Palanca. Equilibrio de palanca. Momento de poder. Funcionamiento y mecanismos sencillos.

El 28 de abril, la escuela acogerá una conferencia científica y práctica de la NOU "Spectrum".

un poco de historia
Hace mucho tiempo, allá por 2005, mis alumnos y yo en la escuela organizamos la sociedad científica "pitagórica", donde estudiamos diversas actividades desde el análisis de los problemas de la Olimpiada hasta trabajo de investigacion. Cada año, atrayendo a otros matemáticos de la escuela, celebraban conferencias y luego llevaban a los niños a la conferencia en Nalchik. Cada año nuestros muchachos ganaban premios en los concursos republicanos. Todo era como debía ser, teníamos nuestros propios estatutos, programa y requisitos. Al final del año se resumieron los resultados y cada miembro de la NOU recibió títulos académicos:

• “académico honorario”: ganadores y premiados de olimpíadas, espectáculos y concursos republicanos, internacionales y rusos;
• “académico”: ganadores de olimpíadas, concursos y espectáculos regionales y municipales;
• “Maestro”: ganadores de olimpíadas, espectáculos y concursos escolares;
• “Bachelor”: ganadores de olimpíadas, espectáculos y concursos escolares.

Entonces todo el mundo conocía nuestra sociedad. Estaban zumbando. Una vez en una conferencia en Nalchik nos dijeron que no podían darnos premios cada vez y no presentar muchos trabajos al concurso. Lo cual también influyó. Cuando un miembro del jurado de un concurso republicano, frente a los niños, dice “Tu trabajo es el mejor, pero no podemos dar más de un lugar”...
http://alfusja-bahova.ucoz.ru/index/nou_quot_pifagorenok_quot/0-5
Por cierto, todos los chicos que estudiaban en la sociedad científica entraron fácilmente en el mejor universidades técnicas Moscú y San Petersburgo ya se han graduado con éxito de las universidades. Y una chica se quedó en la universidad de San Petersburgo (no puedo nombrar exactamente las universidades en este momento). Estoy orgulloso de mis muchachos.

Pero todo llega a su fin. Y nuestra NOU también. Nadie me pagó nada por este trabajo, y tan pronto como empezaron a pagarlo, "tú mismo necesitas una vaca así", resultó que nuestra escuela no necesitaba "pitagóricas", crearon una nueva sociedad "espectro", donde todo se hace “descuidadamente”, no quiero ni hablar de eso.

Después de un incidente desagradable, dejé de participar en las conferencias escolares con los niños.

Y este año decidí ir a la conferencia de la escuela con los miembros de mi círculo. Comenzamos el proyecto el miércoles. Veamos qué pasa.

En la siguiente lección comenzó el círculo. proyecto de investigación"Palanca. Tipos de palancas. Palancas en la vida cotidiana del hombre".
El propósito y objetivos del trabajo de investigación:

1. Estudiar la estructura y principio de funcionamiento de la palanca;
2. Ensamble el mecanismo de “Palanca” con usando Lego"Física y Tecnología";
3. Investiga las propiedades de una palanca. Descubra el estado de equilibrio de la palanca;
4. Cuestionar a los compañeros de clase;
5. Explorar el uso del apalancamiento en el hogar, la vida cotidiana, la tecnología, los deportes y el entretenimiento;
6. Conclusiones.

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Continuaremos nuestra investigación en la próxima lección de clase.

PD. Hay muchos físicos excelentes en este sitio; me encantaría recibir sus consejos y recomendaciones sobre nuestro proyecto. ¡¡¡No rechazaré ninguna ayuda!!!

Desde la antigüedad, la gente ha utilizado diversos dispositivos auxiliares para facilitar su trabajo. Con qué frecuencia, cuando necesitamos mover un objeto muy pesado, cogemos un palo o pértiga como ayuda. Este es un ejemplo de un mecanismo simple: una palanca.

Aplicación de mecanismos simples.

Hay muchos tipos de mecanismos simples. Esta es una palanca, un bloque, una cuña y muchos otros. En física, los mecanismos simples son dispositivos que se utilizan para convertir fuerza. Un plano inclinado que ayuda a rodar o levantar objetos pesados ​​también es un mecanismo simple. El uso de mecanismos simples es muy común. tanto en la producción como en la vida cotidiana. Más a menudo mecanismos simples Se utiliza para ganar fuerza, es decir, para aumentar varias veces la fuerza que actúa sobre el cuerpo.

Una palanca en física es un mecanismo simple.

Uno de los mecanismos más simples y comunes, que se estudia en física en séptimo grado, es la palanca. En física, una palanca es un cuerpo rígido capaz de girar alrededor de un soporte fijo.

Hay dos tipos de palancas. Para una palanca del primer tipo, el punto de apoyo se encuentra entre las líneas de acción de las fuerzas aplicadas. Para una palanca de segunda clase, el punto de apoyo se encuentra en un lado de ellas. Es decir, si intentamos mover un objeto pesado con una palanca, entonces la palanca del primer tipo es una situación en la que colocamos un bloque debajo de la palanca, presionando hacia abajo el extremo libre de la palanca. En este caso, nuestro soporte fijo será un bloque, y las fuerzas aplicadas se ubicarán a ambos lados del mismo. Y la palanca del segundo tipo es cuando nosotros, poniendo el borde de la palanca debajo del peso, tiramos de la palanca hacia arriba, intentando así darle la vuelta al objeto. Aquí el punto de apoyo está ubicado en el punto donde la palanca descansa en el suelo y las fuerzas aplicadas están ubicadas en un lado del punto de apoyo.

