10 класс

Генденштейн учебник 10 класс: Физика 10 класс Учебник Генденштейн Дик часть 1

Содержание

Физика. 10 класс Учебник (базовый уровень). Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И.

В учебнике изложены основы механики, молекулярной физики и электростатики. Четкая структура учебника облегчает понимание учебного материала. Приведено много примеров проявления и применения физических законов в окружающей жизни, сведений из истории физических открытий, дано иллюстрированное описание физических опытов. Приведены примеры решения ключевых задач.

ОГЛАВЛЕНИЕ
К учителю и ученику 3
Физика и научный метод познания 4
1. Что и как изучает физика? 4
2. Научный метод познания 5
3. Где используются физические знания и методы? 8
МЕХАНИКА
Глава 1. КИНЕМАТИКА 9
§ 1. Система отсчета. Траектория, путь и перемещение 10
1. Система отсчета 10
2. Материальная точка 11
3. Траектория, путь и перемещение 13
§ 2. Скорость 17
1. Мгновенная скорость 17
2. Векторные величины и их проекции 20
3.

Прямолинейное равномерное движение 23
§ 3. Ускорение. Прямолинейное равноускоренное движение 25
1. Ускорение 25
2. Прямолинейное равноускоренное движение 26
§ 4. Криволинейное движение 31
1. Движение тела, брошенного под углом к горизонту 31
2. Равномерное движение по окружности 32
§ 5. Примеры решения задач по кинематике 36
1. Переход в другую систему отсчета 36
2. Перемещение при прямолинейном равноускоренном движении 38
3. Движение по окружности 41
Глава 2. ДИНАМИКА 45
§ 6. Закон инерции — первый закон Ньютона 46
1. Ранние представления о причинах движения тел 46
2. Закон инерции и явление инерции 47
3. Инерциальные системы отсчета и первый закон Ньютона… 51
§ 7. Место человека во Вселенной 56
1. Система отсчета, связанная с Землей 56
2. Гелиоцентрическая система мира 58
§ 8. Силы в механике. Сила упругости 63
1. Взаимодействия и силы 63
2. Сила упругости 64
3. Закон Гука. Измерение сил с помощью силы упругости … 65
§ 9. Сила, ускорение, масса. Второй закон Ньютона 68
1. Соотношение между силой и ускорением 68
2. Примеры применения второго закона Ньютона 71
§ 10. Взаимодействие двух тел. Третий закон Ньютона 74
1. Взаимодействие двух тел 74
2. Примеры применения третьего закона Ньютона 76
§ 11. Всемирное тяготение 79
1. На пути к открытию 79
2. Закон всемирного тяготения 81
§ 12. Движение под действием сил всемирного тяготения 85
1. Движение тел вблизи поверхности Земли 85
2. Движение искусственных спутников Земли и космических кораблей 88
§ 13. Вес и невесомость 91
1. Вес 91
2. Невесомость 95
§ 14. Силы трения 97
1. Сила трения скольжения 97
2. Сила трения покоя 98
3. Сила трения качения 99
4. Сила сопротивления в жидкостях и газах 101
§ 15. Примеры решения задач по динамике 104
1. Движение под действием сил тяготения 104
2. Движение под действием нескольких сил 106
Глава 3. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ В МЕХАНИКЕ 115
§ 16. Импульс. Закон сохранения импульса 116
1. Импульс и закон сохранения импульса 116
2. Примеры применения закона сохранения импульса 117
§ 17- Реактивное движение. Освоение космоса 122
1. Реактивное движение 122
2. Развитие ракетостроения и освоение космоса 125
§ 18. Механическая работа. Мощность 129
1. Механическая работа 129
2. Мощность 132
§ 19. Энергия. Закон сохранения механической энергии 135
1. Работа и энергия 135
2. Механическая энергия 137
3. Закон сохранения энергии 139
8 20. Примеры решения задач на законы сохранения 144
1. Столкновения 144
2. Неравномерное движение по окружности 148
Глава 4. МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ 155
§ 21. Механические колебания 156
1. Примеры и характеристики механических колебаний …. 156
2. Свободные колебания 157
§ 22. Превращения энергии при колебаниях. Резонанс 162
1. Превращения энергии при колебаниях 162
2. Вынужденные колебания 163
§ 23. Механические волны. Звук 167
1. Механические волны , 167
2. Звук 171
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА
Глава 5. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА 177
§ 24. Молекулярно-кинетическая теория 178
1. Основные положения молекулярно-кинетической теории … 178
2. Основная задача молекулярно-кинетической теории 182
§ 25. Количество вещества. Постоянная Авогадро 185
1. Относительная молекулярная (атомная) масса 185
2. Количество вещества 186
§ 26. Температура 190
1. Температура и ее измерение 190
2. Абсолютная шкала температур 192
§ 27. Газовые законы 196
1. Изопроцессы 196
2. Уравнение состояния газа 199
§ 28. Температура и средняя кинетическая энергия молекул 203
1. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории … 203
2. Абсолютная температура и средняя кинетическая
энергия молекул 205
3. Скорости молекул , 206
§ 29. Примеры решения задач по молекулярной физике 209
1. Графики газовых законов 209
2. Уравнение состояния газа 212
3. Скорость и энергия молекул 214
§ 30. Состояния вещества 216
1. Сравнение газов, жидкостей и твердых тел 216
2. Кристаллы, аморфные тела и жидкости 217
3. Другие состояния вещества 223
Глава 6. ТЕРМОДИНАМИКА 229
§ 31. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики 230
1. Внутренняя энергия 230
2. Закон сохранения энергии в тепловых явлениях 233
jj 32. Тепловые двигатели, холодильники и кондиционеры 237
1. Тепловые двигатели 237
2. Холодильники и кондиционеры 240
§ 33. Второй закон термодинамики. Охрана окружающей среды … 244
1. Необратимость процессов и второй закон термодинамики 244
2. Энергетический и экологический кризисы 247
§ 34. Примеры решения задач по термодинамике 250
1. Нахождение работы газа 250
2. Нахождение переданного газу количества теплоты 252
3. Циклические процессы 253
§ 35. Фазовые переходы 256
1. Плавление и кристаллизация 256
2. Испарение и конденсация 257
ЭЛЕКТРОСТАТИКА
Глава 7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ 267
§ 36. Природа электричества 268
1. От электрона-янтаря до электрона-частицы 268
2. Роль электрических взаимодействии 273
§ 37. Взаимодействие электрических зарядов 276
1. Закон Кулона 276
2. Электрическое поле 280
Глава 8. СВОЙСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ 285
§ 38. Напряженность электрического поля 286
1. Напряженность электрического поля 286
2. Линии напряженности 288
§ 39. Проводники и диэлектрики в электростатическом поле 293
1. Проводники 293
2. Диэлектрики 295
§ 40. Потенциал и разность потенциалов 301
1. Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле 301
2. Потенциал и разность потенциалов 302
3. Связь между разностью потенциалов и напряженностью …. 304
4. Отчего бывают грозы? 307
§ 41. Электроемкость. Энергия электрического поля 310
1. Электроемкость 310
2. Энергия электрического поля 313
Лабораторные работы 319
Рассказы об ученых 333
Ответы на вопросы и задачи 342
Предметно-именной указатель 345

Рабочая программа по физике 10 класс (профиль) по УМК Л.Э.Генденштейн, Ю.И.Дик

Управление образования, культуры, молодежи и спорта Далматовского района Курганской области

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Далматовская средняя общеобразовательная школа №3»

на заседании Заместитель директора Директор МКОУ «ДСОШ№3»

________________ по УВР_____________ _______ Макшанова Т. В.

Протокол №_____ от «___»______2016ода от «___» ________2016г.

Пояснительная записка————————————————————————— 3

Содержание учебного предмета——————————————————————4

Требования к уровню подготовки учащихся————————————————-6

Учебно-методическое обеспечение————————————————————-7

Календарно-тематическое планирование——————————————————10

Рабочая программа составлена на основе следующих нормативно-правовых документов:

Рабочая программа составлена в соответствии с годовым календарным графиком, учебным планом на 2016-2017 учебный год, предусмотрено изучение физики на профильном уровне 5 часов в неделю (170ч в год).

Данный учебно-методический комплект предназначен для преподавания физики в 10-11 классах с углубленным изучением предмета. В учебниках на современном уровне и с учетом новейших достижений науки изложены основные разделы физики. Особое внимание уделяется изложению фундаментальных и наиболее сложных вопросов школьной программы. Программа разработана с таким расчетом, чтобы обучающиеся приобрели достаточно глубокие знания физики и в вузе смогли посвятить больше времени профессиональной подготовке по выбранной специальности. Высокая плотность подачи материала позволила авторам изложить обширный материал качественно и логично.

Цели изучения физики: освоение знаний о фундаментальных физических законах и принципах, лежащих в основе современной физической картины мира; наиболее важных открытиях в области физики, оказавших определяющее влияние на развитие техники и технологии; методах научного познания природы;

На уроках физики для достижения хорошего качества знаний применяются различные технологии обучения:

Механическое движение и его относительность. Способы описания механического движения. Материальная точка как пример физической модели. Перемещение, скорость, ускорение.

Уравнения прямолинейного равномерного и равноускоренного движения. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью. Центростремительное ускорение.

Принцип суперпозиции сил. Законы динамики Ньютона и границы их применимости. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея.

Законы Ньютона. Силы тяжести, упругости, трения. Закон всемирного тяготения. Законы Кеплера. Вес и невесомость. Использование законов механики для объяснения движения небесных тел и для развития космических исследований. Момент силы. Условия равновесия твердого тела.

Измерение ускорения тела при равноускоренном движении.

Изучение движения тела, брошенного горизонтально.

Определение жесткости пружины.

Определение коэффициента трения скольжения.

Импульс. Законы сохранения импульса и механической энергии. Механическая работа. Мощность. Кинетическая и потенциальная энергия.

Изучение закона сохранения механической энергии.

Условия равновесия тела. Виды равновесия. Момент силы. Правило моментов. Зависимость давления от глубины. Закон Архимеда. Плавание тел.

Молекулярная физика. Тепловые явления (32ч)

Атомистическая гипотеза строения вещества и ее экспериментальные доказательства. Модель идеального газа. Абсолютная температура. Температура как мера средней кинетической энергии теплового движения частиц. Связь между давлением идеального газа и средней кинетической энергией теплового движения его молекул.

Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы. Границы применимости модели идеального газа.

Модель строения жидкостей. Поверхностное натяжение. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха.

Модель строения твердых тел. Механические свойства твердых тел. Дефекты кристаллической решетки. Изменения агрегатных состояний вещества.

Внутренняя энергия и способы ее изменения. Первый закон термодинамики. Расчет количества теплоты при изменении агрегатного состояния вещества. Адиабатный процесс. Второй закон термодинамики и его статистическое истолкование. Принципы действия тепловых машин. КПД тепловой машины. Проблемы энергетики и охрана окружающей среды.

Опытная проверка закона Бойля-Мариотта.

Проверка уравнения состояния идеального газа.

Электростатика. Постоянный ток (29ч)

Элементарный электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции электрических полей. Потенциал электрического поля. Потенциальность электростатического поля. Разность потенциалов. Напряжение. Связь напряжения с напряженностью электрического поля.

Проводники в электрическом поле. Электрическая емкость. Конденсатор. Диэлектрики в электрическом поле. Энергия электрического поля.

Электрический ток. Последовательное и параллельное соединение проводников. Электродвижущая сила (ЭДС). Закон Ома для полной электрической цепи. Электрический ток в металлах, электролитах, газах и вакууме. Закон электролиза. Плазма. Полупроводники. Собственная и примесная проводимости полупроводников. Полупроводниковый диод. Полупроводниковые приборы.

Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока.

Решение задач по разделам курса физика-15часов

В результате изучения физики на профильном уровне ученик должен

использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

10 класс. 5 часа в неделю, всего 170 часов.

Электростатика. Постоянный ток

1. Измерение ускорения тела при равноускоренном движении.

2. Изучение движения тела, брошенного горизонтально.

3.Определение жесткости пружины.

4. Определение коэффициента трения скольжения.

5.Изучение закона сохранения механической энергии.

6. Изучение одного из изопроцессов.

7.Проверка уравнения состояния идеального газа.

8. Измерение относительной влажности воздуха.

9 Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника.

2. Практическая работа «Измерение коэффициента трения скольжения»

3.Практическая работа «Расчет и измерение тормозного пути»

4.Практическая работа «Изучение движения тела брошенного под углом к горизонту»

5.Практическая работа «Изучение движения тела брошенного под углом к горизонту»

6.практическая работа «Сравнение изменения потенциальной энергии растянутой пружины с изменением кинетической энергии тела»

7.Практическая работа «Сравнение изменения потенциальной энергии растянутой пружины с потенциальной энергией поднятого тела»

8. Практическая работа «Измерение атмосферного давления.»

13.Практическая работа « Наблюдение за отвердеванием аморфного вещества»

14.Практическая работа « Проверка уравнения состояния идеального газа»

Дата урока по плану

Дата урока

фактически

Тема раздела, урока

Задание на дом

Примечание

Механика (74 ч)

1. Кинематика (24 ч)

1

1

Система отсчета, траектория, путь и перемещение.

У:§1,№16; З:§1,№ 7,10,12;

2

2

Прямолинейное равномерное движение.

У:§2,№10,12; З:§1,№ 6,8,9;

3

3

Сложение скоростей

У:§3п.1,№8; З:§1,№ 9,11;

4

4

Переход в другую систему отсчёта

У:§3п.3;З:§3,№ 8,12;

5

5

Мгновенная и средняя скорость

У:§4,№12,15; З:§4,№ 5,12;

6

6

Прямолинейное равноускоренное движение.

У:§5,№7; З:§5,№ 5,8,9;

7

7

Нахождения пути по графику зависимости скорости от времени

У:§6п.1,2,№15; З:§6,№ 6,7,9,17;

8

8

Путь и перемещение при прямолинейном равноускоренном движении. Соотношение между путем и скоростью.

У:§6п.2,3,№15; З:§6,№ 13-16;

9

9

Инструктаж по ТБ. Л.р. №1 «Измерение ускорения тела при равноускоренном движении».

З:§6,№ 17,18,19;

10

10

Свободное падения тел

У:§7п.1,№25; З:§7,№8-0,15,16;

11

11

Движения тела, брошенного горизонтально

З:§7,№11,12,14,18,19

12

12

Основные характеристики равномерного движения по окружности

У:§8п.2,№25; З:§8,№ 9,10,13;

13

13

Ускорение и скорость при равномерном движении по окружности

У:§8п. 3-5,№20,26,27; З:§8,№ 12,14,15,20,21;

14

14

Сложение скоростей при движении на плоскости

У:§9п.1; З:§9,№ 1,2,5,9;

15

15

Переход в другую систему отсчёта при движении на плоскости

У:§9п.2; З:§9,№4,6,7;

16

16

Средняя скорость при равноускоренном движении

У:§10п.1; З:§10,№ 4-6,13;

17

17

Пути, проходимые за последовательные равные промежутки

У:§10п.2,3; З:§10,№ 7,8,11,16,18;

18

18

Движения тела, брошенного горизонтально

У:§11п.1; З:§11,№ 2,3;

19

19

Инструктаж по ТБ. Л.р. №2 «Изучение движения тела, брошенного горизонтально».

З:§11,№ 5,9;

20

20

Движения тела, брошенного под углом к горизонту

У:§11п. 2,№22; З:§11, № 6,7,12;

21

21

Относительное движение брошенных тел

У:§12п.1; З:§12, № 2,3,5;

22

22

Исследование ключевой ситуации: «Отскок мяча от наклонной плоскости»

У:§12п.2; З:§12, № 4,6,8;

23

23

Обобщающий урок по теме «Кинематика».

У: Повторить§ 1-12

24

24

Контрольная работа №1 по теме «Кинематика»

У: Повторить§ 1-12

2. Динамика (25 ч)

25

1

Три закона Ньютона

У:§13; З:§13, № 17-19,21-23,25;

26

2

Всемирное тяготение.

У:§14п.1; З:§14, № 8,12,14,15,21;

27

3

Сила тяжести

У:§14п.3-6,№24-26; З:§14, № 18,19,22,23;

28

4

Сила упругости

У:§15п. 2,№18,20,22,23; З:§15, № 6,10,15;

29

5

Инструктаж по ТБ. Л.р. № 3 «Определение жесткости пружины».

У:§15,№7-9,11,12,14,16,19,20;

30

6

Вес и невесомость

У:§16,№9; З:§16, № 10,13,15,16,19;

31

7

Силы трения

У:§17; З:§17, № 9,11-13,18;

32

8

Инструктаж по ТБ. Л.р. № 4 «Определение коэффициента трения скольжения».

У:§17,№11-13; З:§17, № 19,20;

33

9

Решение задач по теме « Силы в природе»

З:§17, № 15-17;

34

10

Плотность планеты

У:§18п.1,№17; З:§18, № 1-5;

35

11

Учет вращения планеты вокруг своей оси

У:§18п.2; З:§17, № 6-8,11;

36

12

Тело на гладкой наклонной плоскости

У:§19п. 1,№24,25; З:§19, № 1,2;

37

13

Движение тела по наклонной плоскости с учетом трения

У:§19п.2,3; З:§19, № 5,7,10,15;

38

14

Решение задач по теме «Движение по наклонной плоскости

З:§19, № 3,6,12,14;

39

15

Движение по горизонтали.

У:§20п.1,№22,24;З:§20, № 2,5.6,8;

40

16

Движение по вертикали.

З:§20, № 7,12;

41

17

Поворот транспорта

У:§21п.1; З:§21, № 1-3,8;

42

18

Конический маятник.

У:§21п.2; З:§21, № 5-7,9,13;

43

19

Движение системы связанных тел в одном направлении без учета трения

У:§22п.1; З:§21, № 4,5,7,8,14;

44

20

Движение системы связанных тел в разных направлениях без учета трения

У:§22п. 2; З:§22, № 9,10,13,16;

45

21

Движение системы тел. Учет трения со стороны внешних тел

У:§23; З:§23, № 3,6,9-11;

46

22

Учет трения между телами системы: тела в начальном состоянии движутся друг относительно друга

У:§24п.; З:§24, № 1,6,10;

47

23

Учет трения между телами системы: тела в начальном состоянии покоятся друг относительно друга

У:Повторить §13-24,

48

24

Обобщающий урок по теме «Динамика».

У:Повторить §13-24,

49

25

Контрольная работа №2.по теме «Динамика».

У:Повторить

3. Законы сохранения в механике (19 часов)

50

1

Импульс. Закон сохранения импульса.

У:§25; З:§25, № 10,12,15,17,19;

51

2

Условия применения закона сохранения импульса

У:§26; З:§26, № 9,10,12,17,19;

52

3

Реактивное движение. Освоение космоса.

У:§27; З:§26, № 8,9,11,13,14;

53

4

Решение задач по теме « Применение закон сохранения импульса.»

З:§27, № 13,21-23;

54

5

Механическая работа.

У:§28п.1-4,№15; З:§28, № 13,15,18,23,26;

55

6

Мощность.

У:§28п.5,№15;З:§28,№27,28,33

56

7

Кинетическая энергия

У:§29,№9,11;З:§29,№10,15,16,17,21,26

57

8

Потенциальная энергия

У:§30;З:§30,№7-10,12,13

58

9

Закон сохранения энергии

У:§31;З:§31,№7-10

59

10

Решение задач по теме « Применение закон сохранения энергии в механике.»

У:§31;З:§31,№14,19,20

60

11

Инструктаж по ТБ. Л.р. № 5 «Изучение закона сохранения механической энергии».

У:§31;З:§31,№11,13,21

61

12

Разрывы снарядов и столкновения тел

У:§32п.1,2;З:§31,№1,3,11,13,14

62

13

Неупругие столкновения

У:§28п.5,№15;З:§28,№27,28,33

63

14

Неравномерное движение по окружности в вертикальной плоскости

У:§33п.1; З:§33, № 1,4-6,12;

64

15

Движение по мертвой петли

У:§33п.2,№20; З:§33, № 7,8;

65

16

Соскальзывание с полусферы.

У:§33п.3; З:§33, № 9-11,15;

66

17

Движение системы тел

У:§34,№22; З:§34,4,5,8.14, № 2;

67

18

Обобщающий урок по теме «Законы сохранения в механике».

