Bu iki ders ders kitabına göre S.V. Gromova, N.A. Vatan Fiziği 7. sınıf. M.Eğitim 2000

Derslerin özelliği, nüfusu 15 kişiden az olan sınıflar için programlı anket teknolojisinin kullanılmasıdır. Teknoloji, bir soruyu yanıtlamak için çeşitli seçenekler sunmaktan oluşur. Bu sayede önceki materyali aynı anda tekrarlamak, işlenen konunun ana noktalarını vurgulamak ve materyalin sınıftaki tüm öğrenciler tarafından özümsenmesini izlemek mümkündür. Uygulamada görüldüğü gibi, tüm sınıfın incelenmesi 17 dakikadan fazla sürmez. Genç öğretmenler için önemli bir nokta, öğrencilerin bilgi edinme düzeyini belirlemede becerilerin hızlı gelişimi olacaktır. Sonraki testler ve bağımsız çalışma, programlanan anket sırasında öğrencilerin aldığı notları her zaman doğrular.

Görüşmenin tamamı sözlü olarak gerçekleşir. Çocuklar, cevap sayısının beşi geçmemesi gereken cevapları kartlarda veya parmaklarında gösterirler. Anket sonuçları artılar, eksiler ve sıfırlar şeklinde anında tahtada görüntülenir (cevap vermeyi reddetme fırsatı vardır). Bu anket şekli, anket sırasındaki gerilimi azaltmanıza, tarafsız, şeffaf bir şekilde yürütmenize ve aynı zamanda öğrenciyi psikolojik olarak testlere hazırlamanıza olanak tanır.

Programlı anketlerin birçok dezavantajı da vardır. Bunları hiçbir şeye indirgemek için, onu diğer bilgi kontrolü biçimleriyle mantıklı bir şekilde değiştirmek gerekir.

Dersin amacı: Çocuklara blok sisteminin sağladığı güç avantajını bulmayı öğretmek.

Teçhizat: bloklar, iplikler, tripodlar, dinamometreler.

Ders ilerlemesi:

Öğretmen sorunlu bir soru sorar:

Daniel Defoe'nun "Robinson Crusoe" adlı kitabı, kendisini ıssız bir adada bulan ve zorlu koşullar altında hayatta kalmayı başaran bir adamın hikayesini anlatıyor. Robinson Crusoe'nun bir gün adadan uzaklaşmak için bir tekne yapmaya karar verdiği söyleniyor. Ama tekneyi sudan uzakta inşa etti. Ve tekne kaldırılamayacak kadar ağırdı. Ağır bir tekneyi (örneğin 1 ton ağırlığında) suya (1 km mesafede) nasıl teslim edeceğinizi hayal edelim.

Öğrencilerin çözümleri kısaca tahtaya yazılır.

Genellikle bir kanal kazmayı ve tekneyi bir kaldıraçla hareket ettirmeyi önerirler. Ancak eserin kendisi, Robinson Crusoe'nun bir kanal kazmaya başladığını, ancak bunu tamamlamanın tüm hayatı boyunca süreceğini hesapladığını söylüyor. Ve eğer hesaplarsanız, kaldıraç o kadar kalın olacak ki, onu elinizde tutacak kadar gücünüz olmayacak.

Birisinin zincirli vinç, bloklar veya vinç kullanarak bir vinç yapmayı önermesi iyi olur. Bu öğrencinin size bu mekanizmanın ne olduğunu ve neden gerekli olduğunu anlatmasına izin verin.

Hikayeden sonra yeni materyaller çalışmaya başlarlar. Eğer öğrencilerden hiçbiri bir çözüm sunmuyorsa, öğretmen bunu kendisi söyler.

İki tür blok vardır:

bkz. şekil 54 (sayfa 55)

Bkz. Şekil 55 (sayfa 55)

Olumsuz hareketli blok güç kazandırmaz. Sadece kuvvetin uygulanma yönünü değiştirir. Hareketli blok ise 2 kat güç kazancı sağlar. Daha yakından bakalım:

(Okuma materyali §22 F=P/2 formülünün türetilmesi;)

Birkaç bloğun hareketini birleştirmek için, makara bloğu adı verilen bir cihaz kullanılır (Yunanca poli - "çok" spao - "çekiyorum").

Alt bloğu kaldırmak için iki ipi yukarı çekmeniz gerekiyor, yani mesafeden 2 kat kaybedersiniz, dolayısıyla bu makaranın mukavemet kazancı 2 olur.

Alt bloğu kaldırmak için 6 halat kesmeniz gerekiyor, bu nedenle bu makaranın mukavemet kazancı 6'dır.

III. Yeni malzemenin konsolidasyonu.

Eğitim anketi:

1. Şekilde kaç adet ip kesilmektedir?

1. Bir,
2. Dört,
3. Beş,
4. Altı,
5. Başka bir cevap.

2. Çocuk 20 kg kaldırabiliyor. Ama 100 kaldırması gerekiyor. Bir zincirli vinç yapmak için kaç bloğa ihtiyacı var?

1. Dört,
2. Beş,
3. Sekiz,
4. On,
5. Başka bir cevap.

3. Blokları kullanarak tek sayıda, örneğin 3 veya 5 kez güç kazanmanın mümkün olduğunu düşünüyor musunuz?

Cevap: Evet, bunun için halatın yükü üst bloğa üç kez bağlaması gerekir. Şekilde yaklaşık bir çözüm:

III.1. 71. sorunun çözümü.

III.2. Robinson Crusoe probleminin çözümü.

Tekneyi hareket ettirmek için bir makara veya vinç (bir sonraki derste inceleyeceğimiz bir mekanizma) monte etmek yeterliydi.

Hatta Daniel Defoe'nun Macar hayranları böyle bir deney bile gerçekleştirdi. Bir kişi, ahşaptan kesilmiş ev yapımı bir makarayla beton levhayı 100 m taşıdı.

