§ 35. KRAFTMOMENT. GLEICHGEWICHTSBEDINGUNGEN FÜR DEN HEBEL
Der Hebel ist der einfachste und nicht der älteste Mechanismus, den eine Person verwendet. Schere, Drahtschneider, Schaufel, Tür, Ruder, Lenkrad und Schaltknauf im Auto – sie alle funktionieren nach dem Hebelprinzip. Bereits beim Bau der ägyptischen Pyramiden wurden zehn Tonnen schwere Steine mit Hebeln gehoben.
Hebelarm. Hebelregel
Ein Hebel ist eine Stange, die sich um eine feste Achse drehen kann. Achse O, senkrecht zur Ebene von Abbildung 35.2. Auf den rechten Arm eines Hebels der Länge l 2 wirkt eine Kraft F 2 , und auf den linken Arm eines Hebels der Länge l 1 wirkt eine Kraft F 1 . Die Länge der Hebelarme l 1 und l 2 wird aus gemessen Drehachse O zu den entsprechenden Wirkungslinien der Kraft F 1 und F 2.
Die Kräfte F 1 und F 2 seien so groß, dass sich der Hebel nicht dreht. Experimente zeigen, dass in diesem Fall die folgende Bedingung erfüllt ist:
F 1 ∙ l 1 = F 2 ∙ l 2 . (35.1)
Schreiben wir diese Gleichung anders um:
F 1 / F 2 \u003d l 2 / l 1. (35.2)
Die Bedeutung des Ausdrucks (35.2) ist wie folgt: Wie oft die Schulter l 2 länger ist als die Schulter l 1, so oft ist die Größe der Kraft F 1 größer als die Größe der Kraft F 2 Diese Aussage wird die Hebelwirkungsregel genannt, und das Verhältnis F 1 / F 2 ist der Kraftgewinn.
Während wir an Kraft gewinnen, verlieren wir an Distanz, weil wir die rechte Schulter stark absenken müssen, um das linke Ende des Hebelarms leicht anzuheben.
Aber die Ruder des Bootes sind in den Dollen fixiert, so dass wir den kurzen Arm des Hebels mit beträchtlicher Kraft ziehen, aber am Ende des langen Arms einen Geschwindigkeitsgewinn bekommen (Abb. 35.3).
Wenn die Kräfte F 1 und F 2 in Größe und Richtung gleich sind, befindet sich der Hebel im Gleichgewicht, vorausgesetzt, l 1 \u003d l 2, dh die Drehachse befindet sich in der Mitte. Einen Kraftzuwachs bekommen wir in diesem Fall natürlich nicht. Noch interessanter ist das Lenkrad des Autos (Abb. 35.4).
Reis. 35.1. Werkzeug
Reis. 35.2. Hebelarm
Reis. 35.3. Paddel geben Geschwindigkeitsgewinne
Reis. 35.4. Wie viele Hebel sehen Sie auf diesem Foto?
Moment der Macht. Gleichgewichtszustand des Hebels
Die Schulter der Kraft l ist der kürzeste Abstand von der Rotationsachse zur Wirkungslinie der Kraft. Im Fall (Abb. 35.5), wenn die Wirkungslinie der Kraft F mit dem Schraubenschlüssel einen spitzen Winkel bildet, ist die Schulter der Kraft l kleiner als die Schulter l 2 im Fall (Abb. 35.6), wo die Kraft wirkt senkrecht auf den Schlüssel.
Reis. 35.5. Schulter l weniger
Das Produkt aus der Kraft F und der Armlänge l heißt Kraftmoment und wird mit dem Buchstaben M bezeichnet:
M = F l. (35.3)
Das Kraftmoment wird in Nm gemessen. Im Fall (Abb. 35.6) lässt sich die Mutter leichter drehen, weil das Kraftmoment, mit dem wir auf den Schlüssel einwirken, größer ist.
Aus der Beziehung (35.1) folgt, dass in dem Fall, in dem zwei Kräfte auf den Hebel wirken (Abb. 35.2), die Bedingung für das Fehlen einer Drehung des Hebels darin besteht, dass das Drehmoment der Kraft, die versucht, ihn im Uhrzeigersinn zu drehen (F 2 ∙ l 2) muss gleich dem Kraftmoment sein, das versucht, den Hebel gegen den Uhrzeigersinn zu drehen (F 1 ∙ l 1).
Wirken mehr als zwei Kräfte auf den Hebel, so lautet die Hebelgleichgewichtsregel: Der Hebel dreht sich nicht um eine feste Achse, wenn die Summe der Momente aller Kräfte, die den Körper im Uhrzeigersinn drehen, gleich der Summe der Momente aller Kräfte ist die Kräfte, die es gegen den Uhrzeigersinn drehen.
