Trieda: 10
Prezentácia na lekciu
Späť dopredu
Pozor! Náhľad Snímky slúžia len na informačné účely a nemusia predstavovať všetky funkcie prezentácie. Ak vás táto práca zaujala, stiahnite si plnú verziu.
Ciele lekcie: Preštudujte si stav rovnováhy tiel, zoznámte sa s rôzne druhy rovnováha; zistiť podmienky, za ktorých je teleso v rovnováhe.
Ciele lekcie:
- Vzdelávacie:Študujte dve podmienky rovnováhy, typy rovnováhy (stabilná, nestabilná, indiferentná). Zistite, za akých podmienok sú telesá stabilnejšie.
- Vzdelávacie: Podporovať rozvoj kognitívneho záujmu o fyziku. Rozvoj schopností porovnávať, zovšeobecňovať, zdôrazňovať hlavnú vec, vyvodzovať závery.
- Vzdelávacie: Kultivovať pozornosť, schopnosť vyjadriť svoj názor a obhájiť ho, rozvíjať komunikačné schopnosti študentov.
Typ lekcie: lekciu o učení sa nového materiálu s počítačovou podporou.
Vybavenie:
- Disk „Práca a sila“ z „Elektronické lekcie a testy.
- Tabuľka "Podmienky rovnováhy".
- Sklopný hranol s olovnicou.
- Geometrické telesá: valec, kocka, kužeľ atď.
- Počítač, multimediálny projektor, interaktívna tabuľa alebo obrazovka.
- Prezentácia.
Počas vyučovania
Dnes sa v lekcii dozvieme, prečo žeriav nespadne, prečo sa hračka Vanka-Vstanka vždy vráti do pôvodného stavu, prečo nespadne šikmá veža v Pise?
I. Opakovanie a aktualizácia vedomostí.
- Prvý štátny Newtonov zákon. Na akú podmienku sa vzťahuje zákon?
- Na akú otázku odpovedá druhý Newtonov zákon? Vzorec a formulácia.
- Na akú otázku odpovedá tretí Newtonov zákon? Vzorec a formulácia.
- Aká je výsledná sila? Ako sa nachádza?
- Z disku „Pohyb a interakcia telies“ vyplňte úlohu č. 9 „Výsledok síl s rôznymi smermi“ (pravidlo na sčítanie vektorov (2, 3 cvičenia)).
II. Učenie sa nového materiálu.
1. Čo sa nazýva rovnováha?
Rovnováha je stav odpočinku.
2. Podmienky rovnováhy.(snímka 2)
a) Kedy je telo v pokoji? Z akého zákona to vyplýva?
Prvá podmienka rovnováhy: Teleso je v rovnováhe, ak je geometrický súčet vonkajších síl pôsobiacich na teleso rovný nule. ∑F = 0
b) Nechajte na dosku pôsobiť dve rovnaké sily, ako je znázornené na obrázku.
Bude to v rovnováhe? (Nie, ona sa otočí)
Len centrálny bod je v pokoji, zvyšok sa pohybuje. To znamená, že na to, aby bolo teleso v rovnováhe, je potrebné, aby súčet všetkých síl pôsobiacich na každý prvok bol rovný 0.
Druhá podmienka rovnováhy: Súčet momentov síl pôsobiacich v smere hodinových ručičiek sa musí rovnať súčtu momentov síl pôsobiacich proti smeru hodinových ručičiek.
∑ M v smere hodinových ručičiek = ∑ M proti smeru hodinových ručičiek
Moment sily: M = F L
L – rameno sily – najkratšia vzdialenosť od otočného bodu k línii pôsobenia sily.
3. Ťažisko tela a jeho umiestnenie.(snímka 4)
Ťažisko tela- je to bod, ktorým prechádza výslednica všetkých paralelných gravitačných síl pôsobiacich na jednotlivé prvky telesa (pre akúkoľvek polohu telesa v priestore).
Nájdite ťažisko nasledujúcich obrázkov:
4. Druhy rovnováhy.
A) (snímky 5 – 8)
Záver: Rovnováha je stabilná, ak pri malej odchýlke od rovnovážnej polohy existuje sila, ktorá má tendenciu ju vrátiť do tejto polohy.
Stabilná je poloha, v ktorej je jeho potenciálna energia minimálna. (snímka 9)
b) Stabilita telies umiestnených v bode podpory alebo na línii podpory.(snímky 10 – 17)
Záver: Pre stabilitu telesa umiestneného v jednom bode alebo línii podpory je potrebné, aby ťažisko bolo pod bodom (líniou) podpory.
c) Stabilita telies umiestnených na rovnom povrchu.
(snímka 18)
1) Nosná plocha– nie vždy je to povrch, ktorý je v kontakte s telom (ale ten, ktorý je ohraničený čiarami spájajúcimi nohy stola, statívu)
2) Analýza snímky z „Elektronické lekcie a testy“, disk „Práca a sila“, lekcia „Typy rovnováhy“.
Obrázok 1.
- Ako sa líšia stolice? (oblasť podpory)
- Ktorý je stabilnejší? (S väčšou plochou)
- Ako sa líšia stolice? (Umiestnenie ťažiska)
- Ktorý je najstabilnejší? (Ktoré ťažisko je nižšie)
- prečo? (Pretože sa dá nakloniť do väčšieho uhla bez prevrátenia)
3) Experimentujte s vychyľovacím hranolom
- Na dosku položíme hranol s olovnicou a začneme ho postupne dvíhať o jednu hranu. čo vidíme?
- Pokiaľ olovnica pretína povrch ohraničený podperou, je zachovaná rovnováha. Ale akonáhle vertikálna čiara prechádzajúca ťažiskom začne presahovať hranice nosnej plochy, čokoľvek sa prevráti.
Analýza snímky 19–22.
Závery:
- Telo, ktoré má najväčšiu opornú plochu, je stabilné.
