Kar. Erők egyensúlya a kart. Egyszerű mechanizmusok: kar, erőegyensúly a karon A kar egyensúlyi állapotának képlete a fizikában
35. § ERŐPILLANAT. KAROS EGYENSÚLYI FELTÉTELEK
A kar a legegyszerűbb és nem a legősibb mechanizmus, amelyet az ember használ. Az olló, a drótvágó, a lapát, az ajtó, az evező, a kormány és a sebességváltó gomb egy autóban mind kar elven működik. Már az egyiptomi piramisok építésekor is emeltek emelők segítségével tíz tonnás köveket.
Kar. Tőkeáttételi szabály
A kar egy rúd, amely egy rögzített tengely körül foroghat. O tengely, merőleges a 35.2. ábra síkjára. Az l 2 hosszúságú kar jobb karjára F 2 erő hat, az l 1 hosszúságú kar bal karjára pedig F 1 erő hat. Az l 1 és l 2 karok hossza: az O forgástengelytől a megfelelő F 1 és F 2 erővonalakig mérve.
Legyenek az F 1 és F 2 erők olyanok, hogy a kar ne forogjon. A kísérletek azt mutatják, hogy ebben az esetben a következő feltétel teljesül:
F 1 ∙ l 1 = F 2 ∙ l 2 . (35,1)
Írjuk át ezt az egyenlőséget másképp:
F 1 /F 2 =l 2 /l 1. (35,2)
A (35.2) kifejezés jelentése a következő: hányszor hosszabb az l 2 váll, mint az l 1 váll, ugyanannyiszor nagyobb az F 1 erő nagysága, mint az F 2 erő nagysága Ez az állítás a tőkeáttétel szabályának nevezzük, és az F 1 / F 2 arány az erőnövekedés.
Amíg erősödünk, addig távolban veszítünk, hiszen a jobb vállunkat nagyon le kell engednünk ahhoz, hogy kissé megemeljük a kar bal végét.
De a csónak evezői a sorzárakba vannak rögzítve úgy, hogy jelentős erőt kifejtve meghúzzuk a kar rövid kart, de a hosszú kar végén sebességnövekedést kapunk (35.3. ábra).
Ha az F 1 és F 2 erők nagysága és iránya egyenlő, akkor a kar egyensúlyban lesz, feltéve, hogy l 1 = l 2, vagyis a forgástengely középen van. Természetesen ebben az esetben nem kapunk erőnövekedést. Az autó kormánya még érdekesebb (35.4. ábra).
Rizs. 35.1. Eszköz
Rizs. 35.2. Kar
Rizs. 35.3. Az evezők sebességnövelést adnak
Rizs. 35.4. Hány kart látsz ezen a képen?
A hatalom pillanata. A kar egyensúlyi állapota
Az l erőkar a forgástengely és az erő hatásvonala közötti legrövidebb távolság. Abban az esetben (35.5. ábra), amikor az F erő hatásvonala hegyesszöget zár be a kulccsal, az l erő karja kisebb, mint az l 2 kar (35.6. ábra), ahol a az erő a csavarkulcsra merőlegesen hat.
Rizs. 35.5. Használjon l kevesebbet
Az F erő és az l karhossz szorzatát erőnyomatéknak nevezzük, és M betűvel jelöljük:
M = F ∙ l. (35,3)
Az erőnyomatékot Nm-ben mérjük. Abban az esetben (35.6. ábra) könnyebb az anyát forgatni, mert nagyobb az erőnyomaték, amellyel a kulcsra hatunk.
A (35.1) összefüggésből az következik, hogy abban az esetben, ha két erő hat a kart (35.2. ábra), a kar forgásának hiányának feltétele, hogy az óramutató járásával megegyező irányban forgatni próbáló erő nyomatéka legyen (F 2). ∙ l 2) egyenlő azzal az erőnyomatékkal, amely megpróbálja a kart az óramutató járásával ellentétes irányba forgatni (F 1 ∙ l 1).
