Cili është rregulli i ekuilibrit të levës. Krahu i levës. Bilanci i levës. Momenti i fuqisë. Rregulli i artë i mekanikës

A e dini se çfarë është një bllok? Ky është një konstruksion kaq i rrumbullakët me një goditje, me ndihmën e të cilit në vendet e ndërtimit ata ngrenë ngarkesat në një lartësi.

Duket si një levë? Vështirë. Megjithatë, blloku është gjithashtu një mekanizëm i thjeshtë. Për më tepër, mund të flasim për zbatueshmërinë e ligjit të ekuilibrit të levës në bllok. Si është e mundur kjo? Le ta kuptojmë.

Zbatimi i ligjit të ekuilibrit

Blloku është një pajisje që përbëhet nga një rrotë me një brazdë përmes së cilës kalon një kabllo, litar ose zinxhir, si dhe një mbajtëse me një goditje të ngjitur në boshtin e rrotës. Blloku mund të jetë i fiksuar ose i lëvizshëm. Blloku fiks ka një bosht të fiksuar dhe nuk lëviz kur ngarkesa ngrihet ose ulet. Blloku i palëvizshëm ndihmon në ndryshimin e drejtimit të forcës. Duke hedhur një litar mbi një bllok të tillë, të pezulluar në krye, ne mund ta ngremë ngarkesën lart, ndërsa vetë jemi në fund. Sidoqoftë, përdorimi i një blloku fiks nuk na jep një fitim në forcë. Ne mund të imagjinojmë një bllok si një levë që rrotullohet rreth një mbështetëse fikse - boshti i bllokut. Atëherë rrezja e bllokut do të jetë e barabartë me shpatullat e aplikuara në të dy anët e forcave - forca tërheqëse e litarit tonë me një ngarkesë nga njëra anë dhe graviteti i ngarkesës nga ana tjetër. Shpatullat do të jenë të barabarta, përkatësisht, nuk ka asnjë fitim në forcë.

Situata është e ndryshme me bllokun lëvizës. Blloku i lëvizshëm lëviz së bashku me ngarkesën, sikur të shtrihet në një litar. Në këtë rast, pikëmbështetja në çdo moment të kohës do të jetë në pikën e kontaktit të bllokut me litarin në njërën anë, ngarkesa do të aplikohet në qendër të bllokut, ku është ngjitur në bosht, dhe forca tërheqëse do të zbatohet në pikën e kontaktit me litarin në anën tjetër të bllokut. Kjo do të thotë, shpatulla e peshës trupore do të jetë rrezja e bllokut, dhe supi i forcës së shtytjes sonë do të jetë diametri. Diametri, siç e dini, është dyfishi i rrezes, përkatësisht, krahët ndryshojnë në gjatësi me një faktor prej dy, dhe fitimi në forcën e marrë duke përdorur bllokun e lëvizshëm është dy. Në praktikë, përdoret një kombinim i një blloku fiks me një bllok të lëvizshëm. Një bllok i palëvizshëm i fiksuar në krye nuk jep një fitim në forcë, por ndihmon në ngritjen e ngarkesës ndërsa qëndroni poshtë. Dhe blloku lëvizës, duke lëvizur së bashku me ngarkesën, dyfishon forcën e aplikuar, duke ndihmuar në ngritjen e ngarkesave të mëdha në një lartësi.

Rregulli i artë i mekanikës

Shtrohet pyetja: a japin fitim në punë pajisjet e përdorura? Puna është prodhimi i distancës së përshkuar me forcën e aplikuar. Konsideroni një levë me krahë që ndryshojnë me një faktor dy në gjatësinë e krahut. Kjo levë do të na japë një fitim në fuqi dy herë, megjithatë, dy herë më shumë levë do të udhëtojë dy herë më shumë. Kjo do të thotë, pavarësisht nga fitimi në forcë, puna e bërë do të jetë e njëjtë. Kjo është barazia e punës kur përdorim mekanizma të thjeshtë: sa herë kemi një fitim në forcë, sa herë humbim në distancë. Ky rregull quhet rregulli i artë i mekanikës., dhe vlen për absolutisht të gjithë mekanizmat e thjeshtë. Prandaj, mekanizmat e thjeshtë lehtësojnë punën e një personi, por nuk e zvogëlojnë punën e bërë prej tij. Ato thjesht ndihmojnë për të përkthyer një lloj përpjekjeje në një tjetër, më të përshtatshme në një situatë të caktuar.