Ley del equilibrio de fuerzas en una palanca.

Usando una palanca podemos ganar fuerza y ​​levantar una carga demasiado pesada para levantarla con las manos desnudas. La distancia desde el punto de apoyo hasta el punto de aplicación de la fuerza se llama brazo de fuerza. Además, Puedes calcular el equilibrio de fuerzas sobre la palanca usando la siguiente fórmula:

F1/ F2 = l2 / l1,

donde F1 y F2 son las fuerzas que actúan sobre la palanca,
y l2 y l1 son los hombros de estas fuerzas.

Esta es la ley del equilibrio de palancas., que establece: una palanca está en equilibrio cuando las fuerzas que actúan sobre ella son inversamente proporcionales a los brazos de dichas fuerzas. Esta ley fue establecida por Arquímedes allá por el siglo III a.C. De esto se deduce que una fuerza menor puede equilibrar una mayor. Para ello es necesario que el hombro de menor fuerza sea más grande que el hombro de mayor fuerza. Y la ganancia de fuerza obtenida con la ayuda de una palanca está determinada por la relación de los brazos de las fuerzas aplicadas.

"Primeros pasos hacia la ciencia"

Institución educativa presupuestaria municipal secundaria Escuela secundaria con estudio en profundidad de temas individuales No. 32 Samara

Sección: Física

Sujeto:“¡Hay poder! ¿No necesitas cerebro?

Abramov Danila,

estudiante de grado 4B

Escuela secundaria MBOU nº 32

ir. Sámara

jefe de trabajo

Siebert Galina Ivanovna,

maestro clases primarias

Sámara, 2015

Tabla de contenido

I. Introducción………………………………………………………………………………..3

II. Parte principal. Palanca y sus variedades………………………………...5

1. De la historia de la palanca………………………………..…………………….….5

1. Arquímedes – mecánico……………………………………………………………….….….6

1. ¿Qué es una palanca…………………………………………………….….7

1. Tipos de palanca………………………………………………..9

III. Parte práctica………………………………………………………………..…..11

3.1 Palancas en la tecnología y la vida cotidiana…………………………………………………………...….11

3.2. Trabajo de laboratorio sobre el tema

“Aclaración de las condiciones de equilibrio de la palanca” …………………...…….12

3.3. Experimentos en casa……………………………………13

3.4. Fabricación de dispositivos y modelos que funcionan según el principio.

palanca ……………………………………………………….……………………...15

IV. Conclusión………………………….…………………………..….….17

Literatura…………………………………………..…………………….…..18

Aplicaciones………………………………………………………………………………...19

Introducción

Un día toda nuestra familia fue en coche al bosque. Todo habría sido maravilloso si no hubiera empezado a llover. Nos hizo regresar y regresar a casa. Y, por supuesto, nos quedamos atrapados en el camino empapado de lluvia. Todos los intentos de empujar el coche fueron en vano... Y entonces mi padre dijo: “¡Si tan sólo pudiéramos conseguir que algún hombre fuerte nos ayudara ahora, hijo!” Pero no había hombres fuertes ni héroes cerca, y llegó un tractor. Desenrolló el cabrestante, ató el cable a nuestro coche y lo sacó en 5 minutos.

Siempre quise ser fuerte, un verdadero ayudante y ser como los héroes rusos: amables, honestos, fuertes y diestros. Pero luego me hice la pregunta: “¿Cómo pueden algunas personas realizar tareas aparentemente imposibles? hombre común¿tareas?

yo nominéhipótesis - Lo más probable es que existan mecanismos que ayuden a una persona a fortalecerse.(Ver diapositiva 1).

Objetivo investigación : Descubra el principio de funcionamiento de los mecanismos más simples.(Ver diapositiva 1).

En busca de una respuesta, recurrí a la ciencia de la física. Aprendí que la propia fuerza del hombre es limitada, por lo que a menudo utiliza dispositivos para aumentarla.Estos dispositivos se denominan mecanismos simples. Estos incluyen: palanca y sus variedades: bloque y puerta; plano inclinado y sus variedades: cuña y tornillo.

Tareas :

1. conocer el origen y los tipos de apalancamiento;

2. realizar experimentos con una palanca;

3. con la ayuda de adultos, modelar dispositivos que funcionen según el principio de palanca;

4. preparar una presentación electrónica basada en los resultados de la investigación.(Ver diapositiva 1).

Objeto: palanca.

Artículo: aplicar influencia en la vida de las personas.

Métodos : búsqueda de información en la literatura e Internet, observación, descripción y medición, trabajo experimental,modelado.

II . Palanca y sus variedades.

“¡Dadme un punto de apoyo y moveré la Tierra!”

Arquímedes

1. De la historia del apalancamiento.

El hombre es un ser racional. Fue su mente la que siempre le dio la oportunidad de crear dispositivos que lo hicieran más fuerte o más rápido que la bestia, para vivir en condiciones en las que no podría sobrevivir sin estas cosas.

