Basit mekanizmaların yardımıyla güçlenebileceğini görüyoruz. Basit mekanizmalar işte kazanç sağlar mı?

Yükü eğimli bir düzlem kullanarak kaldırırken F kuvvetinin yaptığı işi hesaplıyoruz (bkz. Şekil 1):

   \\ (~ A_F \u003d Fl. \\)

Bulunan güç değerlerini değiştir \\ (~ F \u003d mg \\ frac hl \\) ve olsun

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

Yani iş bir  F yükü eşit bir şekilde yükseğe kaldırmak için yapılması gereken işe eşittir heğik düzlem kullanmadan.

İş ve kaldıraçta kazanç sağlamaz. Gerçekten, eğer dengeli kol (Şekil 6) harekete geçirilirse, kuvvet uygulama noktaları F  1 ve F  2 aynı zamanda farklı hareketler yapın Δ r  1 ve Δ r  2. Bu durumda (açıyı dikkate alıyoruz) α   kolu hafifçe çevirin) Δ r 1 = l 1 α , Δ r 2 = l 2 α   Sonuç olarak, bu kuvvetler işi yapacak. bir 1 = F  1 Δ r 1 = F 1 l 1 α   ve bir 2 = F  2 Δ r 2 = F 2 l 2 α . çünkü F 1 l 1 = F 2 l  2 sonra bir 1 = bir 2 .

Sabit bir blok kullanırken, uygulanan kuvvetleri görüyoruz. F  ve mg  Bir yükü kaldırırken kuvvet uygulama noktalarının kat ettiği yollar aynıdır, bunlar aynıdır, bu da işin aynı olduğu anlamına gelir.

Yükü hareketli bir ünite kullanarak bir yüksekliğe kaldırmak için hkuvvetin uygulandığı halat ucu gereklidir. F2'ye taşı h. dolayısıyla, bir 1 = mgh  ve \\ (~ A_2 \u003d F \\ cdot 2h \u003d \\ frak (mg) (2) 2h \u003d mgh \\).

Böylece, iki kez yürürlükte olan bir kazanım alırken, hareket sırasında iki kez kaybederler, bu nedenle mobil ünite iş başında bir kazanç sağlamaz.

Asırlık uygulama, basit mekanizmalardan birinin çalışmalarında kazanç sağlamadığını göstermiştir.

Eski bilim adamları bile tüm mekanizmalara uygulanan bir kuralı (“mekaniğin altın kuralı”) formüle etti: kaç kez güç kazandığımızı, birçok kez mesafeyi kaybedeceğimizi.

Basit mekanizmalar göz önüne alındığında, mekanizmaların ağırlığının yanı sıra sürtünmeyi de dikkate almıyoruz. Gerçek koşullarda, bu dikkate alınmalıdır. Bu nedenle işin bir kısmı zorla yapılır. F  mekanizmanın tek tek parçalarının hareketi ve sürtünmeye karşı. Mal kaldırma çalışmaları bir  p (faydalı iş) tam işten daha az olacaktır bir  (zorla yapılan işler F).

Mekanizmanın verimliliği, performans katsayısı (mekanizmanın etkinliği) ile tanımlanır:

Performans katsayısı - faydalı iş oranına eşit fiziksel miktar bir  yapılan tüm işler için p bir:

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

edebiyat

Aksenovich L.A. Lisede fizik: Teori. Atamalar. Testler: Ders kitabı. genel sağlayan kurumlara ödenek. çevre, eğitim / L.A. Aksenovich, N.N. Rakina, K.S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Sayfa: Adukatsyya i vykhavanne, 2004. - C. 75-76.

Bizim tarafımızdan ele alınan basit mekanizmalar, bu durumlarda işin performansında, bir kuvveti uygulayarak başka bir kuvveti dengelemek gerektiğinde kullanılır.

