Στοιχείο αρ.

Δραστηριότητες εκπαιδευτικών

Δραστηριότητα μαθητή

Σημειώσεις

Οργανωτικό στάδιο

Προετοιμασία για το μάθημα

Το στάδιο της επανάληψης και της δοκιμής της μαεστρίας του καλυπτόμενου υλικού

Εργασία με εικόνες, εργασία σε ζευγάρια - προφορική αφήγηση

Σύμφωνα με το σχέδιο, αμοιβαία δοκιμή γνώσης

Στάδιο ενημέρωσης γνώσεων, καθορισμός στόχων

Εισαγωγή της έννοιας των «απλών μηχανισμών», σύμφωνα με

Στάδιο οργάνωσης και δραστηριότητας: βοήθεια και έλεγχος της εργασίας των μαθητών

Εργασία με ένα σχολικό βιβλίο, κατάρτιση διαγράμματος

Αυτοεκτίμηση

Fizminutka

Φυσική άσκηση

Στάδιο οργάνωσης και δραστηριότητας: πρακτική δουλειά, πραγματοποίηση και καθορισμός στόχων

Συναρμολόγηση εγκατάστασης

Εισαγωγή της έννοιας της «μόχλευσης», καθορισμός στόχων

Εισαγωγή της έννοιας της «δύναμης ώμου»

Πειραματική επιβεβαίωση του κανόνα ισορροπίας μοχλού

Αυτοεκτίμηση

Στάδιο πρακτικής εμπέδωσης της αποκτηθείσας γνώσης: επίλυση προβλημάτων

Λύνω προβλήματα

Αξιολόγηση από ομοτίμους

Στάδιο ενοποίησης του καλυπτόμενου υλικού

Απαντήστε σε ερωτήσεις

Δάσκαλος:

Σήμερα στο μάθημα θα εξετάσουμε τον κόσμο της μηχανικής, θα μάθουμε να συγκρίνουμε και να αναλύουμε. Αλλά πρώτα, ας ολοκληρώσουμε μια σειρά από εργασίες που θα βοηθήσουν να ανοίξει ευρύτερα η μυστηριώδης πόρτα και να δείξουμε όλη την ομορφιά μιας τέτοιας επιστήμης όπως η μηχανική.

Υπάρχουν πολλές εικόνες στην οθόνη:

Οι Αιγύπτιοι χτίζουν μια πυραμίδα (μοχλός).

Ένας άντρας σηκώνει νερό (με τη βοήθεια μιας πύλης) από ένα πηγάδι.

Οι άνθρωποι κυλούν ένα βαρέλι σε ένα πλοίο (κεκλιμένο αεροπλάνο).

Ένας άντρας σηκώνει ένα φορτίο (μπλοκ).

Δάσκαλος: Τι κάνουν αυτοί οι άνθρωποι; (μηχανολογικές εργασίες)

Σχεδιάστε την ιστορία σας:

1. Ποιες προϋποθέσεις είναι απαραίτητες για την εκτέλεση μηχανικών εργασιών;

2. Η μηχανική εργασία είναι …………….

3. Σύμβολομηχανική εργασία

4. Φόρμουλα εργασίας...

5. Ποια είναι η μονάδα μέτρησης για την εργασία;

6. Πώς και από ποιον επιστήμονα ονομάζεται;

7. Σε ποιες περιπτώσεις το έργο είναι θετικό, αρνητικό ή μηδέν;

Δάσκαλος:

Τώρα ας δούμε ξανά αυτές τις εικόνες και ας προσέξουμε πώς αυτοί οι άνθρωποι κάνουν τη δουλειά τους;

(οι άνθρωποι χρησιμοποιούν ένα μακρύ ραβδί, ένα γιακά, μια συσκευή κεκλιμένο επίπεδο, ΟΙΚΟΔΟΜΙΚΟ ΤΕΤΡΑΓΩΝΟ)

Δάσκαλος: Πώς μπορείτε να ονομάσετε αυτές τις συσκευές με μία λέξη;

Φοιτητές: Απλοί μηχανισμοί

Δάσκαλος: Σωστά! Απλοί μηχανισμοί. Για ποιο θέμα πιστεύετε ότι θα μιλήσουμε σήμερα στην τάξη;

Φοιτητές: Περί απλών μηχανισμών.

Δάσκαλος: Σωστά. Το θέμα του μαθήματος μας θα είναι απλοί μηχανισμοί (γράφοντας το θέμα του μαθήματος σε τετράδιο, μια διαφάνεια με το θέμα του μαθήματος)

Ας θέσουμε τους στόχους του μαθήματος:

Μαζί με τα παιδιά:

Μάθετε τι είναι οι απλοί μηχανισμοί.

Εξετάστε τους τύπους απλών μηχανισμών.

Συνθήκη ισορροπίας μοχλού.

Δάσκαλος: Παιδιά, τι πιστεύετε ότι χρησιμοποιούνται οι απλοί μηχανισμοί;

Φοιτητές: Χρησιμοποιούνται για τη μείωση της δύναμης που ασκούμε, δηλ. να το μεταμορφώσει.

Δάσκαλος: Απλοί μηχανισμοί συναντώνται τόσο στην καθημερινότητα όσο και σε όλα τα πολύπλοκα εργοστασιακά μηχανήματα κ.λπ. Παιδιά ποιες οικιακές συσκευές και συσκευές έχουν απλούς μηχανισμούς.

Μαθητές: Β Εργαλεία μοχλού, ψαλίδι, μύλος κρέατος, μαχαίρι, τσεκούρι, πριόνι κ.λπ.

Δάσκαλος: Τι απλός μηχανισμός έχει ένας γερανός;

Φοιτητές: Μοχλός (μπούμα), μπλοκ.

Δάσκαλος: Σήμερα θα ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε έναν από τους τύπους απλών μηχανισμών. Είναι πάνω στο τραπέζι. Τι είδους μηχανισμός είναι αυτός;

Μαθητές: Αυτός είναι ένας μοχλός.

Κρεμάμε βάρη σε έναν από τους βραχίονες του μοχλού και, χρησιμοποιώντας άλλα βάρη, ισορροπούμε τον μοχλό.

Ας δούμε τι έγινε. Βλέπουμε ότι οι ώμοι των βαρών είναι διαφορετικοί μεταξύ τους. Ας κουνήσουμε έναν από τους βραχίονες του μοχλού. Τι βλέπουμε;

Φοιτητές: Μετά την αιώρηση, ο μοχλός επιστρέφει στη θέση ισορροπίας του.

Δάσκαλος: Τι είναι ο μοχλός;

Φοιτητές: Ο μοχλός είναι ένα άκαμπτο σώμα που μπορεί να περιστρέφεται γύρω από έναν σταθερό άξονα.

Δάσκαλος: Πότε είναι ο μοχλός σε ισορροπία;

Φοιτητές:

Επιλογή 1: ο ίδιος αριθμός βαρών στην ίδια απόσταση από τον άξονα περιστροφής.

Επιλογή 2: περισσότερο φορτίο – λιγότερη απόσταση από τον άξονα περιστροφής.

Δάσκαλος: Πώς ονομάζεται αυτή η σχέση στα μαθηματικά;

Φοιτητές: Αντιστρόφως ανάλογη.

Δάσκαλος: Με ποια δύναμη δρουν τα βάρη στο μοχλό;

Φοιτητές: Το βάρος του σώματος λόγω της βαρύτητας της Γης. P=Fκορδόνι = F

Δάσκαλος: Ο κανόνας αυτός καθιερώθηκε από τον Αρχιμήδη τον 3ο αιώνα π.Χ.