III.3. Pratik çalışma:

Önce bloklardan ve dişlerden sabit bir blok, ardından hareketli bir blok ve basit bir makara bloğu monte edin. Her üç durumda da güç kazanımını bir dinamometreyle ölçün.

Ders özeti, ödev açıklaması

Ödev: §22; sorun 72

Dersin hedefleri: Geriye kalan basit mekanizmaları göz önünde bulundurun - vinç, kapı ve eğik düzlem; Bir vinç ve eğik bir düzlem tarafından sağlanan kuvvetteki kazancı bulmanın yollarını öğrenin.

Ekipman: kapı modeli, büyük vida veya vida, cetvel.

Ders ilerlemesi:

1. Hangi blok güç kazandırmaz?

1. Mobil,
2. Sabit,
3. HAYIR.

2. Blokları kullanarak 3 kat güç kazanmak mümkün mü?

3. Şekilde kaç adet ip kesilmektedir?

1. Bir,
2. Dört,
3. Beş,
4. Altı,
5. Başka bir cevap.

4. Çocuk 25 kg kaldırabiliyor. Ama 100 kaldırması gerekiyor. Bir zincirli vinç yapmak için kaç bloğa ihtiyacı var?

1. Dört,
2. Beş,
3. Sekiz,
4. On,
5. Başka bir cevap.

5. Marangoz çerçeveleri onarırken güçlü bir halat bulamadı. Kopma anında 70 kg'a dayanabilecek bir ipe rastladı. Marangozun kendisi 70 kg, içinde kaldırıldığı sepetin ağırlığı ise 30 kg idi. Daha sonra Şekil 1'de gösterilen mekanizmayı alıp monte etti. Halat onu tutacak mı?

6. İşten sonra marangoz öğle yemeği yemeye hazırlandı ve ellerini serbest bırakmak için Şekil 2'de gösterildiği gibi çerçeveye bir ip bağladı. Halat tutacak mı?

Terimleri not defterine kaydetme.

Kapı bir silindir ve ona bağlı bir tutamaktan oluşur (kapı modelini gösterin). Çoğu zaman kuyulardan su kaldırmak için kullanılır (Şek. 60, s. 57).

Vinç, farklı çaplardaki dişlilere sahip bir vincin birleşimidir. Bu daha gelişmiş bir mekanizmadır. Kullanırken en büyük güce ulaşabilirsiniz.

Öğretmenin sözü. Arşimed Efsanesi.

Bir gün Arşimet, yerel tiranın büyük tamircinin gerçekleştirdiği mucizeleri duyduğu bir şehre geldi. Arşimet'ten bir mucize göstermesini istedi. "Tamam" dedi Arşimed, "ama bırak demirciler bana yardım etsin." Bir sipariş verdi ve iki gün sonra, araba hazır olduğunda, şaşkın halkın önünde, tek başına Arşimet, kumun üzerinde oturup tembel tembel kolu çevirerek bir gemiyi sudan çıkardı; 300 kişi. Artık tarihçiler vincin ilk kez o dönemde kullanıldığını düşünüyor. Gerçek şu ki, bir zincirli vinç kullanıldığında, bireysel blokların hareketleri toplanır ve kuvvette 300 kat artış elde etmek için 150 bloğa ihtiyaç vardır. Ve vinç kullanırken, bireysel dişlilerin hareketleri çarpılır, yani biri 5 kat, diğeri 5 kat kuvvet kazancı sağlayan iki dişliyi bağlarken toplam 25 kat kazanç elde ederiz. Ve aynı transferi tekrar uyguladığınızda toplam kazanç 125 katına ulaşacak. (Basit toplamada olduğu gibi 15 değil).

Böylece bu vinci oluşturmak için cihaza benzer bir mekanizma yapmak yeterliydi (Şekil 61, s. 58). Belirtilen ölçülerde üst kapı 12 kat, dişli sistemi 10 kat, ikinci kapı ise 5 kat kuvvet kazancı sağlamaktadır. Vinç 60 kat güç artışı sağlar.

Eğik düzlem- birçoğunuzun aşina olduğu basit bir mekanizma. Varil gibi ağır nesneleri arabaya kaldırmak için kullanılır. Kaldırma sırasında ne kadar güç kazanırsak kazanalım, mesafede de aynı sayıda kaybederiz. Örneğin 50 kg ağırlığındaki bir varili yuvarlayabiliriz. Ve 300 kg'ı 1 metre yükseklikte kaldırmanız gerekiyor. Hangi uzunlukta tahta almalıyım?

Sorunu çözelim:

Güç olarak 6 kat kazanmamız gerektiğine göre, mesafe kaybının da en az 6 kat olması gerekiyor. Bu, tahtanın en az 6 metre uzunluğunda olması gerektiği anlamına gelir.

Eğik düzlem örnekleri arasında somunlar ve vidalar, takozlar ve birçok kesici ve delici alet (iğne, bız, çivi, keski, keski, makas, tel kesiciler, pense, bıçak, ustura, keski, balta, satır, düzleme, birleştirici, seçici) yer alır. , freze, kürek, çapa, tırpan, orak, çatal vb.), toprak işleme makinalarının çalışma parçaları (pulluklar, tırmıklar, çalı kesiciler, kültivatörler, buldozerler vb.)

Örnek olarak "orman tavuğu"nu ele alalım. Bu, çekicin sapını tutan kör kamadır. Bu kama, ağaç liflerini birbirinden ayırarak, tıpkı bir pres gibi, sapı deliğin içine doğru iter ve onu güvenli bir şekilde sabitler.

Peki ya lifleri birbirinden ayırmak için çiviye ihtiyacımız yoksa? Örneğin ince bir tahta parçasına çivi çakmanız gerekiyor. Oraya normal bir çivi çakarsanız çatlar. Bunu yapmak için, marangozlar özellikle tırnakları köreltir ve kör olanları çekiçle vururlar. Daha sonra çivi, önündeki ağaç liflerini basitçe ezer, ancak onları bir kama gibi birbirinden ayırmaz.