- Z dvoch telies rovnakej plochy je stabilné to, ktorého ťažisko je nižšie, pretože dá sa nakloniť bez prevrátenia pod veľkým uhlom.
Analýza snímky 23–25.
Ktoré lode sú najstabilnejšie? prečo? (V ktorých je náklad umiestnený v nákladných priestoroch a nie na palube)
Ktoré autá sú najstabilnejšie? prečo? (Pre zvýšenie stability áut pri odbočovaní je povrch vozovky naklonený v smere zákruty.)
Závery: Rovnováha môže byť stabilná, nestabilná, ľahostajná. Čím väčšia je oporná plocha a čím nižšie je ťažisko, tým väčšia je stabilita tiel.
III. Aplikácia poznatkov o stabilite telies.
- Ktoré špeciality najviac potrebujú znalosti o rovnováhe tela?
- Projektanti a konštruktéri rôznych stavieb (výškové budovy, mosty, televízne veže atď.)
- Cirkusoví umelci.
- Vodiči a ďalší odborníci.
(snímky 28 – 30)
- Prečo sa „Vanka-Vstanka“ vracia do rovnovážnej polohy pri akomkoľvek naklonení hračky?
- Prečo stojí šikmá veža v Pise šikmo a nepadá?
- Ako cyklisti a motocyklisti udržiavajú rovnováhu?
Závery z lekcie:
- Existujú tri typy rovnováhy: stabilná, nestabilná, ľahostajná.
- Stabilná poloha telesa, v ktorej je jeho potenciálna energia minimálna.
- Čím väčšia je oporná plocha a čím nižšie je ťažisko, tým väčšia je stabilita tiel na rovnom povrchu.
Domáca úloha: § 54 – 56 (G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Sotsky)
Použité zdroje a literatúra:
- G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N. N. Sotsky. fyzika. 10. ročník
- Filmový pás „Sustainability“ 1976 (naskenovaný mnou na filmovom skeneri).
- Disk „Pohyb a interakcia tiel“ z „Elektronické lekcie a testy“.
- Disk „Práca a sila“ z „Elektronické lekcie a testy“.
Snímka 2
Rovnovážne podmienky.
I stav rovnováhy: Teleso je v rovnováhe, ak je geometrický súčet vonkajších síl pôsobiacich na teleso rovný nule. ∑F=0. II podmienka rovnováhy: Súčet momentov síl pôsobiacich v smere hodinových ručičiek sa musí rovnať súčtu momentov síl pôsobiacich proti smeru hodinových ručičiek. ∑ Za hodinu = ∑ V porovnaní s hodinou. M= F l, kde M je moment sily, F je sila, l je rameno sily - najkratšia vzdialenosť od otočného bodu k čiare pôsobenia sily.
snímka 3
Rovnovážny stav páky.
F1l1 = F2 l2 F1 F2 M1 = M2 O l2 l1
snímka 4
Ťažisko tela.
Ťažisko telesa je bod, ktorým prechádza výslednica všetkých rovnobežných tiažových síl pôsobiacich na jednotlivé prvky telesa. Nájdite ťažisko týchto postáv.
snímka 5
TYPY ROVNOVÁHY Stabilný Nestabilný Ľahostajný
Snímka 6
Ak na podopreté teleso pôsobia vyrovnávacie sily, potom je teleso v rovnovážnej polohe.
Snímka 7
Keď sa teleso vychýli zo svojej rovnovážnej polohy, naruší sa aj rovnováha síl. Ak sa teleso pôsobením výslednej sily vráti do svojej pôvodnej polohy, potom ide o stabilnú rovnováhu. Ak sa teleso pôsobením výslednej sily ešte viac vychýli z rovnovážnej polohy, potom ide o nestabilnú rovnováhu.
Snímka 8
Je možné, že v akejkoľvek polohe tela je zachovaná rovnováha síl. Tento stav sa nazýva indiferentná rovnováha.
Snímka 9
Záver:
Rovnováha je stabilná, ak pri malej odchýlke od rovnovážnej polohy existuje sila, ktorá má tendenciu ju vrátiť do tejto polohy. Stabilná poloha je taká, v ktorej je jeho potenciálna energia minimálna.
Snímka 10
Snímka 11
Ak je ťažisko nad otočným bodom, potom je v tomto prípade takmer nemožné dosiahnuť rovnováhu síl. Pri najmenšom vychýlení ceruzky z jej zvislej polohy sa jej ťažisko zníži a ceruzka spadne.
Snímka 12
Ak sa ťažisko nachádza pod oporným bodom, rovnováha tela alebo sústavy telies je stabilná. Pri vychýlení telesa sa ťažisko zdvihne a teleso sa vráti do pôvodného stavu.
Snímka 13
Rovnováha telesa s otočným bodom pod ťažiskom je nestabilná. Rovnováhu však možno obnoviť posunutím otočného bodu tela v smere posunutia ťažiska.
Snímka 14
Chôdza na chodúľoch (dva body podpory alebo línia podpory) sa vykonáva nepretržitým posúvaním ťažiska vzhľadom na čiaru spájajúcu body podpory (AB).
Snímka 15
Podľa polohy ťažiska možno posúdiť typ rovnováhy. Napríklad povrazochodec jazdiaci na bicykli s protizávažím je príkladom stabilnej rovnováhy.
Snímka 16
Snímka 17
Záver:
Pre stabilitu telesa umiestneného v jednom bode alebo línii podpory je potrebné, aby ťažisko bolo pod bodom (líniou) podpory.
Snímka 18
Snímka 19
Oblasťou podpery sa rozumie oblasť kontaktu tela s podperou alebo oblasť ohraničená možnými osami, voči ktorým sa telo môže nakláňať (otáčať) pod vplyvom vonkajších síl.
Snímka 20
Ft Ft Ak sa pri vychýlení telesa, ktoré má opornú oblasť, zvýši ťažisko, potom bude rovnováha stabilná. Pri stabilnej rovnováhe bude vertikálna priamka prechádzajúca ťažiskom vždy prechádzať oblasťou podpory.