Εργο: Χρησιμοποιώντας έναν λοστό, ένας εργαζόμενος σηκώνει ένα κουτί βάρους 120 κιλών. Τι δύναμη ασκεί στον μεγαλύτερο βραχίονα του μοχλού αν το μήκος αυτού του βραχίονα είναι 1,2 m και του μικρότερου βραχίονα είναι 0,3 m. Ποιο θα είναι το κέρδος σε ισχύ; (Απάντηση: Η αύξηση της δύναμης είναι 4)

Επίλυση προβλήματος (ανεξάρτητα με επακόλουθη αμοιβαία επαλήθευση).

1. Η πρώτη δύναμη είναι ίση με 10 N και ο ώμος αυτής της δύναμης είναι 100 cm Ποια είναι η τιμή της δεύτερης δύναμης αν ο ώμος της είναι 10 cm; (Απάντηση: 100 N)

2. Ένας εργάτης χρησιμοποιώντας μοχλό σηκώνει φορτίο βάρους 1000 N, ενώ ασκεί δύναμη 500 N. Ποιος είναι ο βραχίονας της μεγαλύτερης δύναμης αν ο βραχίονας της μικρότερης δύναμης είναι 100 cm; (Απάντηση: 50 cm)

Συνοψίζοντας.

Ποιοι μηχανισμοί ονομάζονται απλοί;

Τι είδους απλούς μηχανισμούς γνωρίζετε;

Τι είναι ο μοχλός;

Τι είναι η μόχλευση;

Ποιος είναι ο κανόνας για την ισορροπία του μοχλού;

Ποια είναι η σημασία των απλών μηχανισμών στη ζωή του ανθρώπου;

2. Καταγράψτε τους απλούς μηχανισμούς που βρίσκετε στο σπίτι και αυτούς που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι Καθημερινή ζωή, καταγράφοντας τα στον πίνακα:

3. Επιπλέον. Ετοιμάστε μια αναφορά για έναν απλό μηχανισμό που χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή και την τεχνολογία.

Αντανάκλαση.

Συμπληρώστε τις προτάσεις:

τώρα ξέρω, …………………………………………………………..

Συνειδητοποίησα ότι…………………………………………………………………………………

Εγώ μπορώ…………………………………………………………………….

Μπορώ να βρω (συγκρίνω, αναλύω κ.λπ.) …………………….

Το έκανα μόνος μου σωστά…………………………………

Εφάρμοσα το διδαχθέν υλικό σε ένα συγκεκριμένο κατάσταση ζωής ………….

Μου άρεσε (δεν μου άρεσε) το μάθημα ………………………………………

Από αμνημονεύτων χρόνων, η ανθρωπότητα χρησιμοποιεί διάφορους μηχανισμούς που έχουν σχεδιαστεί για να διευκολύνουν σωματική εργασία. Ένα από αυτά είναι η μόχλευση. Τι φαντάζεται...

Συνθήκη ισορροπίας μοχλού. Κανόνας στιγμών. Απλοί μηχανισμοί. Προβλήματα και λύσεις

Από το Masterweb

Από αμνημονεύτων χρόνων, η ανθρωπότητα χρησιμοποιεί διάφορους μηχανισμούς που έχουν σχεδιαστεί για να διευκολύνουν τη σωματική εργασία. Ένα από αυτά είναι η μόχλευση. Τι είναι, ποια είναι η ιδέα της χρήσης του και επίσης ποια είναι η προϋπόθεση για την ισορροπία του μοχλού αυτό το άρθρο είναι αφιερωμένο στην εξέταση όλων αυτών των θεμάτων.

Πότε άρχισε η ανθρωπότητα να εφαρμόζει την αρχή της μόχλευσης;

Είναι δύσκολο να απαντηθεί επακριβώς αυτό το ερώτημα, αφού απλοί μηχανισμοί ήταν ήδη γνωστοί στους αρχαίους Αιγύπτιους και Μεσοποτάμιους ήδη από το 3000 π.Χ.

Ένας από αυτούς τους μηχανισμούς είναι ο λεγόμενος μοχλός γερανού. Ήταν ένα μακρύ κοντάρι, που βρισκόταν πάνω σε στήριγμα. Το τελευταίο εγκαταστάθηκε πιο κοντά στο ένα άκρο του στύλου. Στην άκρη ήταν δεμένο ένα σκεύος, που ήταν πιο μακριά από το σημείο στήριξης, και στην άλλη τοποθετούνταν κάποιο αντίβαρο, για παράδειγμα, μια πέτρα. Το σύστημα ρυθμίστηκε με τέτοιο τρόπο ώστε ένα μισογεμάτο δοχείο να οδηγεί σε οριζόντια θέση του στύλου.

Ο μοχλός του γερανού χρησίμευε για την ανύψωση του νερού από ένα πηγάδι, ποτάμι ή άλλη κοιλότητα στο επίπεδο όπου βρισκόταν ένα άτομο. Εφαρμόζοντας μια μικρή δύναμη σε ένα σκάφος, ένα άτομο θα το κατέβαζε σε μια πηγή νερού, το δοχείο θα γέμιζε με υγρό και, στη συνέχεια, ασκώντας μια μικρή δύναμη στο άλλο άκρο ενός στύλου αντίβαρου, το εν λόγω σκάφος θα μπορούσε να ανυψωθεί.

Ο θρύλος του Αρχιμήδη και το πλοίο

Όλοι γνωρίζουν τον αρχαίο Έλληνα φιλόσοφο από την πόλη των Συρακουσών, Αρχιμήδη, ο οποίος στα έργα του όχι μόνο περιέγραψε την αρχή της λειτουργίας απλών μηχανισμών (μοχλός, κεκλιμένη σανίδα), αλλά έδωσε και τους αντίστοιχους μαθηματικούς τύπους. Η φράση του παραμένει διάσημη μέχρι σήμερα:

Δώσε μου ένα βήμα και θα κινήσω αυτόν τον κόσμο!

Όπως γνωρίζετε, κανείς δεν του παρείχε τέτοια υποστήριξη και η Γη παρέμεινε στη θέση της. Ωστόσο, αυτό που ο Αρχιμήδης μπόρεσε πραγματικά να κινήσει ήταν το πλοίο. Ένας από τους θρύλους του Πλούταρχου (έργο " Παράλληλες ζωέςΛέει τα εξής: Ο Αρχιμήδης, σε μια επιστολή του προς τον φίλο του, τον βασιλιά των Συρακουσών Ιέρωνα, είπε ότι μπορούσε να κινήσει μόνος του όσο βάρος ήθελε, υπό προϋποθέσεις. Ο Ιέρων εξεπλάγη από τη δήλωση του φιλοσόφου και του ζήτησε να δείξε τι μιλούσε ο Αρχιμήδης συμφώνησε νερό τραβώντας τα σχοινιά, ασκώντας παράλληλα λίγη δύναμη.

Εξαρτήματα μοχλού

Παρά το γεγονός ότι μιλάμε για έναν αρκετά απλό μηχανισμό, εξακολουθεί να έχει μια συγκεκριμένη δομή. Φυσικά, αποτελείται από δύο κύρια μέρη: έναν στύλο ή δοκό και ένα στήριγμα. Όταν εξετάζουμε προβλήματα, ο στύλος θεωρείται ως αντικείμενο που αποτελείται από δύο (ή έναν) βραχίονες. Ο ώμος είναι το τμήμα του στύλου που είναι σε σχέση με το στήριγμα στη μία πλευρά. Το μήκος του βραχίονα παίζει σημαντικό ρόλο στην αρχή λειτουργίας του εξεταζόμενου μηχανισμού.

Όταν εξετάζουμε έναν μοχλό σε δράση, προκύπτουν δύο πρόσθετα στοιχεία: η ασκούμενη δύναμη και η αντίθετη δύναμη σε αυτόν. Η πρώτη επιδιώκει να θέσει σε κίνηση ένα αντικείμενο που δημιουργεί μια αντίθετη δύναμη.

