Kami melihat bahawa dengan bantuan mekanisme mudah anda boleh mendapatkan keuntungan dalam kekuatan. Adakah mekanisme mudah memberikan keuntungan dalam kerja?

Kami mengira kerja yang dilakukan F force apabila mengangkat beban menggunakan satah cenderung (lihat Rajah 1):

   \\ (~ A_F = Fl \\ \\)

Gantikan nilai kekuatan yang didapati \\ (~ F = mg \\ frac hl \\) dan dapatkan

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

Jadi kerja A   F adalah sama dengan kerja yang perlu dilakukan untuk menaikkan beban ke ketinggian secara merata htanpa menggunakan pesawat cenderung.

Tidak memberi keuntungan dalam kerja dan leverage. Sesungguhnya, jika tuas yang seimbang (Rajah 6) ditetapkan bergerak, maka titik penggunaan kuasa F   1 dan F   2 pada masa yang sama membuat pergerakan yang berbeza Δ r   1 dan Δ r   2 Dalam kes ini (kita anggap sudut α   putar tuil sedikit) Δ r 1 = l 1 α , Δ r 2 = l 2 α   Akibatnya, kuasa-kuasa ini akan melakukan kerja. A 1 = F   1 Δ r 1 = F 1 l 1 α   dan A 2 = F   2 Δ r 2 = F 2 l 2 α . Oleh itu F 1 l 1 = F 2 l   2 kemudian A 1 = A 2 .

Apabila menggunakan blok tetap, kita melihat bahawa daya pakai F   dan mg   sama adalah jalan-jalan yang dilalui oleh titik-titik penggunaan daya apabila mengangkat beban, mereka juga sama, yang bermaksud bahawa kerja adalah sama.

Untuk mengangkat beban ke ketinggian menggunakan unit bergerak h, akhir tali, yang mana daya digunakan, adalah perlu Fpindah ke 2 h. Oleh itu A 1 = mgh   dan \\ (~ A_2 = F \\ cdot 2h = \\ frac (mg) (2) 2h = mgh \\).

Jadi, menerima keuntungan berkuatkuasa dua kali, mereka kehilangan dua kali dalam pergerakan, oleh itu, unit mudah alih tidak memberikan keuntungan dalam kerja.

Amalan berabad-abad telah menunjukkan bahawa bukan salah satu mekanisme mudah yang memberi keuntungan dalam kerja.

Malah ahli sains purba merumuskan satu peraturan ("peraturan emas mekanik"), digunakan untuk semua mekanisme: berapa kali kita menang dalam kekuatan, banyak kali kita kalah dalam jarak.

Apabila menimbangkan mekanisme mudah, kita tidak mengambil kira geseran, serta berat mekanisme itu sendiri. Dalam keadaan sebenar, ini mesti diambil kira. Oleh itu, sebahagian daripada kerja itu dilakukan secara paksa F   pada pergerakan bahagian individu mekanisme dan terhadap geseran. Bekerja mengangkat barangan A   p (kerja yang berguna) akan kurang daripada kerja penuh A   (kerja yang dilakukan dengan kekerasan F).

Kecekapan mekanisme dicirikan oleh pekali prestasi (kecekapan mekanisme):

Pekali prestasi - kuantiti fizikal yang sama dengan nisbah kerja yang berguna A   p ke semua kerja yang dilakukan A:

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

Kesusasteraan

Aksenovich L.A. Fizik di sekolah menengah: Teori. Tugas. Ujian: Buku teks. elaun bagi institusi yang menyediakan am. persekitaran, pendidikan / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn .: Adukatsyya i vykhavanne, 2004. - C. 75-76.

Mekanisme mudah yang dipertimbangkan oleh kami digunakan dalam pelaksanaan kerja dalam kes-kes ketika perlu untuk menyeimbangkan gaya lain dengan tindakan satu kekuatan.