У: повторить §25-34,

68

19

Контрольная работа №3 по теме «Законы сохранения в механике».

Повторение

Статика и гидростатика(6ч)

69

1

Условия равновесия тела

У:§35,№15; З:§35, № 11,13,15,20;

70

2

Виды равновесия тела. Равновесие тела на опоре

У:§36п.1; З:§36, № 1,2,13;

71

3

Исследование ключевых ситуаций: лестница у стены, колесо и ступенька

У:§36п.2; З:§36, № 3,5,8,10,12;

72

4

Зависимость давления жидкости от глубины

У:§37п.1,2; З:§37, № 1-3,5,6,12;

73

5

Плавание тел

У:§37п.3; З:§37, № 7-10,14;

74

6

Контрольная работа №4 по теме «Статика и гидростатика»

Повторение

Молекулярная физика. Тепловые явления (32 ч)

75

1

Строение вещества

У:§38,№7-9; З:§38, № 7-9;

76

2

Изобарный и изохорный процессы

У:§39п. 1,2; З:§39, № 9,19,28;

77

3

Изотермический процесс. Уравнение Клапейрона

У:§39п.3,4; З:§39, № 26,27,28;

78

4

Решение задач по темам «Изопроцессы. Уравнение Клапейрона»

У: З:§39, № 22,23,29,30,34,35;

79

5

Инструктаж по ТБ. Л.р. № 6 «Опытная проверка закона Бойля-Мариотта».

У:§40п.1,2; З:§40, № 19,20,23,33;

80

6

Количество вещества

У:§40п.3; З:§40, № 24-26,32;

81

7

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева -Клапейрона )

У:§11п.2,№22; З:§11, № 6,7,12;

82

8

Решение задач по темам «Количество вещества. Уравнение сотояния идеального газа»

У: З:§40, № 25,26,30,34-36;

83

9

Инструктаж по ТБ. Л.р. № 7 «Проверка уравнения состояния идеального газа».

З:§40, № 25,26,31,34,36,37;

84

10

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории

У:§41п.1; З:§41, № 13,16,17,22,24;

85

11

Связь между температурой и средней кинетической энергией молекул. Скорость молекул.

У:§41п.2,3,№7,10; З:§41, № 18-21;

86

12

Решение задач по теме «Абсолютная температура и средняя кинетическая энергия молекул»

З:§41, № 24,26;

87

13

Внутренняя энергия газа

У:§42п.1; З:§42, № 11-13;

88

14

Первый закон термодинамики

У:§42п.2; З:§42, № 14,16,17,20;

89

15

Принцип действия и основные элементы теплового двигателя. Второй закон термодинамики

У:§43п. 1,2,4,5; З:§43, № 6,8-10;

90

16

Пример расчета КПД цикла

У:§43п.3; З:§43, № 7,11,13;

91

17

Решение задач по теме «Первый закон термодинамики. Тепловые двигатели»

З:§42, № 21,22,24;

92

18

Насыщенный и ненасыщенный пар

У:§44п.1-3; З:§44, № 10,11,15,16;

93

19

Кипение.

У:§44п.4; З:§44, № 7,8;

94

20

Влажность воздуха

У:§45п.1-3; З:§45, № 10,12,13,15,18;

95

21

Решение задач по теме «Насыщенный и ненасыщенный пар,влажность»

З:§44, №12-14, §45 №16,17,19;

96

22

Инструктаж по ТБ. Л.р. №8 «измерение относительной влажности воздуха»

У:§45п.1-3,№16; З:§45, № 11,14,17,20;

97

23

Применение уравнения состояния идеального газа: учет гидростатического давления

У:§46п. 1; З:§46, № 1-5,9;

98

24

Применение уравнения состояния идеального газа: два газа в цилиндре с поршнем или перегородкой

У:§46п.2; З:§46, № 6,10,11;

99

25

Применение уравнения состояния идеального газа: подъемная сила воздушного шара

У:46п.1; З:§46, № 7,8,12,13;

100

26

Применение первого закона термодинамики к газовым процессам: изопроцессы и адиабатный процесс

У:§47п.1; З:§47, № 1,2,8;

101

27

Применение первого закона термодинамики к газовым процессам: циклические процессы

У:§47п.2; З:§47, № 5,6,10,11;

102

28

Применение первого закона термодинамики к газовым процессам: расширение газа под поршнем

У:§47п.3; З:§47, № 3,4,7;

103

29

Первый закон термодинамики и уравнение теплового баланса

У:§48п. 1; З:§48, № 1,2,3,15;

104

30

Уравнение теплового баланса при наличии фазовых переходов

У:§48п.3; З:§48, № 4,5,7,8,12,16;

105

31

Обобщающий урок «Молекулярная физика. Тепловые явления»

У:повторить §35-48,

106

32

Контрольная работа №5 по теме «Молекулярная физика. Тепловые явления».

У:повторить §35-48,

Электростатика. Постоянный ток (29 ч)

Электростатика (15 ч)

107

1

Электрические взаимодействия.

У:§49; З:§49, № 6-12;

108

2

Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона.

У:§50; З:§50, № 9,10,13,16,17,18,19;

109

3

Решение задач по теме «Закон Кулона»

З:§50,№ 11,12,18,21,22;

110

4

Напряженность электрического поля.

У:§51; З:§51, № 9,10,12,15,18,21;

111

5

Проводники и диэлектрики в электрическом поле

У:§52; З:§52, № 9,10,12,14,15,17;

112

6

Решение задач по теме «Напряженность электрического поля. Проводники и диэлектрики в электрическом поле»

З:§51,№9,13,14,16,17,23, §52,№13

113

7

Работа электрического поля.

Разность потенциалов

У:§53; З:§53, № 10-12,14;

114

8

Решение задач по теме «Работа электрического поля. Разность потенциалов»

З:§53,№ 13,15,17;

115

9

Электроемкость. Энергия электрического поля

У:§54,№12; З:§54,№13,15,17-19;

116

10

Применение закона Кулона и принципа суперпозиции полей: равновесие зарядов

У:§55п. 1; З:§55, №1-3,9 ;

117

11

Применение закона Кулона и принципа суперпозиции полей: создаваемое системой зарядов поле

З:§55,№ 6,7,8,10,11;

118

12

Движение заряженной частицы в электрическом поле: движение вдоль линии напряженности

У:§56п.1; З:§56, № 1-5;

119

13

Движение заряженной частицы в конденсаторе

У:§56п.2,3; З:§56, № 6-9,11;

120

14

Обобщающий урок «Электростатика»

У: повторить §35-48;

121

15

Контрольная работа №6 по теме «Электростатика»

У: повторить §35-48;

Постоянный ток (14ч)

122

1

Закон Ома для участка цепи

У:§57п.1-3; З:§57, № 21-23,25;

123

2

Последовательное и параллельное соединение проводников

У:§57п. 4,№27; З:§57, № 28-31;

124

3

Решение задач по теме «Последовательное и параллельное соединение проводников»

З:§57, № 32,36,37;

125

4

Работа и мощность тока

У:§58; З:§58, № 10,13,16-18;

126

5

Решение задач по теме «Работа и мощность тока»

З:§58, № 11,13-16;

127

6

Закон Ома для полной цепи

У:§59; З:§59, № 6-10;

128

7

Решение задач по теме «Закон Ома для полной цепи»

У:§59; З:§59, № 11,12,13,14,15;

129

8

Инструктаж по ТБ. Л. Р №9 «Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника»

У:§59; З:§59, № 16-19,21;

130

9

Электрический ток в различных средах

У:§60; З:§60, № 5-9;

131

10

Расчет электрических цепей: смешанное соединение проводников

У:§61п. 1; З:§61, № 1-6;

132

11

Расчет электрических цепей: максимальная мощность во внешней цепи

У:§61п.2; З:§61, № 7,8;

133

12

Расчет электрических цепей: конденсаторы в цепи постоянного тока

У:§61п.1; З:§61, № 9,11;

134

13

Обобщающий урок «Постоянный электрический ток»

У: повторить §35-48,

135

14

Контрольная работа №7 по теме «Постоянный электрический ток»

У: повторить §35-48,

Обобщающее повторение (6ч)

136

1

Итоговая контрольная работа

У: повторить§1-48

137

2

Решение задач по теме «Механика»

Тесты ЕГЭ

138

3

Решение задач по теме «Законы сохранения»

Тесты ЕГЭ

139

4

Решение задач по теме «Термодинамике»

Тесты ЕГЭ

140

5

Решение задач по теме «Электростатике»

Тесты ЕГЭ

141

6

Решение задач по теме «Постоянный ток»

Тесты ЕГЭ

Физический практикум (14ч)

142

1

Практическая работа «Измерение плотности воздуха»

Решение задач по тестам

143

2

Практическая работа «Измерение коэффициента трения скольжения»

Решение задач по тестам

144

3

Практическая работа «Расчет и измерение тормозного пути»

Решение задач по тестам

145

4

Практическая работа «Изучение движения тела брошенного под углом к горизонту»

Решить №1. 9 1.41

146

5

Практическая работа «Изучение движения тела брошенного под углом к горизонту»

Решить №2.9

147

6

Практическая работа «Сравнение изменения потенциальной энергии растянутой пружины с изменением кинетической энергии тела»

Решить №8.5

148

7

Практическая работа «Сравнение изменения потенциальной энергии растянутой пружины с потенциальной энергией поднятого тела»

Решение задач по тестам

149

8

Практическая работа «Измерение атмосферного давления.»

Решение задач по тестам

150

9

Практическая работа «Измерение удельной теплоемкости вещества»

Решение задач по тестам

151

10

Практическая работа «Исследование изотермического процесса»

Решить №13.10

152

11

Практическая работа «Определение электроёмкости конденсатора»

Решить №13. 10

153

12

Практическая работа «Определение удельного сопротивления проводника»

Решение задач по тестам

154

13

Практическая работа « Наблюдение за отвердеванием аморфного вещества»

Решение задач по тестам

155

14

Практическая работа « Проверка уравнения состояния идеального газа»

Решить №15.10

156

15

Решение задач по кинематике

Решить №19.11

157

16

Решение задач по динамике

Решить №15.10

158

17

Решение задач по статике

Решить №19.11

159

18

Решение задач на законы сохранения

Решить №3.15

160

19

Решение задач по теме «Магнетизм».

Решение задач по тестам

161

20

Решение задач по теме «Постоянный ток».

Решение задач по тестам

162

21

Решение задач по термодинамике

Решение задач по тестам

163

22

Решение задач повышенной сложности

Решить №17.19

164

23

Решение задач повышенной сложности

Решить №16.16

165

24

Решение задач по электродинамике

Решение задач по тестам

166

25

Решение задач по электростатике

Решение задач по тестам

167

26

Решение задач на расчет электрических цепей

Решение задач по тестам

168

27

Итоговое тестирование за курс 10 класса

Решение задач по тестам

169

28

Итоговое тестирование за курс 10 класса

170

29

Обобщающее повторение

ГДЗ по Физике для 10 класса Генденштейн Л.

Э., Булатова А.А., Корнильев И.Н., Кошкина А.В. часть 1, 2 ФГОС

Авторы: Генденштейн Л.Э., Булатова А.А., Корнильев И.Н., Кошкина А.В..

Издательство: Бином 2017

«ГДЗ по Физике 10 класс Учебник Генденштейн, Булатова (Бином)» поможет старшеклассникам вникнуть во все специфические особенности предмета и избежать многочисленных ошибок при выполнении работы, заданной на дом.

Зачем нужно изучать физику

Естественная наука в основе которой лежит экспериментальное исследование природных явлений носит название физика. Ее изучение в школьных стенах начинается с седьмого класса и вплоть до выпускных экзаменов ребята:

  1. Развивают мышление, интеллектуальные и познавательные способности.
  2. Формируют навыки и умения необходимые как в повседневной жизни, так и для дальнейшего профессионального образования.
  3. Расширяет кругозор учащихся, и воспитывает убежденность в возможности познания законов природы.

Физические явления окружают нас повсюду и, чтобы понять их сущность элементарными знаниями в области этой науки должен обладать каждый.

С чем столкнутся школьники, осваивая предметный курс за 10 класс

Учебная программа десятого года обучения в основном рассчитана на систематизацию и углубленное изучение уже имеющихся знаний. Ребята подробно рассмотрят следующие темы:

  • равномерное и неравномерное движение, мгновенная и средняя скорость;
  • законы Ньютона и принцип относительности Галилея;
  • кинетическая энергия, импульс силы и тела;
  • электрический ток, мощность и работа.

Для того, чтобы старшеклассникам было легче понять и усвоить тематический материал специалисты рекомендуют использовать в процессе обучения помощь вспомогательной литературы в виде «ГДЗ по Физике 10 класс Учебник Генденштейн Л.Э., Булатова А.А., Корнильев И.Н., Кошкина А.В. (Бином)».

В чем полезность решебника по Физике 10 класс Генденштейн

В своем составе онлайн-пособие имеет максимально понятные и верные ответы практически к каждому заданию учебника. С их помощью десятиклассник сможет детально проработать особо сложный вопрос, заблаговременно осуществить подготовку к текущему опросу на уроке быстро и без ошибок сделать домашнее задание, а также дополнительно поработать над уже пройденными темами и закрепить их в полном объеме. Структура решебника идентична учебному изданию и расположение упражнений полностью совпадает, поэтому отыскать готовое решение по номеру задания легко и просто. ГДЗ существенно облегчат и упростят обучение, плюс ко всему ученик всегда будет наилучшим образом подготовлен к любой проверке знаний в классе.

Тематическое и поурочное планирование, «Физика 10» класс (68 ч, 2 ч в неделю)

№ урока
по порядку
№ урока
по теме раздела
Тема
Физика и научный метод познания (1 ч)
1 1 Физика и научный метод познания.
Кинематика (9 ч)
2 1 Система отсчёта, траектория, путь и перемещение.
3 2 Скорость. Прямолинейное равномерное движение.
4 3 Ускорение. Прямолинейное равноускоренное движение.
5 4 Лабораторная работа № 1 «Измерение ускорения тела при равноускоренном движении».
6 5 Криволинейное движение.
7 6 Лабораторная работа № 2 «Изучение движения тела, брошенного горизонтально».
8 7 Решение задач.
9 8 Обобщающий урок по теме «Кинематика».
10 9 Контрольная работа по теме «Кинематика».
Динамика (13 ч)
11 1 Закон инерции — первый закон Ньютона. Место человека во Вселенной.
12 2 Силы в механике. Сила упругости.
13 3 Лабораторная работа № 3 «Определение жёсткости пружины».
14 4 Второй закон Ньютона.
15 5 Третий закон Ньютона.
16 6 Всемирное тяготение.
17 7 Движение под действием сил всемирного тяготения.
18 8 Вес и невесомость.
19 9 Силы трения.
20 10 Лабораторная работа № 4 «Определение коэффициента трения скольжения».
21 11 Решение задач.
22 12 Обобщающий урок по теме «Динамика».
23 13 Контрольная работа по теме «Динамика».
Законы сохранения в механике (9 ч)
24 1 Импульс. Закон сохранения импульса.
25 2 Реактивное движение. Освоение космоса
26 3 Механическая работа. Работа сил тяжести, упругости и трения.
27 4 Мощность.
28 5 Энергия. Закон сохранения механической энергии.
29 6 Решение задач.
30 7 Лабораторная работа № 5 «Изучение закона сохранения механической энергии».
31 8 Обобщающий урок по теме «Законы сохранения в механике».
32 9 Контрольная работа по теме «Законы сохранения в механике».
Механические колебания и волны (7 ч)
33 1 Механические колебания.
34 2 Превращение энергии при колебаниях. Резонанс.
35 3 Решение задач.
36 4 Механические волны.
37 5 Звук.
38 6 Обобщающий урок по теме «Механические колебания и волны».
39 7 Контрольная работа «Механические колебания и волны».
Молекулярная физика (10 ч)
40 1 Молекулярно-кинетическая теория. Количество вещества. Постоянная Авогадро.
41 2 Основное уравнение МКТ. Температура и средняя кинетическая энергия молекул.
42 3 Решение задач.
43 4 Уравнение состояния идеалного газа. Газовые законы.
44 5 Решение задач.
45 6 Лабораторная работа № 7 «Опытная проверка закона Бойля — Мариотта».
46 7 Лабораторная работа № 8 «Проверка уравнения состояния идеального газа».
47 8 Состояния вещества.
48 9 Обобщающий урок по теме «Молекулярная физика».
49 10 Контрольная работа по теме «Молекулярная физика».
Термодинамика (9 ч)
50 1 Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии.
51 2 Первый закон термодинамики.
52 3 Тепловые двигатели, холодильники и кондиционеры.
53 4 Второй закон термодинамики. Охрана окружающей среды.
54 5 Решение задач.
55 6 Фазовые переходы.
56 7 Лабораторная работа № 9 «Измерение относительной влажности воздуха».
57 8 Обобщающий урок по теме «Термодинамика».
58 9 Контрольная работа по теме «Термодинамика».
Электростатика (8)
59 1 Природа электричества. Взаимодействие электрических зарядов.
60 2 Напряжённость электрического поля.
61 3 Проводники и диэлектрики в электростатическом поле.
62 4 Потенциал и разность потенциалов.
63 5 Электроёмкость. Энергия электрического поля.
64 6 Решение задач.
65 7 Обобщающий урок по теме «Электростатика».
66 8 Контрольная работа по теме «Электростатика».
67 — 68 Резерв.

Подвижные и неподвижные блоки в литературе. подвижный блок. Одиночные фиксированные блоки

Блок — разновидность рычага, представляет собой колесо с канавкой (рис. 1), через канавку можно пропустить канат, трос, веревку или цепь.

Рис.1. Блок общей формы

Блоки делятся на мобильные и стационарные.

На неподвижном блоке закреплена ось; при подъеме или опускании груза он не поднимается и не опускается. Обозначим вес груза, который поднимаем, Р, приложенную силу обозначим F, точку опоры — О (рис.2).

Рис.2. Фиксированный блок

Плечо силы P будет отрезком OA (плечо силы l 1 ), плечом силы F отрезок OB (плечо силы l 2 ) (рис. 3). Эти отрезки и есть радиусы колеса, тогда плечи равны радиусу. Если плечи равны, то вес груза и сила, которую мы прикладываем для подъема, численно равны.

Рис.3. Фиксированный блок

Такой блок не дает прибавки в силе.Из этого можно сделать вывод, что целесообразно использовать неподвижный блок для удобства подъема, так легче поднимать груз вверх, используя направленную вниз силу.

Устройство, в котором ось может подниматься и опускаться вместе с грузом. Действие аналогично действию рычага (рис. 4).

Рис. 4. Подвижный блок

Чтобы этот блок работал, один конец веревки закреплен, к другому концу прикладываем силу F, чтобы поднять груз весом P, груз прикреплен к точке A.Точкой опоры при вращении будет точка О, так как в каждый момент движения блок поворачивается и точка О служит точкой опоры (рис.5).

Рис. 5. Подвижный блок

Величина плеча силы F равна двум радиусам.

Величина плеча силы P равна одному радиусу.

Плечи сил различаются в два раза, по правилу баланса рычагов силы различаются в два раза. Сила, необходимая для подъема груза весом Р, будет равна половине веса груза.Подвижный блок дает преимущество в силе вдвое.

На практике применяют комбинации блоков для изменения направления прилагаемой силы для подъема и уменьшения ее вдвое (рис. 6).

Рис. 6. Сочетание подвижного и неподвижного блоков

На уроке мы ознакомились с устройством неподвижного и подвижного блока, разобрали, что блоки являются разновидностями рычагов. Для решения задач на эту тему необходимо помнить правило равновесия рычага: отношение сил обратно пропорционально отношению плеч этих сил.

  1. Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач по физике для 7-9 классов общеобразовательных учреждений. — 17-е изд. — М.: Просвещение, 2004.
  2. Перышкин А.В. Физика. 7 кл. — 14-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2010.
  3. Перышкин А.В. Сборник задач по физике, 7-9 классы: 5-е изд. , стереотип. — М: Издательство «Экзамен», 2010.
  1. Класс-физика.народ.ру ().
  2. School.xvatit.com().
  3. страна науки.Информация().

Домашнее задание

  1. Узнайте сами, что такое полиспаст и какой прирост силы он дает.
  2. Где используются в быту неподвижные и подвижные блоки?
  3. Насколько легко подняться: по веревке или по закрепленному блоку?