Wenn die Kräftemomente ausgeglichen sind, dreht sich der Hebel in die Richtung, in die er durch das größere Moment gedreht wird.
Beispiel 35.1
Am linken Arm eines 15 cm langen Hebels hängt ein Gewicht von 200 g. In welchem Abstand von der Drehachse muss ein Gewicht von 150 g aufgehängt werden, damit der Hebel im Gleichgewicht ist?
Reis. 35.6. Schulter l mehr
Lösung: Das Moment der ersten Belastung (Abb. 35.7) ist gleich: M 1 = m 1 g ∙ l 1 .
Das Moment der zweiten Last: M 2 \u003d m 2 g ∙ l 2.
Nach der Hebelgleichgewichtsregel:
M 1 \u003d M 2 oder m 1 ∙ l 1 \u003d m 2 g ∙ l 2.
Also: l 2 = .
Berechnungen: l 2 = = 20 cm.
Antwort: Die Länge des rechten Arms des Hebels in der Gleichgewichtsposition beträgt 20 cm.
Ausrüstung: leicht und stark genug Draht ca. 15 cm lang, Büroklammern, Lineal, Faden.
Fortschritt. Legen Sie eine Fadenschlaufe auf den Draht. Ziehen Sie die Schlaufe ungefähr in der Mitte des Drahtes fest. Hängen Sie dann den Draht an einen Faden (z. B. an einer Tischlampe). Gleichen Sie den Draht aus, indem Sie die Schlaufe bewegen.
Laden Sie den Hebel auf beiden Seiten der Mitte mit Ketten aus unterschiedlich vielen Büroklammern und erreichen Sie das Gleichgewicht (Abb. 35.8). Messen Sie die Längen der Arme l 1 und l 2 mit einer Genauigkeit von 0,1 cm Wir messen die Kraft in „Büroklammern“. Trage die Ergebnisse in eine Tabelle ein.
Reis. 35.8. Hebelgleichgewichtsstudie
Vergleichen Sie die Werte A und B. Ziehen Sie eine Schlussfolgerung.
Interessant zu wissen.
*Probleme des genauen Wiegens.
Der Hebel wird in Waagen verwendet, und die Genauigkeit des Wiegens hängt davon ab, wie genau die Länge der Arme übereinstimmt.
Moderne Analysenwaagen können mit einer Genauigkeit von einem Zehnmillionstel Gramm, also in 0,1 Mikrogramm, wiegen (Abb. 35.9). Darüber hinaus gibt es zwei Arten solcher Waagen: eine zum Wiegen leichter Lasten, andere zum Wiegen schwerer Lasten. Den ersten Typ können Sie in einer Apotheke, Schmuckwerkstatt oder einem chemischen Labor sehen.
Auf den Waagen zum Wiegen großer Lasten können Sie Lasten bis zu einer Tonne wiegen, sie bleiben jedoch sehr empfindlich. Wenn Sie auf ein solches Gewicht treten und dann die Luft aus der Lunge ausatmen, reagiert es.
Ultramikrowaagen messen Masse mit einer Genauigkeit von 5 ∙ 10 -11 g (fünfhundertmilliarden Bruchteile eines Gramms!)
Beim Wiegen auf genauen Waagen gibt es viele Probleme:
a) Egal wie sehr Sie es versuchen, die Schultern des Rockers sind immer noch nicht gleich.
b) Die Schuppen sind zwar klein, unterscheiden sich aber in der Masse.
c) Ab einer bestimmten Genauigkeitsschwelle beginnt das Gewicht auf die Vishtovhuval-Kraft der Luft zu reagieren, die für Körper gewöhnlicher Größe sehr gering ist.
d) Indem die Waage in ein Vakuum gestellt wird, kann dieser Nachteil beseitigt werden, aber beim Wiegen sehr kleiner Massen beginnen sich Stöße von Luftmolekülen zu bemerkbar zu machen, die von keiner Pumpe vollständig abgepumpt werden können.
Reis. 35.9. Moderne Analysenwaagen
Zwei Möglichkeiten zur Verbesserung der Genauigkeit von Waagen ohne Arm.
1. Tara-Methode. Zr_vnovazhimo Fracht mit Hilfe von Schüttgut, wie Sand. Dann werden wir die Ladung entfernen und den Sand mit Gewichten beladen. Offensichtlich ist die Masse der Gewichte gleich der wahren Masse der Last.