Doğal olarak şu soru ortaya çıkıyor:  gücü veya transit bir kazanç vererek, işyerinde basit kazanç mekanizmaları da vermez mi? Bu sorunun cevabı deneyimden elde edilebilir.

Kol iki üzerinde dengeleme yapıldığında, mutlak değerde farklı olan herhangi bir F1 ve F2 kuvveti (Şekil 170), kol harekete geçirilir. Aynı zamanda, daha küçük bir F2 kuvvetinin uygulama noktasının, daha büyük S2 yolundan ve daha büyük bir F1 kuvvetinin uygulama noktasından geçtiği ortaya çıktı. daha az yols1. Ölçerekbu yollar ve kuvvet modülleri, kol üzerindeki kuvvet uygulama noktalarının geçtiği yolların uzunluklarının kuvvetlerle ters orantılı olduğunu bulmaktadır:

Böylece, kolun uzun koluna etki ederek güç kazanırız, ama aynı zamanda yol boyunca aynı süreyi kaybeder.

Yoldaki gücün ürünü iştir. Yaptığımız deneyler, kolun her iki ucunda da yapılan çalışmanın birbirlerine eşit:

Yani, işte kazanç kolunu kullanırken almayın.

Kolu kullanarak, kuvvetli veya mesafeli olarak kazanabiliriz. Eğer uzun omuza kuvvet uygularsak, o zaman yürürlükte oluruz, fakat çok fazla uzak mesafeden kaybedelim. Kolun kısa koluna zorla hareket ederek, uzaktan kazanacağız, ancak birçok kez güç kaybedeceğiz.

Kaldıraç kuralının keşfine hayranlıkla bakılan Arşimet’in bir efsanesi var: “Bana bir dayanak verin, ben de Dünyayı yükselteceğim!”

Tabii ki, Arşimed'e bir dayanak noktası ve gerekli uzunlukta bir kol bile verilmiş olsa bile, böyle bir görevle baş edemezdi. Kaldırmak için Toprak kolu sadece 1 cm uzunluğunda omuz gerekir  Çok büyük bir yayı tarif ederdi. Kolun uzun ucunu bu yol boyunca, örneğin 1 m / s hızında hareket ettirmek milyonlarca yıl alır.

İşinde bir kazanç ve bir çeşit kol vermez - sabit blok, kolay olan ne  Deneyimden emin olun. P ve F kuvvetlerinin uygulama noktalarının geçtiği yollar aynı, kuvvetler aynı ve dolayısıyla iş aynı.

Hareketli bir ünite yardımıyla yapılan işleri ölçmek ve karşılaştırmak mümkündür. Yükü hareketli bir ünite kullanarak h yüksekliğine çıkarmak, dinamometrenin bağlı olduğu ipin ucuna ihtiyacınız varsa,  Tecrübe gösterdiği gibi (Fig. 171), 2 saate ilerleyin. Böylece, 2 kat kuvvetli bir kazanç elde ettiklerinde, transit olarak 2 kat kaybederler ve bu nedenle mobil ünite işte bir kazanç sağlamaz.

Asırlık uygulama, hiçbir mekanizmanın çalışmalarında bir kazanç sağlamadığını göstermiştir. Çeşitli mekanizmalar kullanılmaktadır. çalışma şartlarına bağlı olarak  iktidarda ya da hareket halindeyken kazanın.

Zaten eski bilginler tüm mekanizmalar için geçerli olan kuralı biliyorlardı: kaç kez güç kazanırız, kaç kez uzakta kaybederiz. Bu kurala, mekaniğin "altın kuralı" adı verildi.

Sorular.  1. Kol üzerine etkiyen kuvvetler ile bu kuvvetlerin omuzları arasındaki ilişki nedir? 2. Koldaki kuvvet uygulama noktalarının kat ettiği yollar ile bu kuvvetler arasındaki ilişki nedir? 3. mümkün mü kaldıraçla kazanmak  yürürlükte mi? O zaman ne kaybediyorlar? 4. Malları kaldırmak için hareketli bir ünite kullanarak yolda kaç kez kaybediyorlar? 5. Mekaniğin “altın kuralı” nedir?