Συνθήκη ισορροπίας μοχλού στη φυσική

Έχοντας εξοικειωθεί με τη δομή αυτού του μηχανισμού, παρουσιάζουμε έναν μαθηματικό τύπο, χρησιμοποιώντας τον οποίο μπορούμε να πούμε ποιος από τους βραχίονες μοχλού θα κινηθεί και προς ποια κατεύθυνση ή, αντίθετα, ολόκληρη η συσκευή θα είναι σε ηρεμία. Ο τύπος μοιάζει με:

όπου F1 και F2 είναι οι δυνάμεις δράσης και αντίδρασης, αντίστοιχα, l1 και l2 είναι τα μήκη των βραχιόνων στους οποίους εφαρμόζονται αυτές οι δυνάμεις.

Αυτή η έκφραση μας επιτρέπει να μελετήσουμε τις συνθήκες ισορροπίας ενός μοχλού που έχει άξονα περιστροφής. Έτσι, εάν ο βραχίονας l1 είναι μεγαλύτερος από l2, τότε θα χρειαστεί μικρότερη τιμή F1 για να εξισορροπηθεί η δύναμη F2. Αντίθετα, εάν l2 > l1, τότε για να εξουδετερωθεί η δύναμη F2 θα χρειαστεί να εφαρμοστεί ένα μεγάλο F1. Αυτά τα συμπεράσματα μπορούν να ληφθούν ξαναγράφοντας την παραπάνω έκφραση με την ακόλουθη μορφή:

Όπως φαίνεται, οι δυνάμεις που εμπλέκονται στη διαδικασία σχηματισμού ισορροπίας σχετίζονται αντιστρόφως με το μήκος των βραχιόνων του μοχλού.

Ποια είναι τα κέρδη και οι ζημίες κατά τη χρήση μόχλευσης;

Ένα σημαντικό συμπέρασμα προκύπτει από τους παραπάνω τύπους: με τη βοήθεια ενός μακριού βραχίονα και χαμηλής δύναμης, μπορείτε να μετακινήσετε αντικείμενα με τεράστια μάζα. Αυτό είναι αλήθεια και πολλοί μπορεί να πιστεύουν ότι η χρήση μόχλευσης οδηγεί στη νίκη. Αλλά αυτό δεν είναι αλήθεια. Η εργασία είναι μια ποσότητα ενέργειας που δεν μπορεί να δημιουργηθεί από το τίποτα.

Ας αναλύσουμε τη λειτουργία ενός απλού μοχλού που έχει δύο μοχλούς l1 και l2. Αφήστε ένα φορτίο βάρους P να τοποθετηθεί στο άκρο του βραχίονα l2 (F2 = P). Ένα άτομο εφαρμόζει μια δύναμη F1 στο άκρο του άλλου βραχίονα και σηκώνει αυτό το φορτίο σε ύψος h. Τώρα, ας υπολογίσουμε το έργο κάθε δύναμης και ας εξισώσουμε τα αποτελέσματα που προέκυψαν. Παίρνουμε:

Η δύναμη F2 ενήργησε κατά μήκος μιας κατακόρυφης διαδρομής μήκους h, με τη σειρά της η F1 ενεργούσε επίσης κατά μήκος της κατακόρυφου, αλλά είχε ήδη εφαρμοστεί στον άλλο βραχίονα, το άκρο του οποίου κινήθηκε κατά άγνωστο ποσό x. Για να το βρείτε, πρέπει να αντικαταστήσετε τον τύπο για τη σύνδεση μεταξύ των δυνάμεων και των βραχιόνων μοχλού στην τελευταία έκφραση. Εκφράζοντας x, έχουμε:

x = F2 * h / F1 = l1 * h / l2.

Αυτή η ισότητα δείχνει ότι εάν l1 > l2, τότε F2 > F1 και x > h, δηλαδή εφαρμόζοντας μια μικρή δύναμη, μπορείτε να σηκώσετε ένα φορτίο με μεγάλο βάρος, αλλά θα πρέπει να μετακινήσετε τον αντίστοιχο μοχλό βραχίονα (l1) μεγαλύτερη απόσταση. Αντίστροφα, εάν l1

Έτσι, ο μοχλός δεν παρέχει κέρδος στην εργασία, επιτρέπει μόνο την ανακατανομή του είτε προς όφελος της λιγότερης εφαρμοζόμενης δύναμης είτε υπέρ ενός μεγαλύτερου εύρους κίνησης του αντικειμένου. Στο υπό συζήτηση θέμα της φυσικής, λειτουργεί μια γενική φιλοσοφική αρχή: κάθε κέρδος αντισταθμίζεται από κάποια απώλεια.

Τύποι μοχλών

Ανάλογα με τα σημεία εφαρμογής της δύναμης και τη θέση του στηρίγματος, διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι αυτού του μηχανισμού:

• Το πρώτο είδος: το υπομόχλιο βρίσκεται μεταξύ δύο δυνάμεων F1 και F2, επομένως το μήκος των βραχιόνων θα καθορίσει το όφελος ενός τέτοιου μοχλού. Ένα παράδειγμα είναι το συνηθισμένο ψαλίδι.
• Δεύτερο είδος. Εδώ η δύναμη ενάντια στην οποία γίνεται η εργασία βρίσκεται μεταξύ του στηρίγματος και της ασκούμενης δύναμης. Αυτός ο τύπος σχεδίασης σημαίνει ότι πάντα θα υπάρχει κέρδος σε ισχύ και απώλεια σε ταξίδι και ταχύτητα. Ένα παράδειγμα αυτού είναι το καρότσι κήπου.
• Τρίτο είδος. Η τελευταία επιλογή που απομένει να εφαρμοστεί σε αυτό το απλό σχέδιο είναι η θέση της ασκούμενης δύναμης μεταξύ του στηρίγματος και της αντίθετης δύναμης. Σε αυτή την περίπτωση, υπάρχει ένα κέρδος στο δρόμο, αλλά μια απώλεια ισχύος. Ένα παράδειγμα θα ήταν τα τσιμπιδάκια.

Η έννοια της ροπής δύναμης

Κάθε πρόβλημα στη μηχανική που περιλαμβάνει την έννοια ενός άξονα ή ενός σημείου περιστροφής αντιμετωπίζεται χρησιμοποιώντας τον κανόνα των ροπών δυνάμεων. Δεδομένου ότι το στήριγμα του μοχλού είναι επίσης ένας άξονας (σημείο) γύρω από τον οποίο περιστρέφεται το σύστημα, η ροπή δύναμης χρησιμοποιείται επίσης για την αξιολόγηση της ισορροπίας αυτού του μηχανισμού. Εννοείται ως ποσότητα στη φυσική ίση με το γινόμενο της μόχλευσης και της ενεργού δύναμης, δηλαδή:

Δεδομένου αυτού του ορισμού, η κατάσταση ισορροπίας του μοχλού μπορεί να ξαναγραφεί ως εξής:

M1 = M2, όπου M1 = l1 * F1 και M2 = l2 * F2.

Η ροπή M είναι προσθετικότητα, που σημαίνει ότι η συνολική ροπή δύναμης για το υπό εξέταση σύστημα μπορεί να ληφθεί με τη συνήθη πρόσθεση όλων των ροπών που δρουν σε αυτό. Ωστόσο, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη το πρόσημο τους (η δύναμη που προκαλεί το σύστημα να περιστρέφεται αριστερόστροφα δημιουργεί μια θετική ροπή +M και αντίστροφα). Με αυτά τα λόγια, ο κανόνας της στιγμής για έναν μοχλό σε ισορροπία θα μοιάζει με αυτό:

Ο μοχλός χάνει την ισορροπία του όταν M1 ≠ M2.

