آليات الرافعة البسيطة هي القاعدة الذهبية للميكانيكا. ما هي "القاعدة الذهبية للميكانيكا"

شركاؤنا

"القاعدة الذهبية" للميكانيكا وقانون حفظ الطاقة

لقد مر وقت طويل عندما يجب على الشخص القيام بأي عمل مباشرة بيديه. تساعد الآليات الآن الناس على رفع الأحمال ونقلها على الأرض والمياه والهواء وأداء أعمال البناء وغير ذلك الكثير. في فجر تطور الحضارة ، استخدم الإنسان آليات بسيطة لأنشطته - رافعة ، كتلة ، طائرة مائلة ، إسفين ، طوق. بمساعدتهم ، تم إنشاء هياكل فريدة من نوعها ، والتي نجا بعضها حتى يومنا هذا.

واليوم ، تُستخدم الآليات البسيطة على نطاق واسع سواء من جانبها أو كأجزاء من الآليات المعقدة.

عند استخدام آليات بسيطة ، يمكنك الحصول على مكاسب في القوة ، لكنها بالتأكيد مصحوبة بخسارة في الحركة. من الممكن ، على العكس من ذلك ، تحقيق مكاسب في الحركة ، لكننا بالتأكيد سنفقد القوة.

أثبت أرخميدس من خلال التجربة أنه عند استخدام آليات بسيطة ، فإننا إما نكتسب القوة بقدر ما نخسره في الإزاحة ، أو ننتصر في الإزاحة عدة مرات كما نفقد قوتنا.

وقد سمي هذا البيان "القاعدة الذهبية" للميكانيكا. لقد صاغها جاليليو بشكل أوضح ، موضحًا أنها صحيحة عندما يمكن إهمال الاحتكاك.

لفترة طويلة ، كانت "القاعدة الذهبية" للميكانيكا تعتبر قانونًا "مستقلًا" للطبيعة. وفقط بعد اكتشاف قانون الحفاظ على الطاقة ، أصبح من الواضح أن "القاعدة الذهبية" للميكانيكا هي أحد مظاهر قانون حفظ الطاقة:

عند استخدام أي آلية بسيطة ، لا يمكنك الحصول على مكاسب في العمل.

من قانون الحفاظ على الطاقة يتبع بيانًا أكثر عمومية فيما يتعلق بأي آليات - ليس فقط بسيطة ، ولكن أيضًا معقدة بشكل تعسفي: إن وجود ما يسمى بـ "آلة الحركة الدائمة" أمر مستحيل ، والغرض منها هو أداء العمل إلى الأبد دون استهلاك الطاقة.

هل سئمت البحث عن مذكرات ومحاضرات وندوات مناسبة؟ ثم وصلت إلى الموقع الأكثر فائدة في الصناعة! لقد جمعنا أفضل المواد التعليمية المنهجية في جميع مجالات الدراسة: الجغرافيا ، والأحياء ، والفيزياء ، والكيمياء ، والتاريخ ، والفلسفة ، وعلم النفس ، والاقتصاد ، والعلوم السياسية ، إلخ. ونتمنى لكم أعلى الدرجات والنجاح في اجتياز الاختبارات والامتحانات. حظا طيبا وفقك الله!

القاعدة الذهبية للميكانيكا

أنت تعلم بالفعل أن الروافع والكتل والمكابس تسمح لك باكتساب القوة. ومع ذلك ، هل هذا المكسب "مجاني"؟ نلقي نظرة على الصورة. يظهر بوضوح أنه عند استخدام الرافعة ، فإن نهايتها الأطول تقطع مسافة أكبر. وبالتالي ، بعد أن حصلنا على مكاسب في القوة ، فإننا نحصل على خسارة في المسافة. هذا يعني أنه من خلال رفع حمولة كبيرة بقوة صغيرة ، فإننا مضطرون للقيام بإزاحة كبيرة.

حتى القدماء عرفوا القاعدة التي لا تنطبق فقط على الرافعة ، ولكن على جميع الآليات: كم مرة تعطي الآلية زيادة في القوة ، نفس عدد المرات التي تؤدي فيها إلى خسارة في المسافة. يسمى هذا القانون "القاعدة الذهبية" للميكانيكا.

دعونا نوضحها الآن بمثال الكتلة المتحركة. دعونا نحاول الآن تأكيد ذلك ليس فقط من وجهة نظر نوعية ، ولكن أيضًا من وجهة نظر كمية. للقيام بذلك ، دعونا نجري تجربة. دعنا ، على سبيل المثال ، لدينا حمولة تزن 10 N. قم بتثبيتها بخطاف الكتلة المتحركة وابدأ في رفعها. نظرًا لأن الكتلة متحركة ، فإنها ستمنحنا قوة مضاعفة ، أي أن مقياس الدينامومتر المتصل بالخيط لن يظهر 10 N ، ولكن 5 N فقط ، دعنا نقول أننا نريد رفع الحمل إلى ارتفاع 4 أمتار (على سبيل المثال ، في نافذة الطوابق الثانية). من خلال القيام بهذا الإجراء ، سنجد أننا سحبنا ليس 4 ، ولكن ما يصل إلى 8 أمتار من الحبل من خلال النافذة. لذلك ، بعد أن فزنا مرتين في القوة ، خسرنا في المسافة بنفس العدد من المرات.

لا تنطبق "القاعدة الذهبية" للميكانيكا على الآليات التي تتكون من أجسام صلبة فقط. في الفقرة السابقة ، اعتبرنا آلية مملوءة بالسوائل - مكبس هيدروليكي.

لنقم بملاحظة مهمة واحدة. نلقي نظرة على الصورة. من خلال خفض مقبض المكبس الصغير إلى ارتفاع معين ، نجد أن المكبس الكبير يرتفع إلى ارتفاع أقل. أي ، بعد أن حصلنا على مكاسب في القوة ، فإننا نحصل على خسارة في المسافة.

إذا تم إجراء التجربة مع المكبس بطريقة يمكن قياس القوى المؤثرة على المكابس وانزياحات المكابس ، فسنحصل أيضًا على استنتاج كمي: يتحرك المكبس الصغير مسافة أكبر بعدة مرات من يتحرك المكبس الكبير ، كم مرة القوة المؤثرة على مكبس أكبر ، قوة أكبر تعمل على مكبس أصغر.

تعني المساواة الأخيرة أن العمل الذي تقوم به قوة صغيرة يساوي العمل الذي تقوم به قوة كبيرة. هذا الاستنتاج لا ينطبق فقط على الصحافة ، ولكن أيضًا على أي آلية أخرى ، إذا لم يتم أخذ الاحتكاك في الاعتبار. لذلك ، بإيجاز ، نقول: استخدام أي آلية لا يسمح لك بالحصول على مكاسب في العمل ؛ أي أن كفاءة أي آلية لا يمكن أن تزيد عن 100٪.