Antik çağda askeri amaçlarla birçok basit mekanizma kullanılıyordu. Bunlar balistalar ve mancınıklardır (Şekil 62, 63). Sizce nasıl çalışıyorlar?

Öğrencilerin cevaplarını tüm sınıfla tartışırız.

Özellikle çok sayıda Arşimed icatlarıyla ünlendi. (Boş zaman varsa öğretmen Arşimet'in icatlarından bahseder).

Pratik çalışma:

1) Büyük bir vida veya vida alın ve başının çevresini ölçmek için bir milimetre cetvel kullanın. Bunu yapmak için, vidanın başını bir milimetre cetvelin bölümlerine takmanız ve bölümler boyunca yuvarlamanız gerekir.

Vida başı çevresi ben= 2R = ….mm

2) Şimdi bir ölçüm pusulası ve bir milimetre cetveli alın ve bunları vida dişinin iki bitişik çıkıntısı arasındaki mesafeyi ölçmek için kullanın. Bu mesafeye vidanın adımı veya stroku denir.

Vida adımı h = … mm

3) Şimdi kafanın çevresini vidanın adımına bölün ve bu vidayı kullanarak kaç kat güç kazandığımızı göreceksiniz.

Aşağıdaki blok sistemlerini kullanırken kaç kat güç kazandığımızı tahmin etmeye çalışın.

İkinci ve üçüncü problemleri çözmek için “Sonuna kadar çekerseniz ipin kaç kısmı kısaltılır?” sorusunu cevaplamak yeterli değildir. Problemler standart dışı bir yaklaşım gerektirir. Mesela ikinciyi çözelim. Bir kişinin 10 N'lik bir kuvvetle çekmesini sağlayın. Bu kuvvet, 2 numaralı ipin gerilimi ile dengelenmiştir. Bu, ikinci ipteki çekiş kuvvetinin 20 N olduğu anlamına gelir. Ancak 3 numaralı ipin gerilimi ile dengelenmiştir. Bu da üçüncü ipte çekiş kuvvetinin 40 N, dördüncü ipte ise 80 N olduğu anlamına gelir. Dolayısıyla kuvvet kazancı 8 kat olur.

ÖĞE: Fizik

SINIF: 7

DERS KONUSU: Eğik düzlem. "Mekaniğin Altın Kuralı".

Fizik öğretmeni

DERS TÜRÜ: Kombine.

DERSİN AMACI: Konuyla ilgili bilgileri güncelleyin " Basit mekanizmalar"

ve tüm basit türlerin genel konumunu öğrenin

mekaniğin “altın kuralı” olarak adlandırılan mekanizmalar.

DERSİN HEDEFLERİ:

EĞİTİMSEL:

- dönen bir cismin denge durumu, hareketli ve sabit bloklar hakkındaki bilgiyi derinleştirmek;

Çalışmada kullanılan basit mekanizmaların bir yandan güç kazancı sağladığını, diğer yandan kuvvetin etkisi altında vücut hareketinin yönünü değiştirmenize izin verdiğini kanıtlayın;

Gerekçeli materyal seçiminde pratik beceriler geliştirin.

EĞİTİMSEL:

Öğrencileri basit mekanizmaların temel kurallarını anlamaya yönlendirecek entelektüel kültürü geliştirmek;

Günlük yaşamda, teknolojide, okul atölyesinde, doğada kaldıraç kullanmanın işlevlerini tanıtmak.

DÜŞÜNME GELİŞİMİ:

Ana şeyi vurgulayarak bilinen verileri genelleştirme yeteneğini geliştirin;

Genelleme tekniğine dayalı yaratıcı aramanın öğelerini oluşturur.

TEÇHİZAT: Aletler (kaldıraçlar, ağırlık seti, cetvel, bloklar, eğik düzlem, dinamometre), “Yaban Hayatında Kaldıraçlar” tablosu, bilgisayarlar, çalışma notları (testler, görev kartları), ders kitabı, kara tahta, tebeşir.

DERSİN İLERLEMESİ.

ÖĞRETMEN VE ÖĞRENCİLERİN DERS ETKİNLİKLERİNİN YAPISAL UNSURLARI

DERSİN HEDEFİNİN BİLDİRİMİÖğretmen sınıfa şöyle seslenir:

Yerden göğe kadar tüm dünyayı kapsayan,

Birden fazla nesli alarma geçirerek,

Bilimsel ilerleme tüm gezegeni kasıp kavuruyor.

Doğanın giderek daha az sırrı var.

Bilginin nasıl kullanılacağı insanların endişesidir.

Bugün beyler, basit mekanizmaların genel konumunu tanıyalım. Mekaniğin "altın kuralı".

ÖĞRENCİLER İÇİN SORU (DİL BİLİMLERİ GRUBU)

Kuralın neden çağrıldığını düşünüyorsunuz? "altın"?

CEVAP: " Altın kural " - Halk atasözleri ve sözlerinde yer alan en eski ahlaki emirlerden biri: "Sana yapılmasını istemediğin şeyi başkalarına yapma" dedi eski doğu bilgeleri.

UZMAN GRUBU CEVAP:”“Altın” tüm temellerin temelidir.

BİLGİNİN TANIMI. ÇALIŞMANIN PERFORMANSI VE GÜÇ TESTİ

(bilgisayarda, test eklenmiştir)

EĞİTİM GÖREVLERİ VE SORULARI.

1. Kaldıraç nedir?

2. Gücün omzuna ne denir?

3. Kaldıraç dengesi kuralı.

4. Kaldıraç dengesi kuralının formülü.

5. Resimdeki hatayı bulun.

6. Kaldıraç denge kuralını kullanarak F2'yi bulun

d1=2cm d2=3cm

7. Kaldıraç dengede olacak mı?

d1=4cm d2=3cm

Bir grup dilbilimci gösteri yapıyor № 1, 3, 5.