Snímka 21
Ft Ft Ft Ft Ft Dve telesá, ktoré majú rovnakú hmotnosť a plochu podpory, ale rôzne výšky, majú rôzne maximálne uhly sklonu. Ak sa tento uhol prekročí, telesá sa prevrátia. A = Fth
Snímka 22
Fт Fт Fт Fт Fт A = Fт h Pri nižšej polohe ťažiska je potrebné vynaložiť dobrá práca prevrátiť sa cez telo. Preto môže práca na prevrátenie slúžiť ako meradlo jeho stability.
Snímka 23
Ft Ft Ft Ft Ft Nestabilná rovnováha Stabilná rovnováha
Snímka 24
Čím nižšie je ťažisko lode, tým väčšia je jej stabilita.
Popis prezentácie po jednotlivých snímkach:
1 snímka
Popis snímky:
2 snímka
Popis snímky:
3 snímka
Popis snímky:
Ciele lekcie: Definovať rovnováhu telies, zistiť podmienky, za ktorých je teleso v rovnováhe. Získajte informácie o rôznych typoch rovnováhy. Naučte sa určovať ťažisko telies. Zvážte praktické využitie a s prihliadnutím na podmienky rovnováhy telies v rôznych oblastiach života.
4 snímka
Popis snímky:
Statika je oblasť fyziky, ktorá študuje podmienky rovnováhy telesa alebo sústavy telies. Rovnováha telesa je stav pokoja alebo rovnomerného lineárneho pohybu telesa. Absolútne tuhé teleso je teleso, v ktorom sú deformácie vznikajúce pod vplyvom síl naň pôsobiacich zanedbateľné.
5 snímka
Popis snímky:
Vo svojej eseji „O plávajúcich telesách“ načrtol zákon páky, metódu na určenie ťažísk trojuholníka, rovnobežníka a lichobežníka, a citoval zákon, ktorý objavil o vztlakovej sile pôsobiacej na telesá ponorené do kvapaliny. . Archimedes (287-212 pred Kr.)
6 snímka
Popis snímky:
7 snímka
Popis snímky:
SIMON STEVIN DOKÁZAL, ŽE SÍLY SA PRIDÁVAJÚ AKO VEKTORY A VYRIEŠIL PROBLÉM ROVNOVÁHY TELA NA NAKLONENEJ ROVINE
8 snímka
Popis snímky:
Snímka 9
Popis snímky:
Aerostatika je rovnováha plynných médií, najmä atmosféry. Hydrostatika je rovnováha tekutín v gravitačnom poli. Kinetostatika - metódy riešenia dynamických úloh pomocou analytických alebo grafických metód statiky. Elektrostatika je interakcia stacionárnych elektrických nábojov.
10 snímka
Popis snímky:
11 snímka
Popis snímky:
Rameno sily je vzdialenosť od osi rotácie k línii pôsobenia sily. Moment sily sa bude považovať za pozitívny, ak sila vedie k otáčaniu tela (napríklad kolesa alebo páky) proti smeru hodinových ručičiek, a negatívny, ak sa otáča v smere hodinových ručičiek.
12 snímka
Popis snímky:
Snímka 13
Popis snímky:
Rovnováha sa nazýva stabilná, ak sa telo po malých vonkajších vplyvoch vráti do pôvodného rovnovážneho stavu. K tomu dochádza, ak sa pri miernom posunutí telesa v ľubovoľnom smere z pôvodnej polohy stane výslednica síl pôsobiacich na teleso nenulová a smeruje do rovnovážnej polohy. Napríklad guľa na dne priehlbiny alebo hodinového kyvadla je v stabilnej rovnováhe.
Snímka 14
Popis snímky:
Rovnováha sa nazýva nestabilná, ak pri miernom vychýlení telesa z rovnovážnej polohy je výslednica síl naň pôsobiacich nenulová a smeruje z rovnovážnej polohy. Napríklad snowboardista na horskom svahu je v nestabilnej rovnováhe.
15 snímka
Popis snímky:
Ak pri malých posunoch telesa z pôvodnej polohy zostane výslednica síl pôsobiacich na teleso rovná nule, potom je teleso v stave indiferentnej rovnováhy. Lopta na vodorovnej ploche alebo cyklista sú v indiferentnej rovnováhe.
16 snímka
Popis snímky:
"Ťažisko každého tela je určitý bod nachádzajúci sa v ňom - taký, že ak naň telo mentálne zvesíte, zostane v pokoji a zachová si svoju pôvodnú polohu." Archimedes. „O rovnováhe plochých tiel“ „Ľudia, ako viete, sú vzpriamené stvorenia, a preto ich ťažisko v stoji zaujíma najvyššiu pozíciu. Ťažisko človeka sa nachádza v podbrušku, pretože... hmotnosť nôh je približne polovica hmotnosti tela. Stabilita tela závisí od polohy ťažiska a veľkosti opornej plochy: čím nižšie je ťažisko a čím väčšia je oporná plocha, tým je telo stabilnejšie.“
Snímka 17
Popis snímky:
Leonardo da Vinci (1452 - 1519) Telo bude v rovnováhe iba vtedy, keď je ťažisko na vertikále prechádzajúcej oblasťou podpory. A samotná rovnováha je tým stabilnejšia, čím ďalej je táto vertikála od hraníc oblasti podpory.
18 snímka
Popis snímky:
Bod, ktorým prechádza výslednica gravitácie v ľubovoľnej polohe tela, sa nazýva ťažisko.
Snímka 19
Popis snímky:
"Určenie ťažiska plochej postavy nepravidelného tvaru." Výbava: statív so spojkou a nôžkou, kúsok gumy, ozdobný gombík, domáca olovnica, papierová figúrka nepravidelného tvaru.