Пока будем считать, что массой блока и троса, а также трением в блоке можно пренебречь. В этом случае усилие натяжения троса можно считать одинаковым во всех его частях.Кроме того, будем считать, что трос нерастяжим, а его масса пренебрежимо мала.

Фиксированный блок

Фиксированный блок используется для изменения направления силы. На рис. 24.1а показано, как с помощью неподвижного блока изменить направление силы на противоположное. Однако с его помощью вы можете менять направление силы как угодно.

Нарисуйте схему использования фиксированного блока, который можно использовать для поворота направления силы на 90°.

Дает ли фиксированный блок прибавку в силе? Рассмотрим это на примере, показанном на рис.24.1, а. Трос натягивается силой, приложенной рыбаком к свободному концу троса. Сила натяжения каната остается постоянной вдоль каната, поэтому со стороны каната на груз (рыбу) действует такая же сила. Поэтому фиксированный блок не дает выигрыша в силе.

При использовании неподвижного блока груз поднимается на ту же величину, на которую опускается конец троса, к которому рыбак прикладывает усилие. Это означает, что, используя фиксированный блок, мы не выигрываем и не проигрываем по пути.

Подвижный блок

Ставим опыт

Поднимая груз с помощью легкого подвижного блока, заметим, что если трение небольшое, то для подъема груза необходимо приложить усилие, примерно в 2 раза меньше веса груза (рис. 24.3). Таким образом, подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза.

Рис. 24.3. При использовании подвижного блока выигрываем в силе в 2 раза, но столько же теряем в пути.

Однако за двойной выигрыш в силе приходится расплачиваться такой же потерей в пути: чтобы поднять груз, например, на 1 м, необходимо приподнять конец троса, перекинутого через блок на 2 м.

То, что движущийся блок дает двойной выигрыш в силе, можно доказать, не прибегая к опыту (см. раздел «Почему движущийся блок дает двойной выигрыш в силе?» ниже).

Описание устройства

Блок — простой механизм, представляющий собой колесо с канавкой по окружности для каната или цепи, способное свободно вращаться вокруг своей оси. Однако веревка, перекинутая через ветку дерева, тоже в какой-то мере является блоком.

Зачем нужны блоки?

В зависимости от конструкции блоки могут позволять изменять направление приложенной силы (например, чтобы поднять определенный груз, подвешенный на веревке, перекинутой через ветку дерева, необходимо потянуть за другой конец веревки вниз … или в сторону). В то же время этот блок не даст выигрыша в силе. Такие блоки называются неподвижными , так как ось вращения блока жестко закреплена (конечно, если ветвь не ломается). Эти блоки используются для удобства. Например, при подъеме груза на высоту гораздо легче тянуть веревку с перекинутым через блок грузом вниз, прикладывая к ней вес своего тела, чем стоя наверху и тянуть груз с веревкой навстречу. ты.

Кроме того, есть блоки, которые позволяют не только изменить направление приложенной силы, но и дают выигрыш в силе. Такой блок называется mobile и работает он с точностью до наоборот, чем подвижный блок.

Чтобы получить прирост силы, необходимо прочно закрепить один конец веревки (например, привязать к ветке). Далее на веревку устанавливается колесо с желобком, к которому подвешивается груз (это нужно сделать таким образом, чтобы колесо с грузом могло свободно ехать по нашей веревке).Теперь, потянув свободный конец веревки вверх, мы увидим, что блок с грузом тоже начал подниматься.

Усилия, которые нам нужно будет затратить, чтобы поднять груз таким образом, будут примерно в 2 раза меньше веса груза вместе с блоком. К сожалению, этот вид блока не позволяет изменять направление силы в широких пределах, поэтому его часто используют в паре с фиксированным (жестко закрепленным) блоком.

Опыт Описание

Сначала видео демонстрирует принцип работы неподвижного блока: к жестко закрепленному блоку подвешиваются грузы одинаковой массы, при этом блок находится в равновесии.Но стоит только навесить один лишний груз, как сразу начинается перевес в большую сторону.

Далее, используя систему подвижных и неподвижных блоков, мы пытаемся достичь состояния равновесия, подбирая оптимальное количество грузов, подвешенных с обеих сторон. В результате блок уравновешивается, когда количество грузов, подвешенных к подвижному блоку, становится в два раза больше, чем количество грузов, подвешенных к свободному концу нити.

Таким образом, можно сделать вывод, что подвижный блок дает двукратный выигрыш в силе .

Это интересно

Знаете ли вы, что подвижные и неподвижные блоки широко используются в механизмах трансмиссии автомобилей? Кроме того, блоки используются строителями для подъема больших и малых грузов (ну или самих себя. Например, при ремонте наружных фасадов зданий строители часто работают в люльке, которая может перемещаться между этажами. По окончании работ на этаже рабочие может быстро передвинуть люльку этажом выше, используя только свои силы). Столь широкое распространение блоки получили из-за простоты их сборки и простоты работы с ними.

Блок представляет собой устройство в виде колеса с канавкой, через которую пропускают канат, трос или цепь. Блоки бывают двух основных типов — подвижные и неподвижные. У неподвижного блока ось закреплена и не поднимается и не опускается при подъеме груза (рис. 54), а у подвижного блока ось перемещается вместе с грузом (рис. 55).

Неподвижный блок не дает прироста силы. Используется для изменения направления силы. Так, например, прикладывая к веревке, перекинутой через такой блок, направленную вниз силу, мы заставляем груз подниматься вверх (см.54). Иная ситуация с движущимся блоком. Этот блок позволяет небольшой силе уравновесить силу в 2 раза большую. Чтобы доказать это, обратимся к рис. 56. Приложив силу F, мы стремимся повернуть брусок вокруг оси, проходящей через точку O. Момент этой силы равен произведению Fl, где l — плечо сила F, равная диаметру блока ОВ. При этом груз, прикрепленный к блоку своим весом Р, создает момент, равный, где плечо силы Р, равное радиусу блока ОА.По правилу момента (21.2)

К.Э.Д.

Из формулы (22.2) следует, что P/F = 2. Это означает, что выигрыш в силе, полученный с помощью подвижного блока, равен 2 . Опыт, показанный на рис. 57, подтверждает этот вывод.

На практике часто используется комбинация подвижного блока с неподвижным (рис. 58). Это позволяет менять направление действия силы с одновременным двукратным выигрышем в силе.

Для получения большего прироста силы используется подъемный механизм, называемый цепной талью .Греческое слово «полиспаст» образовано от двух корней: «поли» — много и «спао» — тяну, так что вообще получается «многораспорный».

Полиспаст представляет собой комбинацию двух обойм, одна из которых состоит из трех неподвижных блоков, а другая — из трех подвижных блоков (рис. 59). Так как каждый из подвижных блоков удваивает тяговое усилие, то в целом полиспаст дает шестикратный выигрыш в силе.

1. Какие два типа блоков вы знаете? 2. В чем разница между подвижным блоком и неподвижным блоком? 3.Для каких целей используется неподвижный блок? 4. Для чего используется подвижный блок? 5. Что такое цепная таль? Какой прирост мощности это дает?

Библиографическое описание: Шумейко А. В., Веташенко О. Г. Современный взгляд на простой механизм «блок», изученный по учебникам физики за 7 класс // Молодой ученый. — 2016. — № 2. — С. 106-113..07.2019).

Учебники по физике для 7 класса при изучении простого блочного механизма трактуют получение выигрыша по-разному. усилие при подъеме груза с помощью этого механизма, например: Учебник Перышкина НО. Б. выиграть в Прочность достигается с помощью с помощью колеса блока, на которое действуют силы рычага, и в учебнике Генденштейна Л. Э.такой же выигрыш получается с с использованием каната, который подвергается натяжению каната. разные учебники, разные предметы А различные силы — чтобы выиграть усилие при подъеме груза. Поэтому целью данной статьи является поиск предметов и прочность, с за счет которых осуществляется прибыль в усилие, при подъеме груза с помощью простого блочного механизма.

Ключевые слова:

Сначала познакомимся и сравним, как получают прирост силы, при подъеме груза простым блочным механизмом, в учебниках физики за 7 класс, для этого поместим выдержки из текстов учебников, с теми же понятиями, для наглядности поместим в табл.

Перышкин А. В. Физика. 7-й класс.

§ 61. Применение правила равновесия рычага к блоку, стр.180–183.

Генденштейн Л. Э. Физика. 7-й класс.

Раздел 24. простые механизмы, стр. 188–196.

«Блок представляет собой колесо с канавкой, укрепленное в обойме. По желобу блока пропускается канат, трос или цепь.

«Неподвижным блоком называют такой блок, ось которого закреплена и при подъеме груза не поднимается и не опускается (рис. 177).

Неподвижный блок можно рассматривать как равноплечий рычаг, в котором плечи сил равны радиусу колеса (рис.178): ОА=ОВ=r.

Такой блок не дает прибавки в силе.

(F1=F2), но позволяет изменить направление силы».

«Дает ли фиксированный блок прибавку в силе? … на рис. 24.1а трос натянут силой, приложенной рыбаком к свободному концу троса. Сила натяжения троса остается постоянной вдоль троса, поэтому со стороны троса к грузу (рыба ) действует тот же модуль силы.Поэтому фиксированный блок не дает выигрыша в силе.

6. Как получить прибавку в силе с помощью фиксированного блока? Если человек поднимает сам так, как показано на рис. 24.6, то вес человека распределяется поровну на две части троса (по разным сторонам блока). Следовательно, человек поднимает себя, применяя силу, равную половине его веса.

«Подвижный блок — блок, ось которого поднимается и опускается вместе с грузом (рис.179).

На рисунке 180 показан соответствующий ему рычаг: О — точка опоры рычага,

AO — род сил P и OB — род сил F.

Поскольку плечо OB в 2 раза больше плеча OA,

, то сила F в 2 раза меньше силы P: F=P/2.

Таким образом, подвижный блок дает прирост силы в 2 раза по сравнению с .

«пять. Почему движущийся блок дает усиление силы в в два раза?

При равномерном подъеме груза подвижный блок также перемещается равномерно.Это означает, что равнодействующая всех приложенных к нему сил равна нулю. Если массой блока и трением в нем можно пренебречь, то можно считать, что к блоку приложены три силы: веса груза P, направленного вниз, и двух одинаковых сил натяжения каната F, направленных вверх. Так как равнодействующая этих сил равна нулю, то P = 2F, то есть вес груза в 2 раза больше силы натяжения каната. А вот сила натяжения троса – это как раз та сила, которая прикладывается при подъеме груза с помощью подвижного блока.Таким образом, мы доказали , что подвижный блок дает выигрыш в сила 2 раза .

«Обычно на практике применяют комбинацию неподвижного блока с подвижным (рис. 181).

Фиксированный блок используется только для удобства. Прибавки в силе не дает, но меняет направление силы, например, позволяет поднять груз стоя на земле.

Рис.181. Комбинация подвижных и неподвижных блоков — полиспаст».

«12. На рис. 24.7 показана система

.

блока. Сколько у него подвижных блоков и сколько неподвижных?

Какой выигрыш в прочности дает такая система блоков, если трение и

можно ли пренебречь массой блоков? .

Рис.24.7. Ответ на странице 240: «12. Три подвижных блока и один исправлено; 8 раз».

Подведем итоги знакомства и сравнения текстов и рисунков в учебниках:

Свидетельство получения прибавки в силе в учебнике А.В. Перышкин осуществляется на колесе блока и действующей силой является сила рычага; при подъеме груза неподвижный блок не дает выигрыша в силе, а подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза. Нет упоминания о тросе, на котором висит груз на неподвижном блоке и подвижном блоке с грузом.

С другой стороны, в учебнике Л. Е. Генденштейна доказательство набора прочности проводится по тросу, на котором висит груз или подвижный блок с грузом и действующей силой является сила натяжения троса; при подъеме груза неподвижный блок может дать выигрыш в силе в 2 раза, а о рычаге на блочном колесе в тексте нет ни слова.

Поиск литературы, описывающей получение выигрыша в силе с помощью блока и троса, привел к «Элементарному учебнику физики» под редакцией академика Г. С. Ландсберга, в §84. Простые машины на страницах 168-175 являются описаниями: «простой шкив, двойной шкив, ворота, цепная таль и дифференциальный шкив». Ведь по своей конструкции «двойной блок дает выигрыш в силе, при подъеме груза, за счет разности длин радиусов блоков», с помощью которых груз поднимается, а «цепь подъемник — дает выигрыш в силе при подъеме груза за счет каната, на нескольких частях которого висит груз.Таким образом, удалось выяснить, почему они дают выигрыш в силе, при подъеме груза, отдельно блока и троса (веревки), но не удалось выяснить, как блок и трос взаимодействуют друг с другом и передают веса груза друг к другу, так как груз может быть подвешен на тросе, а трос перекинут через блок или груз может висеть на блоке, а блок висит на тросе. Оказалось, что сила натяжения троса постоянна и действует по всей длине троса, поэтому передача веса груза тросом на блок будет в каждой точке контакта троса с блоком , а также передачу веса груза, подвешенного на блоке, на трос. Для уточнения взаимодействия блока с тросом проведем опыты по получению выигрыша в силе подвижным блоком при подъеме груза, используя оборудование школьного кабинета физики: динамометры, лабораторные блоки и набор гирь в 1Н (102 г). Начнем эксперименты с подвижного блока, потому что у нас есть три разных варианта усиления на этом блоке. Первая версия – «Рис.180. Подвижный блок как рычаг с неравными плечами» — учебник А. В. Перышкина, второй «Рис.24,5 … две одинаковые силы натяжения каната F» — по учебнику Л. Е. Генденштейна и, наконец, третья «Рис. 145. Полиспаст». Подъем груза подвижной обоймой полиспаста на нескольких участках одного каната — по учебник Ландсберга GS

Опыт №1. «Рис.183»

Провести опыт №1, получив прибавку в силе на подвижном блоке «рычаг с неравными плечами ОАБ» рис. 180» по учебнику А.В.Перышкин, на подвижном блоке «рис. 183” положение 1, натянуть рычаг с неравноплечими ОАВ, как на «рис. 180», и начать подъем груза из положения 1 в положение 2. В этот же момент блок начинает вращаться против часовой стрелки вокруг своей оси в точка А, а точка В — конец рычага, за которым происходит подъем, выходит за полуокружность, по которой трос огибает подвижный блок снизу. Точка О — точка опоры рычага, который следует зафиксировать, опускается вниз, см. «рис.183″ — положение 2, т.е. неравноплечий рычаг ОАВ меняется как равноплечий рычаг (точки О и В проходят одинаковые пути).

На основании полученных в эксперименте №1 данных об изменении положения рычага ОАБ на подвижном блоке при подъеме груза из положения 1 в положение 2 можно сделать вывод о том, что представление о подвижном блоке как о рычаге с неравнополочными руки на «Рис. 180”, при подъеме груза, с вращением блока вокруг своей оси, соответствует рычагу с равными плечами, что не дает выигрыша в силе при подъеме груза.

Начнем опыт № 2 с прикрепления к концам троса динамометров, на которые будем подвешивать подвижный блок с грузом массой 102 г, что соответствует силе тяжести 1 Н. Закрепим один из концов троса трос на подвесе, а за второй конец троса поднимем груз на подвижном блоке. Перед подъемом показания обоих динамометров по 0,5 Н каждый, в начале подъема показания динамометра, на котором происходит подъем, изменились на 0.6 Н, и оставался таким во время подъема, в конце подъема показания вернулись к 0,5 Н. Показания динамометра, закрепленного на неподвижной подвеске, в процессе подъема не изменились и остались равными 0,5 Н. Проанализируем результаты эксперимента:

  1. Перед подъемом, когда на подвижном блоке висит груз массой 1 Н (102 г), вес груза распределяется по всему колесу и передается на трос, огибающий блок снизу, всей полуокружностью колеса.
  2. Перед подъемом показания обоих динамометров составляют по 0,5 Н, что свидетельствует о распределении веса груза в 1 Н (102 г) на две части троса (до и после блока) или о том, что трос сила натяжения равна 0,5 Н, и одинакова по всей длине троса (что в начале, то же и в конце троса) — оба эти утверждения верны.

Сравним анализ эксперимента №2 с вариантами учебников по получению прироста силы в 2 раза с подвижным блоком.Начнем с утверждения в учебнике Генденштейна Л. Э. «…что к блоку приложены три силы: веса груза Р, направленного вниз, и двух одинаковых сил натяжения троса, направленных вверх (рис. 24.5)». Правильнее было бы сказать, что вес груза на «рис. 14,5″ был распределен на две части троса, до и после блока, так как сила натяжения троса одна. Осталось проанализировать подпись под «Рис. 181» из учебника А.В. Перышкина «Сочетание подвижного и неподвижного блоки — полиспаст».Описание устройства и получения выигрыша в силе при подъеме груза полиспастом дано в «Элементарном учебнике физики» под ред. Лансберга Г.С., где сказано: «Каждый отрезок каната между блоками будет действовать на подвижный груз с силой Т, а все отрезки каната будут действовать с силой nТ, где n — число отдельных отрезков каната соединение обеих частей блока». Получается, что если на «Рис. 181» применяем выигрыш в силе «веревкой, соединяющей обе части» полиспаста из «Элементарного учебника физики» Г. Ландсберга, то описание набора прочности подвижным блоком на «рис. 179 и, соответственно, рис. 180″ будет ошибкой.

Проанализировав четыре учебника физики, можно сделать вывод, что существующее описание получения выигрыша в силе простым блочным механизмом не соответствует реальному положению вещей и поэтому требует нового описания работы простого блочного механизма.

Простой подъемный механизм состоит из блока и троса (троса или цепи).

Блоки данного подъемного механизма делятся на:

по конструкции на простые и сложные;

по способу подъема груза на передвижных и стационарных.

Знакомство с конструкцией блоков начнем с простого блока , представляющего собой колесо, вращающееся вокруг своей оси, с канавкой по окружности для троса (веревки, цепи) рис. 1 и его можно рассматривать как равный -плечевой рычаг, у которого плечи сил равны радиусу колеса: ОА = ОВ = r.Такой блок не дает выигрыша в силе, но позволяет изменить направление движения троса (веревки, цепи).

двойной блок состоит из двух блоков разного радиуса, жестко скрепленных между собой и установленных на общей оси рис.2. Радиусы блоков r1 и r2 различны и при подъеме груза они действуют как рычаг с неравными плечами, а выигрыш в силе будет равен отношению длин радиусов блока большего диаметра к блок меньшего диаметра F = Р·r1/r2.

ворота состоит из цилиндра (барабана) и прикрепленной к нему ручки, выполняющей роль блока большого диаметра. Прирост прочности, придаваемый буртиком, определяется отношением радиуса окружности R, описываемой ручкой, к радиус цилиндра r, на который намотан канат F = Р·r/R.

Перейдем к способу подъема груза блоками. Из описания конструкции все блоки имеют ось, вокруг которой они вращаются. Если ось блока неподвижна и не поднимается и не опускается при подъеме груза, то такой блок называется блок неподвижный, блок простой, блок двойной, ворот.

У роликового блока ось поднимается и опускается вместе с грузом рис. 10 и предназначена в основном для устранения перегиба троса в месте подвешивания груза.

Познакомимся с устройством и способом подъема груза. Второй частью простого подъемного механизма является трос, канат или цепь. Трос изготовлен из стальных проволок, канат – из нитей или прядей, а цепь состоит из звеньев, соединенных между собой.

Способы подвешивания груза и получения выигрыша в силе при подъеме груза тросом:

На рис.4, груз закреплен на одном конце троса, и если поднять груз за другой конец троса, то для подъема этого груза потребуется усилие чуть больше веса груза, так как простой блок прибавки в силе не дает F=P.

На рис. 5 груз поднимается самим рабочим за трос, огибающий простой блок сверху, на одном конце первой части троса имеется сиденье, на котором сидит рабочий, а за Вторую часть троса рабочий поднимает сам с усилием в 2 раза меньшим своего веса, так как вес рабочего распределялся на две части троса, первую — от сиденья до блока, а вторую — от блок в руки рабочего F=P/2.

На рис. 6 груз поднимают двое рабочих за два троса и вес груза распределяется поровну между тросами и поэтому каждый рабочий поднимет груз с силой половины веса груза F = P / 2.

