Тема урока: Простые механизмы. Рычаг “Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю”. По преданию, эти гордые слова принадлежат греческому ученому Архимеду, жившему больше двух тысяч лет назад и сделавшему немало выдающихся изобретений и открытий. Неужели Архимед считал себя таким силачом? Нет, он не отличался от других людей здоровьем и силой. Но он открыл закон рычага, о котором мы поговорим чуть позже. Физические возможности человека ограничены, поэтому с древних времён человек часто использовал устройства, которые способны преобразовать силу человека в значительно большую силу, т.е. дают выигрыш в силе. Такие механизмы называют «простыми механизмами». Среди простых механизмов выделяют рычаг и его разновидности – блок, ворот; наклонную плоскость и ее виды – клин и винт. Блок – это колесо с желобом, по которому пропускают верёвку, трос или цепь. Для получения большего выигрыша в силе применяют грузоподъёмный механизм – полиспаст. Греческое слово «полиспаст» образовано от двух корней: «поли» - много и «спао» тяну. Так что в целом получается «многотяг». Ворот - это два колеса, соединенные вместе и вращающиеся вокруг одной оси, например, колодезный ворот с ручкой. Лебедка - конструкция, состоящая из двух воротов с промежуточными передачами в механизме привода. Наклонная плоскость — простой механизм в виде плоской поверхности, установленной под углом, отличным от прямого, к горизонтальной поверхности. Клин — простой механизм в виде призмы, рабочие поверхности которого сходятся под острым углом. Используется для раздвижения, разделения на части обрабатываемого предмета. Винт — простой механизм. Резьба винта, в сущности, представляет собой другой простейший механизм — наклонную плоскость, многократно обёрнутую вокруг цилиндра. Теперь перейдем к более подробному изучению одного из простых механизмов – рычаг. Первым человеком, применившим рычаг, был наш далёкий доисторический предок, палкой сдвигавший с места тяжёлые камни, ведь обыкновенная палка, имеющая точку опоры, вокруг которой её можно поворачивать, - это и есть самый настоящий рычаг. Есть много свидетельств, что в древних странах - Вавилоне, Египте, Греции - строители широко использовали рычаги при подъёме и перевозке статуй, колонн и огромных камней. В то время они не догадывались о законе рычага, но уже хорошо знали, что рычаг в умелых руках превращает тяжелый груз в лёгкий. В наше время рычаги находят широкое применение как на производстве (подъёмный кран), так и в быту (ножницы, кусачки, весы и т.д.) Рычаг - твёрдое тело, способное вращаться вокруг неподвижной опоры. На практике роль рычага могут играть палка, доска, лом и т.п. Любой рычаг имеет точку опоры и плечо. Рычаг 1 рода Рычаг 2 рода неподвижная точка располагается между опоры О линиями действия приложенных сил неподвижная точка опоры О располагается по одну сторону от линий действия приложенных сил На рис. изображён рычаг, ось вращения которого О (точка опоры) расположена между точками А и В. Кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует на рычаг сила, называется плечом силы. ℓ - плечо силы, измеряется в м. (ОА и ОВ – плечи сил F₁ и F₂ ) Из рисунка видно, что если плечо одной силы (ОА) в два раза превышает плечо другой силы (ОВ), то силой 2Н можно уравновесить силу 4Н (т.е. в 2 раза больше). Рычаг будет находиться в равновесии, при выполнении условия: = Это правило равновесия было установлено ещё Архимедом в III в. до н.э.. Из этого правила следует, что меньшей силой при помощи рычага можно уравновесить большую силу. С тех пор, как Архимед установил правило равновесия рычага, оно просуществовало в первозданном виде почти 1900 лет. И лишь в 1687 году французский учёный П. Вариньон придал ему более общую форму, воспользовавшись понятием момента силы. Запишем условие равновесия рычага, воспользовавшись свойством пропорции (произведение крайних членов пропорции равно произведению средних членов пропорции). F₁* ℓ₁= F₂* ℓ₂ Произведение силы на плечо – это есть момент силы. Момент силы обозначается буквой М. Измеряется в Н*м, поэтому условие равновесия рычага можно записать следующим образом: М1=М2 Решить задачу: На концах рычага действуют силы 3 Н и 9 Н. длина рычага 2 м. Найти точку опоры, если рычаг находится в равновесии