Ha egy karra kettőnél több erő hat, a kar egyensúlyi szabálya így hangzik: a kar nem forog egy rögzített tengely körül, ha a testet az óramutató járásával megegyező irányba forgató erők nyomatékainak összege megegyezik a kar egyensúlyának összegével. az óramutató járásával ellentétes irányba forgató összes erő pillanataiban.
Ha az erőnyomatékok egyensúlyban vannak, akkor a kar abba az irányba forog, amerre a nagyobb nyomaték forgatja.
35.1. példa
Egy 15 cm hosszú kar bal karjára 200 g súlyú terhet függesztünk fel, a forgástengelytől milyen távolságra kell felfüggeszteni a 150 g-os terhet, hogy a kar egyensúlyban legyen?
Rizs. 35.6. Az l váll nagyobb
Megoldás: Az első terhelés nyomatéka (35.7. ábra) egyenlő: M 1 = m 1 g ∙ l 1.
A második terhelés pillanata: M 2 = m 2 g ∙ l 2.
A kar egyensúlyi szabálya szerint:
M 1 = M 2 vagy m 1 ∙ l 1 = m 2 g ∙ l 2.
Ezért: l 2 = .
Számítások: l 2 = = 20 cm.
Válasz: A kar jobb karjának hossza egyensúlyi helyzetben 20 cm.
Felszerelés: könnyű és elég erős, kb 15 cm hosszú drót, gemkapcsok, vonalzó, cérna.
Munka előrehaladása. Helyezzen egy hurkot a huzalra. Körülbelül a huzal közepén húzza meg szorosan a hurkot. Ezután akassza fel a drótot egy cérnára (mondjuk egy asztali lámpa menetét rögzítse). Egyensúlyozza ki a vezetéket a hurok mozgatásával.
Töltsd fel a kart a középpont mindkét oldalán különböző számú gemkapcsos láncokkal, és érd el az egyensúlyt (35.8. ábra). Mérjük meg az l 1 és l 2 karok hosszát 0,1 cm-es pontossággal. Az erőt „gemkapcsokban” fogjuk megmérni. Rögzítse az eredményeket egy táblázatban.
Rizs. 35.8. Lever Equilibrium Study
Hasonlítsa össze A és B értékét. Vonjon le következtetést!
Érdekes tudni.
*Problémák a pontos méréssel.
A kart mérlegben használják, és a mérés pontossága attól függ, hogy a karok hossza mennyire egyezik.
A modern analitikai mérlegek tömege a gramm tízmillió része pontossággal, 0,1 µg pontossággal lehetséges (35.9. ábra). Ezenkívül kétféle ilyen mérleg létezik: egyesek könnyű terhek mérlegelésére, mások - nehézek. Az első típust gyógyszertárban, ékszerműhelyben vagy vegyi laboratóriumban tekintheti meg.
A nagy tehermérlegek akár egy tonnáig is nyomhatnak, de még mindig nagyon érzékenyek. Ha rálépsz egy ilyen súlyra, majd kifújod a levegőt a tüdődből, az reagálni fog.
Az ultramikromérlegek 5∙ 10 -11 g (ötszázmilliárd gramm!) pontossággal mérik a tömeget.
A precíziós mérlegeken történő mérés során számos probléma merül fel:
a) Bármennyire is próbálkozol, a billenőkar karjai még mindig nem egyformák.
b) A pikkelyek, bár kicsik, tömegükben különböznek.
c) Egy bizonyos pontossági küszöbtől kiindulva a súly reagálni kezd a légerőre, ami a közönséges méretű testeknél nagyon kicsi.
d) A mérleg vákuumba helyezésekor ez a hátrány kiküszöbölhető, de nagyon kis tömegek lemérésekor a levegőmolekulák hatásai kezdenek érezni, amelyeket egyetlen szivattyú sem tud teljesen kiszivattyúzni.
Rizs. 35.9. Modern analitikai mérlegek
Két módszer az egyenlőtlen karú mérlegek pontosságának javítására.
