Исследовательская работа по теме: "Умное равновесие".

Слайд 1

Слайд 2

целью нашей работы является : выяснить все возможные условия, при которых любое тело может находиться в равновесии и на занимательных опытах доказать, что даже самая на первый взгляд немыслимая конструкция может находиться в равновесии, если правильно установить центр её тяжести.

Слайд 3

Здания, мосты, балки вместе с опорами, части машин, книга на столе и многие другие тела покоятся, несмотря на то, что к ним со стороны других тел приложены силы. Большинство тел покоится на опорах, в том числе и человек. Падающая башня в итальянском городе Пиза не падает, несмотря на свой наклон.

Слайд 4

И такая конструкция то же удерживается в равновесии.

Слайд 5

Для равновесия тела необходимо и достаточно, чтобы геометрическая сумма всех сил, действующих на любой элемент этого тела, была равна нулю.

Слайд 6

Центром тяжести тела называют точку приложения равнодействующей сил тяжести, действующих на отдельные части тела. При любом положении тела центр тяжести его находится в одной и той же точке.

Слайд 7

Безразличное равновесие. Лежащий на горизонтальной поверхности цельный однородный или полый шар сам по себе (без воздействия посторонних сил) с места не сдвинется, и расстояние от точки опоры до центра тяжести будет всегда одинаково.

Слайд 9

Интересным примером равновесия тела на опоре является падающая башня в итальянском городе Пиза, которую по преданию использовал Галилей при изучении законов свободного падения тел. Башня имеет форму цилиндра высотой 55 м и радиусом 7 м. Вершина башни отклонена от вертикали на 4,5 м. Вертикальная линия, проведенная через центр масс башни, пересекает основание приблизительно в 2,3 м от его центра. Таким образом, башня находится в состоянии равновесия. Равновесие нарушится и башня упадет, когда отклонение ее вершины от вертикали достигнет 14 м. По-видимому, это произойдет очень нескоро.

Слайд 10

Устойчивое равновесие. Чем ниже центр тяжести, тем сложнее опрокинуть предмет. Чтобы увеличить устойчивость машин, мотор устанавливается как можно ниже. Если попытаться вывести тело из состояния устойчивого равновесия, то обязательно возникнет сила, возвращающая его в исходное равновесное состояние. Шарик на дне чаши находится в единственном состоянии устойчивого равновесия. В этом положении линия, соединяющая точку опоры и центр тяжести тела, вертикальна.

Слайд 11

У неваляшки внутреннее устройство таково, что создает смещенный вниз центр тяжести. Поэтому такое положение равновесия является устойчивым: центр тяжести корпуса неваляшки и точка её опоры лежат на вертикали, причем расстояние между центром тяжести и точкой опоры, всегда наименьшее.

Слайд 12

И это состояние устойчивого равновесия объяснимо: смещенный вниз центр тяжести колонны.

Слайд 13

Неустойчивое равновесие. Предмет остаётся в равновесии, когда вертикальная линия проходит через центр его тяжести и пересекает основание его опоры. Малейшее отклонение в сторону приводит к падению. Если чуть-чуть сдвинуть или отклонить тело, находящееся в состоянии неустойчивого равновесия, то возникает сила, стремящаяся ещё больше отклонить его от равновесного состояния. В качестве примера можно привести шарик, лежащий на выпуклой поверхности или неваляшку , поставленную с "ног на голову".

Слайд 14

А у некоторых дома может оказаться ПРИРОДНЫЙ ВАНЬКА-ВСТАНЬКА.

Слайд 15

Расположение центра тяжести относительно точек опоры влияет на равновесие тела. Посмотрите на эти примеры: красный круг = центр тяжести красная стрелка = направление силы тяжести зеленая стрелка = точки опоры

Слайд 16

Обычная походка. Центр тяжести находится между двумя точками опоры. В результате человек находится в равновесии.

Слайд 17

Падение. Центр тяжести находится в стороне от точек опоры. В результате человек теряет равновесие и падает влево.

Слайд 18

Балансирование. Оно возможно благодаря относительной симметричности человеческого тела.

Слайд 19

Канатоходцы для большей устойчивости берут в руки шест, который наклоняют то в одну, то в другую сторону. Балансируя, они перемещают центр тяжести на ограниченную опору

Слайд 20

Беги, человечек, беги. Когда человек бежит, центр тяжести находится впереди точки опоры. Вы видите, что такая неуравновешенная поза приводит к тому, что человек падает вперед. Естественно, он не упадет, потому что движется вперед и поочередно выставляет ноги вперед.

Слайд 21

Прислонившись к стене. Теперь человечек наклоняется вправо. Центр тяжести тоже немного смещается вправо. Человечек находится в равновесии, потому что центр тяжести находится между двух точек опоры: ноги и плеча. Вторая нога не принимает участия в удержании равновесия.

Слайд 22

Выполняя различные гимнастические упражнения, вы можете определить, как сохраняется равновесие и устойчивость, если центр тяжести выходит за пределы точки опоры.

Слайд 23

Современные неожиданные неваляшки. Чашка-неваляшка Шахматы "Неваляшки"

Слайд 24

Приколись ! Часы - неваляшки

Слайд 25

Утюг-неваляшка Чехол «ванька-встанька» для мобильника

Слайд 26

Невероятно, но держится!

Слайд 27

Как в цирке!

Слайд 28

«Волшебный» карандаш.

Слайд 29

Это еще одна интересная игрушка с устойчивым равновесием. Тело и голову воробья вылепите из пластилина. Прекрасный клюв получится из семечка подсолнуха. Вдави его тупым концом. Глаза воробья — спичечные головки, хвост — несколько перышек, ноги — из спичек. На нижнем конце проволоки, воткнутой в тело воробья, укрепи шарик из пластилина. В тело воробья проволока должна входить позади лапок.

Слайд 30

Выводы. Для равновесия тела необходимо и достаточно, чтобы геометрическая сумма всех сил, действующих на любой элемент этого тела, была равна нулю; вид равновесия тел зависит от направления сил, действующих на тело: силы тяжести, силы реакции опоры, силы, выводящей тело из состояния равновесия.

Слайд 31

Интересно, что... Самый длительный в истории научных исследований эксперимент проходит в одном из университетов Австралии. Первый декан физического факультета этого университета Т.Парнелл еще в 1927 г. расплавил немного битума, залил его в воронку с пробкой на конце, дал ему в течение трех лет охладиться и отстояться, а затем вынул пробку. С тех пор в среднем 1 раз в 9 лет из воронки падает капля смолы в подставленный внизу стакан. Последняя капля упала на Рождество в 1999 г. Полагают, что воронка опустеет не раньше, чем еще через 100 лет.