Uno de los primeros dispositivos de este tipo fue la palanca. Incluso el hombre primitivo convirtió un palo común y corriente en una herramienta para levantar pesas. Deslizando un palo largo debajo de la piedra y apoyándolo sobre un trozo de madera que servía de soporte, era posible trasladar la piedra a otro lugar sin problemas. Cuanto más largo sea el palo, más fácil será trabajar. La invención de la palanca hizo avanzar al hombre primitivo por el camino de su desarrollo.

La azada y el remo fueron inventados por el hombre para reducir la fuerza que era necesario aplicar para realizar cualquier trabajo.(Ver diapositiva 1).

En el quinto milenio antes de Cristo, en Mesopotamia se utilizaban balanzas, utilizando el principio de apalancamiento para lograr el equilibrio.

Sin palanca, habría sido imposible levantar pesadas losas de piedra al construir las pirámides en el Antiguo Egipto. Para la construcción de la pirámide de Keops, que tiene una altura de 147 m, se utilizaron 2.300.000 bloques de piedra, el más pequeño de los cuales pesaba 2,5 toneladas.

Alrededor del 1500 a. C., apareció en Egipto y la India el shaduf, el antepasado de los grifos modernos, un dispositivo para levantar recipientes con agua.En Rusia también se utilizaba un dispositivo similar para sacar agua de un pozo y se llamaba “Grúa”.

Así, no sabemos el nombre del autor de la palanca, ni fecha exacta sus inventos. Pero podemos decir con total seguridad que los pueblos antiguos, sin reglas matemáticas ni leyes de la física, inventaron y utilizaron ampliamente mecanismos simples, basándose en su intuición y experiencia.

2.2 Arquímedes - mecánico.

La palanca, el bloque y el plano inclinado interesaron al científico Arquímedes, que vivió en Grecia antigua durante la antigüedad. En el siglo III a.C. mi. Arquímedes dio la primera explicación escrita el principio de funcionamiento de una palanca, conectando los conceptos de fuerza, carga y hombro. La ley del equilibrio formulada por él todavía se utiliza hoy y suena así:“Una palanca está en equilibrio cuando las fuerzas que actúan sobre ella son inversamente proporcionales a los brazos de dichas fuerzas”. Arquímedes describió la teoría completa del apalancamiento y la aplicó con éxito en la práctica. Plutarco informa que Arquímedes construyó muchos mecanismos de palanca en el puerto de Siracusa para facilitar el levantamiento y transporte de cargas pesadas. El tornillo de Arquímedes (barrena) que inventó para recoger agua todavía se utiliza en Egipto.Arquímedes es también el primer teórico de la mecánica. Comienza su libro "On Balance" figuras planas» con prueba de la ley del apalancamiento.(Ver diapositiva 1).

La leyenda dice que el pesado barco de varias cubiertas Siracusa, construido por Hierón como regalo al rey egipcio Ptolomeo, no pudo ser botado. Arquímedes construyó un sistema de bloques (polipasto), con la ayuda del cual pudo realizar este trabajo con un solo movimiento de la mano. Según la leyenda, Arquímedes dijo al mismo tiempo: "Si tuviera otra Tierra a mi disposición sobre la que pararme, movería la nuestra" (en otra versión: "Dame un punto de apoyo y pondré el mundo patas arriba") .(Ver diapositiva 1).

El genio ingeniero de Arquímedes se manifestó con especial fuerza durante el asedio de Siracusa por parte de los romanos en el año 212 a.C. mi. durante la Segunda Guerra Púnica. ¡Pero en ese momento ya tenía 75 años!Arquímedes creó máquinas arrojadizas capaces de lanzar piedras que pesan unos 250 kg a gran velocidad y mecanismos para lanzarlas desde la orilla a los barcos. troncos pesados. EN últimos años Se llevaron a cabo varios experimentos para probar la veracidad de la descripción de esta "superarma de la antigüedad". La estructura construida mostró su plena funcionalidad.

La llamada "Pata de Arquímedes" era una máquina elevadora única, un prototipo de grúa moderna. Era una enorme palanca que sobresalía muralla de la ciudad y equipado con un contrapeso.(Ver diapositiva 1).

El famoso historiador antiguo Polibio escribió que si un barco romano intentara desembarcar en la costa cerca de Siracusa, esta máquina, controlada por una persona especialmente entrenada, agarraría la proa del barco y lo volcaría. Los romanos se vieron obligados a abandonar la idea de tomar la ciudad por asalto y pasaron a un asedio. Polibio escribió: “Tal es el poder milagroso de una persona, un talento, hábilmente dirigido a cualquier tarea... los romanos podrían rápidamente tomar posesión de la ciudad si alguien eliminara a un anciano de entre los siracusanos”.

Al evaluar el papel de Arquímedes como mecánico, me gustaría señalar que hizo los cálculos adecuados y diseñó mecanismos más complejos que podían mejorar y transformar los movimientos. Gracias a Arquímedes, la humanidad aprendió a lanzarse barcos grandes, construir vehículos de combate.

2.3 ¿Qué es una palanca?

Y, sin embargo, la fuerza de una persona es limitada, por lo que a menudo utiliza dispositivos (o dispositivos) que permiten transformar la fuerza de una persona en una fuerza significativamente mayor. Un objeto pesado (piedra, armario, máquina herramienta), que no se puede mover directamente, se mueve de su lugar mediante un palo suficientemente largo y fuerte: una palanca.