1. Taring módszer. A rakomány eltávolítása ömlesztett anyaggal, például homokkal. Ezután eltávolítjuk a súlyt és kimérjük a homokot. Nyilvánvaló, hogy a súlyok tömege megegyezik a teher valódi tömegével.
2. Alternatív mérési módszer. Mérjük meg a terhelést egy mérlegen, amely például egy l 1 hosszúságú karon található. Legyen a súlyok tömege, amely a mérleg kiegyensúlyozásához vezet, egyenlő m 2 -vel. Ezután ugyanazt a terhet lemérjük egy másik tálban, amely egy l 2 hosszúságú karon található. Kissé eltérő tömegű m 1 súlyokat kapunk. De mindkét esetben a terhelés valós tömege m. Mindkét mérésnél a következő feltétel teljesült: m ∙ l 1 =m 2 ∙ l 2 és m ∙ l 2 = m 1 ∙ l 1 . Ezeknek az egyenleteknek a rendszerét megoldva a következőt kapjuk: m = 
.
Kutatási téma
35.1. Készítsen mérleget, amely egy homokszemet is le tud mérni, és írja le azokat a problémákat, amelyekkel a feladat végrehajtása során találkozott.
Foglaljuk össze
Az l erőkar a forgástengely és az erő hatásvonala közötti legrövidebb távolság.
Az erőnyomaték a karra ható erő szorzata: M = F ∙ l.
A kar nem forog, ha a testet az óramutató járásával megegyező irányba forgató erők nyomatékainak összege megegyezik az óramutató járásával ellentétes irányba forgató erők nyomatékainak összegével.
35. gyakorlat
1. Milyen esetben ad erőnövekedést a tőkeáttétel?
2. Ebben az esetben könnyebb meghúzni az anyát: ábra. 35,5 vagy 35,6?
3. Miért van a legtávolabb az ajtókilincs a forgástengelytől?
4. Miért lehet könyökben hajlított karral nagyobb terhet felemelni, mint kinyújtott karral?
5. Könnyebb egy hosszú rudat vízszintesen tartani a közepénél fogva, mint a végénél. Miért?
6. Egy 80 cm hosszú karra 5 N erőt kifejtve ki akarjuk egyensúlyozni a 20 N erőt. Mekkora legyen a második kar hossza?
7. Tegyük fel, hogy az erők (35.4. ábra) egyenlő nagyságúak. Miért nem egyensúlyoznak?
8. Kiegyensúlyozható-e egy tárgy mérlegen úgy, hogy az egyensúly idővel magától, külső hatások nélkül megbomlik?
9. 9 érme van, az egyik hamis. Súlyosabb, mint mások. Javasoljon olyan eljárást, amellyel egyértelműen felismerhető a hamisított érme minimális mennyiség mérlegek. A méréshez nincsenek súlyok.
10. Miért nem zavarja egyensúlyukat az a teher, amelynek tömege kisebb, mint a mérleg érzékenységi küszöbe?
11. Miért történik a precíziós mérés vákuumban?
12. Milyen esetben nem függ az Arkhimédész-erő hatásától a mérlegen végzett mérés pontossága?
13. Hogyan határozzák meg a kar hosszát?
14. Hogyan számítják ki az erőnyomatékot?
15. Fogalmazza meg a kar egyensúlyi szabályait!
16. Mekkora az erőnövekedés tőkeáttétel esetén?
17. Miért ragadja meg az evezős a kar rövid karját?
18. Hány kar látható az ábrán. 35,4?
19. Mely mérlegeket nevezzük analitikusnak?
20. Magyarázza meg a (35.2) képlet jelentését!
3 tudománytörténet. Korunkba érkezett a történet arról, hogy Szirakúza királya, Hiero elrendelte egy nagy, háromfedélzetű hajó – egy trireme – építését (35.10. ábra). De amikor a hajó készen állt, kiderült, hogy még a sziget összes lakosának erőfeszítésével sem lehet mozgatni. Archimedes előállt egy karokból álló mechanizmussal, és lehetővé tette, hogy egy személy elindítsa a hajót. Vitruvius római történész beszélt erről az eseményről.