2. Die Methode des sequentiellen Wiegens. Wir wiegen die Last auf der Waage, die sich beispielsweise auf einer Schulter der Länge l 1 befindet. Die Masse der Gewichte, die zum Ausgleich der Waage führt, sei gleich m 2 . Dann wiegen wir dieselbe Ladung in einer anderen Schüssel, die sich auf einer Schulter der Länge l 2 befindet. Wir erhalten eine etwas andere Masse von Gewichten m 1 . Aber in beiden Fällen ist die tatsächliche Masse der Last m. Bei beiden Wägungen war folgende Bedingung erfüllt: m ∙ l 1 = m 2 ∙ l 2 und m ∙ l 2 = m 1 ∙ l 1 . Wenn wir das System dieser Gleichungen lösen, erhalten wir: m = 
.
Thema für die Forschung
35.1. Bauen Sie eine Waage, die ein Sandkorn wiegen kann, und beschreiben Sie die Probleme, auf die Sie bei dieser Aufgabe gestoßen sind.
Zusammenfassen
Die Schulter der Kraft l ist der kürzeste Abstand von der Rotationsachse zur Wirkungslinie der Kraft.
Das Kraftmoment ist das Produkt der Kraft auf die Schulter: M = F ∙ l.
Der Hebel dreht sich nicht, wenn die Summe der Momente der Kräfte, die den Körper im Uhrzeigersinn drehen, gleich der Summe der Momente aller Kräfte ist, die ihn gegen den Uhrzeigersinn drehen.
Übung 35
1. In welchem Fall ergibt die Hebelwirkung einen Kraftgewinn?
2. In diesem Fall lässt sich die Mutter leichter anziehen: Abb. 35,5 oder 35,6?
3. Warum ist der Türgriff möglichst weit von der Drehachse entfernt?
4. Warum kann mit gebeugtem Arm eine größere Last gehoben werden als mit ausgestrecktem?
5. Eine lange Stange lässt sich leichter horizontal halten, wenn man sie in der Mitte hält als am Ende. Wieso den?
6. Mit einer Kraft von 5 N auf einen 80 cm langen Hebelarm wollen wir die Kraft von 20 N ausgleichen. Wie lang soll der zweite Arm sein?
7. Nehmen Sie an, dass die Kräfte (Abb. 35.4) gleich groß sind. Warum balancieren sie nicht?
8. Kann ein Gegenstand auf der Waage so ausbalanciert werden, dass sich das Gleichgewicht mit der Zeit von selbst, ohne äußere Einflüsse, stört?
9. Es gibt 9 Münzen, eine davon ist gefälscht. Sie ist schwerer als andere. Schlagen Sie ein Verfahren vor, mit dem eine gefälschte Münze in der minimalen Anzahl von Wägungen eindeutig erkannt werden kann. Es gibt keine Gewichte zum Wiegen.
10. Warum verletzt die Last, deren Masse kleiner als die Empfindlichkeitsschwelle der Waage ist, ihr Gleichgewicht nicht?
11. Warum wird im Vakuum genau gewogen?
12. In welchem Fall hängt die Genauigkeit des Wiegens auf einer Waage nicht von der Wirkung der Kraft des Archimedes ab?
13. Wie wird die Hebelarmlänge ermittelt?
14. Wie wird das Kraftmoment berechnet?
15. Formulieren Sie die Regeln für das Gleichgewicht des Hebels.
16. Was nennt man Kraftgewinn bei Hebelwirkung?
17. Warum nimmt der Ruderer den kurzen Arm des Hebels?
18. Wie viele Hebel sind in Abb. 35.4?
19. Welche Skalen werden als analytisch bezeichnet?
20. Erklären Sie die Bedeutung von Formel (35.2).
3 Wissenschaftsgeschichten. Die Geschichte, wie der König von Syrakus Hieron den Bau eines großen dreistöckigen Schiffes befahl – einer Triere (Abb. 35.10) – ist bis in unsere Zeit überliefert. Aber als das Schiff fertig war, stellte sich heraus, dass es nicht einmal durch die Bemühungen aller Bewohner der Insel bewegt werden konnte. Archimedes erfand einen Mechanismus, der aus Hebeln bestand und es einer Person erlaubte, das Schiff ins Wasser zu lassen. Dieses Ereignis wurde vom römischen Historiker Vitruv erzählt.
"Einfache Mechanismen. Zustand der Hebelbalance."
Unterrichtstyp : neues Material lernen
Der Zweck des Unterrichts :
Sicherstellen, dass die Schüler das Konzept eines einfachen Mechanismus, das Funktionsprinzip eines Hebels und die Bedingung des Gleichgewichts eines Hebels verstehen, indem problembasierte Forschung und IKT-Technologien verwendet werden.