Bir grup hassas işçi performans sergiliyor № 2, 4, 6, 7.

ÖĞRENCİ GRUBU İÇİN DENEYSEL GÖREV

1. Kolu dengeleyin

2. Kolun sol tarafına, dönme ekseninden 12 cm uzaklıkta iki ağırlık asın

3. Bu iki ağırlığı dengeleyin:

a) bir yük_ _ _ omuz_ _ _ cm.

b) iki ağırlık_ _ _ omuz_ _ _ cm.

c) üç ağırlık_ _ _omuz _ _ _ cm.

Bir danışman öğrencilerle çalışır

İlginç şeyler dünyasında.

"Doğadaki kaldıraçlar"

(Biyoloji Olimpiyatı ödüllü Marina Minakova konuşuyor)

ÇALIŞIN Deneylerin gösterilmesi (danışman)

ÇALIŞMALAR No. 1 Kaldıracın denge yasasının bir bloğa uygulanması.

MALZEME. a) Sabit blok.

Daha önce güncellendi Öğrenciler sabit bir bloğun olabileceğini açıklamalıdır.öğrenildi dikkate almak eşit kollu bir kaldıraç gibi ve kazanıyor

basit hakkında bilgi güç vermiyor

mekanizmalar. No. 2 Hareketli bir blok üzerindeki kuvvet dengesi.

Deneylere dayanarak öğrenciler mobilin şu sonuca varıyor:
bir blok güçte iki kat kazanç sağlarken aynı kayıpta
yollar.

ÇALIŞMAK

YENİ MALZEME. Arşimet'in ölümünün üzerinden 2000 yıldan fazla zaman geçti ama aynı zamanda
bugün insanların hafızası onun sözlerini koruyor: “Bana bir destek noktası verin ve
Senin için bütün dünyayı ayağa kaldıracağım.” Öyle dedi olağanüstü antik Yunan
bilim adamı - matematikçi, fizikçi, mucit, bir teori geliştirmiş
kaldıraç ve yeteneklerini anlamak.

Siraküza hükümdarı Arşimet'in gözleri önünde bu fırsattan yararlanıyor

karmaşık
Kaldıraçlardan yapılmış bir cihaz kullanarak gemiyi tek başına indirdi. Slogan
yeni bir şeyler bulan herkese ünlü “Eureka!” servis edilir.

Güç kazancı sağlayan basit mekanizmalardan biri
eğimli düzlem. kullanarak yapılan işi belirleyelim.
eğimli düzlem.

DENEYİMİN GÖSTERİLMESİ:

Eğik düzlemde kuvvetlerin işi.

Eğik düzlemin yüksekliğini ve uzunluğunu ölçüyoruz ve

Oranlarını güç kazancıyla karşılaştırıyoruz

F uçak.

L A) Tahtanın açısını değiştirerek deneyi tekrarlayın.

Deneyimden çıkan sonuç: eğik düzlem verir

H Güç kazancı uzunluğu kadardır

Daha fazla yükseklik. =

2. Mekaniğin altın kuralı aşağıdakiler için de geçerlidir:

kaldıraç

Kolu kaç kez çevirdiğinizde

güçlü bir şekilde kazanırız, aynı miktarda kaybederiz

hareket halinde.

İYİLEŞTİRME Kalite atamaları.

VE UYGULAMA 1 Numara. Sürücüler neden trenleri aynı saatte durdurmaktan kaçınıyor?

BİLGİ. Yükseliyor mu? (bir grup dilbilimciye cevap verir).

B

No. 2 B konumundaki blok eğimli bir düzlem boyunca kaymaktadır.

düzlem, sürtünmenin üstesinden gelmek. Olacak mı

Bloğu A konumuna kaydırmak ister misiniz? (cevap verilmiştir

kesin).

Cevap: Öyle olacak çünkü değerBloğun düzlem üzerindeki sürtünmesi F değildir
temas eden yüzeylerin alanına bağlıdır.

Hesaplama görevleri.

No. 1. Eğik düzlemde 1,6 * 10³ N ağırlığındaki bir yükü tutmak için yüksekliği 1 m, uzunluğu 8 m olan eğik düzlemin uzunluğuna paralel etki eden kuvveti bulun.

Verilen: Çözüm:

h = 1m F= F=

Cevap: 2000N

2 numara. 480 N ağırlığındaki bir kızağı buz dağında tutmak için 120 N'luk bir kuvvete ihtiyaç vardır. Kızağın eğimi tüm uzunluğu boyunca sabittir. Yüksekliği 4 m ise dağın uzunluğu ne kadardır?

Verilen: Çözüm:

h = 4m l =

Cevap: 16m

No. 3. 3*104 N ağırlığındaki bir araba 300 m uzunluğunda ve 30 m yüksekliğinde bir yükselişte düzgün bir şekilde hareket ediyor. Tekerleklerin yerdeki sürtünme kuvveti 750 N olduğuna göre arabanın çekiş kuvvetini belirleyiniz. Bu yol boyunca motor ne kadar iş yapar?

Verilen: Çözüm:

P = 3*104H Kaldırma için gerekli kuvvet
Ftr = sürtünme dikkate alınmadan kabinin 750H'si

l = 300m F= F=

h =30m Çekiş kuvveti şuna eşittir: Fitme= F+Ftr=3750H

Fitme-?, A-? Motorun çalışması: A= Fitme*L

A=3750H*300m=1125*103J

Cevap: 1125kJ

Dersin özetlenmesi, dersteki etkinlik türlerine yönelik farklılaştırılmış bir yaklaşım haritası kullanılarak öğrencilerin çalışmalarının danışmanlar tarafından değerlendirilmesi.