Kar egy szilárd test, amelynek van forgástengelye vagy támasztéka.
A karok típusai:
§ az első típusú kar
§ a második típusú kar.
A rá ható erők alkalmazási pontjai első osztályú kar , feküdjön a támaszpont mindkét oldalán.
Első osztályú kar diagram.
t. O – a kar támaszpontja (a kar forgástengelye);
t 1 és t 2 – erőhatások, ill.
Az erő hatásvonala – az erővektorral egybeeső egyenes.
A hatalom válla – a kar forgástengelye és az erő hatásvonala közötti legrövidebb távolság.
Kijelölés: d.
f 1 – erővonal 
f 2 – erővonal
d 1 – erőkar
d 2 – erőkar
Algoritmus a tőkeáttétel megtalálásához:
a) rajzolja meg az erő hatásvonalát;
b) engedje le a merőlegest a kar támaszpontjától vagy forgástengelyétől az erő hatásvonaláig;
c) ennek a merőlegesnek a hossza lesz ennek az erőnek a karja.
 |
Gyakorlat:
Rajzolja meg az egyes erők karját:
t O a szilárd test forgástengelye.
Kar egyensúlyi szabály (Arkhimédész alapította):
Ha két erő hat egy karra, akkor az csak akkor van egyensúlyban, ha a rá ható erők fordítottan arányosak a karjaikkal.
Megjegyzés: feltételezzük, hogy a súrlódási erő és a kar súlya egyenlő nullával.
A hatalom pillanata.
A karra ható erők az óramutató járásával megegyező vagy ellentétes irányban foroghatnak.
erőpillanat – olyan fizikai mennyiség, amely egy erő forgó hatását jellemzi, és egyenlő az erőmodulus és a kar szorzatával.
Kijelölés: M
A nyomaték SI mértékegysége: 1 newtonméter (1 Nm).
1 Nm – erőnyomaték 1N-ben, melynek karja 1m.
Pillanatok szabálya: Egy kar akkor van egyensúlyban a rá ható erők hatására, ha az óramutató járásával megegyező irányba forgató erők nyomatékainak összege megegyezik az óramutató járásával ellentétes irányba forgató erők nyomatékainak összegével.
Ha két erő hat egy kart, akkor a nyomatékszabály a következőképpen fogalmazódik meg: Egy kar akkor van egyensúlyban két erő hatására, ha az óramutató járásával megegyező irányba forgató erő nyomatéka megegyezik az óramutató járásával ellentétes irányú forgató erő nyomatékával.
Jegyzet: A nyomatékszabályból két, a karra ható erő esetére megkaphatjuk a kar egyensúlyi szabályát a 38. bekezdésben tárgyalt formában.
, ═> , ═> .
Blokkok.
Tömb – forgástengelyű hornyú kerék. Az ereszcsatorna menethez, kötélhez, kábelhez vagy lánchoz készült.
Kétféle blokk létezik: rögzített és mozgatható.
Fix blokk olyan blokkot nevezünk, amelynek tengelye nem mozdul el a blokk működése közben. Egy ilyen blokk nem mozog, amikor a kötél mozog, hanem csak forog.
Mozgatható blokk blokkot nevezzük, melynek tengelye a blokk működése közben elmozdul.
Mivel a blokk egy szilárd test, amelynek van forgástengelye, azaz egyfajta kar, ezért alkalmazhatjuk a tömbre a kar egyensúlyi szabályát. Alkalmazzuk ezt a szabályt, feltételezve, hogy a súrlódási erő és a blokk tömege egyenlő nullával.
Tekintsünk egy álló blokkot.
A rögzített blokk az első típusú kar.
t. O – a kar forgástengelye.
AO = d 1 – erőkar
OB = d 2 – erőkar
Ráadásul d 1 = d 2 = r, r a kerék sugara.
M 1 = M 2 egyensúlyi állapotban
P d 1 = F d 2 ═>
Így, egy álló blokk nem biztosít erőnövekedést, csak az erő irányának megváltoztatását teszi lehetővé.
