«Связь между массой тела и силой, с которой это тело притягивается Землей»
Скачать 314.4 Kb.
|
| Тема: «Самые простые механизмы» Цель: открыть закон равновесия рычага. Оборудование: рычаг, набор грузов, динамометр. За жизнь (70 лет), развивая среднюю мощность 0,07 кВт, человек может совершать работу А=N*t =70 Вт (365*70*10*3600)с =64 Г Дж, если будем в среднем работать по 10 часов в сутки. Этого достаточно, чтобы поднять груз массой 1000 кг на высоту 6,4 км. Так что мы многое могли создать, построить, обработать, переместить, если бы наши мышцы развивали достаточную силу.
 Мечта о том, чтобы сделать человека созидающего сильнее, никогда ни покидала людей и воплощалась во многих сказках, легендах, мифах, преданиях. Первым шагом на пути воплощения мечты в жизнь было изобретение безызвестными гениями в незапамятные времена простых механизмов, приспособлений для преобразования силы. Самые древние механизмы, позволившие сделать человека сильнее, - это рычаг и наклонная плоскость. Рычаг - это твёрдый стержень, имеющий точку опоры. Рычаг – преобразователь силы. Рычагами являются ключи замков, авторучки и карандаши, вёсла для лодки, весы, двери комнат и даже наши руки и ноги.  С их помощью можно маленькую силу превратить в большую и наоборот. Во сколько раз рычаг позволяет преобразовать силу? На этот вопрос ответил античный философ Архимед (инженер, математик, изобретатель).      d1 d2    F1 F2  F = mg g =10 н/кг d1; d2- плечо силы – кратчайшее расстояние от точки опоры до линии, вдоль которой действует сила. Ход работы:
4. Ответьте на вопросы: а) при каких значениях расстояния d2 F2 > F1? б) при каких значениях расстояния d2 F2 = F1? в) при каких значениях расстояния d2 F2 < F1? 5.Сформулируйте условие равновесия рычага с помощью термина «момент силы».   d1 d2  F1 F2 6. Иногда силы, приложенные к рычагу, могут быть не параллельны, а сам рычаг может иметь весьма причудливую форму. В этом случае различие понятий «плечо силы» и «плечо рычага» особенно наглядно. Рассмотрите рисунок и объясните различие понятий на изображенном примере. d 1      d2       F1 F2 7. Преобразуя формулу F1d1 = F2d2 ⇒ F1 / F2 = d2 / d1 можно сформулировать правило иначе: рычаг находится в равновесии, если отношение сил обратно пропорционально их плечам. Какая формулировка является более общей?
        Рычаг может сделать нас сильнее. Рассмотрим собственную руку, лучше ее рентгеновский снимок. Локоть – точка опоры этого рычага. Одна из сил приложена к ладони. Вторая сила - это сила напряжения бицепса, который прикреплен к рычагу совсем недалеко от локтя. Плечо второй силы намного меньше плеча первой. Отношение d1/ d2 приблизительно равно 8-10. Значит, в силе мы проигрываем в 8-10 раз! Сила напряжения бицепса в 8-10 раз больше, чем сила давления груза на ладонь! Вот так Природа! Ради чего она поступила так «неразумно», создавая нас? Проигрываем в силе, а потом ломаем голову, как бы выиграть с помощью всяких хитроумных приспособлений. Но! Проигрывая в силе, выигрываем в расстоянии (и в скорости) в 8-10 раз. Мышца (бицепс) сокращается на 1см, а ладонь при этом поднимает груз на 8-10см. Так что сила напряжения наших мышц примерно в 10 раз больше, чем внешние силы, которые мы преодолеваем, зато в целом мы во столько же раз быстрее перемещаемся, чем наши мышцы.   Этот рычаг «наоборот» хорошо известен – замечательный рычаг Архимеда, с помощью которого он собирался сдвинуть Землю. Рассказывают, что восхищённый открывшимися возможностями, Архимед воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю!» Яркое изречение и отлично подчёркивает замечательное свойство рычага. Но в технике редко изготавливают рычаги для выигрыша в силе больше чем в 10 раз. Проверь себя:
  4. Возьмите линейку и измерьте плечи сил на собственной конечности. Место соединения бицепса и кости – рычага хорошо прощупывается и оцените расстояние от локтя до этого места.