Πού χρησιμοποιείται η αρχή της μόχλευσης;

Μερικά παραδείγματα χρήσης αυτού του απλού μηχανισμού, γνωστού από την αρχαιότητα, έχουν ήδη δοθεί παραπάνω. Ακολουθούν μερικά μόνο επιπλέον παραδείγματα:

• Πένσα: μοχλός 1ου είδους, που σας επιτρέπει να δημιουργήσετε τεράστιες δυνάμεις λόγω του μικρού μήκους των βραχιόνων l2, όπου βρίσκονται τα δόντια του εργαλείου.
• Ανοιχτήρι για κονσέρβες και καπάκια μπουκαλιών: αυτός είναι ένας μοχλός 2ης κατηγορίας, επομένως δίνει πάντα κέρδος στην εφαρμοσμένη προσπάθεια.
• Καλάμι ψαρέματος: μοχλός 3ου είδους, που σας επιτρέπει να μετακινήσετε το άκρο του καλαμιού με πλωτήρα, βυθιστή και γάντζο σε μεγάλα πλάτη. Η απώλεια δύναμης γίνεται αισθητή όταν ο ψαράς δυσκολεύεται να βγάλει το ψάρι από το νερό, ακόμα κι αν το βάρος του δεν ξεπερνά τα 0,5 κιλά.

Ο ίδιος ο άνθρωπος, με τις αρθρώσεις, τους μύες, τα οστά και τους τένοντες του, είναι ένα ζωντανό παράδειγμα ενός συστήματος με πολλούς διαφορετικούς μοχλούς.

Η λύση του προβλήματος

Χρησιμοποιούμε τη συνθήκη ισορροπίας μοχλού που συζητήθηκε στο άρθρο για να λύσουμε ένα απλό πρόβλημα. Είναι απαραίτητο να υπολογιστεί κατά προσέγγιση το μήκος του μοχλοβραχίονα, ασκώντας δύναμη στο άκρο του οποίου, ο Αρχιμήδης μπόρεσε να σηκώσει το πλοίο, όπως το περιγράφει ο Πλούταρχος.

Για να το λύσουμε αυτό, εισάγουμε τις ακόλουθες παραδοχές: λαμβάνουμε υπόψη μια ελληνική τριήρη με εκτόπισμα 90 τόνων και υποθέτουμε ότι η στήριξη του μοχλού ήταν 1 μέτρο από το κέντρο μάζας της. Δεδομένου ότι ο Αρχιμήδης, σύμφωνα με το μύθο, μπορούσε εύκολα να σηκώσει το πλοίο, θα υποθέσουμε ότι για αυτό άσκησε δύναμη ίση με το μισό του βάρους του, δηλαδή περίπου 400 N (για μάζα 82 κιλών). Στη συνέχεια, εφαρμόζοντας την κατάσταση ισορροπίας του μοχλού, παίρνουμε:

F1 * l1 = F2 * l2 => l1 = F2 * l2 / F1 = m * g * l2 / F1 = 90000 * 9,81 * 1/400 ≈ 2,2 km.

Ακόμα κι αν αυξήσετε την εφαρμοζόμενη δύναμη στο βάρος του ίδιου του Αρχιμήδη και φέρετε το στήριγμα δύο φορές πιο κοντά, θα έχετε μήκος βραχίονα περίπου 500 μέτρα, που είναι επίσης μεγάλη τιμή. Πιθανότατα, ο θρύλος του Πλούταρχου είναι υπερβολή για να καταδείξει την αποτελεσματικότητα του μοχλού και ο Αρχιμήδης στην πραγματικότητα δεν σήκωσε το πλοίο πάνω από το νερό.

Kievyan Street, 16 0016 Armenia, Yerevan +374 11 233 255

§ 35. ΣΤΙΓΜΗ ΔΥΝΑΜΗΣ. ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ ΜΟΧΛΟΥ

Ο μοχλός είναι ο απλούστερος και όχι ο αρχαιότερος μηχανισμός που χρησιμοποιεί ένας άνθρωπος. Ψαλίδι, κόφτες καλωδίων, φτυάρι, πόρτα, κουπί, τιμόνι και πόμολο αλλαγής ταχυτήτων σε ένα αυτοκίνητο λειτουργούν με την αρχή του μοχλού. Ήδη κατά την κατασκευή των αιγυπτιακών πυραμίδων, πέτρες βάρους δέκα τόνων ανυψώθηκαν με μοχλούς.

Μοχλός βραχίονας. Κανόνας μόχλευσης

Ο μοχλός είναι μια ράβδος που μπορεί να περιστρέφεται γύρω από έναν σταθερό άξονα. Άξονας Ο, κάθετος στο επίπεδο του σχήματος 35.2. Ο δεξιός βραχίονας ενός μοχλού μήκους l 2 ασκείται από μια δύναμη F 2 , και ο αριστερός βραχίονας ενός μοχλού μήκους l 1 ασκείται από μια δύναμη F 1 Τα μήκη των βραχιόνων μοχλού l 1 και l 2 μετρώνται από τον άξονα περιστροφής Ο προς τις αντίστοιχες γραμμές δύναμης F 1 και F 2 .

Έστω οι δυνάμεις F 1 και F 2 τέτοιες ώστε ο μοχλός να μην περιστρέφεται. Τα πειράματα δείχνουν ότι στην περίπτωση αυτή ικανοποιείται η ακόλουθη συνθήκη:

F 1 ∙ l 1 = F 2 ∙ l 2 . (35.1)

Ας ξαναγράψουμε αυτή την ισότητα διαφορετικά:

F 1 /F 2 =l 2 /l 1. (35.2)

Η έννοια της έκφρασης (35.2) έχει ως εξής: πόσες φορές ο ώμος l 2 είναι μεγαλύτερος από τον ώμο l 1, όσες φορές το μέγεθος της δύναμης F 1 είναι μεγαλύτερο από το μέγεθος της δύναμης F 2 Αυτή η δήλωση ονομάζεται κανόνας μόχλευσης και η αναλογία F 1 / F 2 είναι το κέρδος σε δύναμη.

Ενώ παίρνουμε δύναμη, χάνουμε σε απόσταση, αφού πρέπει να χαμηλώσουμε πολύ τον δεξιό μας ώμο για να σηκώσουμε ελαφρώς το αριστερό άκρο του μοχλοβραχίονα.

Όμως τα κουπιά του σκάφους είναι στερεωμένα στα κουπιά, έτσι ώστε να τραβάμε τον κοντό βραχίονα του μοχλού, ασκώντας σημαντική δύναμη, αλλά έχουμε κέρδος στην ταχύτητα στο τέλος του μακριού βραχίονα (Εικ. 35.3).

Εάν οι δυνάμεις F 1 και F 2 είναι ίσες σε μέγεθος και κατεύθυνση, τότε ο μοχλός θα βρίσκεται σε ισορροπία με την προϋπόθεση ότι l 1 = l 2, δηλαδή ο άξονας περιστροφής βρίσκεται στη μέση. Φυσικά, σε αυτή την περίπτωση δεν θα έχουμε κανένα κέρδος σε δύναμη. Το τιμόνι του αυτοκινήτου είναι ακόμα πιο ενδιαφέρον (Εικ. 35.4).

Ρύζι. 35.1. Εργαλείο

Ρύζι. 35.2. Μοχλός βραχίονας

Ρύζι. 35.3. Τα κουπιά σας δίνουν ώθηση ταχύτητας

Ρύζι. 35.4. Πόσους μοχλούς βλέπετε σε αυτή τη φωτογραφία;

Στιγμή δύναμης. Συνθήκη ισορροπίας μοχλού

Ο βραχίονας δύναμης l είναι η μικρότερη απόσταση από τον άξονα περιστροφής μέχρι τη γραμμή δράσης της δύναμης. Στην περίπτωση (Εικ. 35.5), όταν η γραμμή δράσης της δύναμης F σχηματίζει οξεία γωνία με το κλειδί, ο βραχίονας της δύναμης l είναι μικρότερος από τον βραχίονα l 2 στη θήκη (Εικ. 35.6), όπου η δύναμη ενεργεί κάθετα στο κλειδί.