Nézzünk egy mozgó blokkot.
A mozgó blokk a második típusú kar.
Még korszakunk előtt az emberek elkezdték használni a karokat az építőiparban. Például a képen látható a tőkeáttétel alkalmazása az egyiptomi piramisok építésénél. A kar egy merev test, amely egy bizonyos tengely körül foroghat. A kar nem feltétlenül hosszú és vékony tárgy. Például a kerék egyben kar is, mivel egy tengely körül forgó merev test.
Vezessünk be még két definíciót. Az erő hatásvonala az erővektoron áthaladó egyenes. A kar tengelye és az erő hatásvonala közötti legrövidebb távolságot az erő vállának nevezzük. A geometriai kurzusból tudja, hogy a pont és az egyenes közötti legrövidebb távolság az erre az egyenesre merőleges távolság.
Illusztráljuk ezeket a definíciókat egy példával. A bal oldali képen a kar a pedál. A forgástengelye átmegy az O ponton. Két erő hat a pedálra: F1 az az erő, amellyel a láb a pedált megnyomja, az F2 pedig a pedálhoz rögzített feszített kábel rugalmas ereje. Az erőhatás vonalát az F1 vektoron keresztül megrajzolva (kék színnel), és az O pontból merőlegest leengedve rá, megkapjuk az OA szakaszt - az F1 erő karját.
Az F2 erővel a helyzet még egyszerűbb: nem kell meghúzni a hatásvonalát, mivel ennek az erőnek a vektora sikeresebben lokalizálható. Ha az O pontból merőlegest ejtünk az F2 erő hatásvonalára, megkapjuk az OB szakaszt – ennek az erőnek a karját.
Egy kar segítségével kis erő kiegyenlítheti a nagy erőt. Vegyük például, hogy felemelünk egy vödröt egy kútból. A kar egy kútkapu - egy rönk, amelyhez egy hajlított fogantyú van rögzítve. A kapu forgástengelye áthalad a rönkön. A kisebb erő az ember kezének ereje, a nagyobb pedig az az erő, amellyel a vödröt és a lánc függő részét lehúzzák.
A bal oldali rajz a kapu diagramját mutatja. Látható, hogy a nagyobb erejű kar az OB szegmens, a kisebb erejű pedig az OA szegmens. Jól látható, hogy OA > OB. Más szavakkal, a kisebb szilárdságú kar nagyobb, mint a nagyobb szilárdságú kar. Ez a minta nem csak a kapura igaz, hanem minden más karra is. Általánosabb formában így hangzik:
Ha egy kar egyensúlyban van, a kisebb erő karja annyiszor nagyobb, mint a nagyobb erő karja, a nagyobb erő hányszorosa a kisebbé.
Illusztráljuk ezt a szabályt egy iskolai kar segítségével súlyokkal. Vessen egy pillantást a képre. Az első karban a bal oldali erő karja 2-szer nagyobb, mint a jobb oldali erő karja, ezért a jobb oldali erő kétszer akkora, mint a bal erő. A második karon a jobb oldali erő válla 1,5-szer nagyobb, mint a bal oldali erő válla, vagyis ugyanannyiszor nagyobb a bal oldali erő, mint a jobb erő. 
Tehát amikor két erő egyensúlyban van egy karon, akkor a nagyobbiknak mindig kisebb a tőkeáttétele, és fordítva.
Ősidők óta az emberek különféle segédeszközöket használnak a munkájuk megkönnyítésére. Milyen gyakran, amikor egy nagyon nehéz tárgyat kell mozgatnunk, botot vagy rudat veszünk asszisztensnek. Ez egy példa egy egyszerű mechanizmusra - egy karra.