20 snímka
Popis snímky:
21 snímok
Popis snímky:
Ak vertikálna čiara vedená z ťažiska pretína oblasť podpory, potom je telo v stabilnej rovnováhe. Ak vertikálna čiara vedená z ťažiska nepretína oblasť podpory, telo sa prevráti
22 snímka
Popis snímky:
Snímka 23
Popis snímky:
V polohe stabilnej rovnováhy je ťažisko tela umiestnené pod osou otáčania, napríklad gymnasta a surfista alebo povrazolezec udržiava polohu rovnováhy posúvaním časti tela, napríklad ruky. alebo nohu, v smere opačnom, ako začína padať Priemet ťažiska by nemal presahovať oblasť opory, t.j. zodpovedajú stabilnej rovnováhe tela. Pomocou balančných pohybov, ako aj úpravou podporných síl dokáže gymnastka udržať rovnováhu v momente, keď ťažisko jej tela presahuje oblasť opory.
24 snímka
Popis snímky:
Rovnováha motocyklistu pri pohybe sa neustále obnovuje vďaka posunu ťažiska vzhľadom na čiaru spájajúcu oporné body kolies. To sa dosiahne naklonením tela vodiča a otočením volantu. Posun ťažiska v dôsledku otáčania volantu sa vysvetľuje sklonom osi otáčania prednej vidlice. Čím nižšie je ťažisko, tým je motocykel stabilnejší pri zatáčaní, keďže na jeho prevrátenie treba vynaložiť viac práce. Preto sa snažia znížiť ťažisko motocyklov a bicyklov.
25 snímka
Popis snímky:
Pre zvýšenie stability bicyklov na cyklotrasách a áut na zákrutách na pretekárskych dráhach sa povrch vozovky nakláňa smerom k zákrute, čím sa zvyšuje moment stability.
26 snímka
Popis snímky:
V cirkuse na udržanie rovnováhy používajú povrazochodci veľký ventilátor alebo dlhú tyč, čím sa zvyšuje pákový efekt sily, aby sa znížil modul samotnej sily v rovnakých momentoch, a niekedy vytvárajú stabilnú rovnováhu špeciálnym znížením ťažisko, pripevnenie hrazdy na bicykel pohybujúci sa po lane s osobou sediacou na ňom osobou visiacou pod lanom chôdza na chodúľoch (dva body opory alebo línia opory) sa uskutočňuje nepretržitým posúvaním ťažisko vzhľadom na čiaru spájajúcu body podpory.
Snímka 27
Popis snímky:
Pre zaistenie rovnováhy tela je podopretá na niekoľkých bodoch. Preto sú žeriavy vždy vybavené ťažkým protizávažím.Pod vplyvom vetra a vĺn sa loď nakláňa a ťažisko sa posúva smerom k náklonu. Preto je ťažký náklad umiestnený v nákladných priestoroch. Čím nižšie je ťažisko lode, tým vyššia je jej stabilita. V hasičskej technike sa stabilita výškového rebríka zisťuje v maximálnom uhle s nosnou stenou.
28 snímka
Popis snímky:
Osoba je „telo na opore“. Ťažisko človeka sa nachádza v podbrušku, pretože... hmotnosť nôh je približne polovica hmotnosti tela. Umiestnenie ťažiska vzhľadom na oporné body ovplyvňuje rovnováhu tela. Človek nepadne, pokiaľ kolmica z ťažiska prechádza oblasťou ohraničenou jeho nohami. „Klátivá“ chôdza dáva námorníkom stabilitu na hojdacej sa palube lode. Pri chôdzi týmto spôsobom sú nohy zámerne umiestnené širšie, aby oblasť podpory zachytená nohami bola čo najväčšia. Ak stojíte na jednej nohe, oblasť podpory sa zníži a bude ťažšie udržať rovnováhu.
Snímka 29
Popis snímky:
Rovnováhu človeka reguluje jeho vestibulárny aparát. Je to orgán rovnováhy, ktorý sa nachádza vo vnútornom uchu. Ak to netrénujeme, spadneme a dostaneme kinetózu v doprave. Okrem toho priamo súvisí s inými ľudskými zmyslami, vrátane zraku. Stáť na jednej nohe bude oveľa ťažšie, ak zatvoríte oči. Preto je prevencia porúch sluchu a rovnováhy dôležitá pre fungovanie celého organizmu.
30 snímka
Popis snímky:
Rovnováha telesa je stav pokoja alebo rovnomerného lineárneho pohybu telesa. Existujú tri typy rovnováhy: stabilná, nestabilná, ľahostajná. Stabilná poloha tela určuje polohu jeho ťažiska. Čím väčšia je oporná plocha a čím nižšie je ťažisko, tým väčšia je stabilita tiel na rovnom povrchu.
31 snímok
Popis snímky:
Rovnováhu tiel možno kontrolovať. Zistite, čo je to rovnováha a ako ju možno ovládať Picasso Pablo „Acrobat on a Ball“, 1905.
32 snímka
Popis snímky:
S. 54 – 55, býv. 10 Č. 1 – 3. Tvorivá úloha: Na mukhinskom pamätníku „Robotníčka a kolektívna farmárka“ je šatka v rukách dievčaťa, nie na krku. Zdôvodnite to architektonické riešenie z fyzikálneho hľadiska.