Lernziele :
Pädagogischer Aspekt:
Bildung erster Ideen zu einfachen Mechanismen;
als Geräte, die der Energieumwandlung dienen;
Erläuterung der Vorrichtung, des Funktionsprinzips und des Gleichgewichtszustands des Hebels.
Entwicklung:
Bildung intellektueller Fähigkeiten zum Analysieren, Aufstellen von Hypothesen, Vermutungen, Vorhersagen, Beobachten und Experimentieren;
Entwicklung der Fähigkeit, die Ergebnisse der eigenen geistigen Aktivität sprachlich auszudrücken.
Lehrreich:
· Förderung einer positiven Lernmotivation durch die Informationsumgebung des Internetraums;
Bildung von Fähigkeiten zur kritischen, aber objektiven Bewertung von Objekten, Phänomenen, Handlungen und Handlungen (eigene und fremde);
Verwendete Entwicklungslerntechnologie:
Problemforschungstechnologie, IKT
Im Unterricht verwendete Formen der pädagogischen Arbeit:
1) Frontarbeit mit der ganzen Klasse;
2) Dampfbad;
3) Gruppenarbeit;
4)) Einzelarbeit
Im Unterricht verwendete Methoden:
1) heuristische Methode;
2) problematisch;
3) Forschungsmethode (partielle Suche)
Nach dem Studium des Unterrichtsmaterials sollten die Schüler wissen:
Arten von einfachen Mechanismen
Vorrichtung und Funktionsprinzip des Hebels
Gleichgewichtszustand des Hebels
in der Lage sein:
einen Hebel ziehen
Finden Sie den Drehpunkt des Hebels
die Hebelwirkung messen
Verwenden Sie den Gleichgewichtszustand des Hebels, um Probleme zu lösen
finden notwendige Informationen in verschiedenen Quellen, verarbeiten und anwenden.
Ausrüstung und Einrichtungen für den Bildungsprozess:
ein Satz Gewichte, ein Demonstrationslineal - ein Hebel, ein Zentimeterband, eine Flasche Mineralwasser, ein Stativ, eine Schere, eine Zange, ein Drahtschneider, ein Abzieher, ein Flaschenöffner, ein Holzblock mit einem Nagel, ein Stock, a schwerer Aktenkoffer, eine Laborhebelwaage, Plakate, ein Laborlineal - ein Hebel, Schülerlineal, Block, schiefe Ebene
Unterrichtsplan
1. Vorbereitung auf die Wahrnehmung von neuem Material:
2. Wir haben heute eine ungewöhnliche Stunde. Ich möchte, dass Sie sich daran erinnern.
Wir nehmen das Leben mit seinen Problemen als Geschenk an. Alle im Einklang:
Der beste Tag ist heute.
Die meisten bester urlaub- Arbeiten.
Bevor wir mit dem Unterricht beginnen, möchte ich dich fragen, was erwartest du dir von dem heutigen Unterricht? Was sind Ihre Pläne für heute?
Dann lade ich Sie in die Animationshalle ein.
1. Zeichentrickfilm anschauen (1,5 min).
2. Gemeinsame Zielsetzung:
- Wissen Sie, wie die Pyramiden von Cheops in Ägypten gebaut wurden? ? Cromlechs von Stonehenge, Dolmen von Krasnodar und Idolskulpturen auf der Insel des Heiligen Osterfestes?
Wie konnten Menschen diese Giganten ohne Kräne bauen?
Welche Geräte haben sie benutzt? (Folien
Um Ihnen bei der Beantwortung dieser Frage zu helfen
Bitte besuchen Sie unser Labor! Arten einfache Mechanismen und ihre Anwendung.
Auf dem Ausstellungstisch Lehrer: Da ist eine Flasche Mineralwasser, da ist ein Holzklotz, in den ein Nagel eingeschlagen ist, da ist eine schwere Aktentasche
Leute, heute müssen wir einfache alltägliche Probleme lösen, die oft auftreten. Sie müssen eine Flasche Mineralwasser öffnen, einen Nagel aus der Tafel ziehen und eine schwere Aktentasche von einem Ende des Klassenzimmers zum anderen tragen.
Lassen Sie uns zuerst herausfinden Um das gewünschte Ergebnis unserer Handlungen zu erzielen, müssen wir .... (mechanische Arbeit) tun. Und welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit die Arbeiten ausgeführt werden können?
Auf den Körper muss eine Kraft ausgeübt werden, und er muss sich bewegen.
Lehrer: Bitte, wer kann all das tun?
1 Student geht an die Tafel und versucht zu produzieren notwendige Maßnahmen mit diesen Geräten.
Wie kann man es ihm leichter machen?