Persoalannya secara semulajadi timbul:   memberi keuntungan dalam kekuatan atau dalam transit, melakukan mekanisme mudah keuntungan dalam kerja juga tidak memberi? Jawapan kepada soalan ini boleh didapati dari pengalaman.

Dengan mengimbangi tuil dua kuasa mana-mana F1 dan F2 yang berbeza dalam nilai mutlak (Rajah 170), tuil ditetapkan bergerak. Ternyata pada masa yang sama, titik penerapan kekuatan yang lebih kecil F2 melewati jalur yang lebih besar s2, dan titik penerapan kekuatan yang lebih besar F1 kurang caras1. Dengan mengukur, jalan dan daya moduli ini mendapati bahawa panjang laluan yang dilalui oleh titik-titik penggunaan kuasa pada tuil adalah berkadar berbanding kuasa:

Oleh itu, bertindak pada lengan panjang tuil, kita menang dalam kekuatan, tetapi pada masa yang sama kehilangan masa yang sama sepanjang jalan.

Produk kuasa di jalan adalah kerja. Eksperimen kami menunjukkan bahawa kerja yang dilakukan pada kedua-dua hujung tuas sama dengan satu sama lain:

Jadi, apabila menggunakan tuas keuntungan dalam kerja tidak mendapat.

Menggunakan tuil, kita boleh menang sama ada dalam kekuatan atau jarak jauh. Sekiranya kita menggunakan kekuatan pada bahu yang panjang, maka kita akan menang berkuat kuasa, tetapi dalam banyak hal mari kita kalah jauh. Bertindak secara paksa pada lengan pendek tuil, kita akan menang jauh, tetapi kita akan kehilangan kekuatan sebanyak mungkin.

Terdapat legenda bahawa Archimedes, mengagumi penemuan peraturan leverage, berseru: "Beri saya tumpuan, dan saya akan menaikkan Bumi!"

Tentunya, Archimedes tidak dapat mengatasi tugas seperti ini, walaupun dia diberi tumpuan dan tuas panjang yang diperlukan. Untuk mengangkat Bumi hanya 1 cm panjang bahu tuil   Ia akan menggambarkan arka yang sangat panjang. Ia mengambil masa berjuta-juta tahun untuk menggerakkan tuas panjang sepanjang laluan ini, contohnya pada kelajuan 1 m / s.

Tidak memberi keuntungan dalam kerja dan semacam tuas - blok tetap, apa yang mudah   pastikan dari pengalaman. Laluan yang dilalui oleh titik pemakaian kuasa P dan F adalah sama, daya adalah sama, dan oleh itu kerja adalah sama.

Adalah mungkin untuk mengukur dan membandingkan di antara mereka sendiri kerja yang dilakukan dengan bantuan unit bergerak. Untuk menaikkan beban ke ketinggian h menggunakan unit alih, anda memerlukan akhir tali yang dinamometer itu dilampirkan,   sebagai pengalaman menunjukkan (Rajah 171), berpindah ke 2h. Oleh itu, mendapat keuntungan dalam kekuatan sebanyak 2 kali, mereka kehilangan 2 kali dalam transit, dan oleh itu unit mudah alih tidak memberi keuntungan dalam kerja.

Amalan berabad-abad telah menunjukkan bahawa tidak ada mekanisme yang memberi keuntungan dalam kerja. Pelbagai mekanisme digunakan untuk bergantung pada keadaan kerja   menang dalam kuasa atau di mana sahaja.

Sudahkah para ilmuwan kuno mengetahui peraturan yang berlaku untuk semua mekanisme: berapa kali kita menang dalam kekuatan, begitu banyak kali kita kalah dalam jarak. Peraturan ini dipanggil "peraturan emas" mekanik.

Soalan   1. Apakah hubungan antara kuasa-kuasa yang bertindak ke atas tuil dan bahu kuasa-kuasa ini? 2. Apakah hubungan diantara laluan yang dilalui oleh titik-titik kuasa pada tuas, dan kuasa-kuasa ini? 3. Adakah mungkin keuntungan dengan tuil   berkuatkuasa? Apa yang mereka kalahkan kemudian? 4. Berapa kali mereka kehilangan dalam perjalanan menggunakan unit bergerak untuk mengangkat barangan? 5. Apakah "aturan emas" mekanik?