Snímka 33
Popis snímky:
1. Perelman Ya.I. „Zábavná fyzika. Kniha 1" - Moskva "Veda". Hlavná redakcia fyzikálnej a matematickej literatúry, 1983 2. Galpershtein L. „Vtipná fyzika“ - Moskva „Detská literatúra“, 1993 3. Tom Titus „Pokračujúca vedecká zábava“ – Meshcheryakov Publishing House. Moskva, 2007 4. Rabiza F.V. „Experimenty bez nástrojov“ - Moskva „Detská literatúra“, 1988 5. Skvelá encyklopédia Cyrila a Metoda, 2005 6. http://www.rosuchpribor.ru/russian/prof/tehmeh/m5.html 7. http://www.phys.nsu.ru/demolab/CentreGravity.html
Snímka 34
Popis snímky:
35 snímka
Popis snímky:
Vezmime si dve fazetové ceruzky a podržíme ich rovnobežne pred sebou a položíme na ne pravítko. Začnime približovať ceruzky k sebe. K zblíženiu dôjde pri striedavých pohyboch: najprv sa pohybuje jedna ceruzka, potom druhá. Aj keď im budete prekážať v pohybe, nič nebude fungovať. Stále sa budú pohybovať v zákrutách. Prečo sa to deje? Akonáhle sa tlak na jednu ceruzku zvýši a trenie sa zvýši natoľko, že sa ceruzka nemôže pohnúť ďalej, zastaví sa. Ale druhá ceruzka sa teraz môže pohybovať pod pravítkom. Po chvíli sa však tlak nad ním zväčší ako nad prvou ceruzkou a v dôsledku zvýšeného trenia sa zastaví. Teraz sa prvá ceruzka môže pohybovať. Takže pri pohybe jeden po druhom sa ceruzky stretnú v samom strede pravítka, v jeho ťažisku. To je ľahko vidieť podľa rozdelenia vládcu.
36 snímka
Popis snímky:
Ak olovnica prechádza bodom opory alebo zavesenia a cez ťažisko, už teraz môžeme dúfať, že bude zabezpečená rovnováha. Lopta, ktorá leží tak, ako je znázornená na fotografii, bude vždy v rovnovážnom stave, pretože jej ťažisko bude spojené s oporou olovnicou, bez ohľadu na to, ako loptou pohybujeme. Iná vec je udržať loptičku na špičke prsta. A hoci bude takáto rovnováha veľmi nestabilná, stále sa ukazuje, že je to možné.
Snímka 37
Popis snímky:
Nielen cirkusoví žongléri ľahko držia veľké gule na špičkách prstov, ale aj zvieratá: cvičené morské levy držia loptu na špičke nosa. Alebo sa môžete naučiť držať loptu na špičke prsta. Celé tajomstvo je v rýchlom pohybe otočného bodu – prsta pod ťažiskom lopty. Hneď ako loptička začne padať, presunie sa z olovnice spájajúcej jej stred s oporou. Okamžite musíte opraviť polohu - priviesť oporný bod pod stred lopty. Rýchle pohyby na obnovenie rovnováhy budú zvonku sotva viditeľné.
Snímka 38
Popis snímky:
Ak bolo v predchádzajúcom experimente potrebné umelo bojovať s nestabilnou rovnováhou, potom v tomto experimente nebude potrebné žiadne umenie. Toto je starý, veľmi vizuálny zážitok. Ceruzku nastrúhame tak, aby mala ostrý koniec a kúsok nad koniec zapichneme pootvorený vreckový nožík. Nasaďte hrot ceruzky ukazovák, a ceruzka bude stáť na vašom prste a bude sa mierne kývať. Teraz je na mieste otázka: kde je ťažisko ceruzky a vreckového noža? Odpoveď je jednoduchá: na priesečníku olovnice vedenej cez oporný bod a rukoväť noža. Teda v samotnej rukoväti výrazne pod oporným bodom.
Snímka 39
Popis snímky:
Stabilná rovnováha je stabilná, pretože akonáhle sa naruší (napríklad naklonením stavítka do strany), okamžite vznikajú sily, ktoré sa snažia vrátiť systém do pôvodnej polohy. Tento typ rovnováhy sa používa na vytváranie hračiek, ako je napríklad tento úžasný vták.
40 snímka
Popis snímky:
Všetkých 28 kociek domina položím na stôl tak, ako je to na fotke. To nie je jednoduché. V prvom rade potrebujete dobrý, rovný stôl. A musí stáť pevne, bez kolísania. Ale aj tak bude sotva možné postaviť takú krehkú stavbu na jednej kosti. Je lepšie najprv dať nie jednu kosť, ale tri. A až potom, keď je všetko postavené, opatrne odstráňte dve krajné kosti, ktoré slúžili ako podpery. Musia byť umiestnené na vrchu výslednej štruktúry. A aj so všetkými opatreniami budete musieť veľa makať, kým sa vám podarí stavbu dokončiť. Zraziť tohto „obra na jednej nohe“ však nič nestojí. Fúkaj silnejšie a všetko sa rozpadne! Toto je nestabilná rovnováha!
41 snímok
Popis snímky:
Vezmeme uzáver fľaše (z balzového dreva) a na jeho koniec vpichneme ihlu, do stredu, s okom do korku. Do korku po stranách vložíme dve vidličky čo najsymetrickejšie, s miernym sklonom tak, aby nám vznikol trojuholníkový obrazec s korkom na vrchu. Vezmeme fľašu, na hrdlo jej položíme päťrubľovú mincu a položíme na ňu koniec ihly. Naše vidličky pôsobia tak stabilne, že ich môžete dokonca otočiť okolo hrdla fľaše. Teraz na jednu z vidličiek pripevnite kúsok plastelíny alebo strúhanky. Celý systém sa mierne nakloní, ale nespadne. Na tomto princípe fungujú lekárenské a laboratórne váhy.
42 snímka
Popis snímky:
Je možné vyrovnať platňu na hrote ihly? Aby ste to dosiahli, musíte si vziať niečo ťažšie. V našom experimente sme použili štyri vidličky. Mali by byť iba oceľové alebo kupronickel: hliník je príliš ľahký. Odrežte dve korkové zátky na požadovanú dĺžku. Do každej zo štyroch polovíc vložíme vidličku tak, aby uhol medzi rovinou rezu a vidličkou bol o niečo menší ako rovný. Vidličky so zátkami umiestnite pozdĺž okraja taniera v rovnakej vzdialenosti od seba. Teraz môže byť tanier konečne vyvážený na špičke ihly zasunutej do korku. Na oko sa zdá, že je to nemožné - a predsa to stojí! Tanier sa môže dokonca točiť, ak ho otáčate dostatočne opatrne. A bude sa točiť ešte dlho. Koniec koncov, trenie medzi špičkou ihly a platňou je veľmi malé.