ÖDEV § 72 rep. § 69.71. İle. 197 ABD doları 41 No.5

Modern teknolojide şantiyelerde ve işletmelerde vazgeçilmez olan yüklerin taşınmasında kaldırma mekanizmaları yaygın olarak kullanılmaktadır. bileşenler buna basit mekanizmalar denilebilir. Aralarında eski icatlar insanlık: blok ve kaldıraç. Antik Yunan bilim adamı Arşimed, icadını kullanırken ona güç kazandırarak insanın işini kolaylaştırmış ve ona kuvvetin yönünü değiştirmeyi öğretmiştir.

Blok, ekseni bir duvara veya tavan kirişine sıkı bir şekilde tutturulmuş, bir halat veya zincir için çevresi etrafında bir oluk bulunan bir tekerlektir.

Kaldırma cihazları genellikle bir değil birkaç blok kullanır. Yük kapasitesini artırmak için tasarlanmış blok ve kablolardan oluşan sisteme zincirli vinç adı verilir.

Hareketli ve sabit blok, kaldıraçla aynı eski basit mekanizmalardır. Zaten MÖ 212'de, bloklara bağlanan kancalar ve kıskaçların yardımıyla Syracusalılar, Romalılardan kuşatma ekipmanlarını ele geçirdiler. Askeri araçların inşası ve şehrin savunması Arşimed tarafından yönetildi.

Arşimet sabit bir bloğu eşit kollu bir kaldıraç olarak görüyordu.

Bloğun bir tarafına etki eden kuvvetin momenti, bloğun diğer tarafına uygulanan kuvvetin momentine eşittir. Bu anları yaratan güçler de aynıdır.

Güçte bir kazanç yoktur, ancak böyle bir blok bazen gerekli olan kuvvetin yönünü değiştirmenize olanak tanır.

Arşimet, hareketli bloğu, kuvvette 2 kat kazanç sağlayan eşit olmayan bir kaldıraç olarak aldı. Dönme merkezine göre, dengede eşit olması gereken kuvvet momentleri etki eder.

Arşimed, hareketli bloğun mekanik özelliklerini inceledi ve bunu pratikte uyguladı. Athenaeus'a göre, "Sirakusalı tiran Hieron tarafından inşa edilen devasa gemiyi suya indirmek için birçok yöntem icat edildi, ancak tamirci Arşimet, basit mekanizmalar kullanarak, birkaç kişinin yardımıyla tek başına gemiyi hareket ettirmeyi başardı. ve onun yardımıyla devasa bir gemiyi denize indirdi.”

Blok, işte bir kazanç sağlamaz, onaylar altın kural mekanik. Elin kat ettiği mesafeye ve ağırlığa dikkat edilerek bunu doğrulamak kolaydır.

Spor yelkenli gemiler, geçmişin yelkenli tekneleri gibi, yelkenleri ayarlarken ve kontrol ederken bloklar olmadan yapamazlar. Modern gemilerin sinyalleri ve tekneleri kaldırmak için bloklara ihtiyacı vardır.

Bu, tellerin gerginliğini ayarlamak için elektrikli bir demiryolu hattı üzerindeki hareketli ve sabit blokların birleşimidir.

Bu blok sistemi planör pilotları tarafından cihazlarını havaya kaldırmak için kullanılabilir.

Bibliyografik açıklama: Shumeiko A.V., Vetashenko O.G. 7. sınıf fizik ders kitaplarında incelenen basit "blok" mekanizmasının modern bir görünümü // Genç bilim adamı. 2016. No.2. S. 106-113..07.2019).

7. sınıf fizik ders kitapları, basit bir blok mekanizmasını incelerken kazanmayı farklı şekillerde yorumluyor Bir yükü kaldırırken uygulanan kuvvet bu mekanizmayı kullanarak, örneğin: Peryshkin'in ders kitabı A. B. kazançlar ile güç elde edilir Kolun kuvvetlerinin etki ettiği bloğun tekerleğini kullanarak ve Gendenstein'ın ders kitabında L. E. aynı kazançlar şununla elde edilir: kablonun gerilim kuvvetine maruz kalan bir kablo kullanarak. Farklı ders kitapları, farklı konular ve farklı güçler - kazançları almak için Bir yükü kaldırırken kuvvet. Bu nedenle bu makalenin amacı nesneleri aramak ve gücü ile kazançların elde edildiği yol Basit bir blok mekanizmasıyla bir yükü kaldırırken uygulanan kuvvet.

Anahtar Kelimeler:

Öncelikle 7. sınıf fizik ders kitaplarında basit blok mekanizmasıyla yük kaldırırken nasıl kuvvet kazanımları elde edildiğine bir göz atalım ve karşılaştıralım. Bu amaçla aynı kavramları içeren ders kitabı metinlerinden alıntıları bir tabloya yerleştireceğiz. netlik için.

Ders kitaplarındaki metin ve resimlerin incelenmesini ve karşılaştırılmasını özetleyelim:

Peryshkin A.V.'nin ders kitabında yürürlükte olan bir kazanmanın kanıtları blok çarkta gerçekleştirilir ve etkili kuvvet- kaldıraç gücü; Bir yükü kaldırırken sabit bir blok mukavemet kazancı sağlamaz, ancak hareketli bir blok 2 kat kuvvet kazancı sağlar. Yükün sabit bir bloğa asılı olduğu bir kablodan ve hareketli bir bloğa yüklü bir yükten bahsedilmemektedir.

Öte yandan, Gendenstein L.E.'nin ders kitabında, kuvvet kazancının kanıtı, üzerinde bir yükün veya yükün bulunduğu hareketli bir bloğun asılı olduğu bir kablo üzerinde gerçekleştirilir ve etki eden kuvvet, kablonun gerilme kuvvetidir; Bir yükü kaldırırken sabit bir blok, mukavemette 2 kat artış sağlayabilir, ancak metinde blok tekerleği üzerindeki kaldıraçtan bahsedilmemektedir.