Egzersizler.

1. Hareketli bir blok yardımı ile yük 1,5 m yüksekliğe çıkarıldı Halatın serbest ucu ne kadar uzatıldı?
2. Hareketli bir ünite kullanarak, yük 7 m yüksekliğe kaldırıldı .. Yükü kaldırırken, işçi ne yapıyordu? ipin ucuna uygulanan kuvvet  160 N İşçi, bu yükü bloksuz 7 m yüksekliğe kaldırırsa ne yapacak? (Ünitenin ağırlığı ve sürtünme kuvveti dikkate alınmamalıdır.)
3. Uzaktan kazanmak için bir blok nasıl uygulanır?
4. Mukavemetli 4 kat kazanç sağlamak için sabit ve hareketli bloklar birbirine nasıl bağlanabilir? 6 kere mi?

Görev

İş eşitliği yasasının (mekaniğin “altın kuralı”) bir hidrolik makine için geçerli olduğunu kanıtlayın. Pistonlar ve damarların duvarları arasındaki sürtünmeyi dikkate almayın.

Not. Kanıt için Şekil 132'yi kullanın F1 kuvveti altındaki küçük bir piston h1 mesafesine düştüğünde, belirli bir sıvı hacmini değiştirir. Büyük piston altındaki sıvının hacmi aynı miktarda artar, bu aynı zamanda h2 yüksekliğine çıkar.

62. Basit mekanizmalar kullanırken işin eşitliği. Mekaniğin Altın Kuralı - Fizik 7. Sınıf (Peryshkin)

Kısa açıklama:

Bazı basit mekanizmaları zaten inceledik. Bazıları ayrıntılı olarak okudu (kaldıraç, blok), diğerleri ise az önce söyledi. Tüm basit mekanizmaların bir insan için hayatı kolaylaştırdığını fark etmiş olmalıyız. Ya güç kazanırlar ya da gücün yönünü değiştirmenize izin verir, böylece insan eylemlerini daha uygun hale getirir.
  Ama biz iş gibi fiziksel bir miktar biliyoruz. Doğal olarak şu soru ortaya çıkıyor: basit mekanizmalar kullanarak elde ettiğimiz işteki kazanım nedir? Cevap cesaret kırıcı: hayır. Çalışmada tek bir basit kazanma mekanizması değildir.
  Altmış iki paragrafta, bu sonuca hesaplama yoluyla ulaşılır. Bu ilk kaldıraç için yapılır. Sonra, çıktı sabit bloğa, sonra da hareketli olana uzanır.
  Basit mekanizmalar geçerlidir. Gücü veya mesafeyi kazanmak için. İkisinde de kazanamazsın. Birinde kazanmak, diğerinde kaybedersiniz. Bu, mekaniğin "altın kuralıdır". Antik çağda bile insanlar tarafından biliniyordu. Şimdi onu tanıyacaksın.

Konu ile ilgili problem çözümü: Basit mekanizmalar kullanırken iş eşitliği. Mekaniğin Altın Kuralı

DERSİN AMAÇLARI:"Basit mekanizmalar" konusundaki bilgileri harekete geçirin ve mekaniğin "altın kuralı" olarak adlandırılan tüm basit mekanizma çeşitleri için genel konumu öğrenin.

Çalışmada kullanılan basit mekanizmaların yürürlükte bir kazanç sağladığını ve diğer taraftan, kuvvet eylemi altında vücudun hareket yönünü değiştirmenize izin verdiğini kanıtlayın;

Öğrencileri basit mekanizmaların temel kurallarının anlaşılmasını sağlamak için entelektüel bir kültür geliştirmek, - Bilinen verileri ana vurgulama temelinde genelleştirmek için bir yetenek oluşturmak;

Genelleştirmenin alınmasına dayalı olarak yaratıcı aramanın unsurlarını oluşturur.