Latihan.

1. Dengan bantuan blok bergerak, beban itu dinaikkan kepada ketinggian 1.5 m. Berapa lamakah tali percuma yang dilanjutkan?
2. Menggunakan unit bergerak, beban itu ditarik ke ketinggian 7 m. Apa kerja yang dilakukan oleh pekerja apabila mengangkat beban, jika dia kuasa yang dikenakan ke hujung tali   160 N Apakah yang akan dilakukan oleh pekerja jika dia mengangkat beban ini ke ketinggian 7 m tanpa blok? (Berat badan dan daya geseran tidak perlu diambil kira.)
3. Bagaimana untuk memohon blok untuk menang di kejauhan?
4. Bagaimanakah blok tetap dan alih boleh dihubungkan dengan satu sama lain untuk mendapatkan keuntungan 4 kali ganda dalam kekuatan? 6 kali?

Tugas

Buktikan bahawa undang-undang persamaan kerja ("peraturan emas" mekanik) terpakai kepada mesin hidraulik. Jangan mengambil kira geseran antara piston dan dinding kapal.

Nota. Gunakan Rajah 132 untuk bukti Apabila sebuah omboh kecil, di bawah tindakan kekerasan F1, jatuh ke bawah h1, ia menggantikan sejumlah cecair tertentu. Jumlah cecair di bawah omboh besar meningkat dengan jumlah yang sama, yang pada masa yang sama naik ke ketinggian h2.

§ 62. Kesamaan kerja apabila menggunakan mekanisme mudah. Peraturan Emas Mekanik - Fizik Gred 7 (Peryshkin)

Penerangan ringkas:

Kami telah meneliti beberapa mekanisme mudah. Sesetengah dikaji secara terperinci (tuil, blok), yang lain hanya disebut. Kita mesti sedar bahawa semua mekanisme mudah menjadikan hidup lebih mudah untuk seseorang. Mereka sama ada memberi keuntungan dalam kekuatan, atau membolehkan anda menukar arah kuasa, sehingga membuat tindakan manusia lebih mudah.
  Tetapi kita tahu kuantiti fizikal seperti kerja. Persoalannya secara semulajadi timbul: apakah keuntungan dalam kerja kita menggunakan mekanisme mudah? Jawapannya tidak menggalakkan: tidak. Tidak satu mekanisme mudah keuntungan dalam kerja memberi.
  Dalam perenggan enam puluh dua, kesimpulan ini dicapai melalui perhitungan. Ini pertama kali dilakukan untuk memanfaatkan. Kemudian output meluas ke blok tetap, kemudian ke movable satu.
  Mekanisme mudah dikenakan. Untuk mendapatkan kuasa atau jarak jauh. Anda tidak boleh menang sama ada. Memenangi dalam satu, di sisi lain anda kalah. Ini adalah "peraturan emas" mekanik. Ia diketahui oleh orang walaupun pada masa dahulu. Sekarang anda akan mengenali dia.

Penyelesaian masalah pada topik: Kesaksamaan kerja apabila menggunakan mekanisme mudah. Peraturan Emas Mekanik

OBJEKTIF PEMBELAJARAN:Berlaku pengetahuan tentang topik "mekanisme mudah" dan pelajari kedudukan umum untuk semua jenis mekanisme mudah, yang dipanggil "peraturan emas" mekanik.

Buktikan bahawa mekanisme mudah yang digunakan dalam kerja memberi keuntungan yang berkuat kuasa, dan sebaliknya, membolehkan anda mengubah arah gerakan badan di bawah tindakan kekerasan;

Untuk memupuk budaya intelektual dalam membawa pelajar ke pemahaman tentang kaedah asas mekanisme mudah; - untuk membentuk keupayaan untuk meramalkan data yang diketahui berdasarkan penonjolan utama;

Elemen unsur carian kreatif berdasarkan penerimaan generalisasi.