Ρύζι. 35,5. Μόχλευση l λιγότερο

Το γινόμενο της δύναμης F και του μήκους του βραχίονα l ονομάζεται ροπή δύναμης και συμβολίζεται με το γράμμα M:

M = F ∙ l. (35.3)

Η ροπή της δύναμης μετριέται σε Nm. Στην περίπτωση (Εικ. 35.6), είναι πιο εύκολο να περιστρέψουμε το παξιμάδι, γιατί η ροπή δύναμης με την οποία ενεργούμε στο κλειδί είναι μεγαλύτερη.

Από τη σχέση (35.1) προκύπτει ότι στην περίπτωση που ασκούνται δύο δυνάμεις στον μοχλό (Εικ. 35.2), προϋπόθεση για την απουσία περιστροφής του μοχλού είναι η ροπή της δύναμης που προσπαθεί να τον περιστρέψει δεξιόστροφα (F 2 ∙ l 2) πρέπει να ισούται με τη στιγμή της δύναμης που προσπαθεί να περιστρέψει το μοχλό αριστερόστροφα (F 1 ∙ l 1).

Εάν σε έναν μοχλό ασκούνται περισσότερες από δύο δυνάμεις, ο κανόνας για την ισορροπία του μοχλού ακούγεται ως εξής: ο μοχλός δεν περιστρέφεται γύρω από έναν σταθερό άξονα εάν το άθροισμα των ροπών όλων των δυνάμεων που περιστρέφουν το σώμα δεξιόστροφα είναι ίσο με το άθροισμα των στιγμές όλων των δυνάμεων που το περιστρέφουν αριστερόστροφα.

Εάν οι ροπές των δυνάμεων είναι ισορροπημένες, ο μοχλός περιστρέφεται προς την κατεύθυνση που τον περιστρέφει η μεγαλύτερη ροπή.

Παράδειγμα 35.1

Ένα φορτίο βάρους 200 g αιωρείται από τον αριστερό βραχίονα ενός μοχλού μήκους 15 cm Σε ποια απόσταση από τον άξονα περιστροφής πρέπει να αναρτηθεί ένα φορτίο 150 g έτσι ώστε ο μοχλός να βρίσκεται σε ισορροπία;

Ρύζι. 35.6. Ο ώμος l είναι μεγαλύτερος

Λύση: Η ροπή του πρώτου φορτίου (Εικ. 35.7) ισούται με: M 1 = m 1 g ∙ l 1.

Ροπή του δεύτερου φορτίου: M 2 = m 2 g ∙ l 2.

Σύμφωνα με τον κανόνα ισορροπίας μοχλού:

M 1 = M 2, ή m 1 ∙ l 1 = m 2 g ∙ l 2.

Ως εκ τούτου: l 2 = .

Υπολογισμοί: l 2 = = 20 cm.

Απάντηση: Το μήκος του δεξιού βραχίονα του μοχλού στη θέση ισορροπίας είναι 20 cm.

Εξοπλισμός: ελαφρύ και αρκετά δυνατό σύρμα μήκους περίπου 15 cm, συνδετήρες, χάρακας, κλωστή.

Πρόοδος. Τοποθετήστε μια θηλιά κλωστής στο σύρμα. Περίπου στη μέση του σύρματος, σφίξτε σφιχτά τη θηλιά. Στη συνέχεια, κρεμάστε το σύρμα σε μια κλωστή (κολλώντας το νήμα, ας πούμε, ενός επιτραπέζιου φωτιστικού). Ισορροπήστε το καλώδιο μετακινώντας τον βρόχο.

Τοποθετήστε το μοχλό και στις δύο πλευρές του κέντρου με αλυσίδες διαφορετικού αριθμού συνδετήρων και επιτύχετε ισορροπία (Εικ. 35.8). Μετρήστε τα μήκη των βραχιόνων l 1 και l 2 με ακρίβεια 0,1 cm Θα μετρήσουμε τη δύναμη σε «κλιπ». Καταγράψτε τα αποτελέσματά σας σε πίνακα.

Ρύζι. 35.8. Μελέτη Ισορροπίας Μοχλού

Συγκρίνετε τις τιμές των Α και Β. Βγάλτε ένα συμπέρασμα.

Ενδιαφέρον να γνωρίζεις.

*Προβλήματα με το ακριβές ζύγισμα.

Ο μοχλός χρησιμοποιείται σε ζυγαριά και η ακρίβεια της ζύγισης εξαρτάται από την ακρίβεια του μήκους των χεριών που ταιριάζει.

Οι σύγχρονες αναλυτικές ζυγαριές μπορούν να ζυγίζουν με ακρίβεια δέκα εκατομμυριοστό του γραμμαρίου ή 0,1 μικρογραμμάρια (Εικ. 35.9). Επιπλέον, υπάρχουν δύο τύποι τέτοιων ζυγών: άλλοι για τη ζύγιση ελαφρών φορτίων, άλλοι - βαριές. Μπορείτε να δείτε τον πρώτο τύπο σε φαρμακείο, εργαστήριο κοσμημάτων ή χημικό εργαστήριο.

Οι μεγάλες ζυγαριές φορτίου μπορούν να ζυγίζουν φορτία έως και έναν τόνο, αλλά εξακολουθούν να είναι πολύ ευαίσθητες. Εάν πατήσετε ένα τέτοιο βάρος και μετά εκπνεύσετε τον αέρα από τους πνεύμονές σας, αυτό θα αντιδράσει.

Οι υπερμικροζυγοί μετρούν τη μάζα με ακρίβεια 5 ∙ 10 -11 g (πεντακόσια δισεκατομμυριοστά του γραμμαρίου!)

Όταν ζυγίζετε σε ζυγαριά ακριβείας, προκύπτουν πολλά προβλήματα:

α) Όσο σκληρά κι αν προσπαθήσετε, οι βραχίονες του βραχίονα του rocker εξακολουθούν να μην είναι ίσοι.

β) Τα λέπια, αν και μικρά, διαφέρουν σε μάζα.

γ) Ξεκινώντας από ένα ορισμένο όριο ακρίβειας, το βάρος αρχίζει να αντιδρά στη δύναμη του αέρα, η οποία είναι πολύ μικρή για σώματα συνηθισμένων μεγεθών.

δ) Όταν τοποθετείτε τη ζυγαριά σε κενό, αυτό το μειονέκτημα μπορεί να εξαλειφθεί, αλλά όταν ζυγίζονται πολύ μικρές μάζες, αρχίζουν να γίνονται αισθητές οι επιπτώσεις των μορίων του αέρα, που δεν μπορούν να αντληθούν πλήρως από καμία αντλία.

Ρύζι. 35,9. Σύγχρονες αναλυτικές ισορροπίες

Δύο τρόποι για να βελτιώσετε την ακρίβεια των ζυγαριών με άνισους βραχίονες.

1. Μέθοδος Taring. Αφαίρεση του φορτίου χρησιμοποιώντας μια χύδην ουσία όπως η άμμος. Στη συνέχεια αφαιρούμε το βάρος και ζυγίζουμε την άμμο. Προφανώς, η μάζα των βαρών είναι ίση με την πραγματική μάζα του φορτίου.

2. Εναλλακτική μέθοδος ζύγισης. Ζυγίζουμε το φορτίο σε μια ζυγαριά, η οποία βρίσκεται, για παράδειγμα, σε ένα βραχίονα μήκους l 1. Έστω η μάζα των βαρών, η οποία οδηγεί σε εξισορρόπηση της ζυγαριάς, να είναι ίση με m 2. Στη συνέχεια ζυγίζουμε το ίδιο φορτίο σε ένα άλλο μπολ, το οποίο βρίσκεται σε ένα βραχίονα μήκους l 2. Παίρνουμε μια ελαφρώς διαφορετική μάζα βαρών m 1. Αλλά και στις δύο περιπτώσεις η πραγματική μάζα του φορτίου είναι m. Και στις δύο ζυγίσεις πληρούταν η εξής προϋπόθεση: m ∙ l 1 =m 2 ∙ l 2 και m ∙ l 2 = m 1 ∙ l 1 . Λύνοντας το σύστημα αυτών των εξισώσεων, παίρνουμε: m = .