Seksionet: Fizika

Lloji i mësimit: mësimi i mësimit

Objektivat e mësimit:

• Edukative:
  • njohja me përdorimin e mekanizmave të thjeshtë në natyrë dhe teknologji;
  • për të formuar aftësitë e analizimit të burimeve të informacionit;
  • për të vendosur eksperimentalisht rregullin e ekuilibrit të levës;
  • për të formuar aftësinë e nxënësve për të kryer eksperimente (eksperimente) dhe për të nxjerrë përfundime prej tyre.
• Zhvillimi:
  • të zhvillojë aftësinë për të vëzhguar, analizuar, krahasuar, përgjithësuar, klasifikuar, hartuar diagrame, formuluar përfundime mbi materialin e studiuar;
  • zhvillojnë interesin njohës, pavarësinë e të menduarit dhe intelektin;
  • zhvilloni të folur kompetente me gojë;
  • zhvillojnë aftësi praktike.
• Edukative:
  • edukimi moral: dashuria për natyrën, ndjenja e ndihmës së ndërsjellë shoqe, etika e punës në grup;
  • edukimi i kulturës në organizimin e punës arsimore.

Konceptet themelore:

• mekanizmat
• krahu i levës
• shpatulla e forcës
• bllokoj
• porta
• rrafsh i pjerrët
• pykë
• vidhos

Pajisjet: kompjuter, prezantim, fletushkë (kartonë pune), levë në trekëmbësh, komplet peshash, komplet laboratori me temën "Mekanikë, mekanizma të thjeshtë".

GJATË KLASËVE

I. Faza organizative

1. Përshëndetje.
2. Përcaktimi i të munguarve.
3. Kontrollimi i gatishmërisë së nxënësve për mësimin.
4. Kontrollimi i gatishmërisë së klasës për mësimin.
5. Organizimi i vëmendjes .

II. Hapi i kontrollit të detyrave të shtëpisë

1. Zbulimi i faktit që detyrat e shtëpisë janë bërë nga e gjithë klasa.
2. Kontroll vizual i detyrave në fletoren e punës.
3. Zbulimi i arsyeve të mospërmbushjes së detyrës nga nxënës të veçantë.
4. Pyetje për detyrat e shtëpisë.

III. Faza e përgatitjes së studentëve për asimilimin aktiv dhe të vetëdijshëm të materialit të ri

"Unë mund ta kthej Tokën me një levë, thjesht më jep një pikëmbështetje"

Arkimedi

Gjeni gjëegjëzat:

1. Dy unaza, dy skaje dhe karafila në mes. ( Gërshërë)

2. Dy motra u lëkundën – kërkuan të vërtetën dhe kur e arritën, ndaluan. ( Peshorja)

3. Përkulet, harqet - do të vijnë në shtëpi - shtrihuni. ( Sëpatë)

4. Çfarë lloj gjiganti mrekulli?
Zgjat dorën drejt reve
Bërja e punës:
Ndihmon në ndërtimin e një shtëpie. ( Vinç)

- Shikoni përsëri me kujdes përgjigjet dhe thirrini ato me një fjalë. "Mjet, makinë" në greqisht do të thotë "mekanizma".

Mekanizmi- nga fjala greke "????v?" - mjet, ndërtesë.
Makinë- nga fjala latine " makinë" – ndërtesë.

- Rezulton se një shkop i zakonshëm është mekanizmi më i thjeshtë. Kush e di si quhet?
- Të formulojmë së bashku temën e mësimit: ....
– Hapni fletoret, shkruani datën dhe temën e mësimit: “Mekanizma të thjeshtë. Kushtet e ekuilibrit të levës.
- Cili është qëllimi që duhet të vendosim me ju sot në mësim ...

IV. Faza e asimilimit të njohurive të reja

"Unë mund ta ktheja Tokën me një levë, thjesht më jepni një pikëmbështetje" - këto fjalë, të cilat janë epigrafi i mësimit tonë, tha Arkimedi më shumë se 2000 vjet më parë. Dhe njerëzit ende i kujtojnë ato dhe kalojnë nga goja në gojë. Pse? Kishte të drejtë Arkimedi?