Egyszerű mechanizmusok alkalmazása
Sokféle egyszerű mechanizmus létezik. Ez egy kar, egy blokk, egy ék és még sok más. A fizikában az egyszerű mechanizmusok az erő átalakítására használt eszközök. A ferde sík, amely segít a nehéz tárgyak felgurításában vagy felhúzásában, szintén egyszerű mechanizmus. Nagyon gyakori az egyszerű mechanizmusok alkalmazása mind a termelésben, mind a mindennapi életben. Leggyakrabban egyszerű mechanizmusokat használnak az erő megszerzésére, vagyis a testre ható erő többszörös növelésére.
A kar a fizikában egy egyszerű mechanizmus
Az egyik legegyszerűbb és leggyakoribb mechanizmus, amelyet a fizikában a hetedik osztályban tanulnak, a kar. A fizikában a kar egy merev test, amely képes egy rögzített támasz körül forogni.
Kétféle kar létezik. Az első típusú kar esetében a támaszpont az alkalmazott erők hatásvonalai között található. Egy másodosztályú karnál a támaszpont az egyik oldalon található. Vagyis ha egy nehéz tárgyat próbálunk mozgatni egy feszítővassal, akkor az első fajtájú kar az a helyzet, amikor a feszítővas szabad végét lenyomva egy blokkot helyezünk a feszítővas alá. Ebben az esetben a rögzített támaszunk egy blokk lesz, és ennek mindkét oldalán helyezkednek el az alkalmazott erők. A második fajtájú kar pedig az, amikor a feszítővas szélét a súly alá helyezve felhúzzuk a feszítővasat, így próbáljuk megfordítani a tárgyat. Itt a támaszpont azon a ponton található, ahol a feszítővas a talajon fekszik, és az alkalmazott erők a támaszpont egyik oldalán helyezkednek el.
Az erők egyensúlyának törvénye a karra
Egy kar segítségével erőt meríthetünk, és olyan terhet emelhetünk fel, amely túl nehéz ahhoz, hogy puszta kézzel emeljük. A támaszpont és az erő alkalmazási pontja közötti távolságot erőkarnak nevezzük. Ráadásul, A karra ható erőegyensúlyt a következő képlet segítségével számíthatja ki:
F1/ F2 = l2 / l1,
ahol F1 és F2 a karra ható erők,
és l2 és l1 ezeknek az erőknek a vállai.
Ez a kar egyensúlyának törvénye, amely kimondja: egy kar akkor van egyensúlyban, ha a rá ható erők fordítottan arányosak ezen erők karjaival. Ezt a törvényt Arkhimédész állapította meg még a Krisztus előtti harmadik században. Ebből az következik, hogy egy kisebb erő kiegyenlítheti a nagyobbat. Ehhez az szükséges, hogy a kisebb erejű váll nagyobb legyen, mint a nagyobb erősségű váll. A kar segítségével kapott erőnövekedést pedig az alkalmazott erők karjainak aránya határozza meg.
A mai órán a mechanika világába tekintünk be, megtanulunk összehasonlítani és elemezni. De először hajtsunk végre néhány olyan feladatot, amelyek segítenek szélesebbre nyitni a titokzatos ajtót, és megmutatják egy ilyen tudomány, például a mechanika szépségét.
Letöltés:
Előnézet:
Önkormányzati költségvetési oktatási intézmény
Mikheykovskaya Középiskola
Yartsevo kerület, Szmolenszk régió
Tanulság a témában
„Egyszerű mechanizmusok.
Az egyensúlyi törvény alkalmazása
blokkoló kar"
7. osztály
Összeállította és lebonyolította
A legmagasabb kategóriájú fizikatanár
Lavnyuzhenkov Szergej Pavlovics
2017
Az óra céljai (tervezett tanulási eredmények):
Személyes:
- az oktatási tevékenységek irányításához szükséges készségek fejlesztése;
A fizika iránti érdeklődés kialakítása a fizikai jelenségek elemzésében;
Motiváció kialakítása kognitív feladatok kitűzésével;
Az egyenlő kapcsolatokon és a kölcsönös tiszteleten alapuló párbeszéd képességének kialakítása;
Az önállóság fejlesztése az új ismeretek és gyakorlati készségek elsajátításában;
A figyelem, a memória, a logikus és kreatív gondolkodás fejlesztése;
A tanulók tudása tudatossága;
Metatárgy:
Ötletgeneráló képesség fejlesztése;
A tevékenységek céljainak és célkitűzéseinek meghatározására való képesség fejlesztése;
Végezzen kísérleti vizsgálatot a javasolt terv szerint;
A kísérlet eredményei alapján fogalmazzon meg következtetést;
Kommunikációs készségek fejlesztése a munkaszervezés során;
Önállóan értékelje és elemezze saját tevékenységét az elért eredmények szemszögéből;
Használjon különféle forrásokat információszerzéshez.