الخريطة التكنولوجية لدرس "القاعدة الذهبية للميكانيكا" مع عرض تقديمي

استفد من خصومات تصل إلى 60٪ على دورات Infourok

WRL3982.tmp 1.37 ميجا بايت

إلى الدرسالقاعدة الذهبية للميكانيكا. ppt

وصف العرض التقديمي على الشرائح الفردية:

المثل الصيني "أخبرني وسوف أنسى ، أرني وسوف أتذكر ، دعني أحاول وسأفهم" المؤلف بوركوفا ت.ب. ، مدرس الفيزياء ، مدرسة ليسيوم رقم 1 ، توتايف

لرفع نفس الحمل ، يتم استخدام نظامين من الكتل. بأي قوة يجب سحب طرف الحبل في كل حالة لرفع حمولة وزنها 250 نيوتن؟ (لا يؤخذ وزن الكتلة في الاعتبار)

ما القوة F2 التي يجب تطبيقها على الرافعة عند النقطة A لرفع الحمل والحفاظ على توازن الرافعة؟ وزن الحمولة 6 كجم (لا يؤخذ وزن الرافعة في الاعتبار). 2

هل من الممكن الحصول على مكاسب في العمل بمساعدة آلية بسيطة؟

"القاعدة الذهبية" للميكانيكا لا تعطي أي من الآليات ربحًا في العمل. كم مرة نفوز بالقوة ، وكم مرة نخسرها في الطريق.

بمساعدة كتلة متحركة ، تم رفع الحمولة إلى ارتفاع 1.5 متر. ما هي المدة التي تم خلالها تمديد الطرف الحر للحبل؟

طول المستوي المائل 3 م والارتفاع 1 م ما هو أكبر كسب في القوة يمكن الحصول عليه برفع حمولة باستخدام هذا المستوى؟

بمساعدة كتلة ثابتة ، تم رفع الحمولة إلى ارتفاع 2 م ما هي المدة التي تم فيها تمديد الطرف الحر للحبل؟

1. أي العبارات التالية صحيحة؟ أ. الكتلة الثابتة تعطي ربحًا في العمل ولا زيادة في القوة. ب- أن الكتلة المتحركة لا تعطي ربحاً سواء في العمل أو القوة. ج- لا يعطي الكتلة الثابتة أو المنقولة ربحًا في العمل D. يعطي كل من الكتلة الثابتة والكتلة المنقولة ربحًا في العمل والقوة

2. قام العامل برفع الحمل بقوة F = 500 N بمساعدة كتلة متحركة إلى ارتفاع 6 م ما هو عمل القوة المؤثرة؟ تجاهل قوى الاحتكاك. أ) 6000J ؛ ب) 1200 ج ؛ ج) 600J ؛ د) 9600 ي.

أ) 0.2 نيوتن ؛ ب) 1.2 نيوتن ؛ ج) 2 ن ؛ د) 12 ن. 3. ما هي القوة التي يسحب بها الطالب الجسم بشكل موحد إلى أعلى المستوى المائل ، إذا افترضنا أن قوة الاحتكاك لا تذكر؟ Fstrand H l، m h، m F 5 1 0.4؟

أ) 1800 ج ب) 900 ج ج) 450 ج د) 100 ج

تحقق من نفسك 1. ب) لا كتلة ثابتة ولا كتلة متحركة تعطي ربحًا في العمل 2. أ) 6000J ؛ ج) 2 ن ؛ ب) 900 جول

عند رفع حمولة إلى ارتفاع 2 م بمساعدة كتلة متحركة ، تم الشغل 1800 ج. ما هي كتلة الحمولة؟

الواجب المنزلي §60 ، تمرين 31 (2) ، لمن يرغبون: المهمة 19 ، ص 150

الوثيقة المختارة لعرضهابطاقة الدرس القاعدة الذهبية للميكانيكا Borkova T.B..doc

الخريطة التكنولوجية لبناء الدرس
في نهج نشاط النظام

مدرس الفيزياء بوركوفا ت.

مذكرة التفاهم الثانوية رقم 1 في توتايف ، منطقة ياروسلافل

الموضوع والطبقة والمواد التعليمية

الفيزياء ، الصف السابع ، طرق التدريس Peryshkin A.V.

"القاعدة الذهبية للميكانيكا"

1) استخدام أسلوب البحث التجريبي ، لتكوين مفهوم العمل المفيد والكامل لدى الطلاب ، لتحقيق استيعاب "القاعدة الذهبية" للميكانيكا ؛
2) تكوين القدرة على تطبيق "القاعدة الذهبية" للميكانيكا في حل المشكلات.

3) ترسيخ المعرفة بمراحل النشاط التربوي ومحتواها ، لتدريب القدرة على تنفيذ الأنشطة التربوية بشكل مستقل بتوجيه من المعلم.

4) تدريب العمليات العقلية: التحليل ، التوليف ، المقارنة ، التعميم ، تطوير الكلام ، التفكير المنطقي.

نتائج التعلم المخطط لها

شخصي : لتكوين مصلحة معرفية ، والاستقلالية في اكتساب المعرفة الجديدة والمهارات العملية.

موضوعات: لتكوين القدرة على اشتقاق القوانين والقواعد الفيزيائية من الحقائق التجريبية ؛

تطوير التفكير النظري على أساس تكوين القدرة على إثبات الحقائق والتطوير والقدرة على التحليل والمقارنة واستخلاص النتائج ؛

القدرة على حل المشاكل المادية عند تطبيق قاعدة مفتوحة ؛

لتكوين مهارات الاتصال للإبلاغ عن نتائج أبحاثهم ، والإجابة على الأسئلة بإيجاز ودقة.

ميتاسوبجيكت : تكوين المهارات لتنظيم الأنشطة التربوية وتحديد الأهداف والتخطيط وتقييم نتائج أنشطتها ؛

تطوير الكلام ، والقدرة على التعبير عن أفكار المرء ؛

لتكوين القدرة على معالجة وتقديم المعلومات في أشكال لفظية ورمزية ؛

تنمية مهارات العمل في مجموعة.

نوع الوسائل التعليمية والأجهزة المستخدمة في الدرس

معدات المختبر: رافعة ، كتل ، مجموعات من الأوزان 1N ، مقاييس الدينامومتر ، حوامل ثلاثية القوائم ، مسطرة وأسطوانة من جهاز قياس ثلاثي.

جهاز عرض وسائط متعددة ، كمبيوتر.

المرحلة 1.التنظيمية. تقرير المصير للنشاط

تحفيز الطلاب على أنشطة التعلم في الفصل

طرق وتقنيات العمل

استمع ، شارك في المحادثة

- يا رفاق ، سيكون نقش درس اليوم هو المثل الصيني "أخبر - وسوف أنسى ، وأظهر - وسوف أتذكر ، دعني أحاول - وسأفهم" ( شريحة 1) ,

بما أنه يتعين عليك العمل في مجموعات ، قم بإجراء التجارب. يعتمد نجاح الدرس بأكمله على نجاح عمل كل مجموعة.

والآن حاول الإجابة على أسئلتي وإكمال المهام المقترحة لك.

- الدافع التربوي والمعرفي (L) ؛

المرحلة الثانية.تحديث المعرفة ومعالجة الصعوبات في الأنشطة

1. إعداد الطلاب لاكتشاف المعرفة الجديدة.

2. أداء الطلاب لعمل تعليمي تجريبي. 3. تثبيت صعوبة فردية.

طرق وتقنيات العمل

شارك في محادثة ، وأجب عن الأسئلة ، وأعط أمثلة ، وحل المشكلات النوعية ، واعمل على نص الكتاب المدرسي

ينظم حوارًا يهدف إلى تحديث المعرفة الكافية لبناء معرفة جديدة:

- ما هو الغرض من استخدام آليات بسيطة؟

(- بمساعدة الآليات البسيطة ، يقومون بعمل ميكانيكي وفي نفس الوقت يحصلون على مكاسب في القوة أو المسافة)

- أعط أمثلة عندما يتم الحصول على مكاسب في المسافة بمساعدة آلية بسيطة.