- Levat filluan të përdoreshin nga njerëzit në kohët e lashta.
Për çfarë mendoni se janë?
- Sigurisht, për ta bërë më të lehtë punën.
- Personi i parë që përdori levën ishte paraardhësi ynë i largët parahistorik, i cili lëvizte gurë të rëndë me një shkop në kërkim të rrënjëve të ngrënshme ose kafshëve të vogla të fshehura nën rrënjë. Po, po, sepse një shkop i zakonshëm që ka një pikëmbështetje rreth së cilës mund të rrotullohet është leva e vërtetë.
Ka shumë prova që në vendet e lashta - Babilonia, Egjipti, Greqia - ndërtuesit përdorën gjerësisht leva kur ngrinin dhe transportonin statuja, kolona dhe gurë të mëdhenj. Në atë kohë ata nuk dinin për ligjin e levës, por tashmë e dinin mirë se leva në duar të afta e kthen një ngarkesë të rëndë në një ngarkesë të lehtë.
Krahu i levës- është pjesë përbërëse e pothuajse çdo makinerie moderne, vegla makinerie, mekanizmi. Ekskavatori gërmon një hendek - "krahu" i tij i hekurt me një kovë vepron si një levë. Shoferi ndryshon shpejtësinë e makinës duke përdorur levën e ndërrimit të marsheve. Farmacisti i var pluhurat në një peshore farmacie shumë precize, pjesa kryesore e këtyre peshores është leva.
Duke gërmuar shtretër në kopsht, lopata në duart tona bëhet gjithashtu një levë. Të gjitha llojet e krahëve lëkundës, dorezat dhe portat janë të gjitha leva.

- Le të njihemi me mekanizma të thjeshtë.

Klasa është e ndarë në gjashtë grupe eksperimentale:

1 studion rrafshin e pjerrët.
2 shqyrton levën.
3 është duke studiuar bllokun.
4 shqyrton portën.
5 shqyrton pykën.
6 shqyrton vidën.

Puna kryhet sipas përshkrimit që i propozohet secilit grup në kartën e punës. ( Shtojca 1 )

Në bazë të përgjigjeve të nxënësve hartojmë një diagram. ( Shtojca 2 )

- Me çfarë mekanizmash jeni njohur ...
Për çfarë shërbejnë makinat e thjeshta? …

Krahu i levës- një trup i ngurtë që mund të rrotullohet rreth një mbështetëse fikse. Në praktikë, një shkop, dërrasë, levë, etj. mund të luajnë rolin e një levë.
Leva ka një pikëmbështetje dhe një shpatull. Sup- kjo është distanca më e shkurtër nga pikëmbështetja në vijën e veprimit të forcës (d.m.th., pingulja e rënë nga pika kryesore në vijën e veprimit të forcës).
Zakonisht, forcat e aplikuara në levë mund të konsiderohen si pesha e trupave. Njërën nga forcat do ta quajmë forca e rezistencës, tjetra - forca lëvizëse.
Në imazh ( Shtojca 4 ) shihni një levë me krahë të barabartë që përdoret për të balancuar forcat. Një shembull i një aplikimi të tillë të një levë është një shkallë. Çfarë mendoni se do të ndodhë nëse njëra nga forcat dyfishohet?
Ashtu është, peshorja do të dalë jashtë ekuilibrit (e tregoj në peshore të zakonshme).
A mendoni se ka një mënyrë për të balancuar fuqinë më të madhe me atë më të vogël?

Djema, ju sugjeroj gjatë mini eksperiment nxjerrin kushtin e ekuilibrit për levën.

Eksperimentoni

Në tavolina ka leva laboratorike. Le të zbulojmë së bashku me ju se kur leva do të jetë në ekuilibër.
Për ta bërë këtë, varni një ngarkesë në grep në anën e djathtë në një distancë prej 15 cm nga boshti.

• Balanconi levën me një peshë. Matni shpatullën tuaj të majtë.
• Balanconi levën, por me dy pesha. Matni shpatullën tuaj të majtë.
• Balanconi levën, por me tre pesha. Matni shpatullën tuaj të majtë.
• Balanconi levën, por me katër pesha. Matni shpatullën tuaj të majtë.

– Çfarë përfundimesh mund të nxirren:

• Aty ku ka më shumë forcë, ka më pak levë.
• Sa herë është rritur forca, sa herë është ulur supi,

- Le të formulojmë Rregulli i balancës së levës:

Leva është në ekuilibër kur forcat që veprojnë mbi të janë në përpjesëtim të zhdrejtë me shpatullat e këtyre forcave.

- Dhe tani përpiquni ta shkruani matematikisht këtë rregull, domethënë formulën:

F 1 l 1 = F 2 l 2 => F 1 / F 2 \u003d l 2 / l 1

Rregulli i ekuilibrit për një levë u vendos nga Arkimedi.
Nga ky rregull rrjedh që një forcë më e vogël mund të balancohet nga një levë e një force më të madhe.