На рис. 7 рабочие поднимают груз, который висит на двух частях одного троса и вес груза распределяется поровну между частями этого троса (как между двумя тросами) и каждый рабочий поднимет груз с силой равной до половины веса груза F = P/2.

На рис. 8 конец троса, за который один из рабочих поднимал груз, закреплялся на неподвижной подвеске, а вес груза распределялся на две части троса, а при подъеме рабочим груз за второй конец троса, сила, с которой рабочий поднимет груз, в два раза меньше веса груза F=P/2 и подъем груза будет в 2 раза медленнее.

На рис. 9 груз висит на 3 частях одного троса, один конец которого закреплен и выигрыш в силе при подъеме груза будет равен 3, так как вес груза будет распределен на три частей троса F=P/3.

Для устранения перегиба и уменьшения силы трения в месте подвешивания груза установлен простой блок и сила, необходимая для подъема груза, не изменилась, так как простой блок не дает выигрыша в прочности рис. 10 и рис. 11, а сам блок будет называться подвижным блоком , так как ось этого блока поднимается и опускается вместе с нагрузкой.

Теоретически груз можно подвешивать на неограниченное количество частей одного троса, но на практике они ограничиваются шестью частями и такой подъемный механизм называется тельфер цепной , который состоит из неподвижной и подвижной обоймы с простыми блоками , которые поочередно огибают тросом, закрепленным одним концом к неподвижной скобе, а груз поднимается за второй конец троса.Выигрыш в силе зависит от количества звеньев веревки между неподвижной и подвижной обоймами, как правило это 6 звеньев веревки и выигрыш в силе в 6 раз.

В статье рассмотрены реальные взаимодействия блоков и троса при подъеме груза. Существующая практика определения того, что «неподвижный блок не дает выигрыша в силе, а подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза» ошибочно интерпретировала взаимодействие троса и блока в подъемном механизме и не отражала всего разнообразие конструкций блоков, что привело к развитию однобоко ошибочных представлений о блоке. По сравнению с существующими объемами материала по изучению простого блочного механизма объем статьи увеличился в 2 раза, но это позволило наглядно и доходчиво объяснить процессы, происходящие в простом грузоподъемном механизме, не только учащимся, но и учителям.

Литература:

  1. Перышкин, А. В. Физика, 7 класс: учебник / А. В. Перышкин.- 3-е изд. ISBN 978-5-358-14436-1. § 61. Применение правила равновесия рычага к блоку, с.181–183.
  2. Генденштейн, Л. Э. Физика. 7-й класс. В 14 ч. Ч. 1. Учебник для общеобразовательных учреждений / Л. Э. Генденштен, А. Б. Кайдалов, В. Б. Кожевников; изд. В. А. Орлова, И. И. Ройзен. — 2-е изд., исправл. — М.: Мнемозина, 2010. — 254 с.: ил. ISBN 978-5-346-01453-9. § 24. Простые механизмы, стр. 188–196.
  3. Элементарный учебник физики под редакцией академика Г. С. Ландсберга Том 1. Механика. Высокая температура. Молекулярная физика. — 10-е изд. — М.: Наука, 1985. § 84.Простые машины, стр. 168–175.
  4. Громов С. В. Физика: Учеб. на 7 кл. общеобразовательные учреждения / С. В. Громов, Н. А. Родина. — 3-е изд. — М.: Просвещение, 2001. — 158 с.: ил. ISBN-5-09-010349-6. §22. Блок, стр. 55-57.

Ключевые слова: блок, двойной блок, неподвижный блок, подвижный блок, полиспаст. .

Аннотация: В учебниках физики за 7 класс при изучении простого механизма блок по-разному трактует прирост силы при подъеме груза с помощью этого механизма, например: в А.В учебнике В. Перышкина выигрыш в силе достигается с помощью блочного колеса, на которое действуют рычажные силы, а в учебнике Л. Е. Генденштейна такой же выигрыш достигается с помощью троса, на который действует сила натяжения троса. Разные учебники, разные предметы и разные силы — чтобы получить прирост силы при подъеме груза. Поэтому целью данной статьи является поиск предметов и сил, с помощью которых получается выигрыш в силе при подъеме груза простым блочным механизмом.

Что нам дают блоки.

подвижный блок. Применение подвижных и неподвижных блоков

Чаще всего для обретения силы используются простые механизмы. То есть с меньшим усилием перемещать больший вес по сравнению с ним. При этом прирост силы не достигается «задаром». Платой за это является потеря расстояния, то есть требуется совершить большее движение, чем без использования простого механизма. Однако, когда силы ограничены, выгодно «обменять» расстояние на силу.

Подвижные и неподвижные блоки и являются одним из видов простых механизмов. Кроме того, они представляют собой модифицированный рычаг, который также является простым механизмом.

Фиксированный блок не дает прибавки в силе, он просто меняет направление своего применения. Представьте, что вам нужно поднять тяжелый груз с помощью веревки. Вам придется его подтянуть. Но если использовать неподвижный блок, то тянуть нужно будет вниз, а груз будет подниматься вверх. В этом случае вам будет легче, так как необходимая сила будет суммой мышечной силы и вашего веса. Без использования фиксированного блока пришлось бы прикладывать такое же усилие, но оно достигалось бы исключительно за счет мышечной силы.

Неподвижный блок представляет собой колесо с канавкой для каната. Колесо неподвижно, оно может вращаться вокруг своей оси, но не может двигаться. Концы каната (троса) свисают вниз, к одному прикреплен груз, а к другому приложена сила. Если тянуть кабель вниз, нагрузка поднимается.

Поскольку нет прибавки в силе, нет и потери в расстоянии.На какое расстояние поднимется груз, на такое же расстояние нужно опустить веревку.

Использование прокатного блока дает прирост прочности в два раза (в идеале). Это означает, что если вес груза равен F, то для того, чтобы его поднять, необходимо приложить силу F/2. Подвижный блок все это состоит из такого же колеса с канавкой для троса. Однако здесь закреплен один конец троса, а колесо подвижно. Колесо движется вместе с грузом.

Вес груза представляет собой направленную вниз силу. Он уравновешивается двумя восходящими силами. Один создается опорой, к которой крепится трос, а другой — натяжением троса. Натяжение троса одинаково с обеих сторон, а это значит, что вес груза распределяется между ними поровну. Следовательно, каждая из сил в 2 раза меньше веса груза.

В реальных ситуациях выигрыш в силе менее чем в 2 раза, так как подъемная сила частично «тратится» на вес каната и блока, а также трение.

Подвижный блок, давая почти двукратный выигрыш в силе, дает двукратный проигрыш в дальности. Чтобы поднять груз на некоторую высоту h, веревки с каждой стороны блока должны уменьшиться на эту высоту, то есть всего получается 2h.

Обычно используются комбинации неподвижных и подвижных блоков — полиспасты. Они позволяют получить выигрыш в силе и направлении. Чем больше подвижных блоков в полиспасте, тем больше выигрыш в силе.

Библиографическое описание: Шумейко А.В., Веташенко О. Г. Современный взгляд на простой механизм «блок», изученный по учебникам физики для 7 класса // Молодой ученый. — 2016. — № 2. — С. 106-113..07.2019).

Учебники по физике для 7 класса при изучении простого блочного механизма трактуют получение выигрыша по-разному. усилие при подъеме груза с помощью этого механизма, например: Учебник Перышкина НО. Б. выиграть в Прочность достигается с помощью с помощью колеса блока, на которое действуют силы рычага, и в учебнике Генденштейна Л. E. Тот же коэффициент усиления получается с с использованием каната, который подвергается натяжению каната. разные учебники, разные предметы А различные силы — чтобы выиграть усилие при подъеме груза.Поэтому целью данной статьи является поиск предметов и прочность, с за счет которых осуществляется прибыль в усилие, при подъеме груза с помощью простого блочного механизма.

Ключевые слова:

Сначала познакомимся и сравним, как получают прирост силы, при подъеме груза простым блочным механизмом, в учебниках физики за 7 класс, для этого поместим выдержки из текстов учебников, с теми же понятиями, для наглядности поместим в табл.

Перышкин А. В. Физика. 7-й класс.

§ 61. Применение правила равновесия рычага к блоку, стр. 180–183.

Генденштейн Л. Э. Физика. 7-й класс.

§ 24. Простые механизмы, стр. 188–196.

«Блок представляет собой колесо с проточкой, укрепленное в обойме. По желобу блока пропускается канат, трос или цепь.

«Неподвижным блоком называют такой блок, ось которого закреплена и при подъеме груза не поднимается и не опускается (рис.177).

Неподвижный блок можно рассматривать как равноплечий рычаг, в котором плечи сил равны радиусу колеса (рис. 178): OA=OB=r.

Такой блок не дает прибавки в силе.

(F1=F2), но позволяет изменить направление силы».

«Дает ли фиксированный блок прибавку в силе? … на рис. 24.1а трос натянут силой, приложенной рыбаком к свободному концу троса.Сила натяжения троса остается постоянной вдоль троса, поэтому со стороны троса к грузу (рыба ) действует тот же модуль силы. Поэтому фиксированный блок не дает выигрыша в силе.

6. Как получить прибавку в силе с помощью фиксированного блока? Если человек поднимает сам так, как показано на рис. 24.6, то вес человека распределяется поровну на две части троса (по разным сторонам блока). Следовательно, человек поднимает себя, применяя силу, равную половине его веса.

«Подвижный блок — блок, ось которого поднимается и опускается вместе с грузом (рис. 179).

На рисунке 180 показан соответствующий ему рычаг: О — точка опоры рычага,

AO — род сил P и OB — род сил F.

Поскольку плечо OB в 2 раза больше плеча OA,

, то сила F в 2 раза меньше силы P: F=P/2.

Таким образом, подвижный блок дает прирост силы в 2 раза по сравнению с .

«пять. Почему движущийся блок дает усиление силы в в два раза?

При равномерном подъеме груза подвижный блок также перемещается равномерно. Это означает, что равнодействующая всех приложенных к нему сил равна нулю. Если массой блока и трением в нем можно пренебречь, то можно считать, что к блоку приложены три силы: веса груза P, направленного вниз, и двух одинаковых сил натяжения каната F, направленных вверх.Так как равнодействующая этих сил равна нулю, то P = 2F, то есть вес груза в 2 раза больше силы натяжения каната. А вот сила натяжения троса – это как раз та сила, которая прикладывается при подъеме груза с помощью подвижного блока. Таким образом, мы доказали , что подвижный блок дает выигрыш в сила 2 раза .

«Обычно на практике применяют комбинацию неподвижного блока с подвижным (рис.181).

Фиксированный блок используется только для удобства. Прибавки в силе не дает, но меняет направление силы, например, позволяет поднять груз стоя на земле.

Рис.181. Комбинация подвижных и неподвижных блоков — таль цепная».

«12. На рис. 24.7 показана система

.

блока. Сколько у него подвижных блоков и сколько неподвижных?

Какой выигрыш в прочности дает такая система блоков, если трение и

можно ли пренебречь массой блоков? .

Рис.24.7. Ответ на странице 240: «12. Три подвижных блока и один исправлено; 8 раз».

Подведем итоги знакомства и сравнения текстов и рисунков в учебниках:

Свидетельство получения выигрыша в силе в учебнике А. В. Перышкина осуществляется на колесе блока и действующая сила — сила рычага; при подъеме груза неподвижный блок не дает выигрыша в силе, а подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза. Нет упоминания о тросе, на котором висит груз на неподвижном блоке и подвижном блоке с грузом.

С другой стороны, в учебнике Л. Э. Генденштейна доказательство набора прочности проводится по тросу, на котором висит груз или подвижный блок с грузом и действующей силой является сила натяжения троса; при подъеме груза неподвижный блок может дать выигрыш в силе в 2 раза, а о рычаге на блочном колесе в тексте нет ни слова.

Поиск литературы, описывающей прирост силы с помощью шкива и троса, привел к «Начальному учебнику физики» под редакцией академика Г.С. Ландсберг, в §84. Простые машины на страницах 168-175 являются описаниями: «простой шкив, двойной шкив, ворота, цепная таль и дифференциальный шкив». Ведь по своей конструкции «двойной блок дает выигрыш в силе, при подъеме груза, за счет разности длин радиусов блоков», с помощью которых груз поднимается, а «полиспаст — дает выигрыш в силе при подъеме груза за счет каната, на нескольких участках которого висит груз. Таким образом, удалось выяснить, почему они дают выигрыш в силе, при подъеме груза, отдельно блока и троса (веревки), но не удалось выяснить, как блок и трос взаимодействуют друг с другом и передают веса груза друг к другу, так как груз может быть подвешен на тросе, а трос перекинут через блок или груз может висеть на блоке, а блок висит на тросе. Оказалось, что сила натяжения троса постоянна и действует по всей длине троса, поэтому передача веса груза тросом на блок будет в каждой точке контакта троса с блоком , а также передачу веса груза, подвешенного на блоке, на трос. Для выяснения взаимодействия блока с тросом проведем опыты по получению выигрыша в силе подвижным блоком при подъеме груза, используя оборудование школьного кабинета физики: динамометры, лабораторные блоки и набор гирь в 1Н (102 г).Начнем эксперименты с подвижного блока, потому что у нас есть три разных варианта усиления на этом блоке. Первая версия – «Рис.180. Подвижный блок как рычаг с неравными плечами» — учебник А. В. Перышкина, второй «Рис. 24.5… две одинаковые силы натяжения каната F», — по учебнику Л. Е. Генденштейна и, наконец, третий «Рис. 145. Полиспаст». Подъем груза подвижной обоймой полиспаста на нескольких отрезках одного каната — по учебнику Ландсберга Г.С.

Опыт №1. «Рис.183»

Провести опыт №1, получив прибавку в силе на подвижном блоке «рычаг с неравными плечами ОАБ» рис. 180» по учебнику А. В. Перышкина, на подвижном блоке «рис. 183” положение 1, натянуть рычаг с неравноплечими ОАВ, как на «рис. 180», и начать подъем груза из положения 1 в положение 2. В этот же момент блок начинает вращаться против часовой стрелки вокруг своей оси в точка А, а точка В — конец рычага, за которым происходит подъем, выходит за полуокружность, по которой трос снизу огибает подвижный блок.Точка О — точка опоры рычага, который следует зафиксировать, идет вниз, см. «Рис. 183» — положение 2, т.е. рычаг с неравными плечами ОАВ изменяется как рычаг с равными плечами (точки О и В проходят одинаковые пути ).

На основании полученных в эксперименте №1 данных об изменении положения рычага ОАБ на подвижном блоке при подъеме груза из положения 1 в положение 2 можно сделать вывод о том, что представление о подвижном блоке как о рычаге с неравнополочными руки на «Рис. 180”, при подъеме груза, с вращением блока вокруг своей оси, соответствует рычагу с равными плечами, что не дает выигрыша в силе при подъеме груза.

Начнем опыт № 2 с прикрепления к концам троса динамометров, на которые будем подвешивать подвижный блок с грузом массой 102 г, что соответствует силе тяжести 1 Н. Закрепим один из концов троса трос на подвесе, а за второй конец троса поднимем груз на подвижном блоке. Перед подъемом показания обоих динамометров по 0,5 Н каждый, в начале подъема показания динамометра, на котором происходит подъем, изменились на 0.6 Н, и оставался таким во время подъема, в конце подъема показания вернулись к 0,5 Н. Показания динамометра, закрепленного на неподвижной подвеске, в процессе подъема не изменились и остались равными 0,5 Н. Проанализируем результаты эксперимента:

  1. Перед подъемом, когда на подвижном блоке висит груз массой 1 Н (102 г), вес груза распределяется по всему колесу и передается на трос, огибающий блок снизу, всей полуокружностью колеса.
  2. Перед подъемом показания обоих динамометров составляют по 0,5 Н, что свидетельствует о распределении веса груза в 1 Н (102 г) на две части троса (до и после блока) или о том, что трос сила натяжения равна 0,5 Н, и одинакова по всей длине троса (что в начале, то же и в конце троса) — оба эти утверждения верны.

Сравним анализ эксперимента №2 с вариантами учебников по получению прироста силы в 2 раза с подвижным блоком.Начнем с утверждения в учебнике Генденштейна Л.Е. «…что к блоку приложены три силы: веса груза Р, направленного вниз, и двух одинаковых сил натяжения каната, направленных вверх (рис. 24.5)». Правильнее было бы сказать, что вес груза на «рис. 14,5″ был распределен на две части троса, до и после блока, так как сила натяжения троса одна. Осталось проанализировать подпись под «Рис. 181» из учебника А.В. Перышкина «Сочетание подвижного и неподвижного блоки — полиспаст».Описание устройства и получения выигрыша в силе при подъеме груза полиспастом дано в «Элементарном учебнике физики» под ред. Лансберга Г.С., где сказано: «Каждый отрезок каната между блоками будет действовать на подвижный груз с силой Т, а все отрезки каната будут действовать с силой nТ, где n — число отдельных отрезков каната соединение обеих частей блока». Получается, что если на «Рис. 181» применяем выигрыш в силе «веревкой, соединяющей обе части» полиспаста из «Элементарного учебника физики» Г. Ландсберга, то описание набора прочности подвижным блоком на «рис. 179 и, соответственно, рис. 180″ будет ошибкой.

Проанализировав четыре учебника физики, можно сделать вывод, что существующее описание получения выигрыша в силе простым блочным механизмом не соответствует реальному положению вещей и поэтому требует нового описания работы простого блочного механизма.

Простой подъемный механизм состоит из блока и троса (троса или цепи).

Блоки данного подъемного механизма делятся на:

по конструкции на простые и сложные;

по способу подъема груза на передвижных и стационарных.

Знакомство с конструкцией блоков начнем с простого блока , представляющего собой колесо, вращающееся вокруг своей оси, с канавкой по окружности для троса (веревки, цепи) рис. 1 и его можно рассматривать как равный -плечевой рычаг, у которого плечи сил равны радиусу колеса: ОА = ОВ = r.Такой блок не дает выигрыша в силе, но позволяет изменить направление движения троса (веревки, цепи).

двойной блок состоит из двух блоков разного радиуса, жестко скрепленных между собой и установленных на общей оси рис.2. Радиусы блоков r1 и r2 различны и при подъеме груза они действуют как рычаг с неравными плечами, а выигрыш в силе будет равен отношению длин радиусов блока большего диаметра к блок меньшего диаметра F = Р·r1/r2.

ворота состоит из цилиндра (барабана) и прикрепленной к нему ручки, выполняющей роль блока большого диаметра. Прирост прочности, придаваемый буртиком, определяется отношением радиуса окружности R, описываемой ручкой, к радиус цилиндра r, на который намотан канат F = Р·r/R.

Перейдем к способу подъема груза блоками. Из описания конструкции все блоки имеют ось, вокруг которой они вращаются. Если ось блока неподвижна и не поднимается и не опускается при подъеме груза, то такой блок называется блок неподвижный, блок простой, блок двойной, ворот.

У роликового блока ось поднимается и опускается вместе с грузом (рис. 10) и предназначена в основном для устранения перегиба троса в месте подвешивания груза.

Познакомимся с устройством и способом подъема груза. Второй частью простого подъемного механизма является трос, канат или цепь. Трос изготовлен из стальных проволок, канат – из нитей или прядей, а цепь состоит из звеньев, соединенных между собой.

Способы подвешивания груза и получения выигрыша в силе при подъеме груза тросом:

На рис.4, груз закреплен на одном конце троса, и если поднять груз за другой конец троса, то для подъема этого груза потребуется усилие чуть больше веса груза, так как простой блок прибавки в силе не дает F=P.

На рис. 5 груз поднимается самим рабочим за трос, огибающий простой блок сверху, на одном конце первой части троса имеется сиденье, на котором сидит рабочий, а за Вторую часть троса рабочий поднимает сам с усилием в 2 раза меньшим своего веса, так как вес рабочего распределялся на две части троса, первую — от сиденья до блока, а вторую — от блок в руки рабочего F=P/2.

На рис. 6 груз поднимают двое рабочих за два троса и вес груза распределяется поровну между тросами и поэтому каждый рабочий поднимет груз с силой половины веса груза F = P / 2.

На рис. 7 рабочие поднимают груз, который висит на двух частях одного троса и вес груза распределяется поровну между частями этого троса (как между двумя тросами) и каждый рабочий поднимет груз с силой равной до половины веса груза F = P/2.