- أعط أمثلة عندما يتم الحصول على مكاسب في القوة بمساعدة آلية بسيطة ؛

- لرفع نفس الحمل ، يتم استخدام نظامين من الكتل. بأي قوة يجب سحب طرف الحبل في كل حالة لرفع حمولة وزنها 250 نيوتن؟ (لا يؤخذ وزن الكتلة في الاعتبار).

F2-؟

(- - في النظام الأول للكتل ، يتم استخدام كتلة متحركة. وتعطي زيادة في القوة بمقدار مرتين ، وبالتالي فإن القوة المطبقة على الحبل هي 125 نيوتن في النظام الثاني من الكتل ، كلا الكتلتين بلا حراك ، لا تعطي زيادة في القوة ، مما يعني أن القوة المؤثرة على الحبل في هذه الحالة تساوي 250 نيوتن)

ما هو الغرض من الكتلة الثابتة؟

(- يعمل على تغيير اتجاه القوة)

- ما مقدار القوة F 2 التي يجب تطبيقها على الرافعة عند النقطة A لرفع الحمل والحفاظ على توازن الرافعة؟ وزن الحمولة 6 كجم (لا يؤخذ وزن الرافعة في الاعتبار).

من وضع 3

(- - وزن الحمولة 60 نيوتن والقوة المرغوبة 20 نيوتن لأن تعطي هذه الرافعة المالية ربحًا في القوة بمقدار 3 مرات).

- لماذا يتم استخدام آليات بسيطة في المهام المدروسة؟

(- للقيام بعمل: ارفع الجسم إلى بعض الارتفاع وفي نفس الوقت الحصول على قوة أو تغيير اتجاه القوة)

- الرجال ، عند استخدام الآليات ، يميزون بين العمل المفيد والكامل (المستنفد). ابحث باستخدام نص الكتاب المدرسي (فقرة 61 ص 150) ،ما هو نوع العمل الذي يسمى مفيدًا ، وكيف يتم تحديده؟

(- العمل المفيد هو عمل رفع حمولة أو التغلب على أي مقاومة يرمز لها بالحرف أ ع)

(- من الضروري مضاعفة قوة الجاذبية المؤثرة على الجسم في ارتفاع المصعد.)

- البحث باستخدام اختبار الكتاب المدرسي (فقرة 61 ص 150 ) ما يسمى العمل المنفق كيف يتم تسميته؟

(- يُطلق على العمل الذي تقوم به القوة المطبقة على الآلية اسم إجمالي أو مستنفد. ويُشار إليه بالرمز A z.)

- في المسائل التي تم بحثها في بداية الدرس ، ما هي القوة التي تعمل بكامل طاقتها؟

(- يتم العمل الكامل بواسطة القوة F 2 ، والتي يتم تطبيقها على الحبل أو الرافعة لرفع الحمل)

(- من الضروري مضاعفة معامل القوة F 2 في المسار الذي تمر به نقطة تطبيق هذه القوة)

- ما هي الآلية البسيطة الأخرى التي يمكن استخدامها لرفع الجسم إلى الارتفاع المطلوب ، واكتساب القوة؟

(- يمكنك استخدام مستوى مائل ، كما أنه يعطي زيادة في القوة)

- ما عمل القوة في هذه الحالة هو العمل الكامل؟

(- عمل القوة F 2 التي يتم تطبيقها على القضيب)

(- اضرب حجم الجاذبية في ارتفاع المستوى المائل)

- في بداية الدرس تذكرنا أن الآليات البسيطة تعطي زيادة في القوة أو المسافة. استخراج أو تكوين السؤال: (الشريحة 7) هل تعطي الآليات مكسبًا في العمل ، أي هل يمكن أن تكون الوظيفة الكاملة أقل فائدة؟

يعبر الطلاب عن آراء مختلفة.

- الأساس التحفيزي للنشاط التعليمي (L) ؛

- هيكلة المعرفة (P) ؛

- بناء سلسلة منطقية من التفكير (P) ؛

- تعبير كامل ودقيق إلى حد ما عن أفكار الفرد وفقًا لمهام وشروط الاتصال (K) ؛

- البناء الواعي والتعسفي لبيان الكلام في الكلام الشفوي ، (ع) ؛

- تحديد المفاهيم (ف)

- إتقان أساسيات القراءة التمهيدية والبحثية (ع)

المرحلة 3. بيان مهمة التعلم

تحديد مكان وسبب المشكلة

قيادة الطلاب إلى صياغة موضوع الدرس والغرض منه

طرق وتقنيات العمل

طريقة الحوار التمهيدي

المشاركة في حوار ، وتحديد مكان وسبب الصعوبة ، وصياغة موضوع الدرس والغرض منه.

ينظم حوارًا يؤدي إلى موضوع الدرس والغرض منه:

كم عدد الآراء التي لدينا في الفصل؟

- اذا؟ ما هو السؤال؟

(- من منا على حق؟ هل الآليات البسيطة تعطي ربحًا في العمل؟) مشكلة التعلم كسؤال

إذن ما هو الغرض من درسنا؟ ما هو السؤال الذي نبحث عن إجابة له؟

(- سنكتشف ما إذا كان من الممكن تحقيق مكاسب في العمل باستخدام آليات بسيطة؟)

- تحديد مهمة التعلم بالتعاون مع المعلم (R) ؛

- الاهتمام التربوي والمعرفي (L) ؛

- بيان وصياغة المشكلة (P) ؛

- مراعاة الآراء المختلفة وتنسيق المواقف المختلفة في التعاون (ك) ؛

- صياغة ومناقشة رأيك وموقفك في الاتصال (ك)

- تحديد الهدف المعرفي (P) ؛

المرحلة الرابعة.اكتشاف معرفة جديدة

بناء وتنفيذ مشروع الأنشطة التربوية الهادفة إلى تحقيق الهدف.

استخدم طريقة العمل المركبة لحل المشكلة الأصلية التي تسببت في صعوبة.

وضح الطبيعة العامة للمعرفة الجديدة وأصلح التغلب على الصعوبة التي نشأت في وقت سابق

طرق وتقنيات العمل

حوار رئيسي ، تجربة أمامية

يفكر الطلاب في شكل تواصلي في مشروع الأنشطة التعليمية المستقبلية: يقومون بصياغة الغرض من التجربة ، ووضع خطة للتجربة ، واختيار المعدات اللازمة ، وتقديم عرض جدول لتسجيل نتائج التجربة.

إنهم يعملون في مجموعات باستخدام خطة البحث المعطاة لكل طالب في المجموعة ، مع تدوين جميع الملاحظات الضرورية في هذه الخطة.

هم يقدمون تقارير عن البحوث التي تم إجراؤها ونتائجها. يستخلصون النتائج. قم بصياغة موضوع الدرس.

بمساعدة حوار تمهيدي ، يساعد الطلاب على بناء وتنفيذ مشروع من الأنشطة التعليمية التي تهدف إلى تحقيق الهدف:

- كيف تحصل على إجابة على هذا السؤال؟

(- بمساعدة الخبرة من الضروري تحديد العمل المفيد والكامل المنجز عند استخدام أي آلية ومقارنتها)

- ما هي الآليات التي سنتحرى عنها ، وما هي أدوات القياس المطلوبة؟

(- سوف ندرس الرافعة والكتل والمستوى المائل. ستحتاج إلى مقياس ديناميكي لقياس القوى ومسطرة لقياس المسار)

- كيف يمكن تسجيل نتائج القياس؟

(- باستخدام الجدول) يوفر طريقة عرض الجدول.