43 snímka
Popis snímky:
Poďme postaviť pyramídu (ako je znázornené na fotografii). Za týmto účelom položte centrálnu šachovnicu na stôl, obklopte ju štyrmi šachovnicami stojacimi tak, aby vytvorili tvar kríža. Položme teraz šachovnicu na okraje stojacej šachy, jej vonkajší povrch bude v rovine dotýkajúcej sa týchto štyroch šachovníc. Potom umiestnime štyri kocky tak, aby ich stredy boli nad stredmi spodných dám. Tu je prvý riadok. Takto pokračujeme až do piateho radu. Ďalšia práca si vyžaduje osobitnú starostlivosť a zručnosť. Je potrebné nielen odstrániť šachy držiace stojace, ale aj uvoľniť dve šachy, ktoré sú zatvorené v prvom rade. Rozložíme šiesty rad odstránených dám a potom položíme posledné na vrchol pyramídy. Výsledná štruktúra je príkladom nestabilnej rovnováhy.
44 snímka
Popis snímky:
Počas výskumu som zistil, čo je to rovnováha a ako ju možno kontrolovať. Aby som to urobil, robil som experimenty a naučil som sa, že z neosobnej rovnováhy sa dá prejsť do nestabilnej a z nestabilnej do stabilnej. To znamená, že sa potvrdila hypotéza, že rovnováhu možno kontrolovať.
Plán hodiny fyziky
10. stupeň (základná úroveň)
Spoločnosť UMK S.A. Tichomirova, B.M. Yavorsky
Predmet: Podmienky pre rovnováhu telies
Cieľ – formovať u žiakov pojem rovnováhy tiel, druhy rovnováhy.
Úlohy:
Ukážte podmienky rovnováhy pre rotujúce a nerotujúce telesá;
Rozvíjať praktické zručnosti pri určovaní ťažiska telies nepravidelného tvaru;
Pestovať črty tolerantnej osobnosti: vzájomná pomoc, spolupráca, schopnosť objektívne hodnotiť výsledky svojej činnosti a činnosti svojich kamarátov.
Počas vyučovania.
Organizovanie času.
Požiadajte študentov, aby pozdravili najprv v stoji na pravej nohe a potom v stoji na ľavej nohe.
Učenie sa nového materiálu.
SNÍMKA 2
Otázka pre študentov: Čo je to za budovu? Prečo taká vysoká stavba ako televízna veža Ostankino stojí niekoľko desaťročí a nespadne?
Ak je teleso v pokoji vzhľadom na inerciálnu vzťažnú sústavu, potom sa hovorí, že je v rovnováhe.
Téma hodiny je oznámená (SNÍMKA 3)
Praktický význam štúdium podmienok rovnováhy telies: stavba budov, mostov, tunelov, sôch, pamätníkov a iných budov, návrh strojov a mechanizmov je nemožné bez znalosti podmienok rovnováhy telies.
SNÍMKA 4. Definícia "statika " Súčasne túto definíciužiaci čítajú na str. 64 učebníc a zapísaných do zošita.
Otázka pre študentov: Aký zákon dynamiky hovorí, za akých podmienok je teleso v pokoji alebo sa pohybuje rovnomerne a priamočiaro?
SNÍMKA 5. Pripomeňte si so žiakmi pojem „páka“ a podmienky rovnováhy páky, t.j. otočné teleso.
ŠMYKĽAVKA 6. Typy vyváženia.
SNÍMKA 7. Rovnováha sa nazývaudržateľný , ak sa malými vonkajšími vplyvmi telo vráti do pôvodného rovnovážneho stavu.
ŠMYKĽAVKA 8. Rovnováha sa nazývanestabilná , ak pri miernom vychýlení telesa z rovnovážnej polohy je výslednica síl pôsobiacich na teleso nenulová a smeruje z rovnovážnej polohy.
ŠMYKĽAVKA 9. Ak pri malých posunoch telesa z rovnovážnej polohy je výslednica síl pôsobiacich na teleso rovná nule, teleso je v staveľahostajný rovnováhu.
Pre ďalšie štúdium podmienok rovnováhy telies je potrebné zaviesť ešte jeden pojem -ťažisko.
ŠMYKĽAVKA 10. Žiaci si zároveň prečítajú túto definíciu na str. 68 učebnice a jedna z definícií sa zapíšu do zošita.
ZATVORTE OBJEKTÍV PROJEKTORA
Ak vertikálna čiara vedená z ťažiska pretína oblasť podpory, potom je telo vstabilná rovnováha.
Ak zvislá čiara vedená z ťažiska nepretína oblasť podpory, potom teloprevrhne.
Demo 1: naklonený hranol.
MINÚTA CVIČENIA na uvoľnenie chrbtice a zmiernenie únavy očí.
Demo 2: pohárik Študenti čítajú báseň od S. Ya. Marshaka na strane 72 učebnice a odpovedz na otázku číslo 7.
Úloha pre študentov: posaďte sa na stoličku, narovnajte si chrbát, položte nohy pod uhlom 90 . Bez nakláňania tela dopredu a bez pohybu nôh pod stoličkou sa pokúste postaviť.
Otázka pre študentov: Prečo nemôžem vstať? (pretože ťažisko ľudského tela, ktoré sa nachádza v oblasti pupka, nepretína oblasť opory, t.j. chodidlá).
Vráťte pozornosť študentov na začiatok hodiny.Otázka pre študentov : Čo si musel urobiť, aby si sa postavil najprv na jednu nohu, potom na druhú a nespadol? Ktoré športy a umenie vyžadujú rovnováhu?