На рис. 8 конец троса, за который один из рабочих поднимал груз, закреплялся на неподвижной подвеске, а вес груза распределялся на две части троса, а при подъеме рабочим груз за второй конец троса, сила, с которой рабочий поднимет груз, в два раза меньше веса груза F=P/2 и подъем груза будет в 2 раза медленнее.

На рис. 9 груз висит на 3 частях одного троса, один конец которого закреплен и выигрыш в силе при подъеме груза будет равен 3, так как вес груза будет распределен на три частей троса F=P/3.

Для устранения перегиба и уменьшения силы трения в месте подвешивания груза установлен простой блок и сила, необходимая для подъема груза, не изменилась, так как простой блок не дает выигрыша в прочности на рис. 10 и рис. 11, а сам блок будет называться подвижным блоком , так как ось этого блока поднимается и опускается вместе с грузом.

Теоретически груз можно подвешивать на неограниченное количество частей одного троса, но на практике они ограничиваются шестью частями и такой подъемный механизм называется тельфер цепной , который состоит из неподвижной и подвижной обоймы с простыми блоками , которые поочередно огибают тросом, закрепленным одним концом к неподвижной скобе, а груз поднимается за второй конец троса.Выигрыш в силе зависит от количества звеньев веревки между неподвижной и подвижной обоймами, как правило это 6 звеньев веревки и выигрыш в силе в 6 раз.

В статье рассмотрены реальные взаимодействия блоков и троса при подъеме груза. Существующая практика определения того, что «неподвижный блок не дает выигрыша в силе, а подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза», ошибочно интерпретировала взаимодействие троса и блока в подъемном механизме и не отражала всего многообразия блочных конструкций, что привело к развитию однобоко ошибочных представлений о блочном. По сравнению с существующими объемами материала по изучению простого блочного механизма объем статьи увеличился в 2 раза, но это позволило наглядно и доходчиво объяснить процессы, происходящие в простом грузоподъемном механизме, не только учащимся, но и учителям.

Литература:

  1. Перышкин, А. В. Физика, 7 класс: учебник / А. В. Перышкин. — 3-е изд., доп. – М.: Дрофа, 2014, – 224 с.: ил. ISBN 978-5-358-14436-1. § 61. Применение правила равновесия рычага к блоку, с.181–183.
  2. Генденштейн, Л. Э. Физика. 7-й класс. В 14 ч. Ч. 1. Учебник для общеобразовательных учреждений / Л. Э. Генденштен, А. Б. Кайдалов, В. Б. Кожевников; изд. В. А. Орлова, И. И. Ройзен. — 2-е изд., исправл. — М.: Мнемозина, 2010. — 254 с.: ил. ISBN 978-5-346-01453-9. § 24. Простые механизмы, стр. 188–196.
  3. Элементарный учебник физики под редакцией академика Г. С. Ландсберга Том 1. Механика. Высокая температура. Молекулярная физика. — 10-е изд. — М.: Наука, 1985. § 84.Простые машины, стр. 168–175.
  4. Громов С. В. Физика: Учеб. на 7 кл. общеобразовательные учреждения / С. В. Громов, Н. А. Родина. — 3-е изд. — М.: Просвещение, 2001. — 158 с.: ил. ISBN-5-09-010349-6. §22. Блок, стр. 55-57.

Ключевые слова: блок, двойной блок, неподвижный блок, подвижный блок, полиспаст. .

Аннотация: В учебниках физики за 7 класс при изучении простого механизма блок по-разному трактует прирост силы при подъеме груза с помощью этого механизма, например: в А.В учебнике В. Перышкина выигрыш в силе достигается с помощью блочного колеса, на которое действуют рычажные силы, а в учебнике Л. Е. Генденштейна такой же выигрыш достигается с помощью троса, на который действует сила натяжения троса. Разные учебники, разные предметы и разные силы — чтобы получить прирост силы при подъеме груза. Поэтому целью данной статьи является поиск предметов и сил, с помощью которых получается выигрыш в силе при подъеме груза простым блочным механизмом.

Отчет о научном задании

«Изучение системы блоков, дающих выигрыш в прочности в 2, 3, 4 раза»

Учащиеся 7 класса.

средняя школа № 76, г. Ярославль

Тема работы: Изучение системы блоков, дающих выигрыш в силе в 2, 3, 4 раза.

Цель: Применяя блочные системы, получайте прирост силы в 2, 3, 4 раза.

Оборудование: подвижные и неподвижные блоки, штативы, лапы с муфтами, грузики, канат.

Рабочий план:

    Для изучения теоретического материала по теме «Простые механизмы. Блоки»;

    Собрать и описать установки — системы блоков, дающие выигрыш в прочности в 2, 3, 4 раза.

    Анализ результатов эксперимента;

    Выход

    «Немного о блоках»

В современной технике широко используются грузоподъемные механизмы, незаменимыми составными частями которых можно назвать простые механизмы. Среди них древнейшие изобретения человечества — блоки. Древнегреческий ученый Архимед облегчил труд человека, дав ему прирост силы при использовании своего изобретения, и научил изменять направление силы.

Блок — колесо с канавкой по окружности для каната или цепи, ось которого жестко закреплена на стеновой или потолочной балке. Подъемные устройства обычно используют не один, а несколько блоков. Система блоков и тросов, предназначенная для увеличения грузоподъемности, называется полиспастом.

На уроках физики мы изучаем подвижный и неподвижный кубик. С помощью неподвижного блока можно изменить направление силы. Подвижный блок — уменьшение дает выигрыш в силе в 2 раза. Неподвижный блок Архимед рассматривал как равноплечий рычаг. Момент силы, действующей с одной стороны неподвижного бруска, равен моменту силы, приложенному к другой стороне бруска. Силы, создающие эти моменты, также одинаковы. А подвижный брусок Архимед принял за неравнополочный рычаг.Моменты сил действуют относительно центра вращения, которые должны быть равны при равновесии.

Блочные чертежи:

2. Сборка установок — систем блоков, дающих выигрыш в прочности в 2, 3 и 4 раза.

В работе используем груз, вес которого 4 Н (рис.3).

Рис. 3

Используя подвижные и неподвижные блоки, наша команда собрала следующие установки:

    Блочная система, дающая прирост прочности в 2 раза (Рисунок.4 и рис.5).

В этой системе блоков используются подвижный и неподвижный блоки. Такое сочетание дает выигрыш в силе в два раза. Следовательно, к точке А необходимо приложить силу, равную половине веса груза.

Рис.4

Рис.5 кратного увеличения силы, динамометр показывает усилие, примерно равное 2 Н. От груза две веревки. Вес блоков не учитывается.

    Блок-система, дающая трехкратное увеличение мощности . Рис.6 и Рис.7

В этой системе блоков используются два подвижных и неподвижных блока. Эта комбинация дает выигрыш в силе в три раза. Принцип работы нашей установки при кратности 3 (прирост мощности в 3 раза) выглядит так, как показано на рисунке. Конец веревки прикрепляют к платформе, затем веревку перебрасывают через закрепленный блок. Еще раз — через подвижный блок, удерживающий платформу с грузом.Затем протягиваем веревку через другой неподвижный блок. Такой тип механизма дает выигрыш в прочности в 3 раза, это странный вариант. Пользуемся простым правилом: сколько веревок выходит от груза, это и есть наш выигрыш в силе. В длине каната мы теряем ровно столько, сколько получается выигрыш в силе.

Рис.6

Рис.7

Рис.8

На фотографии (Рис. 8) видно, что динамометр показывает силу примерно 1.5 Н. Ошибка дает вес подвижного блока и платформы. От груза три веревки.

    Блочная система, дающая четырехкратное увеличение мощности .

В этой системе блоков используются два подвижных и два неподвижных блока. Эта комбинация дает четырехкратный выигрыш в силе. (Рис.9 и Рис.10).

Рис. девять

Рис.10

На фотографии (рис. 10) видно, что данная установка дает выигрыш в силе в 4 раза, динамометр показывает усилие примерно равное 1 Н.Есть четыре веревки от груза.

    Выход:

Система подвижных и неподвижных блоков, состоящая из канатов и блоков, позволяет получить выигрыш в эффективной силе при потере в длине. Воспользуемся простым правилом — золотым правилом механики: сколько веревок исходит от груза, это и есть наш выигрыш в силе. В длине каната мы теряем ровно столько, сколько получается выигрыш в силе. Благодаря этому золотому правилу механики вы можете поднимать тяжелые грузы, не прилагая особых усилий.

Зная это правило, можно создать систему блоков — полиспаст, позволяющий выиграть в силе в n-ом количестве раз. Поэтому блоки и блочные системы широко используются в различных сферах нашей жизни. Подвижные и неподвижные блоки широко используются в механизмах трансмиссии автомобилей. Кроме того, блоки используются строителями для подъема больших и малых грузов (Например, при ремонте наружных фасадов зданий строители часто работают в люльке, которая может перемещаться между этажами. По окончании работ на полу рабочие могут быстро перемещать люльку этажом выше, используя только собственные силы).Столь широкое распространение блоки получили из-за простоты их сборки и простоты работы с ними.

Блок состоит из одного или нескольких колес (роликов), обмотанных цепью, ремнем или тросом. Так же, как и рычаг, блок уменьшает усилие, необходимое для подъема груза, но кроме того, он может изменять направление приложенной силы.

За выигрыш в силе приходится расплачиваться расстоянием: чем меньше усилий требуется для подъема груза, тем длиннее путь, который должна пройти точка приложения этого усилия.Блочная система увеличивает прирост силы за счет использования большего количества несущих цепей. Такие энергосберегающие устройства имеют очень широкий спектр применения: от подъема массивных стальных балок на стройках до подъема флагов.

Как и в случае с другими простыми механизмами, изобретатели блока неизвестны. Хотя возможно, что блоки существовали и раньше, первое упоминание о них в литературе относится к пятому веку до нашей эры и связано с использованием блоков древними греками на кораблях и в театрах.

Устанавливаемые на подвесной рельс системы подвижных блоков (рис. выше) широко используются на сборочных линиях, так как значительно облегчают перемещение тяжелых деталей. Приложенная сила (F) равна весу груза (W), деленному на количество цепей, используемых для его поддержки (n).

Одиночные фиксированные блоки

Блок этого простейшего типа не уменьшает усилие, необходимое для подъема груза, но изменяет направление приложенной силы, как показано на рисунках выше и справа вверху. Неподвижный блок в верхней части флагштока облегчает подъем флага, позволяя опустить шнур, к которому прикреплен флаг.

Отдельные подвижные блоки

Один подвижный шкив вдвое снижает усилие, необходимое для подъема груза. Однако уменьшение приложенной силы вдвое означает, что точка ее приложения должна перемещаться в два раза дальше. В этом случае сила равна половине веса (F=1/2W).

Блочные системы

При использовании комбинации фиксированного блока с подвижным блоком приложенная сила кратна общей нагрузке несущих цепей. В этом случае сила равна половине веса (F=1/2W).

Груз , подвешенный вертикально через блок, позволяет натягивать горизонтальные электрические провода.

Мостовой подъемник (рисунок выше) состоит из цепи, обернутой вокруг одного подвижного и двух неподвижных блоков. Подъем груза требует приложения силы, равной половине его веса.

Полиспаст , обычно используемый в больших кранах (рисунок справа), состоит из набора подвижных блоков, на которых подвешивается груз, и набора неподвижных блоков, прикрепленных к стреле крана.Получая выигрыш в силе от такого большого количества блоков, кран может поднимать очень тяжелые грузы, например, стальные балки. В этом случае сила (F) равна весу груза (W), деленному на количество несущих тросов (n).

Термин «блок» означает какое-либо механическое устройство, представляющее собой ролик, закрепленный на перпендикулярной оси. Этот ролик может либо свободно двигаться, либо наоборот — он жестко закреплен. Упростим определение — если ось вращения ролика перемещается в пространстве, то блок подвижен.Ролик имеет канавку, в которую вставляется веревка или трос. На картинке ниже показан внешний вид блока.

Если ролик закреплен, например, на потолке, он представляет собой фиксированный блок. Если ролик движется вместе с грузом, это подвижный блок. В общем смысле разница только в этом.

Смысл использования подвижного блока в обретении силы при подъеме или перемещении грузов и физических тел. Неподвижный блок не дает усиления, однако часто значительно упрощает движение тела и используется в системах в связке с подвижным блоком.

Использование подвижных и неподвижных блоков

Система блоков распространена повсеместно. Это и краны, и различные устройства для перемещения грузов в гараже, и даже приводные ремни в современном автомобиле. Часто блок используют даже без четкого понимания, что это один и тот же механизм.

Наверняка на стройках вы видели передвижные колеса, закрепленные на верхних этажах строящегося дома. На такое колесо накидывают веревку или цепь и рабочий, закрепив ковш на первом этаже, поднимает его на верхний этаж, передвигая веревку.Это простой пример использования фиксированного блока. Если добавить к ковшу еще одно колесо, получится система блоков — подвижных и неподвижных.

Еще один более редкий пример использования фиксированного блока. Когда человек вытаскивает машину из грязи, обматывая буксирный трос вокруг ствола дерева. Это сделано для большего удобства, так как буксировочная лебедка легко зацепится за маленький конец троса, обмотанного вокруг багажника. От самого такого блока выигрыша нет, а поскольку дерево не вращается вокруг своей оси, сила сопротивления увеличивает нагрузку.

Примеров использования этих простых механизмов вокруг нас очень много.

Самым известным устройством, работающим по принципу блоков, является полиспаст. Активно используется в грузоподъемных механизмах. Блочная система снижает силу и общую работу в 4-8 раз.

Решение задач с подвижными и неподвижными блоками

В задачах по физике часто необходимо определить, какой суммарный прирост силы будет получен при использовании блоков. Студенту предлагается сложная схема, в которой последовательно соединены несколько блоков разного типа.

Ключ к решению подобных задач заключается в умении понимать взаимодействие этих устройств. Каждый блок рассчитывается отдельно, а затем добавляется к общей формуле. Формула расчета всего задания составляется по схеме, которую нарисовал студент при чтении условия.

Для лучшего понимания Для таких задач помните, что блок является своего рода рычагом .Полученная сила дает потерю расстояния (в случае движущегося блока).

Формула расчета очень проста.

Для неподвижного блока F=fmg, где F — сила, f — коэффициент сопротивления блока, m — масса груза, g — гравитационная постоянная. Другими словами, F — это сила, которую необходимо приложить, чтобы поднять, например, ящик с земли с помощью неподвижного блока. Как видите, зависимость прямая и коэффициента нет.

При перемещении блока получаем двойной прирост силы. Формула расчета F=0,5fmg, где буквенные обозначения аналогичны формуле выше. Соответственно, при использовании подвижного блока такую ​​коробку массы m будет в два раза легче поднять с помощью блока, чем используя только собственную спину.

обратите внимание, что коэффициент лобового сопротивления — это сопротивление, возникающее в блоке при движении веревки по нему. Обычно эти значения указаны в условии задачи или являются табличным значением.Иногда в школьных заданиях эти коэффициенты вообще опускаются и не учитываются.

При этом не надо забывать, что если сила приложена под углом, то нужно использовать стандартный метод расчета треугольника сил . Если в задании сказано, что человек тянет за веревку груз, который находится под углом 30 градусов к линии горизонта, то это непременно нужно учесть и указать на расчетной схеме.

Чем отличается масса от веса и почему происходит подмена понятий? Сила веса, формулы.

Понятие, с которым мы знакомы с раннего детства, – это масса. И все же в курсе физики с ее изучением связаны некоторые трудности. Поэтому необходимо четко определить, как его можно распознать? И почему он не равен весу?

Определение массы

Естественно-научный смысл этой величины состоит в том, что она определяет количество вещества, которое содержится в теле. Для его обозначения принято использовать латинскую букву m.Единицей измерения в стандартной системе является килограмм. В задачах и быту также часто используются внесистемные: граммы и тонны.

В школьном курсе физики ответ на вопрос: «Что такое масса?» дано при изучении явления инерции. Тогда она определяется как способность тела сопротивляться изменению скорости его движения. Поэтому массу еще называют инертной.

Что такое вес?

Во-первых, это сила, то есть вектор.Масса, с другой стороны, есть скалярный вес, всегда прикрепленный к опоре или подвесу и направленный в том же направлении, что и сила тяжести, то есть вертикально вниз.

Формула расчета веса зависит от того, подвижна ли эта опора (подвеска). Когда система находится в состоянии покоя, используется следующее выражение:

P = m*g, где P (в англоязычных источниках используется буква W) — вес тела, g — ускорение свободного падения . Для земли g обычно принимают равным 9.8 м/с 2.

Отсюда можно вывести формулу массы: м = Р/г.

При движении вниз, то есть в направлении веса, его значение уменьшается. Так что формула принимает вид:

Р = m(g — a). Здесь «а» — ускорение системы.

То есть при равенстве этих двух ускорений наблюдается состояние невесомости, когда вес тела равен нулю.

Когда тело начинает двигаться вверх, говорят об увеличении веса.В этом случае возникает состояние перегрузки. Потому что масса тела увеличивается, и его формула будет выглядеть так:

Р = m(g+a).

Как масса связана с плотностью?

Раствор. 800 кг/м 3 . Для того чтобы воспользоваться уже известной формулой, нужно знать объем пятна. Это легко вычислить, если мы примем пятно за цилиндр. Тогда формула объема будет такой:

V = π * r 2 * h.

При этом r — радиус, а h — высота цилиндра.Тогда объем будет равен 668794,88 м 3 . Теперь можно вычислить массу. Получится так: 535034904 кг.

Ответ: масса нефти примерно равна 535036 тонн.

Задание № 5. Условие: Длина самого длинного телефонного кабеля 15151 км. Какая масса меди пошла на его изготовление, если сечение проводов 7,3 см 2 ?

Раствор. Плотность меди 8900 кг/м 3 . Объем находится по формуле, содержащей произведение площади основания на высоту (здесь длину троса) цилиндра.Но сначала нужно перевести эту площадь в квадратные метры. То есть разделить это число на 10000. После расчетов получается, что объем всего кабеля примерно равен 11000 м 3 .

Теперь нам нужно перемножить значения плотности и объема, чтобы узнать, что масса равна. В результате получается число 97

0 кг.

Ответ: масса меди 97900 тонн.

Еще один вопрос, связанный с массой

Задание №6. Состояние: Самая большая свеча весом 89867 кг имела диаметр 2,59 м. Какова была его высота?

Раствор. Плотность воска – 700 кг/м 3 . Высоту нужно будет найти из То есть V надо разделить на произведение π и квадрата радиуса.

А сам объем рассчитывается по массе и плотности. Получается равным 128,38 м 3 . Высота составила 24,38 м.

Ответ: высота свечи 24,38 м.












Назад вперед

Внимание! Предварительный просмотр слайдов предназначен только для информационных целей и может не отражать весь объем презентации.Если вас заинтересовала эта работа, пожалуйста, скачайте полную версию.

Данная презентация предназначена в помощь учащимся 9-10 классов в подготовке темы «Вес тела».

Цели презентации:

  1. Повторить и углубить понятия: «гравитация»; «вес тела»; «невесомость».
  2. Объясните учащимся, что гравитация и вес тела — разные силы.
  3. Научить учащихся определять вес тела, движущегося вертикально.

В быту массу тела определяют взвешиванием. Из курса физики 7 класса известно, что сила тяжести прямо пропорциональна массе тела. Поэтому вес тела часто отождествляют с его массой или силой тяжести. С точки зрения физики это грубейшая ошибка. Вес тела — это сила, но гравитация и вес тела — разные силы.

Сила притяжения является частным случаем проявления сил всемирного тяготения.Поэтому уместно вспомнить о законе всемирного тяготения, а также о том, что силы гравитационного притяжения появляются, когда тела или одно из тел имеют огромные массы (слайд 2).

При применении закона всемирного тяготения для земных условий (слайд 3) планету можно рассматривать как однородный шар, а мелкие тела у ее поверхности как точечные массы. Радиус Земли 6400 км. Масса Земли 6∙10 24 кг.

= ,
где g — ускорение свободного падения.

У поверхности Земли g = 9,8 м/с 2 ≈ 10 м/с 2.

Вес тела — сила, с которой это тело действует на горизонтальную опору или растягивает подвес.


