Момент сили. Умови рівноваги важеля.

Про матеріал

Мета: Освітня . Продовжити формувати знання про прості механізми та їх практичну роль в житті людини, про важіль як один з видів цих механізмів; ознайомити учнів з основними елементами важеля та фізичними величинами, які описують поведінку важеля; дослідним шляхом з’ясувати умови рівноваги важеля. Розвиваюча. Розвивати вміння використовувати набуті в життєвій практиці знання для пояснення явищ і розв’язування задач. Виховна . Виховувати пізнавальний інтерес і культуру наукового мовлення.

Перегляд файлу

Урок 62/5. Момент сили. Умови рівноваги важеля.

Мета:

Освітня . Продовжити формувати знання про прості механізми та їх практичну роль в житті людини, про важіль як один з видів цих механізмів; ознайомити учнів з основними елементами важеля та фізичними величинами, які описують поведінку важеля; дослідним шляхом з’ясувати умови рівноваги важеля.

Розвиваюча. Розвивати вміння використовувати набуті в життєвій практиці знання для пояснення явищ і розв’язування задач.

Виховна . Виховувати пізнавальний інтерес і культуру наукового мовлення.

Тип уроку. Урок вивчення нового навчального матеріалу .

Прилади та матеріали: важіль, штатив, тягарці.

Презентації Прості механізми. Важіль Урок 62.5

Дайте мені точку опори, і я переверну Землю.

Архімед

Хід уроку

1.Організаційний момент.

2.Перевірка домашнього завдання.

Огляд зошитів з метою з’ясування наявності розв’язання учнями домашніх задач.

Висновок учителя за результатами перевірки виконання домашнього завдання.

3.Актуалізація опорних знань.

Фронтальне опитування «Мозковий штурм»

1. Які прості механізми вам відомі?

2. Навіщо вони людині необхідні?

3. Людина прикладає свою силу, щоб виконати…

4. Яка формула механічної роботи вам відома?

5. Які ви знаєте види блоків?

6. В чому різниця між ними?

4.Мотивація навчальної діяльності.

$C:\Documents and Settings\UserXP\Рабочий стол\imags.jpg$

Запитання до учнів класу:

Подивіться уважно на цих два малюнки і скажіть, який з простих механізмів тут використано і для чого?

Учні відповідають, вчитель аналізує їх відповіді і

оголошує тему та мету уроку.

Тема: Момент сили. Умови рівноваги важеля.

5.Сприйняття та засвоєння нового матеріалу.

Як уже зазначалося, важіль — тверде тіло, яке може обертатися навколо нерухомої опори. Його застосовують для зміни напряму і значення сили, наприклад, для зрівноваження великої сили малою. Важіль має такі характеристики.

Точка прикладання сили — це точка, в якій на важіль діє інше тіло.

Вісь обертання — пряма, що проходить через нерухому точку опори важеля О, і навколо якої він може вільно обертатися. Розглянемо випадок, коли вісь обертання розташована між точками прикладання сил F_xiF₂.

Лінія дії сили — це пряма, уздовж якої напрямлена сила.

Плече сили — найкоротша відстань від осі обертання тіла О до лінії дії сили. Плече сили позначається літерою d. Одиницею плеча сили в СІ є один метр (1м).

$C:\Documents and Settings\UserXP\Рабочий стол\1_2_r.gif$ $C:\Documents and Settings\UserXP\Рабочий стол\1UUJuj7Q.jpg$ $C:\Documents and Settings\UserXP\Рабочий стол\index.jpg$

Дослід 1. Візьмемо важіль, подібний до зображеного на середньому малюнку. На відстані 10 см від осі обертання підвісимо до нього 6 важків, кожен масою 100 г. Щоб зрівноважити важіль двома такими самими важками, нам доведеться їх підвісити з іншого боку важеля, але на відстані 30 см.

Отже, для того щоб важіль перебував у рівновазі, потрібно до довшого плеча прикласти силу в стільки разів меншу, у скільки разів його довжина більша за довжину коротшого плеча. Таке правило важеля описують формулою обернено пропорційної залежності:

де F₁ і F₂ — сили, які діють на важіль; d₁ і d₂ — плечі відповідних сил. Тому правило (умову) рівноваги важеля можна сформулювати так.

Важіль перебуває в рівновазі тоді, коли значення сил, які діють на нього, обернено пропорційні плечам цих сил.

Повністю зрозумів і зумів сформулювати принцип дії цього простого

механізму Архімед. Йому належить крилатий вираз, що є епіграфом нашого уроку.

З того часу як Архімед установив правило важеля, воно проіснувало в первозданному вигляді майже 1900 років. І лише в 1687 р. французький вчений

П.Варіньйон надав йому більш загальної форми, скориставшись поняттям моменту сили.

Момент сили М — це фізична величина, значення якої визначається добутком модуля сили F, що обертає тіло, та її плеча.

$C:\Documents and Settings\UserXP\Рабочий стол\images.jpg$ $C:\Documents and Settings\UserXP\Рабочий стол\220px-Pierre_Varignon.jpg$

M = Fd або M = Fl

Одиницею моменту сили в СІ є один ньютон-метр (1 Н • м), який дорівнює моменту сили 1 Н, прикладеної до плеча 1 м.

Доведемо, що важіль перебуває в рівновазі під дією двох сил, якщо значення моменту М₁ сили, яка обертає важіль проти руху годинника, дорівнює значенню моменту М₂ сили, яка обертає його за рухом стрілки годинника, тобто:

M_{1 =}M₂

З правила важеля випливає рівність F₁d_{1 =}F₂d₂

М₁ — момент сили, яка повертає важіль проти годинникової стрілки,

М₂ — момент сили, яка повертає важіль за годинниковою стрілкою. Таким чином: M_{1 =}M₂

що і потрібно було довести. Отже, правило (умову) рівноваги важеля можна ще сформулювати так.

Важіль перебуває в рівновазі під дією двох сил, якщо значення моменту сили, яка обертає важіль проти руху годинникової стрілки, дорівнює значенню моменту сили, яка обертає його за рухом годинникової стрілки.

Момент сили — важлива фізична величина, вона характеризує

дію сили,показує, що вона залежить і від модуля сили, і від її

плеча. Наприклад, ми знаємо, що дія сили на двері залежить і від модуля сили, і від того, де прикладена сила: двері тим легше повернути, чим далі від осі обертання прикладена сила, яка на них діє; гайку легше викрутити довгим гайковим ключем, ніж коротким; відро тим легше витягти з колодязя, чим довша ручка коловорота.

$C:\Documents and Settings\UserXP\Рабочий стол\index.jpg$ $C:\Documents and Settings\UserXP\Рабочий стол\76381198.png$ $C:\Documents and Settings\UserXP\Рабочий стол\nHmIGuE4.jpg$