- من خلال العمل في مجموعات ، سوف تستكشف كل مجموعة إحدى الآليات باستخدام خطة البحث.

يراقب عمل المجموعات ، ويجيب على أسئلة الطلاب ، إذا كانت لديهم أثناء الدراسة.

ينظم تقريرًا جماعيًا عن العمل المنجز:

- وماذا في ذلك خلاصة عامةيمكن القيام به بناء على خبراتك؟

(- لا تعطي أي من الآليات مكاسب في العمل)

كيف يمكن كتابة هذا باستخدام صيغة؟

اكتب هذا التعبير باستخدام تناسب.

- صياغة القاعدة الناتجة.

(- لا تعطي أي من الآليات ربحًا في العمل. كم مرة نفوز بالقوة ، وكم مرة نخسر في المسافة)

- هذه القاعدة تسمى "القاعدة الذهبية" للميكانيكا. كان معروفًا بالفعل للعلماء القدماء وهو قابل للتطبيق على جميع الآليات ، لأن أي آلة معقدة هي مزيج من الآليات البسيطة. شريحة 8

الآن ، خمن موضوع درس اليوم.

- الوعي بالمسؤولية عن القضية المشتركة (L) ؛

- التحليل والتوليف والمقارنة والتعميم (P) ؛

- التنظيم الذاتي الإرادي (P) ؛

- المبادرة المعرفية (ف) ؛

- الإنشاء المستقل لخوارزميات النشاط (P) ؛

- ابتكار طرق مستقلة لحل المشكلات ذات الطبيعة الإبداعية (P) ؛

- إدارة سلوك الشريك (ك) ؛

- تخطيط التعاون التربوي (ج) ؛

- الاستخدام المناسب لوسائل الكلام لحل مشاكل الاتصال (ك)

- القدرة على معالجة المعلومات وتقديمها بشكل رمزي. (ع)

- القدرة على تحليل ومعالجة المعلومات الواردة وفقاً للمهام (ف)

- تخطيط وتنظيم الأنشطة (ف)

- تطوير المونولوج والخطاب الحواري والقدرة على التعبير عن الأفكار والقدرة على الاستماع إلى المحاور (ك)

- تكوين مهارات للعمل في مجموعة (ك)

المرحلة الخامسة.إبزيم أساسي

عزز قاعدة "الانفتاح" من خلال حل المشكلات النوعية

طرق وتقنيات العمل

محادثة ، عمل أمامي للطلاب

يحل الطلاب المسائل النوعية على قاعدة "الفتح" بنطق خوارزمية الحل بصوت عالٍ

ينظم حل المشكلات وفقًا لقاعدة "الفتح":

1. بمساعدة كتلة متحركة ، تم رفع الحمولة إلى ارتفاع 1.5 متر ، ما هي المدة التي تم فيها تمديد الطرف الحر للحبل؟

(- - تعطي هذه الكتلة زيادة في القوة بمقدار ضعفين ، مما يعني أنها تخسر في المسافة بنفس المقدار ، ويتم سحب الحبل 3 م)

2. طول المستوي المائل 3 م وارتفاعه 1 م ما هو أكبر كسب في القوة يمكن الحصول عليه برفع الحمولة باستخدام هذا المستوى؟

(- يفقدون في المسافة ثلاث مرات ، مما يعني أنهم يفوزون في القوة بنفس عدد المرات)

3. بمساعدة كتلة ثابتة ، تم رفع الحمولة إلى ارتفاع 2 م ما هي المدة التي تم فيها تمديد الطرف الحر للحبل؟

(- هذه الكتلة لا تعطي زيادة في القوة مما يعني عدم وجود خسارة في المسافة. الحبل مشدود 2 م)

- التنظيم الذاتي الإرادي (P) ؛

- بناء بيانات الكلام (ف) ؛

- اشتقاق العواقب (P) ؛

— تطوير المونولوج والخطاب الحواري ، والقدرة على التعبير عن أفكار الفرد والقدرة على الاستماع إلى المحاور (K) ؛

- القدرة على بناء بيان شفهي بوعي في شكل شفهي (P) ؛

- إقامة علاقات السبب والنتيجة ، وبناء سلسلة منطقية من التفكير (P)

المرحلة 6.العمل المستقل مع الاختبار الذاتي حسب المعيار. الاستبطان وضبط النفس

التعرف على درجة استيعاب الطلاب للقاعدة "الذهبية" للميكانيكا في الوقت الحالي

طرق وتقنيات العمل

العمل الفردي المستقل للطلاب

أداء مهام الاختبار بشكل مستقل وإجراء الفحص الذاتي ، مقارنة بالمعيار

ينظم العمل المستقل للطلاب مع الاختبار (الشرائح 12-15) والتقييم الذاتي لأداء الاختبار من خلال تقديم الطلاب شريحة 16 بالإجابات الصحيحة ، يكتشف المهام التي تسببت في صعوبة إكمالها.

- تنمية المشاعر الأخلاقية والمنظمين للسلوك الأخلاقي (L) ؛

- التحليل والمقارنة (P) ؛

- دراسة مستقلة لنقاط العمل المختارة في المادة التعليمية الجديدة (P) ؛

- استخدام الوسائل الرمزية (P) ؛

- التنظيم الذاتي الإرادي (P) ؛

- تنفيذ ضبط النفس بالنتيجة وطريقة العمل (P) ؛

- التقييم المستقل الكافي لصحة نتائج الإجراء وإجراء التعديلات اللازمة (P).

المرحلة 7.إدراج المعرفة الجديدة في نظام المعرفة والتكرار

عزز القاعدة "المفتوحة" من خلال مهمة يتم فيها تصور مسار عمل جديد كخطوة وسيطة.

طرق وتقنيات العمل

أسلوب الحوار ، العمل الأمامي للطلاب

قم بأداء مهمة أمامك حيث يتم توفير طريقة عمل جديدة كخطوة وسيطة.

أخبر كيف قاموا بالعمل. يضعون حل المشكلات على السبورة وفي دفاتر الملاحظات ، ويعلقون على الحل.

يقدم مهمة يتم فيها تصور مسار عمل جديد كخطوة وسيطة.
شريحة 17
عند رفع حمولة إلى ارتفاع 2 م بمساعدة كتلة متحركة ، تم عمل 1800 ج. ما هي كتلة الحمولة؟

- التحليل والتوليف والمقارنة (P) ؛

- استخدام الوسائل الرمزية (P) ؛

- استخدام الطرق العامة لحل المشكلات (ف) ؛

- بناء بيانات الكلام (ف)

- طرح الأسئلة (ك) ؛

المرحلة 8.انعكاس النشاط (نتيجة الدرس)

لإصلاح المحتوى الجديد المدروس في الدرس ، التفكير والتقييم الذاتي من قبل الطلاب لأنشطة التعلم الخاصة بهم.

ربط الغرض من النشاط التعليمي ونتيجته ، وتحديد درجة الالتزام بها.

طرق وتقنيات العمل

يجيبون على الأسئلة ، ويربطون الغرض من أنشطتهم التعليمية ونتائجها ويثبتون درجة امتثالهم.

ينظم التفكير والتقييم الذاتي من قبل الطلاب لأنشطة التعلم الخاصة بهم في الفصل.