Bir blok ve kablo kullanarak yürürlükteki kazanımı açıklayan literatür araştırması, Akademisyen G. S. Landsberg tarafından §84'te düzenlenen "Temel Fizik Ders Kitabı"na yol açtı. 168-175. sayfalarda basit makinelerin tanımları verilmiştir: "basit blok, çift blok, kapı, makara ve diferansiyel blok." Nitekim tasarımı gereği, yükün kaldırıldığı "çift blok, yükün kaldırıldığı blokların yarıçaplarının uzunluğundaki fark nedeniyle yükü kaldırırken güç kazancı sağlar" ve "bir makara bloğu verir" Bir yükün birkaç yerinden asılı olduğu halat nedeniyle, bir yükü kaldırırken güç kazanımı. Böylece, bir bloğun ve bir kablonun (halatın) bir yükü kaldırırken neden mukavemet kazancı sağladığını bulmak mümkün oldu, ancak blok ve kablonun birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğini ve yükün ağırlığını nasıl aktardığını bulmak mümkün olmadı. yük bir kabloya asılabileceğinden ve kablo bloğun üzerine atılabileceğinden veya yük bloğa asılabileceğinden ve blok kabloya asılabileceğinden birbirlerine yük. Kablonun gerginlik kuvvetinin sabit olduğu ve kablonun tüm uzunluğu boyunca etki ettiği, dolayısıyla yükün ağırlığının kablo tarafından bloğa aktarılmasının kablo ile blok arasındaki her temas noktasında olacağı ortaya çıktı. blok üzerinde asılı duran yükün ağırlığının kabloya aktarılmasının yanı sıra. Bloğun kabloyla etkileşimini açıklığa kavuşturmak için, bir okul fizik sınıfının ekipmanını kullanarak, bir yükü kaldırırken hareketli bir blokla kuvvet kazancı elde etmek için deneyler yapacağız: dinamometreler, laboratuvar blokları ve 1N'lik bir ağırlık seti. (102 gr). Deneylere hareketli bir blokla başlayalım çünkü bu blokla kuvvet kazancı elde etmenin üç farklı versiyonu var. İlk versiyon “Şek.180. Eşit olmayan kollara sahip bir kaldıraç gibi hareketli bir blok" - A. V. Peryshkin'in ders kitabı, ikincisi "Şekil 24.5... F kablosunun iki eşit gerilim kuvveti" - L. E. Gindenstein'ın ders kitabına ve son olarak üçüncü "Şekil 145'e göre. Çekme Bloğu" . G. S. Landsberg'in ders kitabına göre, bir halatın birkaç parçası üzerinde hareketli bir makara klipsi ile bir yükün kaldırılması.

1 numaralı deneyimi yaşayın. "Şekil 183"

1 numaralı deneyi gerçekleştirmek için, A. V. Peryshkin'in ders kitabına göre "Eşit olmayan omuzlara sahip bir kolla OAB Şekil 180" hareketli blok üzerinde güç kazancı elde etmek için, "Şekil 183" konum 1 hareketli blok üzerinde, çizin. “Şekil 180”deki gibi eşit olmayan omuzlara sahip bir OAB kolu kullanın ve yükü 1. konumdan 2. konuma kaldırmaya başlayın. Aynı anda blok, A noktası ve B noktasında kendi ekseni etrafında saat yönünün tersine dönmeye başlar. arkasında kaldırmanın gerçekleştiği kolun ucu, kablonun alttan hareketli bloğun etrafından geçtiği yarım dairenin ötesine çıkar. O noktası - sabit olması gereken kolun dayanak noktası aşağı iner, bkz. “Şek. 183” - konum 2, yani eşit olmayan omuzlara sahip bir kol OAB, eşit omuzlara sahip bir kol gibi değişir (O ​​ve B noktaları aynı noktadan geçer) yollar).

Bir yükü 1. konumdan 2. konuma kaldırırken OAB kolunun hareketli blok üzerindeki konumundaki değişikliklere ilişkin 1 numaralı deneyde elde edilen verilere dayanarak, hareketli bloğun eşit olmayan kollara sahip bir kaldıraç olarak temsil edildiği sonucuna varabiliriz. "Şekil 180" de yükü kaldırırken bloğun kendi ekseni etrafında dönmesi, yükü kaldırırken güç kazancı sağlamayan eşit kollu bir kola karşılık gelir.

2 numaralı deneye, üzerine 1 N yerçekimi kuvvetine karşılık gelen 102 g ağırlığında hareketli bir blok asacağımız kablonun uçlarına dinamometreler takarak başlayacağız. kabloyu bir askı üzerinde, kablonun diğer ucunu kullanarak hareketli blok üzerindeki yükü kaldıracağız. Yükselmeden önce her iki dinamometrenin okumaları da yükselişin başlangıcında 0,5 N idi; yükselişin gerçekleştiği dinamometrenin okumaları 0,6 N olarak değişti ve yükselişin sonunda da öyle kaldı; okumalar 0,5 N'ye döndü. Sabit bir süspansiyona sabitlenen dinamometrenin okumaları yükselme sırasında değişmedi ve 0,5 N'ye eşit kaldı. Deneyin sonuçlarını analiz edelim:

1. Kaldırmadan önce, hareketli bir bloğa 1 N (102 g) yük asıldığında, yükün ağırlığı tekerleğin tamamına dağıtılır ve bloğun yarım dairesinin tamamı kullanılarak alttan bloğun etrafından geçen kabloya aktarılır. teker.
2. Kaldırmadan önce, her iki dinamometrenin okumaları 0,5 N'dir; bu, 1 N'lik (102 g) bir yükün ağırlığının kablonun iki parçasına (bloktan önce ve sonra) dağılımını veya kablonun germe kuvvetinin olduğunu gösterir. 0,5 N'dir ve kablonun tüm uzunluğu boyunca aynıdır (kablonun başında aynı, sonunda aynı) - bu ifadelerin her ikisi de doğrudur.