USULÜ

1. örgütsel an

2. Ödevlerin kontrol edilmesi

Ön anket:

1. Hangi cihazlara basit mekanizmalar denir, ne için bunlar?

2. En basit mekanizmaların örnek verdiğini neler biliyorsunuz?

3. Kol nedir? Neye hizmet ediyor?

4. Gücün omuz nedir? Bir an gücü?

5. kolu denge dengesini durumunu?

6. "Altın mekaniğin kuralı" nı formüle edin

7. Kapı kolunun neden kapının ortasına değil kenarına takılı olduğunu.

8. Bir kolu yardımıyla, bir dayanak noktası olan, Dünyayı devirmek mümkün mü. Cevabı haklı çıkar.

3 problem çözme

Amaç:   Küçük kolun uzunluğu 5 cm, daha büyük 30 cm'dir, küçük kol üzerinde 12H'lık bir kuvvet etki eder. Kolu dengelemek için daha geniş omuza hangi kuvvet uygulanmalıdır? Gücünde bir kazanç bulmak?

verilen: BBC: çözüm:

l 1 \u003d 5 cm 0.05 m 1) Kolun dengesi koşulunu yazıyoruz:

12 \u003d 30 cm 0.3m

F 1 \u003d 12 N Ondan F2 ifadesi:

F 2 \u003d?

F 1 / F 2 \u003d? 2) Güçteki kazancı bulun, yani.

.

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

Problemi modele göre çözün:300 N'lık bir kuvvet kolun daha küçük koluna etki eder ve 20 N daha büyüke etki eder. Küçük omuz uzunluğu 5 cm'dir, daha büyük omuzun uzunluğunu belirleyin. Bir çizim yap.

Kendini test et (Cevap: 0.75m)

Problemi modele göre çözün:  Kolun ucunda 25N ve 150N kuvvetleri vardır. Dayanaktan büyük kuvvete olan mesafe 3 cm'dir Kolun uzunluğunu belirleyin, eğer bu kuvvetlerin etkisi altında denge varsa?

Kendini test et (Cevap: 0.21m)

Amaç:   Bir kol kullanarak, 200 kg'lık bir yük kaldırıldı. Kolun uzun koluna etki eden kuvvet 400 J yaptıysa, yük hangi yüksekliğe çıkarsa?

Açıklayıcı bir çizim yapalım:

l 2

verilen: BBC: çözüm:

m 1 \u003d 200kg 1) Matematiğin “altın kural” ını matematiksel olarak yazın: A 1 \u003d A 2

A 2 \u003d 400 J 2) Tanım gereği, iş  Kuvvetin ürünü hareket boyunca etki ediyor mu

h \u003d beden, vücudun bu kuvvetten geçtiği yolda. Sonra:

A 1 \u003d F 1 · s 1

Bu formülle ifade edilen h 1:

3) F1'i bulmak için, formülü kullanarak kargonun ağırlığını bulmak için:

F 1 \u003d F ağırlık \u003d m 1 g \u003d 200kg10N / kg \u003d 2000N

4) A 1 \u003d A 2 olduğu takdirde, h 1 'i hesaplıyoruz:

Cevap:   h 1 \u003d 0,2 N.

Problemi modele göre çözün:  Bir kol kullanarak, 3084'lük bir kuvvetle uzun bir kol üzerinde hareket ederek 0.84 kN ağırlığında küçük bir kapı kaldırıldı. Aynı zamanda 26J mekanik iş yapıldı. Kapı hangi yüksekliğe kaldırıldı ve kolun uzun kolunun ucunun hareket ettiği mesafe ne kadardı?