Relaksimi: Mbyllni sytë dhe mbulojini me pëllëmbët tuaja. Imagjinoni një fletë letre të bardhë dhe përpiquni të shkruani mendërisht emrin dhe mbiemrin tuaj në të. Vendosni një pikë në fund të hyrjes. Tani harrojini shkronjat dhe mbani mend vetëm pikën. Duhet t'ju duket sikur lëviz nga njëra anë në tjetrën me lëvizje të ngadalta dhe të buta. Jeni të relaksuar… hiqni pëllëmbët, hapni sytë, ne po kthehemi në botën reale plot forcë dhe energji.

V. Faza e konsolidimit të njohurive të reja

1. Vazhdo shprehjen ...

• Leva është... të ngurta, i cili mund të rrotullohet rreth një mbështetëse fikse
• Leva është në ekuilibër nëse... forcat që veprojnë mbi të janë në përpjesëtim të zhdrejtë me supet e këtyre forcave.
• Krahu i forcës është... distanca më e shkurtër nga pikëmbështetja në vijën e veprimit të forcës (d.m.th., pingulja e rënë nga pika kryesore në vijën e veprimit të forcës).
• Forca matet në...
• Leva matet në...
• Makinat e thjeshta janë... levë dhe varietetet e saj: - pykë, vidë; aeroplani i prirur dhe varietetet e tij: pykë, vidë.
• Nevojiten mekanizma të thjeshtë për... në mënyrë që të fitoni forcë

2. Plotësoni tabelën (vetë):

Gjeni mekanizma të thjeshtë në pajisje

KONTROLLI I RECILISHT

Transferoni vlerësimin pas rishikimit nga kolegët në grafikun e vetëvlerësimit.

Kishte të drejtë Arkimedi?

Arkimedi ishte i sigurt se nuk ka një ngarkesë kaq të rëndë që një person nuk do ta ngrinte - thjesht duhet të përdorni levën.
E megjithatë Arkimedi i ekzagjeroi mundësitë e njeriut. Nëse Arkimedi do ta dinte se sa e madhe është masa e Tokës, ai me siguri do të ishte përmbajtur nga thirrja që i atribuohet nga legjenda: "Më jep një pikë mbështetjeje dhe unë do ta ngre Tokën!". Në fund të fundit, për të lëvizur tokën me vetëm 1 cm, dora e Arkimedit do të duhej të kalonte një distancë prej 10 18 km. Rezulton se për të lëvizur Tokën me një milimetër, krahu i gjatë i levës duhet të jetë më i madh se krahu i shkurtër prej 100,000,000,000 trilion. një herë! Fundi i kësaj shpatulle do të kishte udhëtuar 1,000,000 trilionë. kilometra (përafërsisht). Dhe një udhëtim i tillë do t'i merrte një njeriu shumë miliona vjet!.. Por kjo është tema e një mësimi tjetër.

VI. Faza e informimit të nxënësve për detyrat e shtëpisë, udhëzime se si duhet plotësuar

1. Përmbledhje: çfarë gjërash të reja u mësuan në mësim, si funksionoi klasa, cili nga nxënësit punoi me shumë zell (notat).

2. Detyrë shtëpie

Për të gjithë: § 55-56
Për ata që dëshirojnë: bëni një fjalëkryq me temën "Mekanizmat e thjeshtë në shtëpinë time"
Individualisht: përgatitni mesazhe ose një prezantim "Leva në jetën e egër", "Forca e duarve tona".

- Mësimi i përfunduar! Mirupafshim, gjithë të mirat për ju!

Një levë është një trup i ngurtë që mund të rrotullohet rreth një pike fikse. Pika fikse quhet pikëmbështetje. Distanca nga pika kryesore në vijën e veprimit të forcës quhet sup këtë forcë.

Gjendja e bilancit të levës: leva është në ekuilibër nëse forcat e aplikuara në levë F1 Dhe F2 priren ta rrotullojnë atë në drejtime të kundërta, dhe modulet e forcave janë në përpjesëtim të zhdrejtë me supet e këtyre forcave: F1/F2 = l 2 / l 1 Ky rregull u vendos nga Arkimedi. Sipas legjendës, ai bërtiti: Më jep një bazë dhe unë do të ngre tokën .

Për levën, "rregulli i artë" i mekanikës (nëse fërkimi dhe masa e levës mund të neglizhohen).

Duke ushtruar njëfarë force në një levë të gjatë, është e mundur të ngrihet një ngarkesë me skajin tjetër të levës, pesha e së cilës e tejkalon shumë këtë forcë. Kjo do të thotë që duke përdorur levën, mund të fitoni forcë. Kur përdorni levën, fitimi në forcë shoqërohet domosdoshmërisht me të njëjtën humbje në rrugë.