Una palanca es un cuerpo rígido capaz de girar alrededor de un soporte fijo. La palanca tiene dos brazos. El hombro es la distancia desde el punto de apoyo hasta el punto de aplicación de la fuerza. Como palanca se puede utilizar una palanca, una tabla y objetos similares. Hay patrones:(Ver diapositiva 1).

1) cuanto más largo sea el hombro, menos fuerza se necesitará para levantar la misma carga;

2) cuanto más largo es el brazo, mayor es la distancia que recorre;

3) cuántas veces más grande es el brazo de palanca, cuántas veces más pequeña debe ser la carga para mantener el equilibrio.

Pude formular estos patrones en un lenguaje comprensible para los estudiantes de escuela primaria, porque aún no nos conocemos proporcionalidad inversa y propiedades de las proporciones. Y una instalación de laboratorio casera, una palanca hecha por los constructores de Lego, ayudó a verificar claramente la validez de los patrones.

Hay dos tipos de palancas.

Para una palanca del primer tipo, el punto fijo de apoyo O se encuentra entre las líneas de acción de las fuerzas aplicadas, y para una palanca del segundo tipo, se encuentra a un lado de ellas.(Ver diapositiva 1).

El uso del apalancamiento le permite ganar poder. Para calcular la ganancia de fuerza obtenida utilizando una palanca, conviene conocer la regla descubierta por Arquímedes allá por el siglo III. ANTES DE CRISTO mi.

Entonces,Para equilibrar una fuerza menor con una fuerza mayor, es necesario que su hombro exceda el hombro de la fuerza mayor. .

Desde que Arquímedes estableció la regla del apalancamiento, ésta ha existido en su forma original durante casi 1900 años.

Por tanto, en la mayoría de los casos, el apalancamiento se utiliza para obtener una ganancia de fuerza, es decir, aumentar la fuerza que actúa sobre el cuerpo varias veces.

2. 4.Tipos de palanca

Hay dos tipos de palancas: un bloque y una puerta.(Ver diapositiva 1).

Bloquear Es un dispositivo con forma de rueda con una ranura por la que se pasa una cuerda, cable o cadena.

Hay dos tipos principales de bloques: móviles y fijos.(Ver diapositiva 1).

Para un bloque fijo, el eje es fijo y no sube ni baja al levantar cargas, pero para un bloque móvil, el eje se mueve junto con la carga. Un bloque estacionario no proporciona ganancia de fuerza. Se utiliza para cambiar la dirección de una fuerza. Así, por ejemplo, al aplicar una fuerza hacia abajo a una cuerda lanzada sobre un bloque de este tipo, obligamos a la carga a elevarse.

La situación es diferente con un bloque en movimiento. Este bloque permite que una pequeña fuerza equilibre una fuerza que es 2 veces mayor.

En la práctica, se suele utilizar una combinación de un bloque móvil y uno fijo. Esto le permite cambiar la dirección del impacto de la fuerza con una doble ganancia simultánea de fuerza.

Para obtener una mayor ganancia de fuerza, utilice mecanismo de elevación, llamadopolipasto de cadena . La palabra griega "polea" se forma a partir de dos raíces: "poli" - mucho y "spao" - tirar, por lo que en general resulta ser "muchos tirar".(Ver diapositiva 1).

La polea es una combinación de dos jaulas, una de las cuales consta de tres bloques fijos y la otra de tres bloques móviles. Dado que cada uno de los bloques móviles duplica la fuerza de tracción, en general la polea aumenta seis veces su fuerza.

La puerta consta de un cilindro (tambor) y una manija adjunta. Este sencillo mecanismo fue inventado en la antigüedad. La mayoría de las veces se utilizaba para sacar agua de los pozos.(Ver diapositiva 1).

Un mecanismo más avanzado es el cabrestante. Es una combinación de una puerta con dos ruedas dentadas de diferentes diámetros. Se puede considerar un cabrestante como una combinación de dos cabrestantes.(Ver diapositiva 1).

La práctica centenaria ha demostrado que ninguno de los mecanismos mejora el trabajo. Se utilizan para ganar fuerza o camino, dependiendo de las condiciones de trabajo. Los antiguos científicos ya conocían la regla.: no importa cuantas veces ganemos en fuerza, la misma cantidad de veces perdemos en distancia. Esta regla ha sido llamada la “regla de oro” de la mecánica. Su autor es el antiguo científico griego Garza de Alejandría, que vivió enIsiglo d.C.(Ver diapositiva 1).

III . Parte práctica.

habiendo estudiado material teórico Decidí investigar sobre la historia de la palanca, sobre su descubridor, sobre el principio de acción y sus variedades.

3.1. Palancas en la tecnología y en la vida cotidiana.

en nuestro mundo moderno Las palancas se utilizan ampliamente tanto en la naturaleza como en el mundo creado por el hombre. Casi cualquier mecanismo que transforma el movimiento mecánico utiliza palancas de una forma u otra.

Las palancas se encuentran en diferentes partes cuerpos humanos y animales. Estos son, por ejemplo, extremidades, mandíbulas. Se pueden ver muchas palancas en el cuerpo de insectos y pájaros.

Las palancas también son comunes en la vida cotidiana, esto es grifo de agua, y una puerta, y varios electrodomésticos de cocina.(Ver diapositiva 1).

La regla del apalancamiento subyace a la acción de las básculas de palanca, diversos tipos de herramientas y dispositivos que se utilizan cuando se requiere ganar fuerza o distancia.(Ver diapositiva 1).