2 numaralı deneyin analizini, hareketli bir blok kullanarak 2 kat güç kazancı elde etme konusundaki ders kitabı versiyonlarıyla karşılaştıralım. Gendenstein L.E.'nin ders kitabındaki ifadeyle başlayalım: “... bloğa üç kuvvet uygulanır: aşağıya doğru yönlendirilen P yükünün ağırlığı ve yukarıya doğru yönlendirilen kablonun iki özdeş gerginlik kuvveti (Şekil 24.5). .” “Şek. 2”deki yükün ağırlığını söylemek daha doğru olacaktır. Kablonun gerginlik kuvveti bir olduğundan, bloktan önce ve sonra 14,5" kablonun iki parçasına dağıtıldı. A. V. Peryshkin'in "Hareketli ve sabit blokların kombinasyonu - makara bloğu" ders kitabından "Şekil 181" altındaki imzayı analiz etmeye devam ediyor. Cihazın bir açıklaması ve bir makarayla bir yükü kaldırırken elde edilen güç kazanımı, Temel Fizik Ders Kitabı, ed. Lansberg G.S. şöyle deniyor: “Bloklar arasındaki her ip parçası, T kuvvetiyle hareketli bir yüke etki edecek ve ipin tüm parçaları, nT kuvvetiyle hareket edecek; burada n, her ikisini de birbirine bağlayan ipin ayrı bölümlerinin sayısıdır. bloğun bazı kısımları. G. S. Landsberg'in Temel Fizik Ders Kitabı'ndaki kasnağın "her iki parçasını birbirine bağlayan ip" ile yürürlükteki kazancı "Şekil 181"e uygularsak, o zaman hareketli bir blokla yürürlükteki kazancın tanımının ortaya çıktığı ortaya çıkıyor. "Şek. 179" ve buna göre Şek. 180" bir hata olacaktır.

Dört fizik ders kitabını analiz ettikten sonra, basit bir blok mekanizmasının nasıl bir güç kazancı sağladığına ilişkin mevcut açıklamanın gerçek durumla örtüşmediği ve bu nedenle basit bir blok mekanizmasının işleyişinin yeni bir tanımını gerektirdiği sonucuna varabiliriz.

Basit kaldırma mekanizması bir blok ve bir kablodan (halat veya zincir) oluşur.

Bu kaldırma mekanizmasının blokları aşağıdakilere ayrılmıştır:

tasarım gereği basit ve karmaşık;

yükleri hareketli ve sabit olanlara kaldırma yöntemine göre.

Blokların tasarımını tanımaya başlayalım basit blokŞekil 1'de, çevresi etrafında bir kablo (halat, zincir) için bir oyuk bulunan, kendi ekseni etrafında dönen bir tekerlektir ve kuvvet kollarının yarıçapına eşit olduğu eşit kollu bir kaldıraç olarak düşünülebilir. tekerlek: OA=OB=r. Böyle bir blok güç kazancı sağlamaz ancak kablonun (halat, zincir) hareket yönünü değiştirmenize olanak sağlar.

Çift blokŞekil 2'de birbirine sıkı bir şekilde tutturulmuş ve ortak bir eksen üzerine monte edilmiş, farklı yarıçaplara sahip iki bloktan oluşur. R1 ve r2 bloklarının yarıçapları farklıdır ve bir yükü kaldırırken eşit olmayan omuzlara sahip bir kaldıraç gibi hareket ederler ve kuvvet kazancı, daha büyük çaplı bloğun yarıçaplarının uzunluklarının oranına eşit olacaktır. daha küçük çaplı blok F = Р·r1/r2.

Geçit büyük çaplı bir blok görevi gören bir silindir (tambur) ve ona bağlı bir saptan oluşur. Manşonun verdiği kuvvet kazancı, sap tarafından tanımlanan R dairesinin yarıçapının yarıçapa oranıyla belirlenir. Halatın sarıldığı r silindirinin F = Р r/ R.

Bloklarla yükü kaldırma yöntemine geçelim. Tasarım açıklamasına göre tüm blokların etrafında döndükleri bir eksen vardır. Bloğun ekseni sabitse ve yük kaldırırken yükselip alçalmıyorsa, böyle bir bloğa denir. sabit blok tek blok, çift blok, kapı.

sen hareketli blok aks yük ile birlikte yükselir ve alçalır (Şekil 10) ve esas olarak yükün asılı olduğu yerde kablonun bükülmesini ortadan kaldırmaya yöneliktir.

Bir yükü kaldırma cihazını ve yöntemini tanıyalım; basit bir kaldırma mekanizmasının ikinci kısmı bir kablo, halat veya zincirdir. Kablo çelik tellerden, halat iplik veya tellerden, zincir ise birbirine bağlı baklalardan oluşur.

Yükü kabloyla kaldırırken yükü asma ve güç kazanma yöntemleri:

Şek. Şekil 4'te yük kablonun bir ucuna sabitlenmiştir ve yükü kablonun diğer ucundan kaldırırsanız, bu yükü kaldırmak için yükün ağırlığından biraz daha büyük bir kuvvete ihtiyacınız olacaktır, çünkü basit bir blok Güçteki kazanım F = P vermez.

Şekil 5'te işçi, basit bir bloğun etrafından dolaşan bir kabloyla yükü yukarıdan kaldırmaktadır; kablonun birinci kısmının bir ucunda işçinin oturduğu bir koltuk, ikinci kısmında ise kablonun oturduğu yer bulunmaktadır. işçi kendi ağırlığından 2 kat daha az bir kuvvetle kendini kaldırır, çünkü işçinin ağırlığı kablonun iki parçasına dağıtılmıştır; birincisi koltuktan bloğa ve ikincisi bloktan işçinin ellerine F = P/2.