Рис.1

На рис. 1 показано тело на опоре. Сила реакции опоры N (управление F) приложена не к опоре, а к расположенному на ней телу. Модуль силы реакции опоры равен модулю веса по третьему закону Ньютона.Вес тела есть частный случай проявления силы упругости. Важнейшей особенностью веса является то, что его величина зависит от ускорения, с которым движется опора или подвес. Вес равен силе тяжести только для покоящегося тела (или тела, движущегося с постоянной скоростью). Если тело движется с ускорением, то вес может быть больше или меньше силы тяжести и даже равен нулю.

В презентации на примере решения задачи 1 рассмотрены различные случаи определения веса груза массой 500 г, подвешенного к пружине динамометра, в зависимости от характера движения:

а) груз поднимают с ускорением 2 м/с 2 ;
б) груз опускается вниз с ускорением 2 м/с 2 ;
в) груз поднимается равномерно;
г) груз падает свободно.

Задания на расчет массы тела включены в раздел «Динамика». Решение задач по динамике основано на использовании законов Ньютона с последующим проецированием на выбранные координатные оси. Это определяет последовательность действий.

  1. На чертеже показаны силы, действующие на тело (тела), и направление ускорения. Если направление ускорения неизвестно, оно выбирается произвольно, и решение задачи дает ответ о правильности выбора.
  2. Запишите второй закон Ньютона в векторной форме.
  3. Выберите оси. Обычно удобно направлять одну из осей по направлению ускорения тела, другую — перпендикулярно ускорению. Выбор осей определяется соображениями удобства: чтобы выражения для проекций законов Ньютона имели наиболее простой вид.
  4. Векторные уравнения, полученные в проекциях на ось, дополнены соотношениями, вытекающими из текста условий задачи.Например, уравнения кинематической связи, определения физических величин, третий закон Ньютона.
  5. Используя полученную систему уравнений, пытаются ответить на вопрос задачи.

Настройка анимации в презентации позволяет акцентировать внимание на последовательности действий при решении задач. Это важно, так как навыки, полученные при решении задач на расчет массы тела, пригодятся учащимся при изучении других тем и разделов физики.

Решение задачи 1.

1а. Тело движется с ускорением 2 м/с 2 вверх (слайд 7).


Рис.2

1б. Тело движется с ускорением вниз (слайд 8). Направляем ось OY вниз, тогда проекции силы тяжести и упругости в уравнении (2) меняют знаки, и это выглядит так:

(2) мг – F контроль = ma.

Следовательно, Р = m(г-а) = 0,5 кг∙(10 м/с 2 — 2 м/с 2) = 4 Н.

1с. При равномерном движении (слайд 9) уравнение (2) имеет вид:

(2) мг — F управление = 0, так как ускорение отсутствует.

Следовательно, Р = мг = 5 Н.

1 г В свободном падении = (слайд 10). Используем результат решения задачи 1б:

Р = m(г — а) = 0,5 кг (10 м/с 2 — 10 м/с 2) = 0 Ч.

Состояние, при котором вес тела равен нулю, называется состоянием невесомости.

На тело действует только сила тяжести.

Говоря о невесомости, следует отметить, что космонавты испытывают длительное состояние невесомости во время полета с выключенными двигателями космического корабля.

, и чтобы испытать кратковременное состояние невесомости, достаточно подпрыгнуть. Бегущий человек в момент, когда его ноги не касаются земли, также находится в состоянии невесомости.

Презентация может быть использована на уроке при объяснении темы «Вес тела».В зависимости от уровня подготовки класса учащимся могут быть предложены не все слайды с решениями задачи 1. , в, г) предусматривают самостоятельное решение с последующей проверкой. Выводы, полученные в результате решения задачи 1, учащиеся должны попытаться сделать самостоятельно.

Выводы (слайд 11).

  1. Вес тела и гравитация — разные силы. У них другая природа. Эти силы приложены к разным телам: сила тяжести — к телу; масса тела — к опоре (подвеске).
  2. Вес тела совпадает с силой тяжести только тогда, когда тело неподвижно или движется равномерно и прямолинейно, а другие силы, кроме силы тяжести и реакции опоры (натяжения подвеса), на него не действуют .
  3. Вес тела больше силы тяжести (P > мг), если ускорение тела направлено в сторону, противоположную направлению силы тяжести.
  4. Вес тела меньше силы тяжести (P
  5. Состояние, при котором вес тела равен нулю, называется состоянием невесомости.Тело находится в состоянии невесомости, когда оно движется с ускорением свободного падения, то есть когда на него действует только сила тяжести.

Задания 2 и 3 (слайд 12) могут быть предложены учащимся в качестве домашнего задания.

Презентация «Вес тела» может быть использована для дистанционного обучения. В этом случае рекомендуется:

  1. при просмотре презентации запишите решение задачи 1 в тетрадь;
  2. самостоятельно решить задачи 2, 3, используя предложенную в презентации последовательность действий.

Презентация на тему «Вес тела» позволяет показать теорию решения задач по динамике в интересной, доступной интерпретации. Презентация активизирует познавательную деятельность учащихся и позволяет сформировать правильный подход к решению физических задач.

Литература:

  1. Гринченко Б.И. Физика 10-11. Теория решения проблем. Для старшеклассников и студентов колледжей. — Великие Луки: Великолукская городская типография, 2005.
  2. Генденштейн Л.Е. Физика. 10 класс. В 14:00. Ч 1./Л.Э. Генденштейн, Ю.И. Дик. – М.: Мнемозина, 2009.
  3. Генденштейн Л.Е. Физика. 10 класс. В 2 часа. Ч 2. Задание./Л.Е. Генденштейн, Л.А. Кирик, И.М. Гельгафгат, И.Ю. Ненашев.- М.: Мнемозина, 2009.

Интернет-ресурсы:

  1. images. yandex.ru
  2. videocat.chat.ru

ВЕС ТЕЛА

сила, с которой тело действует вследствие силы тяжести на Землю на опору (или подвес), удерживающую его от свободного падения. Если корпус и опора неподвижны относительно Земли, то В.т. равна его гравитации . Единица Вт.т. (в СИ) – ньютон (Н).

Большой энциклопедический политехнический словарь. 2004 г. .

Смотреть что такое «ВЕСА ТЕЛА» в других словарях:

    масса тела — Модуль равнодействующей сил гравитации, действующих на частицы этого тела. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 102. Теоретическая механика.Академии наук СССР. Комитет научной и технической терминологии. 1984] Темы теоретической механики… … Справочник технического переводчика

    масса тела — Модуль равнодействующей сил тяжести, действующих на частицы этого тела … Политехнический терминологический толковый словарь

    См. Масса тела человека. * * * ВЕС ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА ВЕС ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА, см. ВЕС ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА (см. ВЕС ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА) … Энциклопедический словарь

    См. Масса тела человека… Большой энциклопедический словарь

    См. Масса тела человека… Большая советская энциклопедия

    То же, что масса человеческого тела… Естествознание. Энциклопедический словарь

    СНИЖЕНИЕ МАССА ТЕЛА — Обычное состояние, при котором масса тела на 10% или более ниже нормы для типа учреждения и возраста человека. Как и ожирение, этот термин употребляется довольно расплывчато, поскольку невозможно дать определение, применимое в равной степени к… … Толковый словарь по психологии

    Вес: В физике: Вес — это сила, с которой тело действует на опору или подвеску.Удельный вес – это отношение веса вещества к его объему. Статистический вес, в квантовой механике и квантовой статистике количество различных квантовых состояний с заданным… … Википедия

    ВЕС, сила ГРАВИТАЦИОННОГО притяжения тела. Вес тела равен произведению массы тела на ускорение свободного падения. Масса остается постоянной, а вес зависит от расположения объекта на поверхности Земли. По мере увеличения роста вес уменьшается… Научно-технический энциклопедический словарь

    Налич., м., б/у. часто Морфология: (нет) что? вес и вес, что? вес, (см.) какой? вес какой? вес, что? о весе; пл. какие? вес, (нет) что? весы, зачем? весы, (см.) что? вес чем? весы о чем? о весах 1. Вес любого физического… … Словарь Дмитриева

Книги

  • Увлекательная энциклопедия для девочек и мальчиков. 300 вопросов Тамара Викторовна Скиба.Каждый родитель мечтает найти книгу, которая в простой и занимательной форме дала бы ответы на бесконечные вопросы маленьких «почему». Детям интересно буквально все: -Куда исчезает Солнце…
  • Забавная анатомия. Формирование представлений о себе и своем теле, Нищев Валерий Михайлович. Наглядно-дидактическое пособие с красочными рисунками и веселыми стихами поможет дошкольникам сформировать представления о строении своего тела, об элементарных правилах гигиены и. ..

В этом параграфе мы напомним вам о гравитации, центростремительном ускорении и массе тела.

Каждое тело на планете подвержено влиянию земного притяжения. Сила, с которой Земля притягивает каждое тело, определяется по формуле

Точка приложения находится в центре тяжести тела. Сила тяжести всегда направлена ​​вертикально вниз .


Сила, с которой тело притягивается к Земле под действием гравитационного поля Земли, называется гравитацией. Согласно закону всемирного тяготения, на поверхности Земли (или вблизи этой поверхности) на тело массой m действует сила тяжести

F т = Гмм/R 2

, где М — масса Земли; R — радиус Земли.
Если на тело действует только сила тяжести, а все остальные силы взаимно уравновешены, то тело находится в свободном падении. Согласно второму закону Ньютона и формуле F t =GMm/R 2 модуль ускорения свободного падения g находится по формуле

г=F т /м=GM/R 2 .

Из формулы (2. 29) следует, что ускорение свободного падения не зависит от массы m падающего тела, т. е. для всех тел в данном месте Земли оно одинаково. Из формулы (2.29) следует, что Fт = mg. В векторной форме

Ф т = мг

В § 5 отмечено, что, поскольку Земля не сфера, а эллипсоид вращения, ее полярный радиус меньше экваториального. Из формулы F t =GMm/R 2 видно, что по этой причине сила тяжести и вызываемое ею ускорение свободного падения больше на полюсе, чем на экваторе.

Сила тяжести действует на все тела в гравитационном поле Земли, но не все тела падают на Землю. Это объясняется тем, что движению многих тел препятствуют другие тела, например опоры, нити подвеса и т. д. Тела, ограничивающие движение других тел, называются соединениями. Под действием силы тяжести связи деформируются и сила реакции деформированной связи, согласно третьему закону Ньютона, уравновешивает силу тяжести.

На ускорение свободного падения влияет вращение Земли. Это влияние объясняется следующим. Системы отсчета, связанные с поверхностью Земли (за исключением двух, связанных с полюсами Земли), не являются, строго говоря, инерциальными системами отсчета — Земля вращается вокруг своей оси, и такие системы отсчета движутся по окружностям с центростремительным ускорением вместе с ним. Эта безынерционность систем отсчета проявляется, в частности, в том, что величина ускорения свободного падения оказывается разной в разных местах на Земле и зависит от географической широты места, где связана система отсчета. с Землей находится относительно которого определяется ускорение свободного падения.

Измерения, проведенные на разных широтах, показали, что численные значения гравитационного ускорения мало отличаются друг от друга. Поэтому при не очень точных расчетах можно пренебречь неинерционными системами отсчета, связанными с поверхностью Земли, а также отличием формы Земли от сферической, и считать, что ускорение свободного падения в любом месте на Земле такая же и равна 9,8 м/с 2.

Из закона всемирного тяготения следует, что сила тяжести и вызываемое ею ускорение свободного падения уменьшаются по мере удаления от Земли.На высоте h от поверхности Земли модуль ускорения свободного падения определяется по формуле

г=ГМ/(Р+ч) 2.

Установлено, что на высоте 300 км над поверхностью Земли ускорение свободного падения меньше, чем у поверхности Земли, на 1 м/с2.
Следовательно, вблизи Земли (до высот в несколько километров) сила тяжести практически не меняется, и поэтому свободное падение тел вблизи Земли представляет собой равноускоренное движение.

Масса тела. Невесомость и перегрузки

Сила, с которой за счет притяжения к Земле тело действует на ее опору или подвес, называется массой тела. В отличие от гравитации, которая представляет собой гравитационную силу, приложенную к телу, вес представляет собой силу упругости, приложенную к опоре или подвеске (т. е. к соединению).

Наблюдения показывают, что вес тела Р, определенный на пружинных весах, равен силе тяжести F t , действующей на тело только в том случае, если весы с телом относительно Земли покоятся или движутся равномерно и прямолинейно; В данном случае

P = F t = мг.

Если тело движется с ускорением, то его вес зависит от величины этого ускорения и от его направления относительно направления ускорения свободного падения.

Когда тело подвешено на пружинных весах, на него действуют две силы: сила тяжести F t =mg и сила упругости F yp пружины. Если при этом тело движется вертикально вверх или вниз относительно направления ускорения свободного падения, то векторная сумма сил F т и F уп дает равнодействующую, вызывающую ускорение тела, т.е.е.

F т + F пак = ма.

Согласно приведенному выше определению понятия «вес», можно написать, что P=-F yp. Из формулы: F т + F пак = ма. с учетом того, что F T =mg, следует, что mg-ma=-F yp . Следовательно, Р = m(г-а).

Силы F t и F yn направлены вдоль одной вертикальной прямой. Следовательно, если ускорение тела a направлено вниз (т. е. совпадает по направлению с ускорением свободного падения g), то по модулю

Р=м(г-а)

Если ускорение тела направлено вверх (т. е., противоположное направлению ускорения свободного падения), то

Р = m = m (г + а).

Следовательно, вес тела, ускорение которого совпадает по направлению с ускорением свободного падения, меньше веса покоящегося тела, а вес тела, ускорение которого противоположно направлению ускорения свободного падения, больше чем вес тела в состоянии покоя. Увеличение массы тела, вызванное его ускоренным движением, называется перегрузкой.

В свободном падении a=g. Из формулы: P=m(g-a)

следует, что в этом случае P=0, т. е. веса нет. Поэтому, если тела движутся только под действием силы тяжести (т. е. свободно падают), они находятся в состоянии невесомости . Характерной чертой этого состояния является отсутствие в свободно падающих телах деформаций и внутренних напряжений, которые вызываются действием силы тяжести в покоящихся телах. Причина невесомости тел заключается в том, что сила тяжести сообщает свободно падающему телу и его опоре (или подвесу) одинаковые ускорения.

В быту и быту понятия «масса» и «вес» абсолютно идентичны, хотя смысловое значение их принципиально различно. Спрашивая: «Какой у тебя вес?» мы имеем в виду «Сколько у вас килограммов?». Однако на вопрос, с помощью которого мы пытаемся выяснить этот факт, отвечают не в килограммах, а в ньютонах. Мне придется вернуться к школьному курсу физики.

Масса тела — величина, характеризующая силу, с которой тело давит на опору или подвес.

Для сравнения, масса тела ранее примерно определяемая как «количество вещества», современное определение звучит так:

Масса — физическая величина, отражающая способность тела к инерции и являющаяся мерой его гравитационные свойства.

Понятие массы вообще несколько шире представленного здесь, но наша задача несколько иная. Вполне достаточно понять факт фактической разницы между массой и весом.

Кроме того, — килограммы, а веса (как вид силы) — ньютоны.

И, пожалуй, самое главное различие между весом и массой содержит сама формула веса, которая выглядит так:

где Р — действительный вес тела (в ньютонах), m — его масса в килограммах, а g есть ускорение, которое обычно выражается как 9,8 Н/кг.

Другими словами, формулу веса можно понять на этом примере:

Вес вес 1 кг подвешен к неподвижному динамометру, чтобы определить его вес. Поскольку тело и сам динамометр покоятся, мы можем безопасно умножить его массу на ускорение свободного падения. Имеем: 1 (кг) х 9,8 (Н/кг) = 9,8 Н. Именно с этой силой вес действует на подвес динамометра. Отсюда видно, что вес тела равен. Тем не менее, это не всегда так.

Пришло время сделать важное замечание. Формула веса равна силе тяжести только в случаях, когда:

  • тело покоится;
  • на тело не действует сила Архимеда (выталкивающая сила).Известен любопытный факт, что тело, погруженное в воду, вытесняет объем воды, равный его весу. Но он не просто выталкивает воду, тело становится «легче» на количество вытесненной воды. Вот почему шутя и смеясь, поднять девушку весом 60 кг в воду можно, а вот на поверхность сделать это гораздо сложнее.

При неравномерном движении кузова, т. е. когда корпус вместе с подвеской движется с ускорением a , меняет свой вид и весовую формулу.Немного меняется физика явления, но такие изменения отражаются в формуле следующим образом:

P=m(g-a).

Как можно заменить формулой, вес может быть отрицательным, но для этого ускорение, с которым движется тело, должно быть больше ускорения свободного падения. И здесь снова важно отличать вес от массы: отрицательный вес не влияет на массу (свойства тела остаются прежними), но фактически становится направленным в противоположную сторону.

Хороший пример с ускоренным лифтом: когда он резко ускоряется, на короткое время создается впечатление «тянущего к потолку». Конечно, с таким чувством довольно легко столкнуться. Гораздо сложнее ощутить состояние невесомости, которое в полной мере ощущают космонавты на орбите.

Невесомость — В основном нет веса. Для того чтобы это было возможно, ускорение, с которым движется тело, должно быть равно пресловутому демпфированию g (9. 8 Н/кг). Проще всего добиться такого эффекта на околоземной орбите. На тело (спутник) еще действует сила тяжести, т.е. притяжение, но оно незначительно. И ускорение дрейфующего спутника тоже стремится к нулю. Вот тут-то и возникает эффект отсутствия веса, так как тело вообще не соприкасается ни с опорой, ни с подвесом, а просто парит в воздухе.

Частично с этим эффектом можно столкнуться при взлете самолета. На секунду возникает ощущение подвешивания в воздухе: в этот момент ускорение, с которым движется самолет, равно ускорению свободного падения.

Назад к разностям масса А масса, Важно помнить, что формула массы тела отличается от формулы массы, которая имеет вид :

м= р/В,

то есть плотность вещества деленная на его объем.

Количество тепла. Удельная теплоемкость

Внутренняя энергия тела может изменяться за счет работы внешних сил. Для характеристики изменения внутренней энергии при теплообмене вводится величина, называемая количеством теплоты и обозначаемая Q.

В международной системе единицей количества теплоты, а также работы и энергии является джоуль: = = = 1 Дж.

На практике иногда используют внесистемную единицу количества теплоты — калорию. 1 кал. = 4,2 Дж.

Следует отметить, что термин «количество тепла» неудачен. Он был введен в то время, когда считалось, что тела содержат некую невесомую, неуловимую жидкость — теплород. Процесс теплопередачи якобы состоит в том, что теплород, перетекая из одного тела в другое, уносит с собой некоторое количество теплоты.Теперь, зная основы молекулярно-кинетической теории строения вещества, мы понимаем, что теплорода в телах нет, механизм изменения внутренней энергии тела иной. Однако сила традиции велика и мы продолжаем пользоваться термином, введенным на основании неверных представлений о природе тепла. В то же время, разбираясь в природе теплообмена, не следует полностью игнорировать ошибочные представления о нем. Наоборот, проводя аналогию между потоком теплоты и потоком гипотетической жидкости теплорода, количеством теплоты и количеством теплорода, можно при решении некоторых классов задач наглядно представить происходящие процессы и правильно решать задачи. В конце концов правильные уравнения, описывающие процессы теплообмена, были получены в свое время на основе неверных представлений о теплороде как теплоносителе.

Рассмотрим более подробно процессы, которые могут происходить в результате теплообмена.

Налейте немного воды в пробирку и закройте ее пробкой. Подвесьте пробирку к стержню, закрепленному на штативе, и поднесите под него открытый огонь. От пламени пробирка получает некоторое количество тепла и температура жидкости в ней повышается.С повышением температуры внутренняя энергия жидкости увеличивается. Идет интенсивный процесс его парообразования. Расширяющиеся пары жидкости совершают механическую работу по выталкиванию пробки из пробирки.

Проведем еще один эксперимент с моделью пушки, сделанной из куска латунной трубы, которая установлена ​​на тележке. С одной стороны трубка плотно закрыта эбонитовой заглушкой, через которую пропущен штифт. К шпильке и трубке припаяны провода, заканчивающиеся клеммами, на которые можно подавать питание от осветительной сети. Таким образом, модель пистолета представляет собой своего рода электрический котел.