2 Schüler:
Sie müssen eine Art Gerät verwenden.
Lehrer: Wie was?
Student:
Zum Beispiel: ein Flaschenöffner, ein Abzieher für einen Nagel, ein Stock für eine Aktentasche.
Bitte demonstrieren Sie die Bedienung dieser Geräte.
Lehrer: Was tun, wenn Sie die Last auf eine bestimmte Höhe heben müssen?
Demonstriert die Aktion des Blocks: beweglich und fest
Ist es einfacher, diese Geräte zu verwenden, um die Aufgabe zu erledigen?
Und warum?
Student: Sie müssen weniger Kraft aufwenden, wenn Sie Geräte verwenden.
Inwiefern ähneln sich diese Geräte?
Student:
Sie sind wie Stöcke.
Das ist richtig, diese Stöcke sind nichts anderes als die Hebelwirkung, die Sie früher ausgeführt haben mechanische Arbeit.
Hier sind wir bei Ihnen komm zum thema die heutige Lektion: „Einfache Mechanismen. Hebelarm. Zustand der Hebelbalance.
2. Bekanntgabe des Unterrichtsthemas und Festlegung des Unterrichtsziels.
"Gib mir Halt und ich werde die Erde bewegen." Der Legende nach gehören diese stolzen Worte dem griechischen Mathematiker und Mechaniker Archimedes, der vor mehr als zweitausend Jahren lebte und viele herausragende Erfindungen und Entdeckungen machte. Hielt sich Archimedes für einen so starken Mann? Nein, er unterschied sich nicht von anderen Menschen in Gesundheit und Kraft. Aber er entdeckte das Gesetz des Hebels ...
3. Neues Material lernen. Arbeiten mit einer Ressource
Hebelvorrichtung.
Hebelarm - ein starrer Körper, der sich um einen festen Träger drehen kann. In der Praxis kann die Rolle eines Hebels ein Stock, ein Brett, ein Brecheisen usw. spielen.
Somit hat der Hebel einen Drehpunkt und eine Schulter.
Mit dem Drehpunkt ist alles klar, aber was ist die Kraftschulter? Und wie findet man es?
Die Schulter ist der kürzeste Abstand vom Drehpunkt zur Wirkungslinie der Kraft (d. h. die Senkrechte, die vom Drehpunkt zur Wirkungslinie der Kraft fällt).
Üblicherweise können die auf den Hebel ausgeübten Kräfte als das Gewicht der Körper betrachtet werden.
3.2. Experimentelle Überprüfung des Gleichgewichtszustandes des Hebels
(Gruppenarbeit)
1 Gruppe:
Gleichen Sie den Hebel aus, indem Sie 4 Gewichte an der linken Schulter l1=3 cm und 2 Gewichte an der rechten Schulter befestigen. Schulter l2 messen. Finden Sie das Verhältnis der links und rechts wirkenden Kräfte: F1 / F2 und vergleichen Sie mit dem Verhältnis der Schultern l2 / l1
Trage die Ergebnisse in eine Tabelle ein
Vervollständige die Sätze:
ü Wo mehr Kraft ist, ist eine Schulter __________
ü Wie oft hat die Kraft zugenommen, so oft die Schulter ________---
Formulieren Hebelgleichgewichtsregel.
Der Hebel ist bei den auf ihn einwirkenden Kräften im Gleichgewicht----------------------- proportional zu den Waffen dieser Streitkräfte.
Schreiben Sie diese Regel mathematisch, also in eine Formel.
Damit haben wir die "Gleichgewichtsbedingung des Hebels" hergeleitet.
Das Verhältnis der Kräfte ist umgekehrt proportional zum Verhältnis ihrer Schultern.
F1 ∕ F2 = L2 ∕ L1
Es ist diese Gleichgewichtsregel des Hebels, die Archimedes abgeleitet hat.
Welchen Kraftgewinn bringt der Hebel? Was ist gleich? Betrachten Sie noch einmal den Gleichgewichtszustand des Hebels.
Wortschatz im Unterricht
Student:
An der Macht gewinnen gleich dem umgekehrten Verhältnis der Hebelarme ist.
Welche Art von Leistungsgewinn hast du bekommen? Was macht es möglich? Was verlieren wir?
Erledigen von Testaufgaben
Jetzt lade ich Sie ein, Ihr Wissen mit Hilfe eines unabhängigen Experten zu testen - einem Computer. Ihr arbeitet zu zweit: einer von euch ist Lehrer, der andere Schüler. Der Schüler besteht Testversuche Der Lehrer überprüft und korrigiert Fehler.
Was ist das Ergebnis? Wer hat die Bewertung „5“, „4“ erhalten?