Θέμα για έρευνα

35.1. Κατασκευάστε μια ζυγαριά που μπορεί να ζυγίζει έναν κόκκο άμμου και περιγράψτε τα προβλήματα που αντιμετωπίσατε κατά την ολοκλήρωση αυτής της εργασίας.

Ας το συνοψίσουμε

Ο βραχίονας δύναμης l είναι η μικρότερη απόσταση από τον άξονα περιστροφής μέχρι τη γραμμή δράσης της δύναμης.

Η ροπή της δύναμης είναι το γινόμενο της δύναμης του βραχίονα: M = F ∙ l.

Ο μοχλός δεν περιστρέφεται εάν το άθροισμα των ροπών των δυνάμεων που περιστρέφουν το σώμα δεξιόστροφα είναι ίσο με το άθροισμα των ροπών όλων των δυνάμεων που το περιστρέφουν αριστερόστροφα.

Άσκηση 35

1. Σε ποια περίπτωση η μόχλευση δίνει ένα κέρδος σε δύναμη;

2. Σε ποια περίπτωση είναι πιο εύκολο να σφίξετε το παξιμάδι: εικ. 35,5 ή 35,6;

3. Γιατί η λαβή της πόρτας είναι πιο μακριά από τον άξονα περιστροφής;

4. Γιατί μπορείτε να σηκώσετε μεγαλύτερο φορτίο με το χέρι λυγισμένο στον αγκώνα παρά με ένα τεντωμένο χέρι;

5. Είναι πιο εύκολο να κρατήσετε μια μακριά ράβδο οριζόντια κρατώντας την από τη μέση παρά από την άκρη. Γιατί;

6. Ασκώντας δύναμη 5 N σε μοχλοβραχίονα μήκους 80 cm, θέλουμε να εξισορροπήσουμε τη δύναμη των 20 N. Ποιο πρέπει να είναι το μήκος του δεύτερου βραχίονα;

7. Ας υποθέσουμε ότι οι δυνάμεις (Εικ. 35.4) είναι ίσες σε μέγεθος. Γιατί δεν ισορροπούν;

8. Μπορεί ένα αντικείμενο να ισορροπήσει σε μια ζυγαριά, ώστε με την πάροδο του χρόνου η ισορροπία να διαταραχθεί από μόνο του, χωρίς εξωτερικές επιρροές;

9. Υπάρχουν 9 νομίσματα, ένα από αυτά είναι πλαστό. Είναι πιο βαριά από άλλες. Προτείνετε μια διαδικασία με την οποία ένα πλαστό νόμισμα μπορεί να ανιχνευθεί με σαφήνεια σε έναν ελάχιστο αριθμό ζυγίσεων. Δεν υπάρχουν βάρη για ζύγιση.

10. Γιατί ένα φορτίο του οποίου η μάζα είναι μικρότερη από το όριο ευαισθησίας της ζυγαριάς δεν διαταράσσει την ισορροπία τους;

11. Γιατί η ζύγιση ακριβείας γίνεται στο κενό;

12. Σε ποια περίπτωση η ακρίβεια της ζύγισης σε μοχλό ζυγαριά δεν θα εξαρτάται από τη δράση της δύναμης του Αρχιμήδη;

13. Πώς προσδιορίζεται το μήκος του μοχλοβραχίονα;

14. Πώς υπολογίζεται η ροπή της δύναμης;

15. Διατυπώστε τους κανόνες για την ισορροπία του μοχλού.

16. Ποιο είναι το κέρδος σε ισχύ στην περίπτωση της μόχλευσης;

17. Γιατί ο κωπηλάτης πιάνει τον κοντό βραχίονα του μοχλού;

18. Πόσοι μοχλοί φαίνονται στο Σχ. 35,4;

19. Ποια υπόλοιπα ονομάζονται αναλυτικά;

20. Εξηγήστε την έννοια του τύπου (35.2).

3 ιστορία της επιστήμης. Η ιστορία έφτασε στην εποχή μας για το πώς ο βασιλιάς των Συρακουσών, Ιέρων, διέταξε την κατασκευή ενός μεγάλου τριώροφου πλοίου - τριήρης (Εικ. 35.10). Όταν όμως το πλοίο ήταν έτοιμο, αποδείχθηκε ότι δεν μπορούσε να μετακινηθεί ούτε με τις προσπάθειες όλων των κατοίκων του νησιού. Ο Αρχιμήδης επινόησε έναν μηχανισμό αποτελούμενο από μοχλούς και επέτρεψε σε ένα άτομο να εκτοξεύσει το πλοίο. Ο Ρωμαίος ιστορικός Βιτρούβιος μίλησε για αυτό το γεγονός.

Ξέρετε τι είναι μπλοκ; Αυτό είναι ένα στρογγυλό πράγμα με γάντζο που χρησιμοποιείται για την ανύψωση φορτίων σε ύψη στα εργοτάξια.

Μοιάζει με μοχλό; Μετά βίας. Ωστόσο, το μπλοκ είναι επίσης ένας απλός μηχανισμός. Επιπλέον, μπορούμε να μιλήσουμε για τη δυνατότητα εφαρμογής του νόμου της ισορροπίας του μοχλού στο μπλοκ. Πώς είναι αυτό δυνατόν; Ας το καταλάβουμε.

Εφαρμογή του νόμου της ισορροπίας

Το μπλοκ είναι μια συσκευή που αποτελείται από έναν τροχό με μια αυλάκωση μέσα από την οποία περνάει ένα καλώδιο, σχοινί ή αλυσίδα, καθώς και ένα κλιπ με ένα άγκιστρο στερεωμένο στον άξονα του τροχού. Το μπλοκ μπορεί να είναι σταθερό ή κινητό. Ένα σταθερό μπλοκ έχει σταθερό άξονα και δεν κινείται κατά την ανύψωση ή το κατέβασμα φορτίου. Το ακίνητο μπλοκ βοηθά στην αλλαγή της κατεύθυνσης της δύναμης. Πετώντας ένα σχοινί πάνω από ένα τέτοιο μπλοκ, αναρτημένο στην κορυφή, μπορούμε να σηκώσουμε το φορτίο προς τα πάνω, ενώ εμείς είμαστε από κάτω. Ωστόσο, η χρήση ενός σταθερού μπλοκ δεν μας δίνει κανένα κέρδος σε δύναμη. Μπορούμε να φανταστούμε ένα μπλοκ με τη μορφή ενός μοχλού που περιστρέφεται γύρω από ένα σταθερό στήριγμα - τον άξονα του μπλοκ. Τότε η ακτίνα του μπλοκ θα είναι ίση με τους βραχίονες που εφαρμόζονται και στις δύο πλευρές των δυνάμεων - τη δύναμη έλξης του σχοινιού μας με ένα φορτίο στη μία πλευρά και τη βαρυτική δύναμη του φορτίου από την άλλη. Οι ώμοι θα είναι ίσοι, οπότε δεν υπάρχει κέρδος σε δύναμη.