Podemos observar ganancias en fuerza y ​​distancia al trabajar con tijeras. Las tijeras son una palanca cuyo eje de rotación pasa por un tornillo que conecta ambas mitades de las tijeras. Dependiendo del propósito de las tijeras, su diseño varía. Las tijeras diseñadas para cortar papel tienen hojas largas y mangos que tienen casi la misma longitud.Cortar papel no requiere mucha fuerza y ​​una hoja larga facilita el corte en línea recta. En este caso tenemos una ganancia de distancia. tijeras de corte chapa de metal Tienen mangos mucho más largos que las hojas, ya que la fuerza de resistencia del metal es grande y para equilibrarla hay que aumentar significativamente el brazo de fuerza actuante. La diferencia entre la longitud de los mangos y la distancia entre la parte cortante y el eje de rotación en los cortadores de alambre diseñados para cortar alambre es aún mayor. Evidentemente, en estos casos hay una ganancia de poder. (Ver diapositiva 1).

Las palancas también se utilizan en otras herramientas: estos son mangos de vicios y bancos de trabajo, palancas de máquinas herramienta, herramientas de carpinteria, herramientas de rescate, etc.(Ver diapositiva 1).

Por supuesto, apalancamiento varios tipos común en la tecnología. lo mas ejemplos simples sus aplicaciones sonpalanca de cambio de marchas en un coche, pedales de coche o tractor, freno de mano de bicicleta.(Ver diapositiva 1).

Incluso un bolígrafo máquina de coser y las teclas del piano también son palancas.(Ver diapositiva 1).

¡A todos nos encantan los deportes! Y si miramos de cerca, veremos que el apalancamiento también se utiliza en este ámbito.bóveda altaMuy ejemplo claro, pag Utilizando una palanca de unos tres metros de largo y la correcta aplicación de fuerza, el deportista vuela hasta una altura vertiginosa de hasta seis metros. Además, muchos equipos deportivos están equipados con palancas.(Ver diapositiva 1).

Para cualquier sitio de construcción Trabajo de excavadoras y torres. grúas- esta es una combinación de palancas, bloques, puertas. Dependiendo de la “especialidad”, las grúas tienen varios diseños y características.(Ver diapositiva 1).

Las palancas también se utilizan ampliamente en la agricultura: tractores, cosechadoras, sembradoras y otros mecanismos.(Ver diapositiva 1).

Entonces,en la mayoría de los casos, se utilizan mecanismos simples (del griego “mechane” - máquina, herramienta) para ganar fuerza.

3.2. Trabajo de laboratorio

Equipo : palanca sobre trípode, juego de pesas, regla.

Objetivo : descubra las condiciones de equilibrio de la palanca.

Progreso del trabajo.

1. Al girar las tuercas en los extremos de la palanca, la equilibré para que quedara horizontal.

2. Cuelga tres pesas en el brazo izquierdo de la palanca a una distancia de 7 cm del eje de rotación.

3. A modo de prueba, establecí un lugar en el brazo derecho de la palanca al que debía suspenderse un peso para equilibrar los tres anteriores. Medí la distancia desde este lugar hasta el eje de rotación.

4. Suponiendo que cada carga pesa 1 N, completa la tabla.

5. Llegó a una conclusión sobre la validez de la regla de equilibrio de la palanca.

(Ver diapositiva 1).

l2 : l1

7 centímetro

3H

21 centímetro

1H

10 centímetros

2H

20 centímetro

1H

9cm

4H

18cm

2H

3.3.Experimentos en casa.

Usando el libro de Ya.I. Perelman " Física entretenida"y materiales de los sitios de Internet "Cool Physics" y "Physics Around Us" realizaron entretenidos experimentos.con palancas.

1. Coches. (Ver diapositiva 1).

Tomé un coche de juguete grande y uno pequeño. Los coloqué en los extremos de una regla, con el centro colocado sobre un lápiz redondo. La gran máquina estaba sobrecargada porque... es más pesado. Si acercas el lápiz a la máquina de escribir grande, se equilibrarán. Cuando acerqué aún más el lápiz a la máquina de escribir grande, la pequeña pesaba más que él.

2. ¿Cuánta fuerza hay en los dedos?

Tomé dos palillos redondos. Coloqué un palillo con el medio en el dedo medio (más cerca de la uña) y en los extremos, en los dedos índice y anular. Intenté romper un palillo presionándolo con el dedo índice y dedos anulares. Movió el palillo hasta la mitad de su dedo. Intenté romper el palillo nuevamente. Cuando el palillo estaba en la punta de los dedos, era casi imposible romperlo (los dedos actuaban como una palanca de segunda clase, similar a los cascanueces). El punto de apoyo es donde comienzan los dedos.Cuanto más lejos esté el palillo del punto de apoyo, más fuerza deberá aplicar. ?????

3. Polipasto de polea.

Atado una cuerda a un mango bastón de esquí. Colocó ambos palos a una distancia de 50 cm entre sí y envolvió sus mangos tres veces con una cuerda. Tiré del extremo suelto de la cuerda mientras mis asistentes intentaban separar los palos. Aunque mis amigos intentan separar los palos, yo puedo juntarlos solo. (Los postes y la cuerda se comportan como un sistema de poleas: la fuerza que aplico se multiplica por la cuerda enrollada alrededor de los mangos de los postes, por lo que gano casi cinco veces más fuerza en comparación con mis asistentes.