Налейте немного воды в ствол пушки и закройте трубку резиновой пробкой. Подключите пистолет к источнику питания. Электрический ток, проходящий через воду, нагревает ее. Вода закипает, что приводит к ее интенсивному испарению. Давление водяных паров возрастает и, наконец, они выполняют работу по выталкиванию пробки из ствола орудия.

Пушка из-за отдачи откатывается в сторону, противоположную пробочному пуску.

Оба опыта объединяют следующие обстоятельства. В процессе нагревания жидкости различными способами температура жидкости и, соответственно, ее внутренняя энергия увеличивались. Для того чтобы жидкость интенсивно кипела и испарялась, необходимо было продолжать ее нагревание.

Пары жидкости за счет своей внутренней энергии совершали механическую работу.

Исследуем зависимость количества теплоты, необходимой для нагревания тела, от его массы, изменения температуры и вида вещества. Для изучения этих зависимостей будем использовать воду и масло. (Для измерения температуры в эксперименте используется электрический термометр, состоящий из термопары, соединенной с зеркальным гальванометром. Один спай термопары опускается в сосуд с холодной водой, чтобы обеспечить постоянство ее температуры. Другой спай термопары измеряет температуру исследуемой жидкости).

Опыт состоит из трех серий. В первой серии при постоянной массе конкретной жидкости (в нашем случае воды) изучается зависимость количества теплоты, необходимой для ее нагрева, от изменения температуры.О количестве теплоты, полученной жидкостью от нагревателя (электроплиты), будем судить по времени нагрева, допуская, что между ними существует прямо пропорциональная зависимость. Для того чтобы результат эксперимента соответствовал этому предположению, необходимо обеспечить постоянный приток тепла от электроплиты к нагретому телу. Для этого электрическую плиту заранее подключали к сети, чтобы к началу опыта температура ее поверхности перестала изменяться. Для более равномерного нагрева жидкости в ходе эксперимента будем ее перемешивать с помощью самой термопары. Будем записывать показания термометра через равные промежутки времени, пока световое пятно не достигнет края шкалы.

Сделаем вывод: существует прямо пропорциональная зависимость между количеством теплоты, необходимой для нагревания тела, и изменением его температуры.

Во второй серии опытов сравним количество теплоты, необходимое для нагревания одних и тех же жидкостей разной массы при одинаковом изменении их температуры.

Для удобства сравнения полученных значений масса воды для второго опыта будет взята в два раза меньше, чем в первом опыте.

Опять будем через равные промежутки времени записывать показания термометра.

Сравнивая результаты первого и второго экспериментов, можно сделать следующие выводы.

В третьей серии опытов сравним количество теплоты, необходимое для нагревания равных масс различных жидкостей при одинаковом изменении их температуры.

На электроплите будем нагревать масло, масса которого равна массе воды в первом опыте. Через равные промежутки времени мы будем записывать показания термометра.

Результат опыта подтверждает вывод о том, что количество теплоты, необходимое для нагревания тела, прямо пропорционально изменению его температуры и, кроме того, указывает на зависимость этого количества теплоты от рода вещества.

Поскольку в опыте использовалось масло, плотность которого меньше плотности воды, и для нагрева масла до определенной температуры требовалось меньшее количество теплоты, чем для нагревания воды, можно предположить, что количество теплота, необходимая для нагревания тела, зависит от его плотности.

Для проверки этого предположения нагреем одновременно одинаковые массы воды, парафина и меди на нагревателе постоянной мощности.

Через то же время температура меди примерно в 10 раз, а парафина примерно в 2 раза выше температуры воды.

Но медь имеет большую, а парафин меньшую плотность, чем вода.

Опыт показывает, что величина, характеризующая скорость изменения температуры веществ, из которых состоят тела, участвующие в теплообмене, не является плотностью.Эта величина называется удельной теплоемкостью вещества и обозначается буквой с.

Для сравнения удельной теплоемкости различных веществ используется специальный прибор. Устройство состоит из стоек, в которых крепятся тонкая парафиновая пластина и стержень с пропущенными через него стержнями. На концах стержней закреплены алюминиевые, стальные и латунные цилиндры одинаковой массы.

Нагреваем цилиндры до одинаковой температуры, погружая их в сосуд с водой, стоящий на горячей электроплитке.Закрепим горячие баллоны на стойках и освободим их от креплений. Цилиндры одновременно касаются парафиновой пластины и, расплавляя парафин, начинают погружаться в нее. Глубина погружения цилиндров одинаковой массы в парафиновую пластину при одинаковом изменении их температуры оказывается разной.

Опыт показывает, что удельные теплоемкости алюминия, стали и латуни различны.

Проведя соответствующие опыты с плавлением твердых тел, испарением жидкостей и горением топлива, получаем следующие количественные зависимости.

Для получения единиц удельных величин их необходимо выразить из соответствующих формул и в полученные выражения подставить единицы теплоемкости — 1 Дж, массы — 1 кг, а удельной теплоемкости — и 1 К.

Получаем единицы: удельная теплоемкость — 1 Дж/кг К, остальные удельные теплоемкости: 1 Дж/кг.

В этом уроке мы продолжим изучение внутренней энергии тела, а точнее способов ее изменения. И предметом нашего внимания на этот раз будет теплообмен.Вспомним, на какие виды он делится, в чем измеряется и по каким соотношениям можно рассчитать количество теплоты, передаваемой в результате теплообмена, также дадим определение удельной теплоемкости тело.

Тема: Основы термодинамики
Урок: Количество теплоты. Удельная теплоемкость

Как мы уже знаем из младших классов и как мы вспоминали на прошлом уроке, внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами: совершить над ним работу или передать известное количество теплоты Это.О первом способе мы уже знаем из, опять же, прошлого урока, но о втором мы тоже много говорили в курсе восьмого класса.

Процесс передачи теплоты (количества теплоты или энергии) без совершения работы называется теплопередачей или теплопередачей. Делится по механизмам передачи, как известно, на три вида:

  1. Теплопроводность
  2. Конвекция
  3. Радиация

В результате одного из этих процессов к телу передается определенное количество теплоты, на величину которой, собственно, и изменяется внутренняя энергия.Охарактеризуем это значение.

Определение. Количество тепла . Обозначение — Q. Единицы измерения — Дж. При изменении температуры тела (что эквивалентно изменению внутренней энергии) количество теплоты, затраченное на это изменение, можно рассчитать по формуле:

Здесь: — масса тела; — удельная теплоемкость тела; — изменение температуры тела.

При этом если, то есть при охлаждении, говорят, что тело отдало некоторое количество теплоты, или телу передалось отрицательное количество теплоты.Если , то есть наблюдается нагрев тела, то количество переданного тепла, конечно, будет положительным.

Особое внимание следует обратить на значение удельной теплоемкости тела.

Определение. Удельная теплоемкость — величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать, чтобы нагреть один килограмм вещества на один градус. Удельная теплоемкость является индивидуальной величиной для каждого отдельного вещества. Следовательно, это табличная величина, известная точно при условии, что мы знаем, какая часть вещества передает тепло.

Единица СИ для удельной теплоемкости может быть получена из приведенного выше уравнения:

Таким образом:

Рассмотрим теперь случаи, когда перенос некоторого количества теплоты приводит к изменению агрегатного состояния вещества. Напомним, что такие переходы называются плавлением, кристаллизацией, испарением и конденсацией.

При переходе от жидкости к твердому телу и наоборот количество теплоты рассчитывается по формуле:

Здесь: — масса тела; — удельная теплота плавления тела (количество теплоты, необходимое для полного плавления одного килограмма вещества).

Чтобы расплавить тело, ему необходимо передать определенное количество тепла, а при конденсации тело само отдает определенное количество тепла в окружающую среду.

При переходе из жидкого тела в газообразное и наоборот количество теплоты рассчитывается по формуле:

Здесь: — масса тела; — удельная теплота парообразования тела (количество теплоты, необходимое для полного испарения одного килограмма вещества).

Для испарения жидкости ей необходимо передать определенное количество тепла, а при конденсации пар сам отдает определенное количество тепла в окружающую среду.

Следует также подчеркнуть, что как плавление с кристаллизацией, так и испарение с конденсацией протекают при постоянной температуре (температуры плавления и кипения соответственно) (рис. 1).

Рис. 1. График зависимости температуры (в градусах Цельсия) от количества полученного вещества ()

Отдельно стоит отметить расчет количества теплоты, выделяющейся при сгорании определенной массы топлива:

Здесь: — масса топлива; — удельная теплота сгорания топлива (количество теплоты, выделяющееся при сгорании одного килограмма топлива).

Особое внимание следует обратить на то, что помимо того, что удельные теплоемкости принимают разные значения для разных веществ, этот параметр может быть разным для одного и того же вещества в разных условиях. Например, различают разные значения удельных теплоемкостей для процессов нагревания, протекающих при постоянном объеме (), и для процессов, протекающих при постоянном давлении ().

Различают также молярную теплоемкость и просто теплоемкость.

Определение. Молярная теплоемкость ( ) — количество теплоты, необходимое для повышения температуры одного моля вещества на один градус.

Теплоемкость ( С ) — количество теплоты, необходимое для нагревания порции вещества определенной массы на один градус. Связь между теплоемкостью и удельной теплоемкостью:

На следующем уроке мы рассмотрим такой важный закон, как первый закон термодинамики, который связывает изменение внутренней энергии с работой газа и количеством переданного тепла.

Библиография

  1. Мякишев Г.Я., Синяков А.З. Молекулярная физика. Термодинамика. — М.: Дрофа, 2010.
  2. Генденштейн Л.Е., Дик Ю.И. Физика 10 класс. — М.: Илекса, 2005.
  3. Касьянов В.А. Физика 10 класс. — М.: Дрофа, 2010.
  1. Словари и энциклопедии на акад.
  2. Тт.псту.ру ().
  3. Элементы.ру ().

Домашнее задание

  1. Стр. 83: №643-646. Физика. Книга заданий. 10-11 классы. Рымкевич А.П. — М.: Дрофа, 2013. (+)
  2. Как связаны молярная и удельная теплоемкости?
  3. Почему иногда запотевают оконные поверхности? С какой стороны окна это?
  4. В какую погоду быстрее высыхают лужи: в безветренную или ветреную?
  5. * На что расходуется теплота, полученная телом при плавлении?

ТЕПЛООБМЕН.

1.Теплообмен.

Теплообмен или теплопередача — это процесс передачи внутренней энергии одного тела другому без совершения работы.

Существует три типа теплопередачи.

1) Теплопроводность — теплообмен между телами, находящимися в непосредственном контакте.

2) Конвекция – это теплообмен, при котором тепло передается потоками газа или жидкости.

3) Излучение – передача тепла посредством электромагнитного излучения.

2. Количество тепла.

Количество теплоты является мерой изменения внутренней энергии тела при теплообмене.Обозначается буквой Q .

Единица измерения количества теплоты = 1 Дж.

Количество теплоты, полученное одним телом от другого тела в результате теплопередачи, может быть потрачено на повышение температуры (увеличение кинетической энергии молекул) или на изменение агрегатного состояния (увеличение потенциальной энергии).

3. Удельная теплоемкость вещества.

Опыт показывает, что количество теплоты, необходимое для нагревания тела массой m от температуры T 1 до температуры T 2, пропорционально массе тела m и разности температур (T 2 — T 1), т.е.е.

В знак равно см (T 2 — Т 1 ) = с м Δ Т,

из называется удельной теплоемкостью вещества нагретого тела.

Удельная теплоемкость вещества равна количеству теплоты, которое необходимо сообщить 1 кг вещества, чтобы нагреть его на 1 К.

Единица удельной теплоемкости =.

Значения теплоемкости различных веществ можно найти в физических таблицах.

Ровно такое же количество теплоты Q выделится при охлаждении тела на ΔT.

4. Удельная теплота парообразования.

Опыт показывает, что количество теплоты, необходимое для превращения жидкости в пар, пропорционально массе жидкости, т. е.

Q знак равно п.м. ,

где — коэффициент пропорциональности L называется удельной теплотой парообразования.

Удельная теплота парообразования равна количеству теплоты, которое необходимо для превращения 1 кг жидкости при температуре кипения в пар.

Единица измерения удельной теплоты парообразования.

При обратном процессе, конденсации пара, выделяется теплота в том же количестве, что было затрачено на парообразование.

5. Удельная теплота плавления.

Опыт показывает, что количество теплоты, необходимое для превращения твердого тела в жидкость, пропорционально массе тела, т.е.е.

В знак равно λ м ,

где коэффициент пропорциональности λ называется удельной теплотой плавления.

Удельная теплота плавления равна количеству теплоты, которое необходимо для превращения твердого тела массой 1 кг в жидкость при температуре плавления.

Единица измерения удельной теплоты плавления.

При обратном процессе, кристаллизации жидкости, теплоты выделяется в том же количестве, которое было затрачено на плавление.

6. Удельная теплота сгорания.

Опыт показывает, что количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании топлива, пропорционально массе топлива, т.е.

Q знак равно q м ,

Где коэффициент пропорциональности q называется удельной теплотой сгорания.

Удельная теплота сгорания равна количеству теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 кг топлива.

Единица измерения удельной теплоты сгорания.

7. Уравнение теплового баланса.

Два или более тела участвуют в теплообмене. Одни тела отдают теплоту, другие ее принимают. Теплообмен происходит до тех пор, пока температуры тел не сравняются. По закону сохранения энергии количество отдаваемой теплоты равно количеству получаемой. На этой основе записывается уравнение теплового баланса.

Рассмотрим пример.

Тело массой m 1 , теплоемкость которого с 1 , имеет температуру Т 1 , а тело массой m 2 , теплоемкость которого с 2 , имеет температуру Т 2 . Причем Т 1 больше Т 2. Эти тела соприкасаются. Опыт показывает, что холодное тело (m 2) начинает нагреваться, а горячее тело (m 1) — остывать. Это говорит о том, что часть внутренней энергии горячего тела передается холодному, и температуры выравниваются. Обозначим конечную общую температуру через θ.

Количество теплоты, переданной от горячего тела к холодному

Q переданное. знак равно с 1 м 1 1 θ )

Количество теплоты, полученное холодным телом от горячего

Q полученное. знак равно с 2 м 2 ( θ Т 2 )

По закону сохранения энергии Q передано. = Q получено. , т.е.

в 1 м 1 1 θ )= с 2 м 2 ( θ Т 2 )

Раскроем скобки и выразим значение полной установившейся температуры θ.

Значение температуры θ в этом случае будет получено в кельвинах.

Однако, поскольку в выражениях для Q пропущено. и Q получен. если между двумя температурами есть разница, и она одинакова и в кельвинах, и в градусах Цельсия, то расчет можно вести в градусах Цельсия. Тогда

В этом случае значение температуры θ будет получено в градусах Цельсия.

Выравнивание температур в результате теплопроводности можно объяснить на основе молекулярно-кинетической теории как обмен кинетической энергией между молекулами при столкновении в процессе теплового хаотического движения.

Этот пример можно проиллюстрировать графиком.

>>Физика: Количество теплоты

Внутреннюю энергию газа в цилиндре можно изменить не только совершая работу, но и нагревая газ.
Если зафиксировать поршень ( рис.13.5 ), то объем газа при нагревании не меняется и работа не совершается. Но температура газа, а значит, и его внутренняя энергия увеличиваются.

Процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы называется теплообмен или теплообмен.
Количественная мера изменения внутренней энергии при теплопередаче называется количеством теплоты . Количество теплоты называют также энергией, которую тело выделяет в процессе теплообмена.
Молекулярная картина теплообмена
При теплообмене не происходит превращения энергии из одной формы в другую; часть внутренней энергии горячего тела передается холодному телу.
Количество тепла и теплоемкость. Вы уже знаете, что для нагревания тела массой m при температуре t1 до температуры t2 необходимо передать ему количество теплоты:

При охлаждении тела его конечная температура t2 меньше начальной температуры t1 и количество теплоты, отдаваемое телом, отрицательно.
Коэффициент c в формуле (13.5) называется удельной теплоемкостью вещества. Удельной теплоемкостью называется величина, численно равная количеству теплоты, которое получает или отдает 1 кг вещества при изменении его температуры на 1 К.
Удельная теплоемкость зависит не только от свойств вещества, но и от процесса, посредством которого происходит передача тепла. Если нагреть газ при постоянном давлении, он расширится и совершит работу. Чтобы нагреть газ на 1°С при постоянном давлении, ему необходимо передать больше теплоты, чем нагреть его при постоянном объеме, когда газ будет только нагреваться.
Жидкости и твердые вещества слегка расширяются при нагревании. Их удельные теплоемкости при постоянном объеме и постоянном давлении мало различаются.
Удельная теплота парообразования. Для превращения жидкости в пар в процессе кипения необходимо передать ей определенное количество теплоты. Температура жидкости не меняется при кипении. Превращение жидкости в пар при постоянной температуре не приводит к увеличению кинетической энергии молекул, но сопровождается увеличением потенциальной энергии их взаимодействия. Ведь среднее расстояние между молекулами газа намного больше, чем между молекулами жидкости.
Величина, численно равная количеству теплоты, необходимой для превращения 1 кг жидкости в пар при постоянной температуре, называется удельной теплотой парообразования . Это значение обозначается буквой r и выражается в джоулях на килограмм (Дж/кг).
Удельная теплота парообразования воды очень велика: rh3O = 2,256·10 6 Дж/кг при температуре 100 °С. В других жидкостях, например, спирте, эфире, ртути, керосине удельная теплоемкость парообразование в 3-10 раз меньше, чем у воды.
Для превращения жидкости в массу м пару требуется количество теплоты, равное:

При конденсации пара выделяется такое же количество теплоты:

Удельная теплота плавления. При плавлении кристаллического тела все подведенное к нему тепло идет на увеличение потенциальной энергии молекул. Кинетическая энергия молекул не меняется, так как плавление происходит при постоянной температуре.
Величина, численно равная количеству теплоты, необходимой для превращения кристаллического вещества массой 1 кг при температуре плавления в жидкость, называется удельной теплотой плавления.
При кристаллизации вещества массой 1 кг выделяется ровно столько же теплоты, сколько поглощается при плавлении.
Удельная теплота плавления льда достаточно высока: 3,34·10 5 Дж/кг. «Если бы лед не обладал высокой теплотой плавления, — писал еще в XVIII в. Р. Блэк, — то весной вся масса льда должна была бы растаять за несколько минут или секунд, так как тепло непрерывно передается льду из воздуха. Последствия этого будут ужасны; ибо даже при нынешнем положении большие наводнения и большие потоки воды возникают из-за таяния больших масс льда или снега.
Для того чтобы расплавить кристаллическое тело массой м , потребуется количество теплоты:

Количество теплоты, выделившееся при кристаллизации тела, равно:

Внутренняя энергия тела изменяется при нагрев и охлаждение, при испарении и конденсации, при плавлении и кристаллизации. Во всех случаях к телу передается или отводится определенное количество тепла.

???
1. Что называется количеством тепла ?
2.От чего зависит удельная теплоемкость вещества?
3. Что называют удельной теплотой парообразования?
4. Что называют удельной теплотой плавления?
5. В каких случаях количество теплоты является положительной величиной, а в каких — отрицательной?

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Соцкий Н.Н., физика 10 класс

Содержание урока краткое изложение урока опорная рамка презентация урока ускоренные методы интерактивные технологии практика задания и упражнения самопроверка мастер-классы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания вопросы для обсуждения риторические вопросы от учащихся иллюстрации аудио, видео ролики и мультимедиа фото, картинки графика, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы, притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основной и дополнительный словарь терминов прочее Улучшение учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы нововведений на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации дискуссионной программы интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения по этому уроку,

Как мы уже знаем, внутренняя энергия тела может изменяться как при совершении работы, так и при передаче тепла (без совершения работы).Основное отличие работы от количества теплоты состоит в том, что работа определяет процесс преобразования внутренней энергии системы, который сопровождается переходом энергии одного вида в другой.

В том случае, если изменение внутренней энергии происходит с помощью теплообмена , то передача энергии от одного тела к другому осуществляется за счет теплопроводности , излучения или конвекции .

Энергия, которую тело теряет или приобретает при передаче тепла, называется количеством теплоты.

При расчете количества тепла необходимо знать, какие величины на него влияют.

