Рис. 56
Правило равновесия рычага.
Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.
Формула:
F1 / F2 = l1/ l2 F1 , F2 – силы, действующие на рычаг
l1, l2 - плечи(ам) этих сил
обратно пропорциональны
Из этого правила следует, что меньшей силой можно уравновесить при помощи рычага большую силу.
Например:
Предположим, что масса твоего кг и тебе надо приподнять тело массой 120 кг.
Для этого необходимо найти точку опоры, на которую можно опереть рычаг, и сделать так, чтобы плечо, к которому ты будешь прикладывать свою силу, т. е., было в 2 раза больше (120:60) плеча рычага от точки опоры до тела.
Если тебе необходимо поднять тело массой в 3 раза большей, чем масса твоего тела, то нужно, чтобы плечо рычага от тебя до точки опоры было в 3 раза больше, чем плечо рычага от точки опоры до тела.
Чем больше масса тела, которое необходимо поднять с помощью рычага, тем длиннее он должен быть. Прикладывая к большему концу рычага необходимую силу для подъема тела, мы опускаем этот конец на большее расстояние, чем поднимается тело.
Рис. 57
Золотое правило механики.
Действуя на длинное плечо рычага, мы выигрывыем в силе, но при этом во столько же раз проигрываем в пути.
Использование рычага и других простейших механизмов позволило людям в Средние века построить такие большие сооружения, как египетские пирамиды, которые сложно построить, даже используя современную строительную технику.
Наблюдай и объясняй. В школьной мастерской есть множество различных инструментов. Попробуй определить, какие из них увеличивают силу человека. За счет чего это происходи
| 8.2. КАКИЕ БЫВАЮТ ПРОСТЫЕ МЕХАНИЗМЫ? |
Кроме рычага, существуют другие простые механизмы: ворот, блок, наклонная плоскость.
Блок применяется в работах, связанных с подъемом различных грузов на высоту.
Блок - устройство, имеющее форму колеса, по которому пропускают веревку или трос.
Различают два вида блоков — подвижный и неподвижный.
|
Рис. 58 У неподвижного блока (рис. 58) ось крепко закреплена, и при подъеме какого-либо груза сам блок остается неподвижным. Неподвижный блок не дает выигрыша в силе, а только изменяет направление ее действия. При подъеме груза с помощью такого блока ты не сможешь поднять груз, масса которого больше массы твоего собственного тела. Подвижный блок (см. рис. 58) перемещается вместе с грузом и дает выигрыш в силе в 2 раза. На практике применяют комбинацию из неподвижных и подвижных блоков, добиваясь при этом многократного выигрыша в силе. |
Ворот состоит из цилиндра и прикрепленной к нему рукоятки был изобретен в глубокой древности и (рис. 59).
С помощью ворота удобно поднимать ведро с водой из колодца.
Рис. 59.
С помощью лестницы человек поднимает свое тело на высоту. Это еще один вид простых механизмов наклонная плоскость (рис. 60).
Рис. 60.
В основу конструкции многих инструментов заложен принцип работы клина (рис. 61).
Такое устройство помогает человеку расколоть камень или дерево.
Рис. 61
Выполни задание.
Ответь, с помощью каких простых механизмов можно:
а) поднять ведро на высоту 10 м;
б) приподнять и передвинуть большой камень;
в) закатить большую бочку на небольшую высоту.
| Рычаг - твердое тело, способное вращаться вокруг неподвижной опоры. Правило равновесия рычага. Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил. Золотое правило механики. Действуя на длинное плечо рычага, мы выигрывыем в силе, но при этом во столько же раз проигрываем в пути. |
9. МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА И
ЭНЕРГИЯ
| 9.1. ЧТО НАЗЫВАЕТСЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИЕЙ? |
Вспомни к уроку: |
В повседневной жизни мы говорим, что человек совершает работу, если выполняет какое либо действие, например переносит тяжести, копает землю, пилит, шьет.
Попробуй перенести ведро, которое весит 20 кг, на расстояние 100 м.
Для того чтобы ведро переместить на такое расстояние, тебе необходимо приложить определенную силу. Попробуй теперь переместить это ведро на расстояние 200 м. И хотя сила, которая необходима для того, чтобы поднять и перенести ведро на это расстояние, не изменилась, ты затратишь усилий больше и устанешь больше, следовательно, ты совершишь бульшую работу.
Если нужно перенести на расстояние 100 м ведро, которое будет весить не 20, а 30 кг, то к нему необходимо приложить бульшую силу, затратить больше усилий и, значит, совершить бульшую работу. Отсюда следует, что работа зависит от того, какая сила прикладывается к перемещаемому телу, и расстояния, на которое необходимо переместить это тело.
Физическую величину, характеризующую перемещение тела под действием приложенной силы, называют механической работой.
Работу совершает не только человек.
Например,
кран на стройке совершает работу, поднимая груз на определенную высоту, прикладывая к нему определенную силу; работу совершает локомотив, перемещая состав, и т. д.
Про тела, которые под действием силы могут совершить работу, говорят, что они обладают энергией.
Например, поднятый молоток обладает энергией, потому что при его опускании совершается работа по забиванию гвоздя.
Чем бульшую работу может совершить тело, тем бульшей энергией оно обладает.
Механическая энергия - физическая величина, характеризующая способность тела при определенных условиях совершать работу. |
В физике понятие энергии является очень важным.
Это понятие связывает механические явления с тепловыми и электрическими явлениями.
Наблюдай и объясняй. Посмотри на рисунок 67 и ответь на вопрос: совершает ли работу человек, перевозящий санки? Докажи свой ответ.
|
Рис. 62 |
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