Momenti i fuqisë. rregulli i momentit

Prodhimi i modulit të forcës dhe krahut të tij quhet momenti i forcës.M = Fl , ku M është momenti i forcës, F është forca, l është krahu i forcës.

rregulli i momentit: Një levë është në ekuilibër nëse shuma e momenteve të forcave që kërkojnë të rrotullojnë levën në një drejtim është e barabartë me shumën e momenteve të forcave që kërkojnë ta rrotullojnë atë në drejtim të kundërt. Ky rregull është i vërtetë për çdo trup të ngurtë që mund të rrotullohet rreth një boshti fiks.

Momenti i forcës karakterizon veprimin rrotullues të forcës. Ky veprim varet si nga forca ashtu edhe nga supi i saj. Kjo është arsyeja pse, për shembull, kur duan të hapin një derë, ata përpiqen të ushtrojnë forcë sa më larg që të jetë e mundur nga boshti i rrotullimit. Me ndihmën e një force të vogël krijohet një moment domethënës dhe dera hapet. Është shumë më e vështirë për ta hapur atë duke ushtruar presion pranë menteshave. Për të njëjtën arsye, është më e lehtë të zhbllokoni arrën me një më të gjatë çelësi, vida hiqet më lehtë me një kaçavidë me dorezë më të gjerë etj.

Njësia SI e momentit të forcës është Njuton metër (1 N*m). Ky është një moment i forcës 1 N, me një shpatull prej 1 m.

Një levë është një trup i ngurtë që mund të rrotullohet rreth një pike fikse.

Pika fikse quhet pikëmbështetje.

Një shembull i mirënjohur i levës është një lëkundje (Fig. 25.1).

Kur dy njerëz në një lëkundje balancojnë njëri-tjetrin? Le të fillojmë me vëzhgimet. Sigurisht, ju keni vënë re se dy njerëz në një lëkundje ekuilibrojnë njëri-tjetrin nëse kanë përafërsisht të njëjtën peshë dhe janë afërsisht të njëjtën distancë nga pikëmbështetja (Fig. 25.1, a).

Oriz. 25.1. Gjendja e ekuilibrit të sharrës: a - njerëzit me peshë të barabartë balancojnë njëri-tjetrin kur ulen në distanca të barabarta nga pikëmbështetja; b - njerëzit peshë të ndryshme balanconi njëri-tjetrin kur më i rëndëi ulet më afër pikës mbështetëse

Nëse këto të dyja janë shumë të ndryshme në peshë, ato balancojnë njëra-tjetrën vetëm me kushtin që më e rënda të ulet shumë më afër pikës mbështetëse (Fig. 25.1, b).

Tani le të kalojmë nga vëzhgimet në eksperimente: le të gjejmë eksperimentalisht kushtet për ekuilibrin e levës.

Le të vendosim përvojë

Përvoja tregon se ngarkesat me peshë të barabartë balancojnë levën nëse ato janë të varura në të njëjtën distancë nga pikëmbështetja (Fig. 25.2, a).

Nëse malli ka peshë të ndryshme, atëherë leva është në ekuilibër kur ngarkesa më e rëndë është aq herë më afër pikës mbështetëse, sa herë pesha e saj është më e madhe se pesha e ngarkesës së lehtë (Fig. 25.2, b, c).

Oriz. 25.2. Eksperimente për gjetjen e gjendjes së ekuilibrit të levës

Gjendja e ekuilibrit të levës. Distanca nga pika kryesore në vijën e drejtë përgjatë së cilës vepron forca quhet shpatulla e kësaj force. Le të tregojnë F 1 dhe F 2 forcat që veprojnë në levë nga ana e ngarkesave (shih diagramet në anën e djathtë të Fig. 25.2). Le t'i shënojmë supet e këtyre forcave përkatësisht si l 1 dhe l 2 . Eksperimentet tona kanë treguar se leva është në ekuilibër nëse forcat F 1 dhe F 2 të aplikuara në levë tentojnë ta rrotullojnë atë në drejtime të kundërta, dhe modulet e forcave janë në përpjesëtim të zhdrejtë me shpatullat e këtyre forcave:

F 1 / F 2 \u003d l 2 / l 1.

Ky kusht për ekuilibrin e një levë u vendos eksperimentalisht nga Arkimedi në shekullin III para Krishtit. e.

Ju mund të mësoni gjendjen e ekuilibrit të një levë nga përvoja në punë laboratorike № 11.