ŠMYKĽAVKA 11. Určenie ťažiska plochých postáv.
ZATVORTE OBJEKTÍV PROJEKTORA.
PRAKTICKÁ PRÁCA "Určenie ťažiska plochej postavy nepravidelného tvaru."
Vybavenie: statív so spojkou a nôžkou, kúsok korku (alebo gumy), ihla (alebo ozdobný gombík), domáca olovnica (napríklad gombík na dvojitej nite), vystrihnutá figúrka nepravidelného tvaru papiera.
Pokrok:
Pripojte zástrčku k nohe statívu.
Zaveste olovnicu na ihlu a prišpendlite figúrku za okraj ku korku.
Ceruzkou nakreslite čiaru pozdĺž olovnice.
Odstráňte figúrku z korku, otočte ju pod určitým uhlom, znova ju pripevnite ku korku za druhý okraj a nakreslite ďalšiu čiaru pozdĺž olovnice.
Vykonajte experiment tretíkrát.
Priesečník troch čiar jeťažisko.
Ak chcete skontrolovať správnosť určenia ťažiska postavy, musíte vziať tyč plniaceho pera a umiestniť postavu na koncovú časť v priesečníku čiar. Ak je ťažisko určené správne, potom by postava mala byť v rovnováhe.
ŠMYKĽAVKA 11. Šikmá veža v Pise ( historický odkaz o tejto architektonickej pamiatke).Otázka pre študentov: Prečo slávna „šikmá“ veža ešte nespadla?
ŠMYKĽAVKA 12. Socha V.I. Mukhina "Pracovník a žena kolektívnej farmy". (historické informácie o histórii vzniku tejto sochy). Zvyčajne pre ženu je šatka ozdobou. Dá sa uviazať na hlavu, prehodiť cez ramená alebo nosiť okolo krku. Autorka však vložila šatku do ruky ženy a nechala ju „lietať“ vzduchom.
DOMÁCA ÚLOHA: § 20-22; Pomocou literárnych zdrojov alebo internetových zdrojov odpovedzte na otázku: Aký je sémantický význam šatky v ženskej ruke z hľadiska fyziky?
RELAX: video “Exotická architektúra”.
Statika Odvetvie mechaniky, ktoré študuje podmienky, za ktorých je teleso v pokoji Typy rovnováhy Typy rovnovážne stabilné nestabilné indiferentné Druhy rovnovážne stabilné Typy rovnováhy stabilné Typy rovnováhy stabilné Typy rovnováhy stabilné Typy rovnovážne stabilné Typy rovnovážne stabilné Typy rovnovážne stabilné rovnováhy nestabilné Typy rovnováhy indiferentné Typy rovnováhy stabilné nestabilné Ep = min Ep = max indiferentné Ep = konštantné Určte, do akého typu rovnováhy patria jednotlivé prípady. Nakreslite vektor gravitácie. Ako môžete zvýšiť stabilitu tela? Ktoré teleso je stabilnejšie: masívne alebo ľahké? Je oblasť podpory menšia alebo väčšia? Ktorá má nízko alebo vysoko položené ťažisko? V akom prípade bude telo v pokoji? Rovnovážne podmienky LABUŤ, ŠŤUKA A RAKOVINA Keď medzi súdruhmi nedôjde k dohode, obchod im nepôjde a nič z toho nebude, iba muky. Jedného dňa sa Labuť, Rak a Pike vydali niesť vozík s batožinou a všetci traja sa doň zapriahli; Robia, čo môžu, ale vozík je stále v pohybe! Batožina by sa im zdala ľahká: Áno, Labuť sa rúti do oblakov, Rak cúva a Šťuka ťahá do vody. Kto je vinný a kto má pravdu, nám neprislúcha súdiť; Áno, ale veci sú stále tam. i Fi 0 Rovnovážne podmienky Je táto podmienka dostatočná? Fi 0 i Nie vždy. F2 F1 F1 F 2 Nevyhnutná a postačujúca podmienka rovnováhy M i 0 i d1 d2 F1 F2 M 1 F1 d 1 M1 M F2 d 2 M 2 2 0 Nevyhnutná a postačujúca podmienka rovnováhy Pre rovnováhu telesa je potrebné a dostatočné na to, aby momenty všetkých síl okolo rotácií osi boli vyrovnané: M i i 0 Bude rovina v rovnováhe? x Fpod Fweight Ktorý blok sa prevráti ako prvý, keď sa zväčší uhol sklonu? Algoritmus na určenie prevrátenia tela Začiatok Určte približne polohu ťažiska tela Nakreslite vektor sily tiaže tela (vektor ide zvisle dole od ťažiska) Áno Prechádza línia pôsobenia síl oblasťou podpora? Telo sa neprevráti Nie Telo sa prevráti Koniec Ktorý blok sa prevráti ako prvý, keď sa zväčší uhol sklonu? Kde má byť ťažisko auta, aby sa pri otáčaní neprevrátilo? Experimentálna úloha Experimentálna úloha Experimentálna úloha Úloha prevrátenia C BA α Fstrand β 1. Teleso sa prevráti, ak vektor gravitácie neprejde cez oblasť podpory. 