Конспект урока Золотое правило механики.
план-конспект урока по физике (7 класс)

- Для чего нам нужны простые механизмы.

- Перечислите известные вам простые механизмы.

- Что называют рычагом?

- Что называют плечом силы?

- Как найти плечо силы?

- В чем заключается условие равновесия рычага?

- Что называют моментом силы?

- В чем заключается правило моментов?                                                  Задача на рычаг с рисунком

Рассмотренные нами простые механизмы применяют при совершении работы в тех случаях, когда надо действием одной силы уравновесить другую силу.

Естественно, возникает вопрос: давая выигрыш в силе или в пути, не дают ли простые механизмы выигрыша и в работе?

 Ответ на поставленный вопрос можно получить из опыта.

Уравновесив на рычаге две какие-нибудь разные по модулю силы F1 и F2 , приводят рычаг в движение. При этом оказывается, что за одно и то же время точка приложения меньшей силы F2 проходит больший путь s2, а точка приложения большей силы F1– меньший путь s1. Измерив, эти пути и модули сил, находят, что пути, пройденные точками, приложения сил на рычаге, обратно пропорциональны силам:

Таким образом, действуя на длинное плечо рычага, мы выигрываем в силе, но при этом во столько же раз проигрываем в пути.

при использовании рычага выигрыша в работе не получают.

Не дает выигрыша в работе и неподвижный блок, в чем легко убедиться на опыте (см. рис. 178). Пути, проходимые точками приложения сил F1 и F2, одинаковы, одинаковы и силы, а значит, одинаковы и работы.

Можно измерить и сравнить между собой работы, совершаемые с помощью подвижного блока.

Рис 183

Чтобы при помощи подвижного блока поднять груз на высоту h, необходимо конец веревки, к которому прикреплен динамометр, как показывает опыт, переместить на высоту 2h.

Таким образом, получая выигрыш в силе в 2 раза, проигрывают в 2 раза в пути, следовательно, и подвижный блок не дает выигрыша в работе.

Многовековая практика показала, что ни один из механизмов не дает выигрыша в работе. Применяют же различные механизмы для того, чтобы в зависимости от условий работы выиграть в силе или в пути.

Уже древним ученым было известно правило, применимое ко всем механизмам: во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в расстоянии. Это правило назвали «золотым правилом» механики. Сформулировал его Архимед.

КПД  

в реальных условиях, для совершения нужной (полезной) работы требуется затратить большую работу. Как вы думаете почему?

- в природе действую силы трения, сопротивления. Кроме того, выполняются лишние, но необходимые для достижения результаты действия.

---- Рассмотрим пример: в аппарат для получения сока необходимо погрузить яблоки. Грузчик поднимает яблоки в корзинах и высыпает их. Какие виды работ он совершает?

----- работа по подъему яблок, по подъему корзины, подъем самого блока и веревки, преодоление силы трения – это полная работа, которую выполняет человек.

Полезной является только работа по подъему яблок, но без остальных видов работ необходимый результат не может быть достигнут.

Отношение полезной работы к  полной работе называется коэффициентом полезного действия механизма.

 .

Человек с помощью рычага поднимает ящик, прилагая силу 150Н.

1. Какой буквой на этом рисунке обозначается точка опоры рычага?

1. А 2. В 3. С

2. Плечо силы F1 – длина отрезка …

1.АВ 2. АС 3. ВС

3. Плечо силы F2 – длина отрезка …

1.АВ 2. АС 3. ВС

4. С какой силой ящик давит на рычаг, если АС = 2м, ВС = 0,5м?

1. При помощи кусачек перекусывают гвоздь. Расстояние от оси вращения кусачек до гвоздя 2см, а до точки приложения силы руки 16см. Рука сжимает кусачки с силой 20Н. Определите силу, действующую на гвоздь.

Карточка 2. К левому концу рычага приложена сила F1. Момент этой силы равен 1Н·м. На каком расстоянии справа от оси вращения нужно прикрепить груз весом 4Н, чтобы рычаг находился в равновесии?