Данный материал опубликован на сайте:

http://Gosvoroni.narod.ru

 

Физика 8

Тема урока: Простые механизмы. Рычаги

 

Цели  урока:

а)  Обучающая: изучение простых механизмов

б) Воспитательная: воспитание добросовестного отношения к труду; воспитание мотивов учения, положительного отношения к знаниям; воспитание дисциплинированности; воспитание патриотизма; воспитание гуманности

в) Развивающая: развитие мышления (формирование умений выделять существенные признаки и свойства; устанавливать единые, общие признаки и свойства целого; классифицировать факты, делать обобщающие выводы и т. д.);  развитие познавательных умений (формирование умений выделять главное, составлять план, тезисы, вести конспект, наблюдать, делать опыты; развитие умений частично-поисковой деятельности); развитие общетрудовых и политехнических умений (развитие коммуникативно-технических и операционно-контрольных умений); развитие воли и самостоятельности (развитие инициативы, уверенности в своих силах; развитие настойчивости, умения преодолевать трудности для достижения намеченной цели; развитие умения владеть собой - выдержка, самообладание; развитие умений действовать самостоятельно)

 

Задачи  урока:

Ознакомится с понятиями: рычаг, плечо сил, момент сил. Научиться использовать правило моментов.

 

Обеспечение урока:

1)      «Информатика 8» (авторы Дынич В.И., Толкачева Е.А. и др.);

2)      Справочник по элементарной физике (авторы Лободюк В.А., Рябошапка К.П., Шулишова О.И.)

 

РЫЧАГИ

Рассмотрим условия равновесия доски-качели либо любого другого тела, способного вращаться вокруг неподвижной оси. Изображенные на рис. 1 качели — это один из примеров реализации устройства, которое в физике принято называть рычагом (рис. 2).

Рычаг – простейший механизм, вращающийся вокруг некоторой оси (оси вращения).

Рис. 2. Рычаги.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рычаги бывают первого (точки приложения сил расположены по одну сторону от оси вращения 2,б) и второго  (точки приложения сил расположены по разные стороны от оси вращения 2,в) .

 

ПЛЕЧО СИЛЫ

 

Рассмотрим рычаг второго рода (рис. 2,в). На рычаг действуют две силы (F₁ и F₂). Расстояние d₁ называется плечом силы F₁, расстояние d₂  называется плечом силы F₂.

Плечо силы — это длина перпендикуляра, проведенного от оси вращения к линии действия силы. Если линия действия силы проходит через ось вращения, то плечо силы равно нулю.

 

 

 

МОМЕНТ СИЛЫ

 

Произведение F₁d₁ называется моментом силы F₁.

Моментом силы - величина, равная произведению величины силы F на ее плечо d.

Момент силы обозначается буквой М

М =  F · d

Где F – сила, действующая на рычаг, d – плечо этой силы

Единица измерения момента силы — 1 Н·м

1 Н·м — это момент силы в 1 Н, плечо которой равно 1 м.

 

Вернемся к рисунку 2,в.

Сила F₂ в отсутствие силы F₁ будет вращать тело по направлению движения часовой стрелки. Момент такой силы будем считать положительным (M₁=F₁d₁).

Сила F₁ в отсутствие силы F₂ вращает тело против движения часовой стрелки. Момент такой силы считается отрицательным (M₂= - F₂d₂).

 

УСЛОВИЕ РАВНОВЕСИЯ ТЕЛ (ПРАВИЛО МОМЕНТОВ)

 

Пусть рычаг закреплен в точке О (Рис. 3).

С помощью экспериментов легко убедиться в том, что он будет находиться в равновесии, если выполняется следующее равенство: F₁d₁ = F₂d₂ (рис.3), где d₁ и d₂ — расстояния от оси до линии действия сил  F₁ и F₂ соответственно.

Следовательно,  F₁d₁ - F₂d₂= 0.

В свою очередь F₁d₁=M₁,  -F₂d₂=M₂

Тогда         м₁ + м₂ = о

Мы получили условие равновесия тела относительно выбранной оси вращения. Его часто называют правилом моментов.

Для большего числа сил правило моментов записывается следующим образом:

м₁ + м₂+ …+ м_n = о

Способное вращаться вокруг закрепленной неподвижной оси тело находится в равновесии, если алгебраическая сумма моментов сил, действующих на тело, относительно неподвижной оси вращения равна нулю.