Wessen Rolle war am schwierigsten zu spielen? Lehrer oder Schüler?
Unterrichtsergebnisse. Schlussfolgerungen:
Fassen wir also zusammen.
Wir haben uns heute getroffen: Wortschatz im Unterricht
· Mit verschiedene Arten einfache Mechanismen als Geräte, die der Kraftumwandlung dienen;
Betrachtet das Gerät und das Funktionsprinzip des Hebels;
fand den Gleichgewichtszustand des Hebels heraus.
Außerdem ganz wichtig:
Entwicklung der Fähigkeit zu analysieren, Hypothesen aufzustellen, zu beobachten und zu experimentieren;
Die Fähigkeit entwickelt, die Ergebnisse der eigenen geistigen Aktivität mit verschiedenen Methoden auszudrücken.
Und für die nächste Lektion:
Ich hoffe, dass ich Interesse und Lust auf eine gute Vorbereitung auf die Laborarbeit geweckt habe, bei der der Hauptstudiengegenstand wieder der Hebel sein wird.
5. Erklärung der Hausaufgaben.
Lehrer: Hatte Archimedes recht?
Archimedes war sich sicher, dass es keine so schwere Last gibt, die eine Person nicht heben würde - Sie müssen nur den Hebel verwenden.
Und doch hat Archimedes die Möglichkeiten des Menschen übertrieben. Wenn Archimedes gewusst hätte, wie gewaltig die Masse der Erde ist, hätte er wahrscheinlich auf den ihm von der Legende zugeschriebenen Ausruf verzichtet: „Gib mir einen Stützpunkt, und ich werde die Erde anheben!“. Denn um die Erde nur um 1 cm zu bewegen, müsste der Arm von Archimedes eine Strecke von 1018 km zurücklegen. Es stellt sich heraus, dass, um die Erde um einen Millimeter zu bewegen, der lange Arm des Hebels 1023-mal größer sein muss als der kurze! Das Ende dieser Schulter hätte (ungefähr) 1018 Kilometer zurückgelegt. Und eine solche Reise würde einen Mann viele Millionen Jahre dauern! ..
Aber dennoch haben Hebel ihre würdige Anwendung in der Technik, im Alltag gefunden, sie sind auch in der Natur zu finden.
Hausaufgaben:
1. Finden Sie in den angegebenen Quellen die Antwort auf die Frage "Könnte Archimedes die Erde bewegen, wenn er einen Drehpunkt hätte"?
2. Frontales Kurzzeitexperiment(wird zu zweit durchgeführt, Sie können die Eltern fragen)
1. Finden Sie einen Stützpunkt am Ellbogengelenk.
2. Messen Sie die Schultern der auf den Hebel wirkenden Kräfte.
6. Reflexion. Bewertung der Stimmung der Schüler nach den ausgewählten Emotionen.
Sag mir, wie fühlst du dich? Bist du enttäuscht? Haben Sie Ihr Ziel erreicht? Ist der Unterricht gut gelaufen? Wenn ja, dann setzen Sie weiße Steine auf diesen gleicharmigen Hebel, leisten Sie Ihren Beitrag zum Bau des nächsten Weltwunders!
Wenn Ihre Erwartungen nicht erfüllt werden, dann legen Sie schwarze Steine auf die andere Schale.
Prüfen .
1 Möglichkeit.
1. Der Hebel ist..
Eine Stange
B) ... ein langer Stock
B) ... eine Stange, die auf dem Boden ruht
D) ... ein starrer Körper, der sich um eine feste Stütze drehen kann
2. Welche Bilder zeigen Hebel?
http://pandia.ru/text/80/230/images/image014_54.jpg" width="177" height="99">
A) OA und OB
5. Wird einer der Hebel, deren Schemata in der Abbildung dargestellt sind, im Gleichgewicht sein?
http://pandia.ru/text/80/230/images/image016_100.gif" width="345" height="122 src=">
B) B D) in allen Abbildungen
3. Die Schulter der Stärke ist ...
A) ... der kürzeste Abstand zwischen den Linien, entlang denen die auf den Hebel wirkenden Kräfte gerichtet sind
B) ... die Länge des Hebels
B) ... der kürzeste Abstand vom Drehpunkt des Hebels zur Linie, entlang der die Kraft auf ihn wirkt
D) ... der Abstand von der Achse des Hebels bis zu seinem Ende
4. Was sind die Arme der Kräfte F1 und F2, die den Hebel balancieren?
http://pandia.ru/text/80/230/images/image018_46.jpg" width="348" height="132 src=">
Zusammenfassung zusammengestellt von einem Physiklehrer
MKOU "Maslowskaja-Sekundarschule"
Batrshina Wohnmobil
UMK L. E. Gendenshtein (Klasse 7)
Unterrichtszusammenfassung zum Thema
„Hebelarm. Hebelgleichgewichtszustand"
Das Ziel des Unterrichts: die Gleichgewichtsregel des Hebels und die „goldene Regel“ der Mechanik herleiten und festigen
Lernziele:
Lehrreich:
Einführung des Begriffs „Hebel“ als einer der einfachen Mechanismen;
Leiten Sie experimentell die Gleichgewichtsbedingung für den Hebel her.