هل حققنا الهدف المحدد في بداية الدرس؟

- كيف يمكنك تحقيق ذلك؟

ما هي القاعدة التي اكتشفتها؟

- ماذا تعلمت أن تحدد بمساعدة هذه القاعدة؟

هل أنت راض عن عملك في الفصل؟

- الموقف الداخلي للطالب (L) ؛

- التقييم الذاتي على أساس معيار النجاح (L) ؛

- انعكاس أساليب وشروط العمل (P) ؛

- الفهم الكافي لأسباب النجاح أو الفشل في الأنشطة التعليمية (L) ؛

- مراقبة وتقييم العملية ونتائج الأنشطة (P) ؛

التحكم النهائي واستخلاص المعلومات

يقوم المعلم بتقييم عمل الطلاب في الدرس. يعطي الواجب المنزلي

§ 60 ، تمرين 31 (2) لمن يرغبون: التنازل 19 ص 150

خطة دراسة ليفر.

اذكر الغرض من البحث …………… ..

قم بالتعليق من أحد أجزاء الرافعة ، على سبيل المثال ، 3 أوزان ، ومن الجزء الآخر ، تحقق توازن الرافعة.

ا
قم بإمالة ذراع المستوى الرأسي وقياس المسارات التي تقطعها نقاط تطبيق الجاذبية.

احسب العمل المفيد والإجمالي. سجل نتائج القياسات والحسابات في الجدول:

تعريف القاعدة الذهبية للميكانيكا

الموضوع 3. التشغيل والسلطة

يجب أن يتعلم الطلاب ما يلي:

♦ الآليات البسيطة لا تعطي ربحًا في العمل: Fs = F 1 s 1.

يجب أن يتعلم الطلاب:

♦ إيجاد القوة التي يمكن من خلالها التصرف على كتلة أو نظام كتل في موقف معين ؛

♦ وضع "القاعدة الذهبية" للميكانيكا ؛

♦ صياغة كفاءة الرافعة.

"القاعدة الذهبية" للميكانيكا

PZ 11. على ماذا وكيف تعتمد كفاءة الرافعة؟

ش. من الضروري افتراض العوامل التي قد تعتمد عليها كفاءة الرافعة ، للتحقق تجريبيًا من الاعتماد على كل عامل. ثم استكشف نوع التبعية.

P. لقد أنشأنا مخزونًا معينًا من المعرفة حول الرافعة ، لذلك سنحاول حل مشكلة الكفاءة نظريًا ، أي استنباط صيغة ، ثم إجراء التحقق التجريبي منها. (يكتب طريقة الحل.) سأشتق معادلة كفاءة الرافعة.

صيغة حاسمة للكفاءة

الشغل المفيد هو عمل القوة F لتحريك الحمل مسافة s. صيغة عمل مفيدة: A p \ u003d Fs.

العمل المنفق هو عمل القوة F 1 لتحريك الرافعة بالحمل مسافة s 1. صيغة العمل المنفق: A s \ u003d F 1 s 1.

ثم كفاءة الآلية

كسب في النفوذ

يمكن التعبير عن العلاقة بين s و s 1 بدلالة l و l 1 من مثلثات متشابهة. (مثلثات الفقس - راجع "منظر اللوحة") أو 100٪. كيف يتفق هذا الاستنتاج مع البيانات التجريبية؟

ش. كفاءة أي آلية أقل من 1 ، والاستنتاج مخالف للتجربة.

فكر في سبب كون العمل الذي تم إنفاقه أكثر فائدة؟ لديك دقيقة واحدة. (إذا وجد الطلاب صعوبة في تحديد الأسباب ، فارجع إلى الفقرة الثانية من الفقرة 24 من الكتاب المدرسي.)

ش. لم نأخذ في الاعتبار أنه يجب تحريك الرافعة نفسها ، أي أننا لم نأخذ في الاعتبار قوة الجاذبية للرافعة ، وكذلك قوة الاحتكاك بين الدعامة والجسم الصلب. من الضروري العمل على الرافعة بقوة توازن ليس فقط القوة F ، ولكن أيضًا قوة الاحتكاك. هذا يعني أن العمل الذي يتم إنفاقه سيكون دائمًا أكثر فائدة.

P. دعونا نكتب هذا التفسير.

لنقم الآن بصياغة الإجابة. ما هي معادلة حساب كفاءة الرافعة في الوضع الحقيقي؟

P. حصلنا على نتيجتين. أولاً ، الاستنتاج النظري بأن الرافعة لا يمكن أن تحقق مكاسب في العمل. إذا لم تؤخذ الخسائر في الاعتبار ، فعندئذٍ A p \ u003d A 3 أو Fs \ u003d F 1 s 1. كم مرة نفوز بالقوة ، وكم مرة نخسر في المسافة. ينطبق هذا الاستنتاج على جميع الآليات البسيطة ويسمى "القاعدة الذهبية" للميكانيكا. دعنا نكتبها.

ثانيًا ، من أجل نفوذ حقيقي

1 يمكنك تعيين المهمة على الفور "لماذا تكون كفاءة الآليات أقل من 1؟" ثم يمكن حذف المادة الموجودة بين قوسين مربعين. ومع ذلك ، يجب أن نتذكر أنه ستكون هناك صعوبات في اشتقاق معادلات الكفاءة في الدرس التالي.

القاعدة الذهبية للميكانيكا

هذا الفيديو التعليمي متاح عن طريق الاشتراك

هل لديك اشتراك بالفعل؟ ليأتي

بمساعدة هذا الفيديو التعليمي ، يمكنك دراسة موضوع "القاعدة الذهبية للميكانيكا" بشكل مستقل. سوف تتعلم كيف تتم صياغة "القاعدة الذهبية" للميكانيكا وما هو جوهر هذه القاعدة. ضع في اعتبارك قانون توازن الرافعة وتعرف على كيفية تطبيقه على الكتل. تعرف على التأكيد التجريبي لهذه القاعدة.

تاريخ القاعدة الذهبية للميكانيكا

عندما بدأ الناس في استخدام الكتل والرافعات والبوابات ، اكتشفوا أن الحركات التي يتم إجراؤها أثناء تشغيل الآليات البسيطة تبين أنها مرتبطة بالقوى التي طورتها هذه الآليات.

تمت صياغة هذه القاعدة في العصور القديمة على النحو التالي: ما نكتسبه في القوة ، نخسره في الطريق. هذا الحكم عام ، لكنه مهم للغاية ، وقد أطلق عليه اسم القاعدة الذهبية للميكانيكا.

دليل على القاعدة الذهبية للميكانيكا

نقوم بموازنة الرافعة بمساعدة قوتين بمعامل مختلف. كتف ل 1القوة تعمل F 1 ، على الكتف ل 2القوة تعمل F 2 , تحت تأثير هذه القوى ، تكون الرافعة في حالة توازن ، ثم نضع الرافعة في حالة حركة. في نفس الوقت ، نقطة تطبيق القوة F 1 سوف يمر المسار S 1 ، ونقطة تطبيق القوة F 2 سوف يمر المسار S 2 (الشكل 1).

إذا قمنا بقياس وحدات هذه القوى والمسارات التي اجتازتها نقاط تطبيق القوى ، فإننا نحصل على المساواة:.

من هذه المساواة ، نرى عدد المرات التي تختلف فيها القوى المطبقة على الرافعة ، وستختلف المسارات التي تحددها نقاط تطبيق القوة بنفس عدد المرات عكسيًا.