Şekil 6'da yük iki işçi tarafından iki kablo kullanılarak kaldırılmaktadır ve yükün ağırlığı kablolar arasında eşit olarak dağıtılacak ve dolayısıyla her bir işçi yükün ağırlığının yarısı kadar bir kuvvetle yükü kaldıracaktır. F = P/ 2.

Şekil 7'de işçiler bir kablonun iki parçasına asılan bir yükü kaldırmaktadırlar ve yükün ağırlığı bu kablonun parçaları arasında (iki kablo arasında olduğu gibi) eşit olarak dağıtılacak ve her işçi yükü bir kuvvetle kaldıracaktır. yükün ağırlığının yarısına eşit F = P/2.

Şekil 8'de işçilerden birinin yükü kaldırdığı kablonun ucu sabit bir askı üzerine sabitlenmiş ve yükün ağırlığı kablonun iki parçasına dağıtılmış ve işçi yükü kaldırdığında Kablonun ikinci ucuna yük uygulandığında işçinin yükü kaldıracağı kuvvet, yükün ağırlığından iki kat daha az olacaktır F = P/2 ve yükün kaldırılması 2 kat daha yavaş olacaktır.

Şekil 9'da yük, bir ucu sabit olan bir kablonun 3 parçasına asılmaktadır ve yükün ağırlığı kablonun üç parçasına dağıtılacağı için yükü kaldırırken kuvvet kazancı 3'e eşit olacaktır. kablo F = P/3.

Bükülmeyi ortadan kaldırmak ve sürtünme kuvvetini azaltmak için, yükün asılı olduğu yere basit bir blok yerleştirilir ve basit bir blok mukavemet kazancı sağlamadığından yükü kaldırmak için gereken kuvvet değişmemiştir, Şekil 10. ve Şekil 11 ve bloğun kendisi çağrılacak hareketli blokçünkü bu bloğun ekseni yük ile birlikte yükselip alçalır.

Teorik olarak bir kablonun sınırsız sayıda parçasına bir yük asılabilir ancak pratikte bunlar altı parçayla sınırlıdır ve böyle bir kaldırma mekanizmasına denir. zincirli vinç sabit ve hareketli klipslerden oluşan basit bloklar bir ucu sabit bir klipse sabitlenmiş bir kablonun etrafına dönüşümlü olarak sarılır ve kablonun diğer ucu kullanılarak yük kaldırılır. Mukavemet kazancı, sabit ve hareketli kafesler arasındaki kablonun parça sayısına bağlıdır; kural olarak kablonun 6 kısmı ve mukavemet kazancı 6 katıdır.

Makale, bir yükü kaldırırken bloklar ve kablo arasındaki gerçek hayattaki etkileşimleri inceliyor. “Sabit bloğun kuvvet kazancı sağlamadığı, ancak hareketli bloğun 2 kat kuvvet kazancı sağladığının” belirlenmesine yönelik mevcut uygulama, kaldırma mekanizmasındaki kablo ve blok etkileşimini hatalı yorumlamış ve blok tasarımlarının çok çeşitli olması, blok hakkında tek taraflı hatalı fikirlerin geliştirilmesine yol açmıştır. Basit bir blok mekanizmasının incelenmesi için mevcut malzeme hacimleriyle karşılaştırıldığında, makalenin hacmi 2 kat arttı, ancak bu, basit bir kaldırma mekanizmasında meydana gelen süreçlerin sadece öğrencilere değil aynı zamanda açık ve anlaşılır bir şekilde açıklanmasını mümkün kıldı. öğretmenlere.

Edebiyat:

1. Pyryshkin, A.V. Fizik, 7. sınıf: ders kitabı / A.V. Pyryshkin - 3. baskı, ek - M.: Bustard, 2014, - 224 s.,: hasta. ISBN 978–5-358–14436–1. § 61. Kaldıraç denge kuralının bloğa uygulanması, s. 181–183.
2. Gendenstein, L. E. Fizik. 7. sınıf. 2 saat içinde Bölüm 1. Eğitim kurumları için ders kitabı / L. E. Gendenshten, A. B. Kaidalov, V. B. Kozhevnikov; tarafından düzenlendi V. A. Orlova, I. I. Roizen - 2. baskı, revize edildi. - M.: Mnemosyne, 2010.-254 s.: hasta. ISBN 978–5-346–01453–9. § 24. Basit mekanizmalar, s. 188–196.
3. Akademisyen G. S. Landsberg Cilt 1. Mekanik tarafından düzenlenen temel fizik ders kitabı. Sıcaklık. Moleküler fizik - 10. baskı - M.: Nauka, 1985. § 84. Basit makineler, s. 168–175.
4. Gromov, S. V. Fizik: Ders Kitabı. 7. sınıf için genel eğitim kurumlar / S. V. Gromov, N. A. Rodina - 3. baskı. - M.: Eğitim, 2001.-158 s.,: hasta. ISBN-5–09–010349–6. §22. Blok, s.55-57.

Anahtar kelimeler: blok, çift blok, sabit blok, hareketli blok, makaralı blok..

Dipnot: 7. sınıf fizik ders kitapları, basit bir blok mekanizmasını incelerken, bu mekanizmayı kullanarak bir yükü kaldırırken oluşan kuvvet kazancını farklı şekillerde yorumluyor, örneğin: A. V. Peryshkin'in ders kitabında kuvvet kazancı çark kullanılarak elde ediliyor. Kolun kuvvetlerinin etki ettiği blok ve Gendenstein L.E.'nin ders kitabında aynı kazanç, kablonun gerilme kuvvetinin etki ettiği bir kablo kullanılarak elde edilir. Bir yükü kaldırırken güç kazanmak için farklı ders kitapları, farklı nesneler ve farklı kuvvetler. Bu nedenle bu makalenin amacı, basit bir blok mekanizması ile yük kaldırırken mukavemet kazancı elde edilen nesneleri ve kuvvetleri araştırmaktır.