Kendinizi sınayın (Cevap: 3,1 cm yüksekliğinde; 8,7 cm yüksekliğinde) (evde)

Ödev Çalışılan bir konu hakkında bir problem düşünün ve çözün. Buhar buharı 47

Basit mekanizmalar kullanırken iş eşitliği. Mekaniğin Altın Kuralı.

• Fizik öğretmeni Puchkova S.A.
• MBOU Sukhovskaya ortaokul

•   Gücü dönüştürmeye yarayan cihazlara mekanizmalar denir.

•   kolu (blok, kapı),
• eğik düzlem (kama, vida).

• uygulama

•   Kaldıraç kuralı, günlük hayatta ve teknolojide kullanılan çeşitli araçların eylemlerinin dayanak veya yolda kazanımın gerekli olduğu temelidir.

• Sabit bir blok, yükleri kaldırırken ekseni sabit olan ve yükselmeyen veya düşmeyen bir bloktur.

• Hareketli blok, ekseni yük ile birlikte yükselen ve düşen bloktur. 2 kez kuvvet kazanır.

• Uygulamada, hareketli bir bloğun sabit bir blok ile bir kombinasyonu kullanılır. Sabit ünite rahatlık için kullanılır. Gücünde bir kazanç sağlamaz, ancak gücün yönünü değiştirir.

• inşaat

• tıp

• vida

•   Eski zamanlarda basit mekanizmalar kullanılmıştır.

• kullanımı

• kapı

•   Nehrin veya kanalın alt seviyesinden, en üst seviyeye, örneğin “kendi kendine” daha fazla aktığı başka bir kanala su sağlamak için, basit ama çok etkili bir teknik cihaz icat edildi. Vinç gibi görünüyor - karşı ağırlığa sahip uzun bir kol.

•   Yunanlılar, inşaat ekipmanı yardımıyla el emeğinin miktarını azaltmaya çalıştı. MÖ VI. Yüzyılda, iki vinç icat ettiler: küçük ve ağır yükleri kaldırmak için. Arkeologların antik kentlerden birinin yıkıntıları arasında buldukları görüntülerden nasıl hareket ettiğini belirlemek mümkündü. Büyük vincin tekerleği beş kişi tarafından döndürüldü, aynı zamanda iki kişi yükü aşağıdan ve iki yukarıdan sürdü.

•   Basit mekanizmalar, esas olarak, mukavemet kazanımı elde etmek için kullanılır; vücuda etki eden kuvveti birkaç kez arttırın.

• soru

• Biz yapacağız

•   Kollara kuvvet uygulama noktalarının geçtiği yollar, kuvvetlerle ters orantılıdır.

• h1 / h2 \u003d F2 / F1

•   Kolun uzun koluna etki ederek güç kazanırız, ama aynı zamanda aynı şekilde kaybederiz.

•   Kolu kullanarak
•   kazanabiliriz ya geçerli,
• ya uzaktan.

•   Arşimet'in efsanesi, kaldıraç kuralının keşfine hayran kalarak şunları söyledi: “Bana bir dayanak verin, ben de Dünyayı döneceğim”

• V \u003d 30,000 km / s
• t \u003d 10 milyon yıl

• Mobil ünite işte bir kazanç sağlamıyor

• Kaç kere iktidarda kazanmakçok defa mesafe kaybetmek

• Mekaniğin "altın kuralı" tüm mekanizmalar için geçerlidir.

• Mekanizma türleri

• 1. Hareketli bir blok kullanarak, yük 1,5 m yüksekliğe kadar yükseltildi Halatın serbest ucu ne kadar uzatıldı?
• 1,5 m 0,75 m 3 m
• 2. Hareketli bir blok kullanarak, yük 7 m yüksekliğe kaldırıldı Halat sonuna 160 N uyguladıysa, yükü kaldırırken işçi ne yaptı? Bu yükü 5 m yüksekliğe kaldırırsa ne yapacak?

• Bu doğru!

• Hata !!!