2. Nájdite uhol sklonu roviny α, pri ktorom sa teleso začne prevracať: mal by sa rovnať uhlu β. 3. Uhol β zistíme z geometrických úvah (trojuholník ABC): Algoritmus na riešenie úlohy kĺzania telesa Začiatok Nakreslite vektory všetkých síl pôsobiacich na teleso (F ťažké, N, F tr) Nakreslite súradnicové osi (to je vhodné nasmerovať os x pozdĺž naklonenej roviny, os y – kolmo na ňu) Napíšte druhý Newtonov zákon v priemetoch na súradnicové osi (keďže sa teleso nepohybuje, jeho zrýchlenie je nulové) Určením trecej sily, odkiaľ vyjadríme koeficient trenia v závislosti od uhla sklonu Koniec Algoritmus riešenia problému kĺzania telesa Fstrand x= Fstrand sinα Fstrand y = Fstrand cosα N Ftr Ftr ≤ Fstrand x Ftr x Ftr = μ N N= Fstrand y α x α Fstrand Fstrand y Fstrand x ≥ μ Fstrand y Fstrand sinα ≥ μ Fstrand cosα tg α ≥ μ Ťažisko Ťažisko telesa sa nazýva geometrický bod, cez ktorý prechádza gravitačná sila telesa v ľubovoľnej polohe priestor. Pojem ťažisko prvýkrát študoval približne pred 2200 rokmi grécky geometer Archimedes, najväčší matematik staroveku. Odvtedy sa tento pojem stal jedným z najdôležitejších v mechanike a umožnil aj relatívne jednoduché riešenie niektorých geometrických problémov. Metódy určovania ťažísk Metóda symetrie. Pri určovaní ťažísk sa hojne využíva symetria telies. Pre homogénne teleso, ktoré má rovinu symetrie, je ťažisko v rovine symetrie. Pre homogénne teleso s osou alebo stredom súmernosti je ťažisko umiestnené na osi súmernosti alebo v strede súmernosti. Ťažisko telesa ľubovoľného tvaru Štvorec Ťažisko telesa ľubovoľného tvaru Obdĺžnik Ťažisko telesa ľubovoľného tvaru Kruh Ťažisko telesa ľubovoľného tvaru Trojuholník Metódy určenia ťažísk Spôsob delenia na časti. Niektoré telesá zložitého tvaru možno rozdeliť na časti, ktorých ťažisko je známe. V takýchto prípadoch sa ťažiská zložitých obrazcov počítajú pomocou všeobecných vzorcov, ktoré určujú ťažisko, len namiesto elementárnych častíc telesa sa berú jeho konečné časti, na ktoré sa delí. Ťažisko telesa ľubovoľného tvaru Experimentálna metóda Ťažisko telesa ľubovoľného tvaru Experimentálna metóda Ťažisko telesa ľubovoľného tvaru Metóda výpočtu xct 3m F1 m l F2 Úloha určiť ťažisko dvojhviezdnej sústavy Najjasnejšia hviezda na severnej pologuli oblohy je Sírius zo súhvezdia Psí pes Hlavná úloha určiť stred hmoty dvojhviezdneho systému V skutočnosti to nie je jedna hviezda, ale dve, ktoré sa točia okolo spoločného ťažiska: Sírius A je biela hviezda hlavnej postupnosti (spektrálna trieda A1) a Sirius B je biely trpaslík. Úloha určiť ťažisko dvojhviezdneho systému Hmotnosť Síria A je 214 % hmotnosti Slnka, hmotnosť Síria B je 98 % hmotnosti Slnka, vzdialenosť medzi nimi je 19,8 AU. Určte, kde sa nachádza ťažisko tohto hviezdneho systému. Úloha určiť ťažisko dvojhviezdneho systému Odpoveď: ťažisko dvojhviezdy Sírius sa nachádza približne v tretine vzdialenosti medzi nimi bližšie k Síriusu A. Metódy na určenie ťažísk Metóda záporných hmotností. F heavy2 xt F heavy1 Metódy určenia ťažísk Metóda záporných hmotností. F ťažký2 xcent F ťažký1 Odpoveď: ťažisko postavy je vo vzdialenosti R/6 od stredu veľkého kruhu. Prečítajte si text a odpovedzte na otázky Prečo je ťažisko umiestnené čo najnižšie? Čo spôsobuje otáčanie plávajúceho telesa, ak ťažisko nie je nad otočným bodom? Aká sila prevrhne loď v búrke, ak sa náklad posunul? Kde musí byť bod zdvihu lietadla, aby bolo stabilné? Aká je minimálna energia pre stabilné telo? Učebnica domácej úlohy „Fyzika-10“ Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B., Sotsky N.N., § 54-56, cvičenie 10 č. 3, 5, 7. 1. Vymyslite a vyriešte problém, aby ste našli stred, ktorý je ťažký. zložitá postava; 2. Nájdite ťažisko sústavy telies; 3. Vymyslite pokus na určenie ťažiska objemového telesa ľubovoľného tvaru (zemiaka); 4. Vyrobte šarkana a priviažte k nemu šnúrku, aby dobre poslúchala ovládanie. Prečo nie je ľahké chodiť po napnutom lane? Pretože oblasť podpory prudko klesá. Chôdza po povraze nie je jednoduchá a nie nadarmo je zdatný povrazolezec odmenený potleskom. Niekedy však diváci robia chybu, keď za vrchol zručnosti rozpoznajú prefíkané triky, ktoré uľahčujú úlohu. Umelec si vezme silne zakrivený rocker s dvoma vedrami vody; vedrá sú na úrovni lana. S vážnou tvárou a tichom orchestrom kráča umelec po lane. Aký zložitý je trik, myslí si neskúsený divák. V skutočnosti si umelec uľahčil úlohu znížením ťažiska. Rovnováha tela, ktoré má opornú plochu pre rovnováhu, vyžaduje, aby vertikálna čiara vedená cez ťažisko tela prechádzala vnútri obrysu tvoreného opornými bodmi (alebo vnútri roviny, na ktorej telo spočíva). Toto pravidlo platí aj pre vyváženie žeriavov. Žeriavy pre ťažké bremená sú inštalované na plošinách vybavených protizávažím. Vďaka protizávažiu, keď žeriav zdvíha ťažký náklad, spoločné ťažisko žeriavu, nákladu a protizávažia nevyčnieva za štvoruholník vymedzený opornými bodmi kolies na koľajniciach. Ako najlepšie umiestniť knihy, ak z nich chcete urobiť stoh, a aby bol sklon čo najväčší? Uvídime sa znovu!
Načítava...
