Фізика і хімія в побуті. Підручник для осіб з особливими освітніми потребами (F70). 8 клас. Тороп
Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.
Практична робота № 5. Умови рівноваги важеля
Мета: дослідити властивості важеля. З’ясувати, за яких умов важіль перебуває в рівновазі.
Теоретичні відомості
Важіль — це тверде тіло. Він має вісь обертання. Рівновага важеля означає, що він перебуває у спокої. Можна з’ясувати, коли важіль під дією прикладених до нього сил буде у рівновазі. Для цього потрібно знати плечі сил. Плечі сил — це найкоротші відстані від точки обертання до напряму дії сил. Важіль перебуває у рівновазі, коли сили, що діють на нього, обернено пропорційні плечам цих сил. Тобто F1 : F2 = І2 : I1. Тут F1, F2 — сили, що діють на ліву і праву частини важеля. I1, I2 — плечі цих сил. Важіль буде в рівновазі, коли сума моментів сил, що обертають важіль за годинниковою стрілкою, дорівнює сумам моментів сил, що обертають важіль проти годинникової стрілки. Це правило відоме як правило моментів. Момент сили — це добуток сили на плече: М = F • I.
За допомогою важеля можна отримати виграш у силі. Наприклад, прикладаючи досить малу силу, можна підняти порівняно важке тіло. Однак виграш у силі завжди супроводжується програванням у відстані. Плече меншої сили є більшим. Тому, коли людина за допомогою важеля підіймає важке тіло навіть на невелику висоту, рука долає значну відстань. І навпаки: діючи на коротке плече важеля, ми програємо в силі. Проте отримаємо виграш у відстані.
Завдання
1. Установити рівновагу важеля.
2. Обчислити сили тяжіння, що діють на тягарці.
3. Виміряти плечі сил (відстань від точки обертання до напряму дії сили).
4. Обчислити сили.
5. Визначити моменти сил, що діють на ліве і праве плечі за формулою.
6. Порівняти ці моменти.
Виконуй практичну роботу разом із учителем / учителькою!
Обладнання: важіль, штатив, набір тягарців відомої маси, лінійка.
Підготуй таблицю:
|
№ досліду |
Ліва частина важеля |
Права частина важеля |
||||
|
Сила F1, H |
Плече сили I1, м |
Момент сили M1, Hм |
Сила F2, H |
Плече сили I2, м |
Момент сили M2, Нм |
|
|
1 |
||||||
|
2 |
||||||
Табл. 2. Обчислення умови рівноваги важеля
Виконай дослід «Умови рівноваги важеля»
Інструкція для виконання досліду
1. Підготуй важіль, тягарці.
2. Закріпи на лівій частині важеля на певній відстані від центру один тягарець. На правій частині важеля підвісь два тягарці. Знайди таке положення, коли важіль буде в рівновазі.
3. Виміряй плече сили на лівій частині важеля. Виміряй плече сили на правій частині важеля. Обчисли сили тяжіння.
4. Зміни кількість тягарців справа і зліва. Змінюючи плечі сил, установи важіль у рівновазі (можливі варіанти: зліва 2 або 3 тягарці, справа 1 або 2). Обчисли сили, виміряй плечі сил.
5. Для кожного досліду визнач моменти сил, що діють на ліве і праве плечі. Порівняй ці моменти, зроби висновки. Результати вимірювань і обчислень занеси в таблицю.
Висновки
Проаналізуй результати досліду і зроби відповідні висновки:
- що робив / робила;
- за допомогою яких приладів;
- запиши результати дослідження.
Запитання і завдання
- 1. Який механізм називають важелем?
- 2. Наведи приклади важелів у побуті.
- 3. Поясни, що називається рівновагою важеля.
- 4. Що називається плечем сили?
- 5. Як знайти момент сили?
- 6. Поясни правило моментів.
- 7. Який виграш дає важіль?
Конспект учня
Практична робота № 5
Тема. Умови рівноваги важеля.
Мета: дослідити властивості важеля. З’ясувати, за яких умов важіль перебуває у рівновазі.
Висновки:
1. Результат дії сили залежить не лише від значення сили, а й від того, ______ .
2. Збалансувати важіль можна, змінюючи ______ .
3. Важіль перебуває у рівновазі, якщо моменти сил з лівої і правої сторони ______ .
Слова для довідок: в якій точці вона прикладена; вагу тіл та плечі сил; важеля будуть рівними.