Η κατάσταση είναι διαφορετική με ένα κινούμενο μπλοκ. Το κινούμενο μπλοκ κινείται μαζί με το φορτίο, σαν να βρίσκεται σε ένα σχοινί. Σε αυτήν την περίπτωση, το υπομόχλιο σε κάθε στιγμή του χρόνου θα βρίσκεται στο σημείο επαφής του μπλοκ με το σχοινί στη μία πλευρά, η πρόσκρουση του φορτίου θα εφαρμοστεί στο κέντρο του μπλοκ, όπου είναι προσαρτημένο στον άξονα , και η δύναμη έλξης θα εφαρμοστεί στο σημείο επαφής με το σχοινί στην άλλη πλευρά του μπλοκ. Δηλαδή, ο ώμος του σωματικού βάρους θα είναι η ακτίνα του μπλοκ και ο ώμος της δύναμης της ώθησής μας θα είναι η διάμετρος. Η διάμετρος, όπως είναι γνωστό, είναι διπλάσια της ακτίνας κατά συνέπεια, οι βραχίονες διαφέρουν σε μήκος κατά δύο φορές και το κέρδος σε δύναμη που λαμβάνεται με τη βοήθεια ενός κινητού μπλοκ είναι ίσο με δύο. Στην πράξη, χρησιμοποιείται ένας συνδυασμός ενός σταθερού μπλοκ και ενός κινητού μπλοκ. Ένα σταθερό μπλοκ που είναι προσαρτημένο στο πάνω μέρος δεν παρέχει καμία ενίσχυση στη δύναμη, αλλά βοηθά στην ανύψωση του φορτίου ενώ στέκεστε από κάτω. Και το κινούμενο μπλοκ, κινούμενο μαζί με το φορτίο, διπλασιάζει την ασκούμενη δύναμη, βοηθώντας στην ανύψωση μεγάλων φορτίων σε ύψος.

Ο χρυσός κανόνας της μηχανικής

Τίθεται το ερώτημα: οι συσκευές που χρησιμοποιούνται παρέχουν οφέλη στη λειτουργία; Το έργο είναι το γινόμενο της απόστασης που διανύθηκε και της δύναμης που εφαρμόζεται. Σκεφτείτε έναν μοχλό με βραχίονες που διαφέρουν κατά δύο φορές στο μήκος του βραχίονα. Αυτός ο μοχλός θα μας δώσει διπλάσιο κέρδος σε δύναμη, ωστόσο, διπλάσια μόχλευση θα ταξιδέψει διπλάσια. Δηλαδή, παρά το κέρδος σε δύναμη, η δουλειά που θα γίνει θα είναι η ίδια. Αυτή είναι η ισότητα εργασίας όταν χρησιμοποιούμε απλούς μηχανισμούς: πόσες φορές αποκτάμε δύναμη, πόσες φορές χάνουμε σε απόσταση. Αυτός ο κανόνας ονομάζεται χρυσός κανόνας της μηχανικής, και ισχύει για όλους απολύτως τους απλούς μηχανισμούς. Επομένως, απλοί μηχανισμοί διευκολύνουν τη δουλειά ενός ατόμου, αλλά δεν μειώνουν τη δουλειά που κάνει. Απλώς βοηθούν στη μετάφραση ενός τύπου προσπάθειας σε άλλο, πιο βολικό σε μια συγκεκριμένη κατάσταση.