а) для поднятия тяжёлого камня; б) для перемещения тяжелого ящика по грунту? Рефлексия:
Урок№6 Исследование четвертое. Тема: «Архимедова сила» Цель урока: определить архимедову силу. Оборудование: медный, алюминиевый, железный цилиндры, камень, сосуд с водой, динамометр.  Вода - самое удивительное вещество! Одна из основных составляющих жизни. Тончайшим слоем покрывает она 2/3 поверхности земного шара, разделяя континенты. Круговорот воды в природе – это могучие реки Сибири и хрустальные звенящие весенние ручейки, это дожди, ливни, снегопады утренние туманы и капельки росы на зелённой траве. Наша жизнь тесно связана с водой. Вода выталкивает погружённое в неё тело. Это знает каждый, кто хоть раз купался. Приведите примеры из собственной практики, подтверждающие существование выталкивающей силы. От каких же характеристик тела и воды, а может быть и земного шара зависит выталкивающая сила? Эту задачу первым решил Архимед. О том, что суда, лодки, и плоты плавали, знали давно, но чему равна выталкивающая сила первым догадался Архимед. Легенда гласит, что мысль, давшая решение задачи, осенила его при купании в ванне, и, воскликнув знаменитое: «Эврика!» («Нашел!»), ликующий Архимед помчался по улочкам Сиракуз. Наверное, сильное чувство переживает человек, открывающий новое знание. Как вы думаете, человек в воде утонет или останется на плаву, если не будет совершать никаких движений? (А картошка, яйцо, морковка, свекла, лук?)  Ход работы:
На какой из цилиндров действует самая большая выталкивающая сила?  В воду нырнул первоклассник и десятиклассник. Одинакова ли архимедова сила, действующая на них в воде? Если нет, то когда вода вытолкнет и во сколько раз? Кроме объема вытесненной телом воды, от чего ещё может зависеть архимедова сила? Возьмем 2 сосуда с одинаковым количеством жидкости – вода пресная – =1000 кг/м3, вола соленая – 1050 кг/м3. Опустим цилиндры одинакового объема. Будет ли отличаться архимедова сила в этом опыте? А теперь давайте определим коэффициент пропорциональности между архимедовой силой и массой вытесненной жидкости.  Это показатель тяготения здесь вблизи поверхности Земли. Значит, Fа зависит и от тяготения на данной планете. Допустим, что на планетах Солнечной системы есть водоемы. На какой из планет на вас будет действовать наибольшая архимедова сила? Будем считать, что водоемы с пресной водой, а объем вашего тела определим, если m/ (=1036 кг/м3),а масса везде одинакова и не зависит от тяготения. Что же открыл Архимед, который ничего не знал о массе, о тяготении? Ванна, в которой купался Архимед, была, вероятно, заполнена до краев. При погружении (Постепенном!) вода выливалась. Чем глубже погружался Архимед, тем больше выливалось воды и тем больше становилась выталкивающая сила – это человек хорошо ощущает. Вот эту связь Архимед и обнаружил, условия возрастания выталкивающей силы по мере того, как все большее воды выливается на пол. И догадался: выталкивающая сила равна весу вытесненной жидкости. Человек издавна стремился освоить мир – океан свободно и безопасно плавать по нему, погружаться на самые страшные глубины, чтобы добыть скрытые толщей воды несметные богатства. Водный транспорт – самый дешевый по затратам энергии. Корабли, лодки, катера, баржи, танкеры не так быстры, как автомобили, как поезда и самолеты, но зато никакой транспорт не сравнится с их грузоподъемностью и количеством расходуемого в двигателях топлива на тонну груза: сила трения, которую преодолевают двигатели, в воде меньше. Самые сложные из водных машин – подводные лодки. Конструкторам приходится решать многочисленные задачи (прочность и устойчивость подводного аппарата, жизнеобеспечение экипажа при длительных подводных плаваниях и так далее), и среди них – управление лодкой: погружение, всплытие, равновесие (плавание). Проверь себя: 1.Лично вы удержите в воде камень массой 150кг? 2. Представьте себе, что из каждого крана в школе капает по 1 капле ( V= 0,1 куб. м) каждую минуту. Сколько воды вытечет впустую за сутки? 3. Что такое ареометр? Почему у него такая форма? Для чего он служит? 4. На воде плавает бревно весом 200Н. Каково значение архимедовой силы?
Урок №7 Исследование пятое | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
асставьте людей так, чтобы рычаг был в равновесии. Силы определите по формуле F = mg. Останется ли рычаг в равновесии, если перенести его на Луну, на Марс?
вое открывают дверь с разных сторон, не видя друг друга. Кто пересилит?Похожие:
 | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Образовательные: закрепить понятия о физических величинах (путь, время, скорость, масса, объем, плотность, сила, вес); законы и формулы... |  | Диплом Синтез волшебной сказки Можно предположить, что есть связь между героями повествования. Возникает вопрос: а нет ли определенной связи и компенсации определенной... |
| Какой тип взаимодействия описывает закон всемирного тяготения? Два тела притягиваются и отталкиваются друг от друга с силой, которая прямопропорциональна произведению масс обоих тел и обратнопропорциональна... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Пусть m1 = mз (масса Земли), m2 = m (масса тела), r = rз (радиус Земли), h = 0 (высота тела над Землёй). Тогда |
| Существуют системы отсчета, в которых тело находится в состоянии... Импульсом тела называется вектор равный произведению массы тела на его скорость: (Подробнее, ниже) | | М. В. Келдыша Российской Академии наук Анализ возможности использования лазерного воздействия на сближающееся с землей небесное тело |
| 1. Тело, состоящее из атомов или молекул, обладает: 1 Кинетической... Цели: образовательная – ознакомление обучающихся с основами развития пищевой продукции, спроса на продукцию и услуги оп | | Контрольные вопросы Движение небесных тел. Рассмотрим модель движения космического тела (планеты, кометы, спутника) под действием силы всемирного тяготения... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Не каждому. Жаль, что часто во многих школах очень слабо дают понять ученикам эту самую связь. И я решил, что с помощью использования... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Сегодня у нас необычный урок. Наш урок пройдет в экспериментальной лаборатории, в которой мы проведем опыты и установим закономерности... |
| Урок 3 Связь между координатами вектора и координатами его начала... Цели: рассмотреть связь между координатами вектора и координатами его начала и конца; разобрать задачи о нахождении координат середины... | | Урок развития речи по картине Цель: показать связь произведений изобразительного искусства с изучаемым литературным материалом, научить искать между ними ассоциативную... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Инерциальные системы отсчёта – это системы отсчёта, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной,... | | Реферат на тему «Характеристика аморфных тел и веществ» Для таких тел невозможно указать температуру, при которой они превращаются в жидкость (плавятся). Эти тела называют аморфными. По... |
| 1 Краткая история экологии В настоящее время большинство исследователей считает, что экология — это наука, изучающая отношения живых организмов между собой... | | Реферат по физике т е м а: тепловые свойства воды Вода – это большая часть циркулирующей в нашем теле крови. И так не только у людей: большая часть тела всех живых существ это вода.... |