Téma:
Elképzelés kialakítása az egyszerű mechanizmusokról;
Karok, blokkok, ferde síkok, kapuk, ékek felismerésének képességének kialakítása;
Az egyszerű mechanizmusok növelik az erőt?
A kísérlet tervezési és lebonyolítási képességének kialakítása, a kísérlet eredményei alapján következtetés megfogalmazása.
Az óra előrehaladása
cikkszám | Tanári tevékenység | Diák tevékenység | Megjegyzések |
||||||
Szervezési szakasz | Felkészülés a leckére | ||||||||
Az ismétlés szakasza és a lefedett anyag elsajátításának tesztelése | Képes munka, páros munka - szóbeli mesemondás | Terv szerint kölcsönös ismeretek tesztelése |
|||||||
Az ismeretek felfrissítésének, a cél kitűzésének szakasza | Az „egyszerű mechanizmusok” fogalmának bevezetése szerint | ||||||||
Szervezési és tevékenységi szakasz: a tanulók munkájának segítése, ellenőrzése | Tankönyvvel végzett munka, diagram készítése | Önbecsülés |
|||||||
Fizminutka | Gyakorlat | ||||||||
Szervezési és tevékenységi szakasz: gyakorlati munka, aktualizálás és célmeghatározás | Beépítési összeállítás A „tőkeáttétel” fogalmának bemutatása, célkitőzés A „vállerő” fogalmának bevezetése A kar egyensúlyi szabály kísérleti megerősítése | Önbecsülés |
|||||||
A megszerzett ismeretek gyakorlati megszilárdításának szakasza: problémamegoldás | Problémák megoldása | Peer review |
|||||||
A lefedett anyag konszolidációjának szakasza | Válaszoljon kérdésekre | ||||||||
| Tanár: A mai órán a mechanika világába tekintünk be, megtanulunk összehasonlítani és elemezni. De először hajtsunk végre néhány olyan feladatot, amelyek segítenek szélesebbre nyitni a titokzatos ajtót, és megmutatják egy ilyen tudomány, például a mechanika szépségét. Több kép is látható a képernyőn: Az egyiptomiak piramist (kart) építenek; Egy ember vizet emel (kapu segítségével) a kútból; Az emberek hordót gurítanak egy hajóra (ferde sík); Egy férfi terhet emel (tömböt). Tanár: Mit csinálnak ezek az emberek? (gépészeti munka) Tervezd meg történetedet: 1. Milyen feltételek szükségesek a gépészeti munka elvégzéséhez? 2. A gépészeti munka ……………. 3. Szimbólum gépészeti munka 4. Munkaképlet... 5. Mi a munka mértékegysége? 6. Hogyan és melyik tudósról kapta a nevét? 7. Milyen esetekben pozitív, negatív vagy nulla a munka? Tanár: Most nézzük meg újra ezeket a képeket, és figyeljük meg, hogyan végzik a munkájukat ezek az emberek? (az emberek hosszú botot, nyakörvet, ferde síkeszközt, blokkot használnak) Tanár: Hogyan nevezhetjük ezeket az eszközöket egy szóval? Diákok: Egyszerű mechanizmusok Tanár: Jobbra! Egyszerű mechanizmusok. Szerinted milyen témáról fogunk ma beszélni az órán? Diákok: Egyszerű mechanizmusokról. Tanár: Jobbra. Leckénk témája az egyszerű mechanizmusok lesz (a lecke témájának írása füzetbe, dia a lecke témájával) Tűzzük ki az óra céljait: Gyermekekkel együtt: Ismerje meg, melyek az egyszerű mechanizmusok; Tekintsük az egyszerű mechanizmusok típusait; A