Δημοτικό δημοσιονομικό εκπαιδευτικό ίδρυμα Mikheykovskaya δευτεροβάθμια εκπαίδευση, περιοχή Yartsevo, περιοχή Smolensk Μάθημα με θέμα «Απλοί μηχανισμοί. Εφαρμογή του νόμου της ισορροπίας ενός μοχλού σε ένα μπλοκ" 7η τάξη Συντάχθηκε και διεξήχθη από έναν καθηγητή φυσικής της υψηλότερης κατηγορίας Sergey Pavlovich Lavnyuzhenkov 2016 - 2017 ακαδημαϊκό έτος Στόχοι μαθήματος (προγραμματισμένα μαθησιακά αποτελέσματα): Προσωπικά: ανάπτυξη της ικανότητας διαχείρισης εκπαιδευτικές δραστηριότητες; ανάπτυξη ενδιαφέροντος για τη φυσική κατά την ανάλυση φυσικών φαινομένων. σχηματισμός κινήτρων με τον καθορισμό γνωστικών καθηκόντων. ανάπτυξη της ικανότητας διεξαγωγής διαλόγου στη βάση ίσων σχέσεων και αμοιβαίου σεβασμού· ανάπτυξη της ανεξαρτησίας στην απόκτηση νέων γνώσεων και πρακτικών δεξιοτήτων· ανάπτυξη προσοχής, μνήμης, λογικής και δημιουργικής σκέψης. επίγνωση των γνώσεων των μαθητών· Μετα-θέμα: ανάπτυξη της ικανότητας δημιουργίας ιδεών. αναπτύσσουν την ικανότητα να καθορίζουν τους στόχους και τους στόχους των δραστηριοτήτων· διεξαγωγή πειραματικής μελέτης σύμφωνα με το προτεινόμενο σχέδιο· να διατυπώσει ένα συμπέρασμα με βάση τα αποτελέσματα του πειράματος· να αναπτύξουν δεξιότητες επικοινωνίας κατά την οργάνωση της εργασίας· αξιολογήστε και αναλύστε ανεξάρτητα τις δικές σας δραστηριότητες από την προοπτική των αποτελεσμάτων που αποκτήθηκαν. χρησιμοποιήστε διάφορες πηγές για να λάβετε πληροφορίες. Θέμα: ανάπτυξη μιας ιδέας απλών μηχανισμών. ανάπτυξη της ικανότητας αναγνώρισης μοχλών, μπλοκ, κεκλιμένων επιπέδων, πυλών, σφηνών. οι απλοί μηχανισμοί παρέχουν κέρδη σε δύναμη. ανάπτυξη της ικανότητας να σχεδιάζει και να διεξάγει ένα πείραμα και να διατυπώνει ένα συμπέρασμα με βάση τα αποτελέσματα του πειράματος. Πρόοδος του μαθήματος Νο σελ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Δραστηριότητες δασκάλου Δραστηριότητες μαθητή Σημειώσεις Οργανωτικό στάδιο Προετοιμασία για το μάθημα Στάδιο επανάληψης και έλεγχος κατάκτησης της καλυπτόμενης ύλης Εργασία με εικόνες, εργασία σε ζευγάρια - προφορική ιστορία Σύμφωνα με. στο σχέδιο, αμοιβαία δοκιμή της γνώσης Στάδιο ενημέρωσης γνώσης , καθορισμός στόχων Στάδιο οργανωτικής δραστηριότητας: βοήθεια και έλεγχος της εργασίας των μαθητών Fizminutka Στάδιο οργανωτικής δραστηριότητας: πρακτική εργασία, πραγματοποίηση και καθορισμός στόχων Στάδιο πρακτικής ενοποίησης της αποκτηθείσας γνώσης: Στάδιο επίλυσης προβλημάτων εμπέδωσης της καλυπτόμενης ύλης Εισαγωγή της έννοιας «απλοί μηχανισμοί», εργασία με σχολικό βιβλίο, σύνταξη διαγράμματος Αυτοαξιολόγηση Φυσικές ασκήσεις Συναρμολόγηση της εγκατάστασης Εισαγωγή της έννοιας «μοχλός», καθορισμός στόχων Εισαγωγή της έννοιας « μόχλευση δύναμης» Πειραματική επιβεβαίωση του κανόνα ισορροπίας του μοχλού Αυτοαξιολόγηση Επίλυση προβλημάτων Δοκιμή συνομηλίκων Απαντήσεις σε ερωτήσεις στάδιο συζήτησης εργασιών Γράψε εργασία για το σπίτι 10 Στάδιο προβληματισμού: οι μαθητές καλούνται να επισημάνουν ό,τι είναι νέο, ενδιαφέρον και δύσκολο στο μάθημα Μοιράζονται τις εντυπώσεις τους προφορικά και γραπτά Δάσκαλος: Σήμερα στο μάθημα θα δούμε τον κόσμο της μηχανικής και αναλύστε. Αλλά πρώτα, ας ολοκληρώσουμε μια σειρά από εργασίες που θα βοηθήσουν να ανοίξει ευρύτερα η μυστηριώδης πόρτα και να δείξουμε όλη την ομορφιά μιας τέτοιας επιστήμης όπως η μηχανική. Υπάρχουν πολλές εικόνες στην οθόνη: Τι κάνουν αυτοί οι άνθρωποι; (μηχανική εργασία) Οι Αιγύπτιοι χτίζουν μια πυραμίδα (μοχλός). Ένας άντρας σηκώνει νερό (με τη βοήθεια μιας πύλης) από ένα πηγάδι. Οι άνθρωποι κυλούν ένα βαρέλι σε ένα πλοίο (κεκλιμένο αεροπλάνο). Ένας άντρας σηκώνει ένα φορτίο (μπλοκ). Δάσκαλος: Σχεδιάστε μια ιστορία: 1. Ποιες συνθήκες είναι απαραίτητες για την εκτέλεση μηχανικών εργασιών; 2. Η μηχανική εργασία είναι ……………. 3. Σύμβολο μηχανικής εργασίας 4. Τύπος εργασίας... 5. Ποια είναι η μονάδα μέτρησης της εργασίας; 6. Πώς και από ποιον επιστήμονα ονομάζεται; 7. Σε ποιες περιπτώσεις το έργο είναι θετικό, αρνητικό ή μηδέν; Δάσκαλος: Τώρα ας δούμε ξανά αυτές τις εικόνες και ας δώσουμε προσοχή στο πώς αυτοί οι άνθρωποι κάνουν τη δουλειά; (οι άνθρωποι χρησιμοποιούν ένα μακρύ ραβδί, ένα βαρούλκο, μια συσκευή με κεκλιμένο επίπεδο, ένα μπλοκ) Δάσκαλος: Μαθητές: Απλοί μηχανισμοί Δάσκαλος: Σωστό! Απλοί μηχανισμοί. Για ποιο θέμα πιστεύετε ότι θα μιλήσουμε στο μάθημα Πώς μπορείτε να ονομάσετε αυτές τις συσκευές με μια λέξη; μιλήστε σήμερα; Μαθητές: Περί απλών μηχανισμών. Δάσκαλος: Σωστά. Το θέμα του μαθήματος μας θα είναι απλοί μηχανισμοί (γράφοντας το θέμα του μαθήματος σε ένα τετράδιο, μια διαφάνεια με το θέμα του μαθήματος: Μαζί με τα παιδιά: μελετήστε τι είναι οι απλοί μηχανισμοί). εξετάστε τύπους απλών μηχανισμών. κατάσταση ισορροπίας μοχλού. Δάσκαλος: Παιδιά, τι πιστεύετε ότι χρησιμοποιούνται οι απλοί μηχανισμοί; Μαθητές: Χρησιμοποιούνται για τη μείωση της δύναμης που ασκούμε, δηλ. να το μεταμορφώσει. Δάσκαλος: Απλοί μηχανισμοί συναντώνται τόσο στην καθημερινή ζωή όσο και σε όλα τα πολύπλοκα εργοστασιακά μηχανήματα κ.λπ. Παιδιά ποιες οικιακές συσκευές και συσκευές έχουν απλούς μηχανισμούς. Μαθητές: Μοχλός ζυγαριάς, ψαλίδι, μύλος κρέατος, μαχαίρι, τσεκούρι, πριόνι κ.λπ. Δάσκαλος: Τι απλός μηχανισμός έχει ένας γερανός; Μαθητές: Μοχλός (μπούμα), μπλοκ. Δάσκαλος: Σήμερα θα ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε έναν από τους τύπους απλών μηχανισμών. Είναι πάνω στο τραπέζι. Τι είδους μηχανισμός είναι αυτός; Μαθητές: Αυτός είναι ένας μοχλός. Κρεμάμε βάρη σε έναν από τους βραχίονες του μοχλού και, χρησιμοποιώντας άλλα βάρη, ισορροπούμε τον μοχλό. Ας δούμε τι έγινε. Βλέπουμε ότι οι ώμοι των βαρών είναι διαφορετικοί μεταξύ τους. Ας κουνήσουμε έναν από τους βραχίονες του μοχλού. Τι βλέπουμε; Μαθητές: Μετά την αιώρηση, ο μοχλός επιστρέφει στη θέση ισορροπίας του. Δάσκαλος: Τι λέγεται μοχλός; Μαθητές: Ο μοχλός είναι ένα άκαμπτο σώμα που μπορεί να περιστρέφεται γύρω από έναν σταθερό άξονα. Δάσκαλος: Πότε είναι ο μοχλός σε ισορροπία; Μαθητές: Επιλογή 1: ο ίδιος αριθμός βαρών στην ίδια απόσταση από τον άξονα περιστροφής. Επιλογή 2: περισσότερο φορτίο – λιγότερη απόσταση από τον άξονα περιστροφής. Δάσκαλος: Πώς ονομάζεται αυτή η εξάρτηση στα μαθηματικά; Μαθητές: Αντιστρόφως ανάλογοι. Δάσκαλος: Με ποια δύναμη δρουν τα βάρη στο μοχλό; Μαθητές: Σωματικό βάρος λόγω της βαρύτητας της Γης. P = F βαρύ = F F  1 F 2 l 2 l 1 όπου F1 είναι το μέτρο της πρώτης δύναμης. F2 – μονάδα της δεύτερης δύναμης. l1 - ώμος της πρώτης δύναμης. l2 – ώμος της δεύτερης δύναμης. Δάσκαλος: Αυτός ο κανόνας καθιερώθηκε από τον Αρχιμήδη τον 3ο αιώνα π.Χ. Εργασία: Χρησιμοποιώντας έναν λοστό, ένας εργαζόμενος σηκώνει ένα κουτί βάρους 120 κιλών. Τι δύναμη ασκεί στον μεγαλύτερο βραχίονα του μοχλού αν το μήκος αυτού του βραχίονα είναι 1,2 m και του μικρότερου βραχίονα είναι 0,3 m. Ποιο θα είναι το κέρδος σε ισχύ; (Απάντηση: Το κέρδος σε δύναμη είναι 4) Επίλυση προβλημάτων (ανεξάρτητα με επακόλουθη αμοιβαία επαλήθευση). 1. Η πρώτη δύναμη είναι ίση με 10 N και ο ώμος αυτής της δύναμης είναι 100 cm Ποια είναι η τιμή της δεύτερης δύναμης αν ο ώμος της είναι 10 cm; (Απάντηση: 100 N) 2. Ένας εργάτης χρησιμοποιεί μοχλό για να σηκώσει φορτίο βάρους 1000 N, ενώ ασκεί δύναμη 500 N. Ποιος είναι ο βραχίονας της μεγαλύτερης δύναμης αν ο βραχίονας της μικρότερης δύναμης είναι 100 cm; (Απάντηση: 50 εκ.) Συνοψίζοντας. Ποιοι μηχανισμοί ονομάζονται απλοί; Τι είδους απλούς μηχανισμούς γνωρίζετε; Τι είναι ο μοχλός; Τι είναι η μόχλευση; Ποιος είναι ο κανόνας για την ισορροπία του μοχλού; Ποια είναι η σημασία των απλών μηχανισμών στη ζωή του ανθρώπου; Δ/Ζ 1. Διαβάστε την παράγραφο. 2. Καταγράψτε τους απλούς μηχανισμούς που βρίσκετε στο σπίτι και αυτούς που χρησιμοποιεί ένα άτομο στην καθημερινή ζωή, καταγράφοντας τους στον πίνακα: Απλός μηχανισμός στην καθημερινή ζωή, στην τεχνολογία Τύπος απλού μηχανισμού 3. Επιπλέον. Ετοιμάστε μια αναφορά για έναν απλό μηχανισμό που χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή και την τεχνολογία. Αντανάκλαση. Συμπλήρωσε τις προτάσεις: τώρα ξέρω………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………… ……………………… Εγώ μπορώ……………………………………………………………………. Μπορώ να βρω (συγκρίνω, αναλύω κ.λπ.) ……………………. Ολοκλήρωσα ανεξάρτητα ………………………………... Εφάρμοσα το υλικό που μελετήθηκε σε μια συγκεκριμένη κατάσταση ζωής…………. Μου άρεσε (δεν μου άρεσε) το μάθημα ………………………………………