4. Palanca. (Ver diapositiva 1).

Un palo común se ha convertido en una palanca para una persona: el mecanismo más simple. Es muy conveniente que dos personas lleven una carga en un palo normal. Al usarlo, puede levantar y mover objetos pesados ​​fácilmente.

Experiencia 1. Tomé un palo no muy largo, lo metí debajo del asa de la maleta y, invitando a un amigo a ayudar, ambos levantamos la maleta. Si la maleta está exactamente en el medio, entonces cada uno de nosotros está cargado por igual. Cuando movimos la maleta a un extremo del palo, todo cambió. La carga se volvió más ligera para quien sostenía el extremo largo. Los brazos de palanca han cambiado y también ha cambiado el equilibrio de fuerzas que mantienen la carga en la posición elevada. Las manos de cada uno de nosotros son el soporte de la palanca, y si la distancia a la carga es menor, la carga sobre este punto de apoyo será mayor.

Experiencia 2 . Tomé un palo pequeño y clavé un clavo en el costado cerca de uno de sus extremos. Puse la plancha en este extremo (el clavo es necesario para evitar que la plancha se resbale al suelo) y coloqué la palanca en el respaldo de la silla. Sosteniendo la palanca por el extremo libre, la movió, ya sea acercando el punto de apoyo a la carga o alejándose de ella. Estaba convencido de que cuanto mayor era la distancia desde la mano hasta el punto de apoyo, más fácil era sostener la carga. Obtuve el mismo resultado cuando moví mi mano a lo largo de la palanca hasta el punto de apoyo, dejando sin cambios la distancia desde el soporte hasta la carga.

5. Saco el clavo.

Con un martillo, clavé el clavo en el trozo de madera hasta 2/3 de su profundidad. Intenté sacar un clavo de un trozo de madera con las manos. No pude hacer nada, por mucho que lo intentara. Luego tomé un extractor de clavos y saqué el clavo fácilmente. El sacaclavos en mi caso actúa como palanca,que es un aparato sencillo utilizado parasuperar la resistencia en el segundo punto mediante el uso de la fuerza.

3.4. Fabricación de dispositivos y modelos que funcionan según el principio de palanca.

Utilizando el conocimiento adquirido al estudiar la palanca, hice los siguientes dispositivos y modelos con la ayuda de mi papá.

1. Cabrestante de bricolaje. (Ver diapositiva 1).

Nadie está a salvo de un camino en mal estado, y si su automóvil queda atascado en el barro, solo un cabrestante puede salvarlo. ¿Vale la pena gastar una gran cantidad de dinero en algo caro y comprarlo en una tienda cuando puedes hacer un cabrestante con tus propias manos?

Necesitábamos:

Eje de rotación y 2 tubos adecuados de mayor y menor diámetro;

Cable fuerte;

Avance del trabajo:

Nuestro cabrestante hecho a mano funciona según el principio de una palanca. para la base cabrestante casero un trozo de tubería puede servir. Para poner en funcionamiento la tubería se debe colocar sobre el eje y asegurar con un cable. El lazo de la cuerda debe enrollarse varias veces alrededor del tubo y colocarse en cualquier mango.

Cuando gire la manija, la tubería girará a lo largo de su eje y el cable se enrollará alrededor de ella. Un cabrestante de este tipo es útil no solo para sacar un automóvil del barro, sino también para mover diversas cargas, por ejemplo, en el campo.

2. Polipasto de polea. (Ver diapositiva 1).

Tomé una cuerda de nailon resistente, 2 bloques separados y una pesa. Monté una combinación de 1 bloque móvil y 1 fijo y los aseguré.Ahora puedo levantar fácilmente cargas que no podría sostener con la mano sin un polipasto de cadena.

Después de realizar un experimento con un dinamómetro, me convencí de que el polipasto de cadena proporciona el doble de fuerza.

IV . Conclusión.

Como resultado del trabajo que hice, me convencí de la siguiente regla: cuantas veces ganamos en fuerza, tantas veces perdemos en distancia.

Aprendí sobre la historia de la palanca, su descubridor, su principio de funcionamiento y sus variedades.

Palancas diferentes tipos encontrado en la vida cotidiana en cada paso:

Es más fácil transportar una carretilla si tiene mangos largos;

Es más fácil sacar un clavo si el extractor de clavos es más largo;

Es mucho más fácil apretar la tuerca con una llave de mango largo.

Nunca debes olvidarte de la "regla de oro" de la mecánica, que simplificada es la siguiente: ganar en fuerza significa perder en el camino. A veces vale la pena sacrificar un atajo para ganar fuerza. El trabajo seguirá siendo el mismo, pero será más fácil de realizar porque el aumento de la distancia corresponde a un aumento del tiempo. Y durante un período de tiempo más largo, es más fácil hacer el trabajo; esto está claro para todos.

Al diseñar máquinas ocurre lo contrario, cuando hay que sacrificar fuerza para ganar en la carretera, para ganar a tiempo.