باستخدام خصائص التناسب ، نترجم هذا التعبير إلى شكل آخر: - حاصل ضرب القوة F 1 على المسار S 1 يساوي حاصل ضرب القوة F 2 على المسار S 2. ناتج القوة على المسار يسمى العمل ، في هذه الحالة العمل يساوي A 1 \ u003d أ 2. لا تعطي الرافعة ربحًا في العمل ، ويمكن استخلاص نفس النتيجة حول أي آلية بسيطة أخرى.

القاعدة الذهبية للميكانيكا: لا توجد آلية تعطي ربحًا في العمل. الفوز بالقوة نخسر على الطريق والعكس صحيح.

القاعدة الذهبية للميكانيكا المطبقة على الكتل

ضع في اعتبارك كتلة ثابتة. نصلح الكتلة في المحور ونعلق وزنين على حبال الكتلة ، ثم نحرك وزنًا واحدًا لأسفل ، والوزن الذي تم تحريكه لأسفل ذهب المسافة S ، والوزن الذي تحرك للأعلى ذهب بنفس المسافة S.

القوى متساوية ، والمسارات التي تسيرها الأجسام متساوية أيضًا ، مما يعني أن العمل متساوٍ أيضًا ، والكتلة الثابتة لا تعطي ربحًا في العمل.

ضع في اعتبارك كتلة متحركة. نصلح أحد طرفي الحبل ، ونمرره عبر الكتلة المتحركة ونعلق الطرف الآخر على مقياس القوة ، ونعلق الأحمال من الكتلة. لاحظ موضع الأوزان على الحامل ثلاثي القوائم ، وارفع الأوزان إلى مسافة S 1 ، وقم أيضًا بوضع علامة والعودة إلى موضعها الأصلي ، والآن حدد موضع خطاف مقياس القوة على الحامل ثلاثي القوائم. مرة أخرى نرفع الأحمال إلى مسافة S 1 ونلاحظ موضع خطاف مقياس القوة في هذه الحالة (الشكل 2).

لرفع الحمل إلى ارتفاع S 1 ، كان من الضروري سحب الحبل ، والذي كان تقريبًا ضعف المسافة التي قطعها الحمل. تعطي الكتلة المتحركة ربحًا في القوة ، لكنها في العمل لا تعطي ، كم مرة نكتسب القوة ، كم مرة نخسرها في الطريق.

مثال على حل المشكلة

حالة. بمساعدة كتلة متحركة ، قام اللودر برفع الصندوق بأدوات إلى ارتفاع S 1 = 7 م ، مطبقًا القوة F 2 = 160 N. ما الشغل الذي قام به اللودر A 2؟

من أجل العثور على وظيفة ، أنت بحاجة إلى ما يلي:.

ق 2 - مقدار حركة الحبل.

كم مرة نفوز بالقوة ، كم مرة نخسرها في الطريق ، إذن.

الجواب: الشغل الذي قام به اللودر ، 2.24 كيلو جول.

استنتاج

تثبت الممارسة التي تعود إلى قرون أنه لا توجد آلية بسيطة واحدة تعطي ربحًا في العمل ؛ فمن الممكن ، باكتساب القوة ، أن تخسر في الطريق والعكس صحيح - اعتمادًا على ظروف المشكلة التي يتعين حلها.

1. لوكاشيك في ، إيفانوفا إي. مجموعة مهام في الفيزياء للصفوف 7-9 من المؤسسات التعليمية. - الطبعة 17. - م: التعليم ، 2004.
2. Peryshkin A.V. الفيزياء. 7 خلايا - الطبعة 14 ، الصورة النمطية. - م: بوستارد ، 2010.
3. Peryshkin A.V. مجموعة مشاكل في الفيزياء للصفوف 7-9: الطبعة الخامسة ، الصورة النمطية. - م: دار النشر "امتحان" 2010.

الواجب المنزلي

1. لماذا نستخدم آليات بسيطة إذا كانت لا تعطي ربحًا في العمل؟
2. كتلة 200 كجم تُرفع برافعة. إلى أي ارتفاع تم رفع الحمولة إذا أدت القوة المؤثرة على الذراع الطويلة للرافعة إلى العمل 400 J.
3. بمساعدة كتلة متحركة ، تم رفع الحمل بمقدار 3 أمتار. إلى أي مدى يجب سحب الطرف الحر للحبل؟

من المثير للاهتمام:

• كيفية التقدم بطلب للحصول على براءة اختراع للملكية الفكرية في 2018 صُممت براءة الاختراع للملكية الفكرية لعام 2018 لتسهيل الاحتفاظ بالسجلات على الشركات الصغيرة. بموجب هذا النظام الضريبي ، لا يلزم ملء عدد كبير من المستندات. الإجراء بسيط ومفهوم حتى بالنسبة لرجال الأعمال المبتدئين. براءة اختراع لـ [...]
• استمارة طلب للحصول على شهادة ميلاد نماذج استمارات طلب لتسجيل الدولة لأفعال الحالة المدنية استمارة رقم 1 بيان ميلاد من الوالدين استمارة رقم 2 بيان ميلاد من الأم استمارة رقم 3 طلب إدخال معلومات عن والد الطفل في ال […]
• طرق دفع النفقة تتم صياغة حركة النفقة من الدافع إلى المستلم كشرط منفصل في كل من الاتفاق الطوعي بشأن دفع الأموال وفي أمر تنفيذي أو أمر محكمة ، إذا تم تحصيل المدفوعات قسرًا. علاوة على ذلك ، فإن كل من الدافع والمتلقي هما نفس الشيء في [...]
• العمل موسكو خياطة مع الإقامة روضة أطفال خاصة Le Chat Botte Moscow Seamstress-cutter روضة خاصة Le Chat Botte Moscow Seamstress مع الإقامة الإجمالي / السنة: 50000 روبل. إجمالي الخياطة في السنة: 50000 روبل إنتاج الخياطة الحية للخياطة في موسكو الإجمالي / السنة: 50000 [...]
• مكتب المدعي العام لجمهورية بيلاروسيا الإشراف على التنفيذ الدقيق والموحد للقوانين والمراسيم والمراسيم والقوانين المعيارية: يتم تعيينه إلى المدعي العام لجمهورية بيلاروسيا والمدعين العامين التابعين له. مكتب المدعي العام (المادة 125 من دستور جمهورية بيلاروسيا): التصرفات [...]
• شهادة الأجور من مكان العمل قد تحتاج إلى شهادة أجر من مكان العمل لأغراض مختلفة - إلى صندوق التقاعد لحساب المعاشات التقاعدية وتحصيلها ، لمركز التوظيف ، لتلقي مختلف المزايا والإعانات. وأحيانًا تكون هناك عقبات. أنت […]
• إنشاء مدفوعات إضافية للموظفين لزيادة حجم العمل يحق لصاحب العمل تكليف الموظف بعمل إضافي. يتم إنشاء دفعة إضافية لها ، ويجب أن يتم تحريرها وفقًا للتشريعات التنظيمية. زيادة نطاق العمل وفقًا لقانون العمل في الاتحاد الروسي زيادة نطاق [...]
• لماذا بيوتنا السكنية أفضل من المنازل الرخيصة؟ يتم حساب الأساس على أساس نتائج الدراسة الجيولوجية للتربة ، وتحديد قدرة التحمل ، وحجم قوى رفع الصقيع ، وحساب الأحمال من وزن المبنى ، وأقصى حمل ممكن على الأرضيات و [...]