2. Entwicklung:
Entwicklung von kognitivem Interesse und geistiger Aktivität durch Forschung und IKT-Aktivitäten;
Tragen Sie dazu bei, die Methoden der wissenschaftlichen Forschung zu beherrschen: Analyse und Synthese.
Lehrreich:
Bildung von Arbeitsfähigkeiten in Paaren;
Interesse für das Thema wecken durch verschiedene Komponenten des pädagogischen Prozesses des Unterrichts.
Ausrüstung: Computer, Präsentation, Multimedia-Projektor, Hebel, Gewichte, Stative. schiefe Ebene.
Während des Unterrichts:
I Organisationsphase.
II Konsolidierung des behandelten Materials
III Das Studium neuen theoretischen Materials.
IV Konsolidierung, bestandenes Material.
V Hausaufgaben.
VI Reflexion
Lehrer:
Die menschliche Kraft ist begrenzt. Um mechanische Arbeit zu verrichten, verwendet er daher seit jeher verschiedene Geräte, die es ihm ermöglichen, seine Kraft in eine viel größere Kraft umzuwandeln.
Wir nennen diese Geräte einfache Mechanismen. Welche einfachen Mechanismen sind uns bereits begegnet?
Studenten: Block, schiefe Ebene. Aufgabe Nummer 1 Auf die Tafel wird eine schiefe Ebene mit einer Höhe von 2 m und einer Länge von 4 m gezeichnet. Wie oft gewinnen (verlieren) wir an Kraft, wenn wir ein solches Flugzeug benutzen?
Aufgabe Nummer 2 Zeichne eine schiefe Ebene in dein Heft und gib den Wert für Höhe und Länge an, sodass der Kraftzuwachs 3 beträgt.
III Heute haben wir einen "Rocker" zu Gast. Worum geht es Ihrer Meinung nach heute? Noch ein Hinweis (Lehrer zeigt „Skalen“).
Was haben diese beiden Dinge gemeinsam? (Gewichte auf beiden Seiten, drehbar, etc.)
Der Lehrer demonstriert Hebelarm Frage: Hat dieses Gerät etwas mit einem Joch und einer Waage gemeinsam?
Alles, was Sie auf dem Tisch sehen, kann in einem Wort LEVER genannt werden. Was ist das Thema unseres Unterrichts? (Studierende formulieren eigenständig das Unterrichtsthema) Hebelarm. Gleichgewichtszustand des Hebels.
Heute betrachten wir den einfachsten und gebräuchlichsten Mechanismus - Hebelarm. Es ist ein starrer Körper, der sich um einen festen Träger drehen kann.
Lehrer: - Stellen Sie sich vor, Sie haben einen großen Stein in Ihrem Garten und müssen ihn irgendwohin bewegen. Was kann verwendet werden?
Wo begegnen wir Hebeln im Leben? Nennen Sie Beispiele für die einfachsten Mechanismen, die als Hebel wirken.
Beim 
Leser: Für das Bild des Hebels ist es üblich, ein Diagramm zu verwenden. Zu Ihrer Linken ist ein Hebel gezeichnet und zu Ihrer Rechten ein Diagramm. Das Diagramm muss die auf den Hebel ausgeübten Kräfte, den Drehpunkt, um den sich der Hebel dreht, und den Abstand vom Drehpunkt zur Wirkungslinie der Kraft angeben. Lassen Sie uns näher darauf eingehen.
Der kürzeste Abstand zwischen dem Drehpunkt und der Geraden, entlang der die Kraft auf den Hebel wirkt, wird Kraftschulter genannt.
Bezeichne die Schulter mit einem Buchstaben l und in Metern berechnet.
Um die Schulter der Kraft zu finden, muss die Senkrechte vom Drehpunkt zur Wirkungslinie der Kraft abgesenkt werden. Die Länge dieser Senkrechten ist der Arm der Kraft.
