Золотое правило» механики.ppsx

1.

«Золотое правило»
механики

2.

Простые механизмы — это устройства, в которых
работа совершается только за счёт механической энергии.

3.

Условие равновесия рычага
Рычаг находится в равновесии
тогда, когда силы, действующие на
него, обратно пропорциональны
плечам этих сил

4.

Применение рычага

5.

Определим работы сил, приложенных к
рычагу?
F2
Действуя на длинное плечо рычага, мы
выигрываем в силе, но при этом во
столько же раз проигрываем в пути.
F1 > F2
F1
F1
путём измерений
s1 < s 2
s1
F2
=
s2
F1
F2

6.

s1 = F2 => F s = F s
1 1
2 2
s2 F1
известно, что А = F s
следовательно А1= А2
При использовании рычага
выигрыша в работе не получают

7.

Разновидности рычагов

8.

Дайте мне точку опоры -и я подниму Землю!
Архимед ок. 287-212 гг.до н.э.
Смог ли бы Архимед это сделать, если бы
ему дали точку опоры?

9.

Блок - это колесо с желобом
по окружности для каната
или цепи, ось которого
жестко прикреплена к стене
или потолочной балке.
Неподвижный блок позволяет изменить направление перемещения,
выигрыша в силе не даёт!

10.

Определим работы сил, приложенных к неподвижному блоку
т.к. F1= F2
и s1= s2
то А1= А2
Неподвижный блок не даёт
выигрыша в работе

11.

Определим работы сил, приложенных к подвижному блоку
P
1
h
= 2, но =
2h 2
F
Выигрывая в 2 раза в силе, проигрываем
в 2 раза в расстоянии
Подвижный блок не даёт выигрыша
в работе

12.

Подвижный и неподвижный блок такие же древние механизмы, как и
рычаги.
Уже в 212 г.до н.эры с помощью крюков и захватов, соединенных с
блоками, сиракузцы захватывали у римлян средства осады. Сооружением
военных машин и обороной города руководил Архимед.
Блоки в античном
подъемном кране
(реконструкция)

13.

ВОРОТ
Это вал или колесо, соединенные вместе с вращающимся вокруг одной
оси рычагом, например, колодезный ворот с ручкой.
Также это сложное устройство средневекового периода - ворот или
ступальные колеса широко использовались в рудничном деле. Их
приводили в движение люди, ступая по планкам колеса.

14.

Ворот можно
рассматривать как
неравноплечий рычаг:
выигрыш в силе, даваемый
им, зависит от соотношения
радиусов R и r.

15.

Колодезный ворот

16.

Многовековая практика показала,
что
ни один из механизмов не даёт
выигрыша в работе.
Применяют различные механизмы
для того, чтобы в зависимости
от условий работы выиграть в
силе или пути.

17.

«Золотое правило» механики
Во сколько раз выигрываем в силе,
во столько раз проигрываем в расстоянии.

18.

Как Архимед один вытащил триеру на берег
К примеру.
один бы сумел на песчаный причал
втащить я… вот эту триеру. —
Стоит Гиерон, потирает висок:
— Ты втащишь триеру? Один?
На песок?!
— Триеру на берег втащу я один,
Триеру с гребцами и грузом.
Вот ты через месяц сюда приходи…
И я удивлю Сиракузы.
И тут Архимед повернул колесо —
Триера послушно ползет на песок.
На палубе с ног повалились купцы.
На берег заехать — не шутка!
По воздуху веслами машут гребцы,
как будто лишились рассудка.

19.

Применение простых механизмов
В чем преимущество
изображенной пары блоков?

20.

Физика наклонной плоскости

21.

Клин и его применение

22.

L1
L2
Fв
Fп
Подъемный кран

23.

Конструкция экскаватора

24.

Простые механизмы в живой природе.
В скелете животных и человека
все кости, имеющие некоторую
свободу движения, являются
рычагами.
У человека – кости конечностей,
нижняя челюсть, череп (точка
опоры первый позвонок),
фаланги пальцев.
У кошек рычагами являются
подвижные когти.

25.

Такой системой блоков могут пользоваться
планеристы для подъема в воздух своих аппаратов.

26.

Виды полиспастов
Полиспаст – система,
состоящая из подвижных
и неподвижных блоков

27.

Полиспасты и блоки на современных парусниках

28.

Лебёдка
Лебёдка – конструкция, состоящая из двух воротов с промежуточными передачами в
механизме привода.

29.

Рабочий с помощью подвижного блока поднял груз на высоту 7 м,
прилагая к свободному концу веревки силу 160 Н. Какую работу он
совершил? (Вес блока и силу трения не учитывать.)
Дано:
Решение: 1 способ
h=7м
Подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза.
F = 160 Н
А-?
Р= 2∙F= 2 ∙ 160 Н= 320 Н
2 способ
A=Ph= 320 Н ∙ 7 м= 2240 Дж
Чтобы при помощи подвижного блока поднять груз на высоту h,
надо конец веревки, к которому прикреплен динамометр
переместить на высоту 2h=2∙ 7м=14 м.
S= 14 м – путь; А= F S;
А = 160 Н ∙14 м=2240 Дж
Ответ: 2240 Дж

30.

Масса якоря корабля m = 50 кг. Радиус барабана, на который наматывают якорную
цепь, R = 0,2 м, длина каждой из двух ручек ворота l = 1 м. Какую силу нужно
приложить к каждой из них, чтобы поднять якорь?
Решение
Подставив численные значения получим: F= 50 Н
Ответ: F=50 Н

31.

Самостоятельно:
1. Груз массой 100 кг поднимают с постоянной скоростью рычагом, длина плеча которого равна 0,2 м. Найдите
длину другого плеча, если на него действуют силой 200 Н, направленной перпендикулярно рычагу. Массой
рычага пренебречь.
2. К концам горизонтально расположенного рычага подвешены два груза массами 2 и 5 кг. Длина большего
плеча 50 см. Какова длина всего рычага? Массой рычага пренебречь.
3. При помощи подвижного блока в течение 0,5 мин. равномерно поднимают ящик с кирпичами на высоту 12 м,
действуя силой 320 Н. Какова мощность, развиваемая при подъеме ящика?
4. Груз подняли на высоту 3,5 м с помощью подвижного блока. Определите, на какую длину при этом вытянется
свободный конец веревки.
5. На рисунке изображен невесомый стержень. В точках 1 и 3 к стержню приложены силы F1 = 100 Н;
F2 = 300 Н. В какой точке надо расположить ось вращения, чтобы стержень находился в равновесии?