الشغل والطاقة العمل الميكانيكي والقوة ما هو الشغل والقوة من ناحية الفيزياء؟ كيف تحسب لهم؟ ما هي أوجه الشبه والاختلاف بين مفهومي "العمل" و "القوة" في الحياة والفيزياء؟ الآليات البسيطة ما هي "القاعدة الذهبية" للميكانيكا؟ هل هناك قواعد ذهبية في الحياة؟ ما هي الآليات المستخدمة لتسهيل العمل؟ كيف نحسب كفاءة الطاقة ما هي أوجه الشبه والاختلاف بين المفهوم الفيزيائي لـ "الطاقة الميكانيكية" والمفهوم الشائع لـ "الطاقة"؟ ما هي أنواع الطاقة الميكانيكية؟ ما هي الأمثلة التي تعرفها عن تحول نوع من الطاقة إلى نوع آخر؟
العمل الميكانيكي والقوة 1. العمل الميكانيكي \ u003d ناتج القوة على المسار.
2. يمكن تنفيذ العمل الميكانيكي فقط عندما يتحرك الجسم تحت تأثير قوة ، ويجب أن تعزز القوة الحركة أو تعوقها.
يكون العمل موجبًا عندما يتم توجيه القوة في اتجاه حركة الجسم. خلاف ذلك ، العمل سلبي.
3. القوة هي سرعة العمل.
تُظهر القوة مقدار العمل الذي يتم إنجازه لكل وحدة زمنية.
آليات بسيطة 4. "القاعدة الذهبية" للميكانيكا: إذا اكتسبوا قوة عدة مرات عند أداء العمل ، فإنهم يخسرون في المسافة بنفس العدد من المرات.
الآليات (الرافعة ، البوابة ، المستوى المائل) - الأجهزة التي تسمح لك بتحويل القوة.
5. رافعة - جسم صلب مع محور دوران.
قاعدة التوازن للرافعة هي كالتالي: تكون الرافعة في حالة توازن عندما تكون لحظة القوة التي تدور في اتجاه عقارب الساعة مساوية لعزم القوة التي تقوم بتدوير الرافعة عكس اتجاه عقارب الساعة.
ذراع القوة = المسافة من محور الدوران إلى الخط المستقيم الذي تعمل القوة على طوله.
لحظة القوة = ناتج القوة على كتفها.
6. الكتلة عبارة عن عجلة ذات أخدود يتم فيه تمرير كابل (سلسلة ، حزام ، حبل).
يغير الكتلة غير المنقولة اتجاه القوة فقط ، بينما لا تزال الكتلة المتحركة تعطي قوة مضاعفة.
7. معامل الأداء (COP) = نسبة العمل المفيد إلى الكامل.
عند استخدام آلية ، يكون إجمالي العمل المنجز دائمًا أكبر من العمل المفيد. بمعنى آخر ، تكون الكفاءة دائمًا أقل من 100٪.
الطاقة 8. الطاقة هي القدرة على القيام بالعمل.
كلما زادت طاقة الجسم ، زاد العمل الذي يمكنه القيام به. وعندما يتم العمل ، تنخفض طاقة الجسم.
9. الطاقة الحركية هي طاقة حركة الجسم أو نظام الأجسام.
كلما زادت الكتلة وزادت سرعة جسم معين ، زادت طاقته الحركية.
10. الطاقة الكامنة هي طاقة تفاعل الأجسام (أو أجزاء من جسم واحد) حسب موقعها النسبي.
الطاقة الكامنة لجسم كتلته م مرفوعة إلى ارتفاع h تساوي حاصل ضرب mgh.
11. يمكن نقل الطاقة الميكانيكية من شكل إلى آخر.

آلية في الفيزياء هي جهاز لتحويل القوة (زيادتها أو نقصانها). على سبيل المثال ، من خلال تطبيق قوة صغيرة في مكان واحد من الآلية ، يمكنك الحصول على قوة أكبر بكثير في مكان آخر.

لقد التقينا بالفعل بنوع واحد من الآليات: إنها مكبس هيدروليكي. هنا نعتبر ما يسمى بآليات الرافعة البسيطة والمستوية المائلة.

17.1 رافعة

الرافعة عبارة عن جسم صلب يمكن أن يدور حول محور ثابت. على التين. خمسون

من هذه العلاقة يترتب على ذلك أن الرافعة تعطي فائدة
rysh في القوة أو في المسافة (حسب الكيفية
الغرض يتم استخدامه) عدة مرات بقدر ما يؤلم
كتف العنق أطول من الكتف الأصغر.
على سبيل المثال ، من أجل رفع حمولة بوزن 100 نيوتن		أرز. 50. ليفر

700 N ، يجب أن تأخذ رافعة بنسبة ذراع 7: 1 وتضع حمولة على الذراع القصيرة. سنفوز بقوة 7 مرات ، لكننا سنخسر بنفس العدد من المرات

في المسافة: ستصف نهاية الذراع الطويلة قوسًا أكبر 7 مرات من نهاية الذراع القصيرة (أي الحمل).

من الأمثلة على الرافعة التي تمنح زيادة في القوة مجرفة ، ومقص ، كماشة. مجذاف التجديف هو رافعة تمنحك زيادة في المسافة. ومقاييس التوازن المعتادة عبارة عن رافعة ذات ذراع متساوية لا تعطي ربحًا سواء في المسافة أو في القوة (وإلا يمكن استخدامها لوزن المشترين).

		كتلة ثابتة
	نوع مهم من الرافعة هو كتلة معززة
	عجلة في قفص مع أخدود يمر من خلاله حبل
	كا. في معظم المشاكل ، يعتبر الحبل عديم الوزن
	خيط ثقيل.
	على التين. 51 يظهر كتلة ثابتة ، أي كتلة مع غير-
	محور الدوران المتحرك (يمر بشكل عمودي على المستوى
	رسم العظام من خلال النقطة O).
	يتم تثبيت حمولة الوزن P في الطرف الأيمن من الخيط عند النقطة D.
	تذكر أن وزن الجسم هو القوة التي يضغط بها الجسم
	دعم أو تمديد التعليق. في هذه الحالة ، يتم تطبيق الوزن P.
	الزوجات للنقطة D ، حيث يتم ربط الوزن بالخيط.
	يتم تطبيق القوة F على الطرف الأيسر من الخيط عند النقطة C.
			أرز. 51. كتلة ثابتة
	ذراع القوة F هو OA = r ، حيث r هو نصف قطر الكتلة. كتف
	الوزن P يساوي OB = r. لذا فإن الكتلة الثابتة هي
	رافعة بذراع متساوية وبالتالي لا تعطي ربحًا سواء في القوة أو في المسافة: أولاً ،