kar egyensúlyi állapota. Tanár: Srácok, szerintetek mire használják az egyszerű mechanizmusokat? Diákok: Az általunk alkalmazott erő csökkentésére szolgálnak, pl. átalakítani azt. Tanár: Az egyszerű mechanizmusok megtalálhatók a mindennapi életben és az összes összetett gyári gépben stb. Srácok, mely háztartási készülékek és eszközök egyszerű mechanizmusokkal rendelkeznek. Diákok: B Karos szerszámok, olló, húsdaráló, kés, fejsze, fűrész stb. Tanár: Milyen egyszerű mechanizmusa van egy darunak? Diákok: Kar (gém), blokkok. Tanár: Ma közelebbről megvizsgáljuk az egyszerű mechanizmusok egyik típusát. Az asztalon van. Milyen mechanizmus ez? Diákok: Ez egy kar. A kar egyik karjára súlyokat akasztunk, és más súlyok segítségével egyensúlyozzuk a kart. Lássuk, mi történt. Látjuk, hogy a súlyok vállai eltérnek egymástól. Lengessük meg az egyik emelőkart. Mit látunk? Diákok: Lengés után a kar visszaáll egyensúlyi helyzetébe. Tanár: Mi az a kar? Diákok: A kar egy merev test, amely egy rögzített tengely körül foroghat. Tanár: Mikor van egyensúlyban a kar? Diákok: 1. lehetőség: azonos számú súly a forgástengelytől azonos távolságra; 2. lehetőség: nagyobb terhelés – kisebb távolság a forgástengelytől. Tanár: Hogy hívják ezt az összefüggést a matematikában? Diákok: Fordítva arányos. Tanár: Milyen erővel hatnak a súlyok a kart? Diákok: A test súlya a Föld gravitációja miatt. P=F zsinór = F Tanár: Ezt a szabályt Arkhimédész állapította meg az ie 3. században. Feladat: Egy munkás feszítővas segítségével felemel egy 120 kg súlyú dobozt. Mekkora erőt fejt ki a kar nagyobb karjára, ha ennek a karnak a hossza 1,2 m, a kisebbé pedig 0,3 m. (Válasz: A teljesítménynövelés 4) Problémamegoldás (függetlenül utólagos kölcsönös ellenőrzéssel). 1. Az első erő 10 N, és ennek az erőnek a válla 100 cm Mekkora a második erő értéke, ha a válla 10 cm? (Válasz: 100 N) 2. Egy karral dolgozó munkás 1000 N súlyú terhet emel fel, miközben 500 N erőt fejt ki. Mekkora a nagyobb erő karja, ha a kisebb erő karja 100 cm? (Válasz: 50 cm) Összegezve. Milyen mechanizmusokat nevezünk egyszerűnek? Milyen egyszerű mechanizmusokat ismer? Mi az a kar? Mi az a tőkeáttétel? Mi a szabály a kar egyensúlyára? Mi a jelentősége az egyszerű mechanizmusoknak az emberi életben? 2. Sorolja fel azokat az egyszerű mechanizmusokat, amelyeket otthon talál, és azokat, amelyeket az ember a mindennapi életében használ, és írja le táblázatba:
3. Ezenkívül. Készítsen jelentést egy egyszerű, a mindennapi életben és a technológiában használt mechanizmusról. Visszaverődés. Egészítsd ki a mondatokat: most már tudom…………………………………………………………. Rájöttem, hogy……………………………………………………………………………… tudom………………………………………………………………………………………… Meg tudom találni (összehasonlítani, elemezni stb.) ………………………. Jól csináltam magam………………………………… A tanult anyagot konkrét élethelyzetben alkalmaztam…………. Tetszett (nem tetszett) az óra ……………………………………
Javasoljuk
|