Kursus pelajaran

1.Organization moment

2. memeriksa kerja rumah

Suruhanjaya Front-end:

1. Alat apa yang dipanggil mekanisme mudah, apa yang mereka buat?

2. Apa yang anda tahu mekanisme yang paling mudah memberi contoh?

3. Apakah tuas? Apa yang dia berkhidmat?

4. Apakah bahu kuasa? Satu saat kekuatan?

5.Formulate keadaan keseimbangan tuil?

6. Merumuskan "peraturan mekanik keemasan"

7. Kenapa pemegang pintu tidak dipasang di tengah-tengah pintu, tetapi di tepinya.

8. Bolehkah dengan bantuan tuil, mempunyai fulcrum, untuk menjadikan Bumi lebih. Jelaskan jawapannya.

3 penyelesaian masalah

Petugas:   Panjang lengan yang lebih kecil adalah 5 cm, lebih besar ialah 30 cm. Daya 12H bertindak pada lengan yang lebih kecil. Apakah daya yang mesti digunakan untuk bahu yang lebih besar untuk mengimbangi tuil? Dapatkan keuntungan dalam kekuatan?

Diberikan: C: Penyelesaian:

l 1 = 5 cm 0.05 m 1) Kami menulis syarat untuk imbangan tuas:

l 2 = 30 c m 0.3m

F 1 = 12 N Express dari sini F 2:

F 2 =?

F 1 / F 2 =? 2) Dapatkan keuntungan dalam kekuatan, i.e.

.

Jawapan:   F 2 = 2H, F 1 / F 2 = 6H.

Selesaikan masalah dengan cara berikut:Daya 300 N bertindak pada lengan kecil tuas, dan 20 N bertindak pada yang lebih besar. Panjang bahu yang lebih kecil ialah 5 cm. Tentukan panjang bahu yang lebih besar. Buat lukisan.

Uji sendiri (Jawab: 0.75m)

Selesaikan masalah dengan cara berikut:   Di hujung tuil terdapat kuasa 25N dan 150N. Jarak dari fulcrum ke daya yang lebih besar adalah 3 cm. Tentukan panjang tuil, jika di bawah pengaruh daya ini ia berada dalam keseimbangan?

Uji sendiri (Jawab: 0.21m)

Petugas:   Menggunakan tuas, beban 200 kg telah diangkat. Kepada ketinggian apakah beban yang dinaikkan jika daya yang bertindak pada lengan panjang tuil itu dilakukan 400 J.

Mari buat lukisan penjelasan:

l 2

Diberikan: C: Penyelesaian:

m 1 = 200kg 1) Matematik menulis "peraturan emas" mekanik: A 1 = A 2

A 2 = 400 J 2) Secara definisi, kerja   Adakah produk daya bertindak sepanjang gerakan

h =? badan, di jalan yang dilalui oleh tubuh ini. Kemudian:

Dan 1 = F 1 · h 1

Terangkan dari formula ini h 1:

3) Untuk mencari F 1, kami menggunakan formula untuk mencari graviti kargo:

F 1 = berat F = m 1 g = 200kg10N / kg = 2000N

4) Memandangkan A 1 = A 2, kita mengira h 1:

Jawapan:   h 1 = 0.2 N.

Selesaikan masalah dengan cara berikut:   Menggunakan tuil, sebuah pintu kecil diangkat dengan seberat 0.84 kN, bertindak dengan lengan panjang dengan daya 30N. Pada masa yang sama, kerja mekanikal 26J dilakukan. Kepada apa ketinggian pintu itu dibangkitkan, dan berapa besar jarak yang mana ujung lengan panjang tuil telah bergerak?