En el proceso de trabajar en el tema, por mi propia experiencia me convencí de que la palanca y sus variedades realmente le dan a una persona una ganancia de fuerza o distancia, o se usan por conveniencia. Confirmó así su hipótesis de que no todo hombre fuerte es necesariamente fuerte. Ahora me estoy fortaleciendo no sólo a través del entrenamiento físico diario, sino también aplicando los nuevos conocimientos que he adquirido. El título de mi obra bajo ninguna circunstancia debe pronunciarse con entonación afirmativa. Al contrario, si hay inteligencia, habrá fuerza. Los materiales de mi investigación sin duda serán útiles en lecciones sobre el mundo circundante en escuela primaria, y tal vez incluso en lecciones de física en séptimo grado.

En conclusión, me gustaría recordar las palabras de Hedgehog del maravilloso cuento de hadas de Vladimir Suteev "The Lifesaver": "¡Siempre puedes encontrar un palo, pero aquí está el salvavidas, y aquí está el salvavidas!"

Literatura

1. Balashov M.M. Física. – M.: Educación, 1994.

2. Katz Ts.B. Biofísica en las lecciones de física. – M.: Educación, 1988.

3. Perelman Ya.I. Física entretenida. Libro 1. – M.: Nauka, 1979.

4. Física. 7mo grado / Gromov S.V., Rodina N.A. – M.: Educación, 2000.

5. Física 7mo grado / Peryshkin A.V., Rodina N.A. – M.: Avutarda, 2003.

6. Enciclopedia para niños. T.14 – Tecnología. – M.: Avasta+, 2000.

7. Exploro el mundo. Enciclopedia infantil - El mundo de la belleza. – M.: Astrel, 2004.

Solicitud

Reportaje fotográfico

Trabajo de laboratorio“Descubrir las condiciones de equilibrio de una palanca”

Mis experimentos http://vse-svoimiruchkami.ru/glavnaya/ )

Hacer un polipasto de cadena

Visita a la ciudad de la conferencia interescolar

"Primeros pasos hacia la ciencia".

título del trabajo“¡Hay poder! ¿No necesitas cerebro?

Estudiante (apellido, nombre completo)Abramov Danila

Escuela secundaria MBOU ________32__clase___________ 4 B

jefe de trabajoSiebert Galina Ivanovna

Tipo de trabajo (proyecto/resumen/investigación)estudiar

Criterios de evaluación del trabajo

1) Cumplimiento de los requisitos para el diseño de obra.Se cumplen todos los requisitos .

2) Volumen de material estudiado:búsqueda de información en la literatura e Internet, observación, descripción y medición, trabajo experimental, modelado.

3) Valor cognitivo, relevancia, trascendencia práctica y teórica del material estudiado.En este trabajo se estudió el origen y los tipos de palancas, se realizaron experimentos con una palanca y se modelaron dispositivos que funcionan según el principio de palanca.

4) Problema, hipótesis, meta, objetivos del trabajo.Hipótesis: Lo más probable es que existan mecanismos que ayuden a una persona a fortalecerse. Objetivo: conocer el principio de funcionamiento de los mecanismos más simples. Objetivos: realizar experimentos para identificar las propiedades de la palanca y el principio de su funcionamiento.

5) Habilidades de investigación (argumentos, conclusiones; alfabetización, presentación lógica del material, adherencia a un estilo científico de presentación)El trabajo fue compilado de manera competente, seguido estilo científico En la presentación se extraen conclusiones de cada experiencia y del trabajo en su conjunto.

Firma del revisor (transcripción de firma)

Uyukina Lyudmila Grigorievna

Una palanca es un cuerpo rígido que puede girar alrededor de un punto fijo. El punto fijo se llama fulcro. La distancia desde el punto de apoyo a la línea de acción de la fuerza se llama hombro este poder.

Condición de equilibrio de la palanca: la palanca está en equilibrio si las fuerzas aplicadas a la palanca F 1 Y F 2 tienden a girarlo en direcciones opuestas, y los módulos de las fuerzas son inversamente proporcionales a los hombros de estas fuerzas: F1 /F2 = l 2 /l 1 Esta regla fue establecida por Arquímedes. Según la leyenda, exclamó: Dame un punto de apoyo y levantaré la tierra. .

Para la palanca se cumple. « regla de oro» mecánica (si se pueden despreciar la fricción y la masa de la palanca).

Al aplicar algo de fuerza a una palanca larga, puedes usar el otro extremo de la palanca para levantar una carga cuyo peso excede con creces esta fuerza. Esto significa que al utilizar el apalancamiento puedes ganar poder. Cuando se utiliza el apalancamiento, una ganancia de poder va necesariamente acompañada de una pérdida igual en el camino.

Momento de poder. Regla de los momentos

El producto del módulo de fuerza por su hombro se llama momento de fuerza.M = Fl , donde M es el momento de la fuerza, F es la fuerza, l es el apalancamiento de la fuerza.

Regla de los momentos: Una palanca está en equilibrio si la suma de los momentos de las fuerzas que tienden a girar la palanca en una dirección es igual a la suma de los momentos de las fuerzas que tienden a girarla en la dirección opuesta. Esta regla es cierta para cualquier sólido, capaz de girar alrededor de un eje fijo.

El momento de fuerza caracteriza la acción giratoria de la fuerza.. Esta acción depende tanto de la fuerza como de su apalancamiento. Por eso, por ejemplo, cuando se quiere abrir una puerta, se intenta aplicar fuerza lo más lejos posible del eje de giro. Con la ayuda de una pequeña fuerza, se crea un momento significativo y la puerta se abre. Es mucho más difícil abrirlo aplicando presión cerca de las bisagras. Por la misma razón, una tuerca es más fácil de desenroscar con una llave más larga, un tornillo es más fácil de quitar con un destornillador con mango más ancho, etc.