	لدينا المساواة F = P ، وثانيًا ، في عملية حركة الحمل والخيط ، حركة النقطة C
	يساوي حركة الحمولة.
	لماذا ، إذن ، هناك حاجة إلى كتلة ثابتة على الإطلاق؟ من المفيد أنه يسمح لك بالتغيير
	اتجاه الخيط للجهد. عادة ما يتم استخدام كتلة ثابتة كجزء من أكثر تعقيدًا
	الآليات.
		كتلة متحركة
	على التين. يوضح الشكل 52 كتلة متحركة ، يتم تحريك محورها
	يتدحرج مع الحمولة. نقوم بسحب الخيط بقوة F ، والتي
	يطبق عند النقطة C ويتجه لأعلى. الكتلة تدور و
	في نفس الوقت يتحرك أيضًا لأعلى ، ورفع الحمل المعلق
	على موضوع OD.
	في هذا الوقت ، النقطة الثابتة هي
	النقطة A ، ومن حولها تدور الكتلة (ستدور
	يتدحرج من خلال النقطة أ). يقولون ذلك أيضًا من خلال النقطة أ
	يمر بمحور الدوران الفوري للكتلة (يتم توجيه هذا المحور
	عمودي على مستوى الرسم).
	يتم تطبيق وزن الحمولة P عند النقطة D من ربط الحمل بالخيط.
	كتف القوة P يساوي AO = r.
	لكن كتف القوة F ، التي نسحب بها الخيط ، هي
	أكبر بمرتين: يساوي AB = 2r. على التوالى،
	شرط التوازن للحمل هو المساواة F = P = 2 (أي
	نرى في الشكل. 52: طول المتجه F يساوي نصف
	طول المتجه P).
	لذلك ، تعطي الكتلة المتحركة زيادة في القوة في		أرز. 52. كتلة متحركة
	مرتين. ومع ذلك ، في نفس الوقت نخسر في نفس المرتين
	vaem في المسافة. في الواقع ، من السهل رؤية ذلك
	لرفع الحمل بمقدار متر واحد ، يجب رفع النقطة C بمقدار مترين (أي ،
	اسحب مترين من الخيط).
	الكتلة في التين. 52 هناك عيب واحد: سحب الخيط لأعلى
	(للنقطة ج) ليست أفضل فكرة. توافق على أن-
	أكثر ملاءمة لسحب الخيط لأسفل! هذا هو المكان الذي يتعلق الأمر بالإنقاذ
	كتلة ثابتة.
	على التين. يوضح الشكل 53 آلية الرفع التي كانت قبل-
	هو مزيج من كتلة متحركة مع ثابت
	nym. يتم تعليق الحمل من الكتلة المتحركة ، بالإضافة إلى الكابل
	ألقيت فوق كتلة ثابتة ، مما يجعل ذلك ممكنًا
	القدرة على سحب الكابل لأسفل لرفع الحمل. خارجي
	يُشار إلى القوة المؤثرة على الكبل مرة أخرى بواسطة المتجه F.
	في الأساس ، لا يختلف هذا الجهاز عن		أرز. 53. مجموعة الكتلة
	كتلة متحركة: بمساعدتها ، نحصل أيضًا على اثنين
	متعددة الفوز في القوة.

17.4 مستوى مائل

كما نعلم ، من الأسهل لف برميل ثقيل على طول ممرات مائلة بدلاً من رفعه عموديًا. وبالتالي فإن الجسور هي آلية تعطي قوة.

في الميكانيكا ، تسمى هذه الآلية بالمستوى المائل. المستوى المائل هو سطح مستوٍ ومستوٍ بزاوية ما مع الأفقي. في مثل

الحالة ، يقولون بإيجاز: "مستوى مائل بزاوية".

أوجد القوة التي يجب أن تؤثر على حمل كتلته m لترفعها بشكل منتظم

الطائرة المائلة السلس بزاوية. هذه القوة F ، بالطبع ، موجهة على طول المستوى المائل (الشكل 54).

الإسقاط على المحور X:

هذه هي القوة التي يجب تطبيقها لتحريك الحمولة لأعلى في المستوى المائل. لرفع نفس الحمل عموديًا بالتساوي ، تحتاج إلى تطبيق قوة عليه ،

يساوي ملغ. يمكن ملاحظة أن F< mg, поскольку sin < 1. Наклонная плоскость действительно даёт выигрыш в силе, и тем больший, чем меньше угол.

الأنواع المستخدمة على نطاق واسع من المستوى المائل هي الإسفين والمسمار.

17.5 القاعدة الذهبية للميكانيكا

قد تعطي آلية بسيطة مكاسب في القوة أو المسافة ، لكنها لا يمكن أن تعطي مكاسب في العمل.

على سبيل المثال ، الرافعة ذات نسبة الرافعة المالية 2: 1 تعطي ربحًا في القوة مرتين. من أجل رفع وزن P على الذراع الأصغر ، يجب تطبيق القوة P = 2 على الذراع الأكبر. ولكن لرفع الحمل إلى ارتفاع h ، يجب خفض الذراع الأكبر بمقدار ساعتين ، وسيكون العمل المنجز مساويًا لـ

A = P 2 2h = P · h ؛

ر. هـ.القيمة نفسها بدون استخدام الرافعة.

في في حالة المستوى المائل ، نفوز بقوة ، لأننا نطبق قوة F = mg sin على الحمل ، وهي أقل من قوة الجاذبية. ومع ذلك ، من أجل رفع الحمل إلى ارتفاع h أعلى من الموضع الأولي ، نحتاج إلى السير في المسار l = h = sin على طول مستوى مائل. في نفس الوقت ، نحن نقوم بالعمل

A = mg sin sin h = mgh ؛

أي نفس الشيء بالنسبة للرفع الرأسي للحمل.

هذه الحقائق بمثابة مظاهر لما يسمى القاعدة الذهبية للميكانيكا.

القاعدة الذهبية للميكانيكا. لا تعطي أي من الآليات البسيطة ربحًا في العمل. كم مرة نفوز بالقوة ، وكم مرة نخسرها في المسافة ، والعكس صحيح.

القاعدة الذهبية للميكانيكا ليست أكثر من نسخة بسيطة من قانون الحفاظ على الطاقة.

17.6 كفاءة الآلة

في الممارسة العملية ، على المرء أن يميز بين العمل المفيد Auseful الذي يجب أن تقوم به الآلية في ظروف مثالية دون أي خسائر ، وبين إجمالي العمل Afull الذي يتم تنفيذه لنفس الأغراض في وضع حقيقي.

مجموع العمل يساوي المجموع:

عمل مفيد؛

العمل المنجز ضد قوى الاحتكاك في أجزاء مختلفة من الآلية ؛

العمل المنجز لتحريك العناصر المكونة للآلية.

لذلك ، عند رفع حمولة برافعة ، بالإضافة إلى ذلك ، يجب القيام بعمل للتغلب على قوة الاحتكاك في محور الرافعة ولتحريك الرافعة نفسها ، والتي لها بعض الوزن.

العمل الكامل هو دائما أكثر فائدة. يسمى نسبة العمل المفيد لإكمال العمل

عامل الكفاءة (COP) للآلية:

مفيد:

بالكامل

عادة ما يتم التعبير عن الكفاءة كنسبة مئوية. تكون كفاءة الآليات الحقيقية دائمًا أقل من 100٪. دعونا نحسب كفاءة المستوى المائل بزاوية في وجود الاحتكاك. معامل الاحتكاك

بين سطح المستوى المائل والحمل متساوي.

دع حمولة كتلة m ترتفع بشكل موحد على طول مستوى مائل تحت تأثير

~ من نقطة إلى نقطة إلى ارتفاع (الشكل 55). في الاتجاه المعاكس ل

الإزاحة ، تعمل قوة الاحتكاك المنزلقة على الحمل ~. F

من (80) لدينا:

ثم من (81):

باستبدال هذا في (79) ، نحصل على:

F = mg sin + f = mg sin + mg cos = mg (sin + cos):

إجمالي الشغل يساوي حاصل ضرب القوة F والمسار الذي يسلكه الجسم على طول السطح

مستوى مائل:

Atot = F P Q = mg (sin + cos)

من الواضح أن العمل المفيد يساوي:

مفيد = mgh:

لتحقيق الكفاءة المطلوبة ، نحصل على:

مفيد

بالكامل

1 + ctg