Uji sendiri (Jawapan: 3.1 cm tinggi; tinggi 8.7 cm) (di rumah)

Kerja Rumah Berfikirlah masalah pada topik yang dipelajari dan selesaikannya. Stim stim 47

Kesamaan kerja apabila menggunakan mekanisme mudah. Peraturan Emas Mekanik.

• Guru fizikal Puchkova S.A.
• MBOU Sukhovskaya sekolah menengah

• Peranti yang berfungsi untuk mengubah kuasa dipanggil mekanisme.

•   tuil (blok, pintu),
•   pesawat cenderung (baji, skru).

• Permohonan

•   Peraturan leverage adalah asas tindakan berbagai macam alat yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan teknologi di mana keuntungan dalam kekuatan atau jalan diperlukan.

• Blok tetap adalah blok yang paksinya tetap dan tidak naik atau turun ketika mengangkat beban.

• Blok bergerak adalah blok yang paksi naik dan jatuh dengan beban. Ia memberikan kekuatan sebanyak 2 kali.

• Dalam praktiknya, gabungan blok alih dengan satu tetap digunakan. Unit tetap digunakan untuk kemudahan. Ia tidak memberi keuntungan dalam kekuatan, tetapi mengubah arah kuasa.

• Pembinaan

• Perubatan

• Skru

•   Mekanisme mudah digunakan pada zaman purba.

• Penggunaan

• pintu

•   Untuk membekalkan air dari paras sungai atau kanal yang lebih rendah ke bahagian atas, contohnya, ke saluran lain yang mengalir terus "dengan sendirinya", peranti teknikal yang mudah tetapi sangat berkesan dicipta - shaduf. Ia kelihatan seperti kren - tuil panjang dengan penimbang.

•   Orang-orang Yunani cuba mengurangkan jumlah buruh manual dengan bantuan peralatan pembinaan. Pada abad ke-6 SM, mereka mencipta dua kren: untuk mengangkat beban yang kecil dan lebih berat. Dari imej-imej yang ditemui oleh ahli arkeologi di antara runtuhan salah satu bandar purba, adalah mungkin untuk menentukan bagaimana dia bertindak. Roda kren besar diputar oleh lima orang, pada masa yang sama, dua mengangkut beban dari bawah dan dua dari atas.

•   Mekanisme mudah digunakan terutamanya untuk mendapatkan keuntungan dalam kekuatan, i.e. Meningkatkan daya yang bertindak ke atas badan beberapa kali.

• soalan itu

• Kita akan lakukan

•   Laluan yang dilalui oleh titik-titik penggunaan kuasa pada tuil adalah berkadar berbanding dengan daya.

• h1 / h2 = F2 / F1

•   Bertindak di lengan panjang tuil, kita menang dalam kekuatan, tetapi pada masa yang sama kalah dengan cara yang sama.

•   Menggunakan tuil
•   kita boleh menang sama ada sah,
• sama ada dalam jarak jauh.

•   Legenda Archimedes mengatakan bahawa mengagumi penemuan peraturan leverage, dia berseru: "Berikan saya satu tumpukan dan saya akan menghidupkan Bumi"

• V = 30,000 km / s
• t = 10 juta tahun

• Unit mudah alih tidak memberi keuntungan dalam kerja

• Berapa kali menang dalam kuasabegitu banyak kali kalah dalam jarak

• "Peraturan emas" mekanik terpakai kepada semua mekanisme.

• Jenis mekanisme

• 1. Menggunakan blok alih, beban dinaikkan kepada ketinggian 1.5 m. Berapa lamakah tempoh akhir tali yang dilanjutkan?
• 1.5 m 0.75 m 3 m
• 2. Menggunakan blok alih, beban itu dinaikkan kepada ketinggian 7 m. Apakah kerja yang dilakukan oleh pekerja apabila mengangkat beban jika ia menggunakan 160 N ke hujung tali? Apakah yang akan dilakukannya jika dia mengangkat beban ini ke ketinggian 5 m?

• Betul

• Kesalahan !!!