La unidad SI de momento de fuerza es metro newton (1N*m). Este es el momento de una fuerza de 1 N con un hombro de 1 m.

La palanca es un elemento de la suspensión independiente de un automóvil. Sirve para proporcionar un movimiento limitado en el plano vertical de la rueda, que mantiene en su lugar evitando que ruede hacia un lado.

Tipos de brazos de suspensión

Dependiendo del diseño de la suspensión, las palancas se dividen en tipos según el número de puntos de fijación. Además, se clasifican en función del ángulo en el que se ubican con respecto a la dirección de movimiento del coche. Según este parámetro, las palancas se dividen en longitudinales y transversales. Los tipos más comunes de palancas son los brazos en A (también llamados brazos triangulares), los brazos rectos con dos puntos de sujeción y los brazos en H, que son 2 brazos simples emparejados que comparten un puente común.

Diseño moderno del brazo de control.

La palanca es una pieza oblonga fundida de aleación ligera con nervaduras de refuerzo situadas en dirección longitudinal y con resaltes en ambos extremos. Un extremo está equipado con una protuberancia cilíndrica en la que se inserta, o mejor dicho, se presiona, un bloque silencioso, una pieza que sirve como junta al fijar la palanca a la carrocería, bastidor o bastidor auxiliar. El segundo extremo está equipado con una protuberancia en forma de anillo, que sirve como punto de montaje para la rótula. El diseño de la palanca puede variar según solución de ingeniería colgantes. Por ejemplo, la marea está baja. rótula Puede que no lo sea, ya que está realizado en el cuerpo de la propia rótula, que se fija a la palanca con tornillos y tuercas. Además, las suspensiones traseras multibrazo suelen utilizar palancas con protuberancias cilíndricas debajo de un bloque silencioso en ambos extremos.

Los pioneros en abandonar los brazos de suspensión de acero fueron Volkswagen y Subaru, que comenzaron a utilizar activamente aleaciones ligeras en la suspensión de sus coches allá por los años 90.

La suspensión de los automóviles fabricados antes de principios de la década de 2000 solía utilizar brazos de control de acero. Además, pueden ser una estructura hueca en forma de caja (la llamada tubo cuadrado), o una estructura con tres paredes, dos de las cuales sirven como refuerzos (el llamado canal). Existe una tendencia en los diseños de suspensión más modernos a eliminar gradualmente el uso de acero, con el fin de reducir tanto el peso total del vehículo como. Los pioneros en abandonar las palancas de acero en los modelos masivos fueron Volkswagen y Subaru, que comenzaron a utilizar activamente aleaciones ligeras en la suspensión de sus automóviles allá por los años 90.

Propósito del brazo de suspensión

La finalidad de los brazos de suspensión suele depender de la ubicación. La palanca puede ser transversal, longitudinal, superior e inferior. Dependiendo de su ubicación realizan diferentes funciones.

La característica principal de la horquilla es que funciona tanto en el sentido transversal en el que se instala como en el sentido longitudinal.

Por ejemplo, la función del brazo de control superior de la suspensión delantera es sujetar la parte superior del muñón de la dirección, evitando que la rueda que lleva adherida caiga hacia un lado durante la conducción. La palanca inferior también realiza parcialmente esta función, ayudando a la superior, pero al mismo tiempo también controla la parte inferior, evitando que se balancee. Los brazos de arrastre se utilizan con mayor frecuencia en el diseño de una suspensión trasera multibrazo y sirven para mantener los puntales traseros en una posición durante la aceleración y la aceleración, cuando se ven afectados por fuerzas dirigidas a lo largo del eje de movimiento del vehículo.

Características de diseño de palancas triangulares.

El diseño de la horquilla surgió mientras se trabajaba en la creación de una suspensión simplificada para coches económicos. La característica principal de la horquilla es que funciona tanto en el sentido transversal en el que se instala como en el sentido longitudinal. Con tres puntos de montaje (dos puntos de montaje del cuerpo, un punto de montaje de los nudillos), la palanca puede sostener puntal amortiguador tanto en dirección transversal como longitudinal. La aparición de este diseño permitió utilizar menos piezas en la suspensión, lo que la hizo más económica. Esta es la razón por la que la suspensión delantera de horquilla independiente es tan popular.

Características del funcionamiento de los brazos de suspensión.

En general, el brazo de suspensión es una pieza sencilla y duradera, especialmente si está fabricado en acero. Los brazos de control de acero, a diferencia de los brazos de control de aleación, son adecuados para su uso durante varios ciclos, desde la reparación hasta la reparación de la suspensión. Al reparar una palanca, se reemplazan la rótula y el bloque silencioso (o dos bloques silenciosos en el caso de una palanca trasera triangular o simple), y la pieza en sí se envía para una segunda o tercera vida útil. En la mayoría de los casos, las palancas de aleación ligera deben sustituirse por completo, lo que aumenta el coste de la reparación de la suspensión, aunque lo simplifica un poco.

El motivo por el que falla una palanca suele ser dos factores: tensión mecánica y corrosión.

La causa del fallo de una palanca suele deberse a dos factores: impacto mecánico (caída en un agujero, accidente), que provoca la deformación de la palanca, y corrosión, que, por cierto, no amenaza a las palancas de aleación ligera.