Г. Новый Уренгой ЯНАОМОУ КСОШ № 13 Рычаг и его удивительные свойства. Исследовательская работа по физикеученицы 7 «А» классаШипиль Анны.Руководитель: Васильева Марина Викторовна
Цель работы: изучить свойства рычагов, придумать новое применение рычагов.Задачи: 1. Исследовать различные свойства рычагов.2. Узнать, как люди используют рычаги.3. Придумать свое собственное использование рычагов.Гипотеза: рычаг - самый древний механизм, известный людям, но ему можно найти много новых применений. Литература: 1. Что такое, кто такой. Т.1. – М.: «Педагогика-Пресс», 1994.-стр.95-97. 2. Что? Зачем? Почему? Большая книга вопросов и ответов. -М.: Изд-во Эксмо, 2007. – срт.172.3. http://wikipedia.org/wiki/Рычаг
Как раздавить твердый орех? Однажды я захотела раздавить орех, но силы моих рук оказалось не достаточно. Папа рассказал мне, как в детстве он давил орехи при помощи двери. Я попробовала раздавить орех таким способом, и оказалось, что достаточно одним пальцем подтолкнуть дверь - и орех раздавлен. Откуда взялась такая сила? Взрослые объяснили мне, что я применила дверь как рычаг.Что такое рычаг и почему он так увеличил мою силу? Какими еще свойствами обладает рычаг?Как используют рычаг люди? Как можно еще применить рычаг? Исследованию этих вопросов я посвятила свой проект.
Что такое рычаг? Рычаг — простейшей механизм, представляющий собой перекладину, вращающуюся вокруг точки опоры. У рычага есть два плеча. Плечо — это расстояние от точки опоры до точки приложения силы. Рычаг первого рода Рычаг второго рода
История применения рычагов Человек использует рычаг как простейший механизм еще с тех давних времен, когда взял в руки палку-копалку. Без применения рычагов не могли быть построены огромные здания древних цивилизаций.Но первое письменное объяснение рычагу дал в III веке до н. э. Архимед, связав понятия силы, груза и плеча. Закон равновесия, сформулированный им, используется до сих пор.Понять этот закон со слов Архимеда мне сложно, и чтобы разобраться с тем, как же все-таки действует рычаг, я сделала из конструктора рычаг для проведения опытов.
Моя лабораторная установка. На рычаге я разместила метки через равные расстояния, чтобы измерять длину плечей рычага. На пластинке за рычагом я тоже разместила метки через равные расстояния, чтобы измерять перемещения плечей рычага.
Преобразование силы с помощью рычага Подбирая различные сочетания грузиков на правом и левом плечах рычага, я обнаружила закономерность:Во сколько раз больше длина плеча, во столько раз меньше нужен груз для поддержания равновесия. Передаточное отношение показывает, во сколько раз плечо усилия больше плеча нагрузки.
Преобразование расстояния с помощью рычага Еще я заметила:Во сколько раз больше длина плеча, во столько раз больше перемещение конца рычага.
Калькулятор рычага Передаточное отношение рычага = Введите значения:- нагрузки,- плеча нагрузки,- плеча усилия, перемещения точки приложения нагрузки.Затем нажмите кнопку «Рассчитать». ' Листинг программы расчета рычага на языке Visual BasicPrivate Sub Calulate_Click() If ПлечоНагрузки > 0 And ПлечоУсилия > 0 Then N = ПлечоУсилия / ПлечоНагрузки Усилие = Нагрузка / N ПеремещениеУсилия = ПеремещениеНагрузки * N Else MsgBox ("Плечи должны быть больше 0") End IfEnd SubПеремещение точки приложения усилия:Перемещение точки приложения нагрузки:
Легенда об Архимеде Правитель Сиракуз построил в подарок египетскому царю тяжёлый многопалубный корабль. Его никак не удавалось спустить на воду. Архимед соорудил систему рычагов, с помощью которой он смог проделать эту работу одним движением руки. По легенде, Архимед заявил при этом: «Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю».
Система рычагов Я сделала свою систему из двух рычагов и соединила ниткой короткое плечо первого рычага с длинным плечом второго рычага.У первого рычага длинное плечо в 3 раза больше короткого.У второго рычага длинное плечо в 2 раза больше короткого. 2 детали ЛЕГО, привязанные к длинному плечу первого рычага, мне удалось уравновесить 12 такими же деталями, привязанными к короткому плечу второго рычага. Значит, моя система рычагов увеличивает силу в 6 раз, что равно произведению передаточных отношений рычагов, а не сумме.
Применение рычагов
Чудо-прибор «Пантограф» Он состоит из двух рычагов и позволяет перечерчивать фигуры в другом масштабе. Его придумал немецкий археолог Кристоф Шнайер в 17-м веке. Я сделала из конструктора такой пантограф, и мы с сестрой с удовольствием в него играем.
Для того, чтобы понять, как мои одноклассники умеют использовать свойства рычагов, я провела анкетирование и проанализировала результаты Следовательно, нужно изобретать такие механизмы, чтобы люди не задумывались о применении рычагов.
Я придумала свои собственные применения рычагов. Качели с перемещаемым сидениемПодметальную машину
Качели с перемещаемым сидением Когда я качаюсь с младшей сестрой на качелях, у меня очень устают ноги, потому что моя сестра легче меня, и мне приходится прилагать большие усилия.Я сделала модель качелей, на которых сидение можно перемещать для достижения равновесия двух детей с разным весом.
Подметальная машина В моей подметальной машине небольшое вращательное движение короткого плеча рычага-шатуна превращается в размашистые движения метлы, прикрепленной к длинному плечу рычага. Дворнику не нужно задумываться о том, как применять рычаг.
Выводы Рычаг - это простейший механизм, с помощью которого можно преобразовывать силу и перемещение.Рычаги можно рассчитать математически.В системе рычагов их передаточные отношения перемножаются.С помощью компьютерной программы рассчитывать рычаги удобнее и быстрее.Даже если человеку объяснить, что такое рычаг, он эти знания применяет не всегда. Нужен опыт и привычка.Изобретателям нужно самим предусмотреть применение рычагов, чтобы людям не нужно было об этом задумываться.При создании своей подметальной машины кроме рычагов я применила ещё и другие простейшие механизмы - зубчатое колесо и шнек (винт). Мне бы хотелось исследовать их свойства тоже.