų jie išrado du kranus: mažiems ir sunkesniems kroviniams kelti. Remiantis vaizdais, kuriuos archeologai rado tarp vieno iš senovės miestų griuvėsių, buvo galima nustatyti, kaip jis elgėsi. Didžiulio krano ratą pasuko penki žmonės, tuo pačiu metu du važiavo kroviniu iš apačios, o du - iš viršaus.

•   Paprasti mechanizmai naudojami daugiausia norint įgyti jėgų, t. kelis kartus padidinkite jėgą, veikiančią kūną.

• klausimas

• Padarys

•   Keliai, einantys jėgų taikymo taške taškais, yra atvirkščiai proporcingi jėgoms.

• h1 / h2 = F2 / F1

•   Veikdami ilgąja svirties svirtimi, mes laimi jėgas, tačiau tuo pačiu pakeliui prarandame tą pačią sumą.

•   Naudodamiesi svirtimi
•   mes galime laimėti arba galiojantys,
• arba per atstumą.

•   Legenda apie Archimedą sako, kad jis, pasigrožėjęs atradus svirties taisyklę, sušuko: „Duok man atramos ir aš apverssiu žemę“.

• V = 30 000 km / s
• t = 10 milijonų metų

• Judantis blokas nelaimi darbe

• Kiek kartų laimėti jėgastiek daug kartų pralaimėjimas per atstumą

• „Auksinė mechanikos taisyklė“ taikoma visiems mechanizmams.

• Mechanizmų tipai

• 1. Kilnojamojo bloko pagalba krovinys buvo pakeltas į 1,5 m aukštį. Kiek laiko buvo prailgintas laisvasis virvės galas?
• 1,5 m 0,75 m 3 m
• 2. Kilnojamojo bloko pagalba krovinys buvo pakeltas į 7 m aukštį. Kokį darbą dirbo darbuotojas, keldamas krovinį, jei virvės gale taikė 160 N jėgą? Kokį darbą jis atliks, jei pakels šią apkrovą į 5 m aukštį?

• Teisingai

• Klaida !!!