Praktische Aufgabe: Geräte: Maniküre, Garten, Metallschere Ermitteln:
Rotationsachse (Drehpunkt)
Die Länge der Arme der Geräte, die auf Ihrem Tisch liegen
Die Daten müssen in die Tabelle auf der Tafel eingetragen werden:
Arten von Scheren
Maniküre
Für Metall
Welche Schlussfolgerungen lassen sich aus den Ergebnissen Ihrer Messungen ziehen?
Fazit: Je länger der Arm, desto geringer die aufgebrachte Kraft.
(
praktischer Nutzen) Lassen Sie uns diese Schlussfolgerung an einem Beispiel veranschaulichen. In der Figur ist der Hebel das Pedal.
- Wo ist die Rotationsachse?
Seine Drehachse verläuft durch den Punkt O. Auf das Pedal wirken zwei Kräfte: F1 - die Kraft, mit der der Fuß auf das Pedal drückt und F2 - die elastische Kraft des am Pedal befestigten gespannten Kabels.
- Zeigen Sie die Schultern der Streitkräfte, wie finden Sie sie?
Zeichnen Sie durch den Vektor F1 die Wirkungslinie der Kraft (gezeigt blaue Farbe), und wenn wir eine Senkrechte von Punkt O darauf fallen lassen, erhalten wir das Segment OA - die Schulter der Kraft F1.
Bei der F2-Kraft ist die Situation noch einfacher: Ihre Wirkungslinie kann weggelassen werden, da der Vektor dieser Kraft erfolgreicher lokalisiert wird. Nachdem wir vom Punkt O die Senkrechte zur Wirkungslinie der Kraft F2 abgesenkt haben, erhalten wir das Segment OB - die Schulter dieser Kraft.
Lehrer:- Die auf den Hebel ausgeübten Kräfte neigen dazu, ihn zu drehen, jede in ihre eigene Richtung. Wenn keine der Kräfte dies versäumt, dann ist der Hebel drin Gleichgewicht.
Die Bedingung, unter der der Hebel im Gleichgewicht ist, wird anhand eines Demonstrationsmodells des Hebels gezeigt (laden Sie den Schüler an die Tafel).
Dazu werden wir auf beiden Seiten verschiedene Gewichte an den Hebel hängen, damit der Hebel jedes Mal im Gleichgewicht bleibt. Ein großes Gewicht wird als doppelt so schwer angesehen wie ein kleines. Wir hängen ein großes Gewicht im Abstand von zwei Einheitssegmenten vom Drehpunkt auf. Wo muss man ein kleines Gewicht aufhängen, damit der Hebel im Gleichgewicht ist? Folie 8
Schreiben Sie in ein Notizbuch die Definition des Gleichgewichtszustands des Hebels
Basierend auf diesen Experimenten kommen wir zu dem Schluss: Der Hebel ist im Gleichgewicht, wenn die auf ihn wirkenden Kräfte umgekehrt proportional zu den Schultern dieser Kräfte sind.
W 
Schreiben Sie dieses Verhältnis an die Tafel und in ein Notizbuch (rufen Sie den Schüler an). Diese Regel kann als Formel geschrieben werden.
UND 
Aus der Mathematik kennen Sie die Grundeigenschaft der Proportionen. Wenden wir es auf unsere Beziehung an, erhalten wir Folgendes
Der Hebel ist ein einfacher Mechanismus. Und nach der „Goldenen Regel“ der Mechanik geht mit einem Kraftzuwachs auch ein Distanzverlust einher. (Überprüfung am Bildschirm. Verwendung der vorbereiteten Folie)
IV Konsolidierung des behandelten Materials.
Was haben wir heute gelernt? Karten werden ausgefüllt. (Nach den Ergebnissen des Unterrichts, der Umfrage im Unterricht, können Sie Noten setzen)
Welche Hebelwirkung ist _____________________
Ein Hebel heißt _____________________, der _________________ hat
Der kürzeste Weg von der Rotationsachse zur Wirkungslinie der Kraft heißt ______________
Der Hebel ist im Gleichgewicht, wenn _______________________
Der Gleichgewichtszustand des Hebels wurde festgestellt ____________________ (die Antwort finden Sie auf Seite 198 des Physiklehrbuchs Klasse 7 von L.E. Gendenshtein)
V. Hausaufgaben: §25 (1-2), Laborarbeit Nr. 11 S. 237. Nachricht über Archimedes p243.
VI.Reflexion.
Lehrer: Leute, ich würde gerne eure Meinung über die Lektion wissen. Dazu werde ich Sie bitten, den Aussagen ein Plus voranzustellen, wenn Sie damit einverstanden sind, und ein Minus, wenn Sie dies nicht tun
Im Unterricht gab es viel zu bedenken.
Ich denke, dass ich während des Unterrichts gute Arbeit geleistet habe.