Из двух одинаковых горелок нагреем два сосуда. В одном сосуде 1 кг воды, в другом — 2 кг. Температура воды в обоих сосудах изначально одинакова. Мы видим, что за одно и то же время вода в одном из сосудов нагревается быстрее, хотя оба сосуда получают одинаковое количество теплоты.

Таким образом, мы заключаем: чем больше масса данного тела, тем большее количество теплоты должно быть затрачено, чтобы понизить или повысить его температуру на то же число градусов.

Когда тело остывает, оно отдает соседним предметам тем большее количество тепла, чем больше его масса.

Все мы знаем, что если нам нужно нагреть полный чайник с водой до температуры 50°С, мы потратим на это действие меньше времени, чем на нагрев чайника с таким же объемом воды, но только до 100°С . В случае номер один воде будет отдано меньше тепла, чем во втором.

Таким образом, количество тепла, необходимое для обогрева, находится в прямой зависимости от того, на сколько градусов может нагреться тело.Можно сделать вывод: количество теплоты напрямую зависит от разности температур тела.

Но можно ли определить количество теплоты, необходимое не для нагревания воды, а для какого-либо другого вещества, скажем, нефти, свинца или железа.

Наполните один сосуд водой, а другой растительным маслом. Массы воды и масла равны. Оба сосуда будут равномерно нагреваться на одних и тех же горелках. Начнем эксперимент при равной начальной температуре растительного масла и воды.Через пять минут, измерив температуры нагретых масла и воды, мы заметим, что температура масла намного выше температуры воды, хотя обе жидкости получили одинаковое количество теплоты.

Очевидный вывод: При нагревании равных масс масла и воды при одинаковой температуре требуется разное количество тепла.

И сразу же делаем еще один вывод: количество теплоты, которое требуется для нагревания тела, напрямую зависит от вещества, из которого состоит само тело (рода вещества).

Таким образом, количество теплоты, необходимое для нагревания тела (или выделяющееся при охлаждении), напрямую зависит от массы данного тела, изменчивости его температуры и вида вещества.

Количество теплоты обозначается символом Q. Как и другие различные виды энергии, количество теплоты измеряется в джоулях (Дж) или в килоджоулях (кДж).

1 кДж = 1000 Дж

Однако история показывает, что ученые начали измерять количество теплоты задолго до того, как в физике появилось такое понятие, как энергия.В то время была разработана специальная единица измерения количества тепла — калория (кал) или килокалория (ккал). Слово имеет латинские корни, calorus — жар.

1 ккал = 1000 кал

Калория — количество теплоты, необходимое для повышения температуры 1 г воды на 1°C

1 кал = 4,19 Дж ≈ 4,2 Дж

1 ккал = 4190 Дж ≈ 4200 Дж ≈ 4,2 кДж

Есть вопросы? Не знаете, как делать домашнее задание?
Чтобы получить помощь репетитора — зарегистрируйтесь.
Первый урок бесплатно!

сайта, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Что такое линии натяжения. Линии напряженности электрического поля

Что такое линии натяжения. Линии напряженности электрического поля

Всем известно, что электрические заряды не взаимодействуют друг с другом напрямую. Каждое заряженное тело, в том числе и окружающее его пространство, окружено активным электрическим полем.Поэтому взаимодействие происходит не непосредственно между самими зарядами, а между окружающими их электрическими полями. У каждого есть определенная сила, величина которой оказывает прямое влияние на любой заряд. Способность к взаимодействию считается одной из основных характеристик поля.

Исследование электрических полей

Для исследования электрического поля, расположенного вокруг объекта, имеющего электрический заряд, используется так называемый пробный заряд. Обычно используют точечный заряд незначительной величины, который называется пробным зарядом и не оказывает заметного влияния на исследуемый основной заряд.

Для того, чтобы с максимальной точностью определять количественные параметры заряженных объектов, существуют специальные величины, представляющие собой линии напряженности электрического поля. Это связано с тем, что само напряжение является устойчивой физической величиной. Величина напряженности рассчитывается как отношение напряженности поля, с которым оно действует на пробный заряд, к величине этого заряда. В этом случае пробный заряд имеет положительную величину и находится в определенной точке.

Определение линий натяжения

Линии напряжения являются его основным характеризующим показателем.Они являются векторной физической величиной. Их направление в любой точке пространства совпадает с направлением силы, действующей на пробный положительный заряд. Заряды, стационарные и не меняющиеся во времени, обладают электростатическим электрическим полем.


При исследовании электрических полей, создаваемых с помощью сразу нескольких заряженных тел, значение их суммарной напряженности будет представлять собой сумму геометрических величин каждого отдельного заряженного тела, воздействующего на пробный заряд.Поэтому линии напряженности электрического поля включают в себя сумму всех линий напряженности электрического поля, которые создаются зарядами в каждой отдельной точке.

Таким образом, силовые линии наглядно отображают графические индикаторы электрических полей. В каждой отдельной точке они имеют направление к касательной, расположенной в строгом отношении к ним. Количество линий напряженности пропорционально общему вектору напряженности электрического поля.

Для изображения электрического поля в пространстве, окружающем заряд, можно использовать векторы напряженности (рис.15.3): Этот метод визуализации занимает много времени и не всегда удобен. Фарадей предложил изображать поле силовыми линиями, которые в дальнейшем мы будем называть линиями напряженности. Одна из этих прямых проведена через точку А так, что вдоль нее направлен вектор Е. Проведя таким образом ряд прямых от заряда, получим изображение поля с линиями напряженности (рис. 15.4).

Для различения изображений полей положительных и отрицательных зарядов линия натяжения считается направленной в ту сторону, куда указывает вектор напряженности E.

Тогда поля положительных и отрицательных зарядов будут различаться по направлению линий напряженности (рис. 15.4).

Сложнее рисовать линии натяжения, когда поле создается несколькими зарядами, например двумя. В большинстве случаев невозможно провести линию так, чтобы векторы натяжения, изображенные в каждой ее точке, целиком лежали на ней. С другой стороны, всегда можно провести кривую линию так, чтобы векторы натяжения всюду касались ее.Одна такая линия проведена через точку М на рис. 15.5, где показаны векторы напряженности поля двух равных противоположных зарядов. (Подумайте, почему через каждую точку поля таким образом можно провести только одну линию.)

Итак, линия напряженности – это такая линия, в каждой точке которой вектор напряженности поля направлен по касательной. На рис. 15.6 и 15.7 линии напряженности показывают поля равных по величине противоположных и одноименных зарядов.

Графически изображая поле, следует помнить, что линии напряженности электрического поля:

1) нигде не пересекаются друг с другом;

2) имеют начало на положительном заряде (или на бесконечности

и конец на минусе (или на бесконечности), то есть это открытые линии;

3) не прерываются между зарядками.

Картина поля, изображаемая линиями напряженности, будет более четкой, если мы условимся рисовать эти линии толще там, где напряженность поля больше. Так, плотность линий натяжения должна быть пропорциональна Е.

При расчетах условно считается, что через единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно линиям натяжения, проходит количество линий, что численно равно Е в этом месте. где эта поверхность.(Подумайте, где напряжение больше на рисунках 15.6 и 15.7 и как направлен вектор напряжения в трех случайно выбранных точках поля на каждом из рисунков.)

Закон Кулона, изученный на прошлом уроке, установлен экспериментально и справедлив для покоящихся заряженных тел. Как происходит взаимодействие заряженных тел на расстоянии? Некоторое время при изучении электрических взаимодействий бок о бок развивались две принципиально разные теории: ближняя теория и дальнодействующая теория (действие на расстоянии).

Теория ближнего действия заключается в том, что заряженные тела взаимодействуют друг с другом через промежуточное звено (например, цепь в задаче о подъеме ведра из колодца является промежуточным звеном, через которое мы действуем на ведро, т. е. мы подними это).

Теория дальнего действия говорит, что заряженные тела взаимодействуют через пустоту. Шарль Кулон придерживался именно этой теории и говорил, что заряженные тела «чувствуют» друг друга. В начале XIX века конец спорам положил Майкл Фарадей (рис.1). В работах, связанных с электрическим полем, он обнаружил, что между заряженными телами находится некий объект, который осуществляет действие заряженных тел друг на друга. Работа Майкла Фарадея была подтверждена Джеймсом Максвеллом (рис. 2). Он показал, что действие одного заряженного тела на другое распространяется за конечное время, таким образом, между заряженными телами должно быть промежуточное звено, через которое осуществляется взаимодействие.

Рис. 2. Джеймс Клерк Максвелл (Великобритания)

Определение: Электрическое поле — это особая форма материи, которая создается покоящимися зарядами и определяется действием на другие заряды.

Электрическое поле характеризуется определенными величинами. Один из них называется напряжением.

Напомним, что по закону Кулона сила взаимодействия двух зарядов:

, где l — расстояние между заряженными частицами, а c — скорость света, скорость распространения электромагнитных волн.

Рассмотрим опыт взаимодействия двух зарядов. Пусть электрическое поле создается положительным зарядом +q 0 , а в это поле на некотором расстоянии помещен пробный, точечный положительный заряд +q (рис.3а). Согласно закону Кулона, на пробный заряд будет действовать сила электростатического взаимодействия с зарядом, создающим электрическое поле. Тогда отношение этой силы к величине пробного заряда будет характеризовать действие электрического поля в данной точке. Если в эту точку поместить пробный заряд вдвое большего размера, то сила взаимодействия также удвоится (рис. 3б). Точно так же отношение силы к величине пробного заряда снова даст величину действия электрического поля в данной точке.Действие электрического поля также определяется, если пробный заряд отрицателен (рис. 3, в).

Рис. 3. Сила электростатического взаимодействия двух точечных зарядов

Таким образом, в точке расположения пробного заряда поле характеризуется величиной:

Напряжение является векторной величиной, представляет собой мощность характеристики электрического поля, направлена ​​в ту же сторону, что и сила электростатического взаимодействия. Он показывает, с какой силой электрическое поле действует на помещенный в него заряд.

Рассмотрим напряженность электрического поля одиночного точечного заряда или заряженной сферы.

Из определения напряженности следует, что для случая взаимодействия двух точечных зарядов, зная силу их кулоновского взаимодействия, можно получить величину напряженности электрического поля, которое создает заряд q 0 в точке на расстоянии r от нее до точки, в которой изучается электрическое поле:

Эта формула показывает, что напряженность поля точечного заряда изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния от данного заряда, то есть, например, при увеличении расстояния вдвое напряженность уменьшается в четыре раза.

Попробуем теперь охарактеризовать электростатическое поле нескольких зарядов. В этом случае необходимо использовать сложение векторных значений интенсивностей всех зарядов. Введем пробный заряд и запишем сумму векторов сил, действующих на этот заряд. Результирующее значение натяжения получится путем деления значений этих сил на значение пробного заряда. Этот метод называется принципом суперпозиции .

Напряженность

электростатического поля обычно изображают графически с помощью силовых линий , которые также называют линиями напряженности.Такое изображение можно получить, построив векторы напряженности поля в возможно большем числе точек вблизи данного заряда или целой системы заряженных тел.


а) положительный б) отрицательный

Рис. 4. Линии напряженности электрического поля точечного заряда ()

Рассмотрим несколько примеров изображения силовых линий. Линии напряжения выходят из положительного заряда (рис. 4, а), т. е. положительный заряд является источником силовых линий.Линии натяжения заканчиваются на отрицательном заряде (рис. 4б).

Рассмотрим теперь систему, состоящую из положительных и отрицательных зарядов, расположенных на конечном расстоянии друг от друга (рис. 5). В этом случае линии напряжения направлены от положительного заряда к отрицательному.

Большой интерес представляет электрическое поле между двумя бесконечными плоскостями. Если одна из пластин заряжена положительно, а другая отрицательно, то зазор между плоскостями создает однородное электростатическое поле, линии напряженности которого параллельны друг другу (рис.6).

Рис. 5. Натяжные линии системы двух зарядов ()

Рис. 6. Линии напряженности поля между заряженными пластинами ()

При неоднородном электрическом поле величина напряженности определяется плотностью силовых линий: там, где силовые линии толще, величина напряженности поля больше (рис. 7).

Рис. 7. Неоднородное электрическое поле ()

Определение: Линиями напряженности называются непрерывные линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с векторами напряженности в этой точке.

Линии напряжения начинаются с положительных зарядов, заканчиваются с отрицательными зарядами и непрерывны.

Мы можем изображать электрическое поле с помощью силовых линий так, как нам удобно, то есть количество силовых линий, их плотность ничем не ограничены. Однако необходимо учитывать направление векторов напряженности поля и их абсолютные значения.

Следующее замечание очень важно. Как было сказано ранее, закон Кулона применим только к точечным покоящимся зарядам, а также к заряженным шарам, сферам.Напряженность, с другой стороны, позволяет охарактеризовать электрическое поле независимо от формы заряженного тела, создаваемого этим полем.

Библиография

  1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика: учеб. на 10 кл. общеобразовательные учреждения: основные и профильные. уровни. — М.: Просвещение, 2008.
  2. Касьянов В.А. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразовательных учебных заведений. — М.: Дрофа, 2000.
  3. Рымкевич А.П. Физика. Книга заданий. 10-11 классы: пособие для общеобразовательных. учреждения. — М.: Дрофа, 2013.
  4. .
  5. Генденштейн Л.Е., Дик Ю.И. Физика. 10 класс. В 14 ч. Часть 1. Учебник для общеобразовательных учреждений (базовый уровень) — М.: Мнемозина, 2009.
  1. Nauka.guskoff.ru ().
  2. ютуб().
  3. Физика.ру ().

Домашнее задание

  1. Страница 378: № 1-3. Касьянов В.А. Физика.10 класс: учеб. для общеобразовательных учебных заведений. — М.: Дрофа, 2000. (+)
  2. С каким ускорением движется электрон в поле 10 кВ/м?
  3. В вершинах равностороннего треугольника со стороной а находятся заряды +q, +q и -q. Найдите напряженность поля Е в центре треугольника.

Рычаг не дает прироста силы если. Блоки как простые механизмы

Эти два урока проводились по учебнику С.В. Громова, Н.А. Отечественная физика 7 класс. М. Просвещение 2000

Особенность уроков в том, что они используют технологию программированного опроса для классов с наполняемостью менее 15 человек. Технология заключается в предложении нескольких ответов на вопрос. Благодаря этому можно одновременно повторять предыдущий материал, выделять главное в пройденной теме, контролировать усвоение материала всеми учащимися класса. Как показывает практика, на опрос всего класса уходит не более 17 минут.Для молодых учителей важным моментом будет быстрое развитие умений определять уровень усвоения знаний учащимися. Последующий контроль и самостоятельная работа неизменно подтверждают оценки, полученные учащимися при программированном опросе.

Все интервью устные. Дети показывают ответы на карточках или на пальцах, для чего необходимо, чтобы количество ответов не превышало пяти. Результаты опроса отображаются на доске сразу в виде плюсов, минусов и нулей (есть возможность отказаться от ответа).Такая форма опроса позволяет снять напряжение во время опроса, провести его беспристрастно, публично и в то же время психологически подготавливает студента к контрольным работам.

Запрограммированный опрос имеет много недостатков. Чтобы их свести на нет, необходимо разумно чередовать его с другими формами контроля знаний.

Урок №1 Блоки.

Цель занятия: учить детей находить выигрыш в силе, даваемый блочной системой.

Оборудование: Блоки , нитки, штативы, динамометры.

Во время занятий:

1. Организационный момент

II. Новый материал:

Учитель задает следующий вопрос:

Книга Даниэля Дефо «Робинзон Крузо» рассказывает историю человека, оказавшегося на необитаемом острове и сумевшего выжить в суровых условиях. В нем говорится, что однажды Робинзон Крузо решил построить лодку, чтобы уплыть от острова.Но он построил лодку далеко от воды. И лодка была слишком тяжела, чтобы ее поднять. Представим, как бы вы доставили тяжелую лодку (скажем, весом в 1 тонну) на воду (на расстояние 1 км).

Решения учащихся кратко записываются на доске.

Обычно предлагают прорыть канал, передвинуть лодку рычагом. Но в самом произведении сказано, что Робинзон Крузо начал рыть канал, но рассчитал, что для его завершения ему понадобится вся его жизнь. А рычаг, если посчитать, будет настолько толстым, что у вас не хватит сил удержать его в руках.

Ну а если кто-то предложит сделать лебедку, используйте полиспаст, блоки или ворота. Пусть этот ученик расскажет, что это за механизм и зачем он нужен.

После рассказа приступают к изучению нового материала. Если никто из учеников не предлагает решения, учитель говорит сам.

Блоки бывают двух типов:

см. рис. 54 (стр. 55)

См. рис. 55 (стр. 55)

Неподвижный блок не дает прироста силы. Меняется только направление приложения силы.А подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза. Рассмотрим подробнее:

(Чтение материала §22 вывод формулы F=P/2;)

Для сложения действия нескольких блоков используется устройство, называемое полиспастом (от греч. poly — «много», spao — «тянуть»).

Чтобы поднять нижний блок, нужно подтянуть две веревки, то есть проиграть в расстоянии в 2 раза, следовательно, выигрыш в силе этого полиспаста равен 2.

Чтобы поднять нижний блок, нужно перерезать 6 канатов, следовательно, выигрыш в силе этого полиспаста равен 6

III.Закрепление нового материала.

Практический опрос:

1. Сколько веревок разрезается на картинке?

  1. Один,
  2. Четыре,
  3. Пять,
  4. Шесть,
  5. Другой ответ.

2. Мальчик может поднять 20 кг. А вам нужно поднять 100. Сколько блоков ему нужно, чтобы сделать цепную таль?

  1. Четыре,
  2. Пять,
  3. Восемь,
  4. Десять,
  5. Другой ответ.

3. Как вы думаете, можно ли с помощью блоков получить нечетное количество раз, например, 3 или 5 раз?

Ответ: Да, для этого необходимо, чтобы веревка трижды соединяла груз с верхним блоком. Примерное решение на рисунке:

III.1. Решение задачи 71.

III.2. Решение задачи о Робинзоне Крузо.

Чтобы сдвинуть лодку, достаточно было собрать полиспаст или лебедку (механизм, который мы изучим на следующем уроке).

венгерских поклонника Даниэля Дефо даже провели такой эксперимент. Один человек передвинул бетонную плиту самодельным полиспастом из дерева на 100 м.

III.3. Практическая работа:

Соберите из блоков и ниток сначала неподвижный блок, затем подвижный блок и простую цепную таль. Измерьте прирост силы во всех трех случаях с помощью динамометра.

IV. Заключительная часть

Конспект урока, объяснение домашнего задания

Домашнее задание: §22; задача 72

Урок №2.Ворота. лебедка.

Задачи урока: рассмотреть остальные простые механизмы — лебедку, ворота и наклонную плоскость; познакомиться с методами нахождения выигрыша в силе, придаваемой лебедкой и наклонной плоскостью.

Оборудование: модель ворот, большой винт или винт, линейка.

Во время занятий:

I. Организационный момент

II. Запрограммированный опрос по предыдущему материалу:

1. Какой блок не дает прибавки в силе?

  1. Мобильный,
  2. Фиксированный,

2. Можно ли с помощью блоков получить 3х выигрыш в силе?

3. Сколько веревок разрезается на картинке?

  1. Один,
  2. Четыре,
  3. Пять,
  4. Шесть,
  5. Другой ответ.

4. Мальчик может поднять 25 кг. А вам нужно поднять 100. Сколько блоков ему нужно, чтобы сделать цепную таль?

  1. Четыре,
  2. Пять,
  3. Восемь,
  4. Десять,
  5. Другой ответ.

5. Плотник, ремонтируя рамы, не смог найти крепкую веревку. Он наткнулся на шпагат, который выдерживал 70 кг на разрыв. Сам плотник весил 70 кг, а корзина, в которую он залез, — 30 кг. Затем он взял и собрал механизм, показанный на рисунке 1. Выдержит ли веревка?

6. После работы плотник собирался пообедать и прикрепил веревку к раме, чтобы освободить руки, как показано на рис. 2. Выдержит ли веревка?

III.Новый материал:

Запись терминов в тетрадь.

Ворота состоят из цилиндра и прикрепленной к нему ручки (показать модель ворот). Чаще всего используются для подъема воды из колодцев (рис. 60 с. 57).

Лебедка — комбинация ворот с шестернями разного диаметра. Это более совершенный механизм. При его использовании можно добиться наибольшей прочности.

Слово учителя. Легенда об Архимеде.

Однажды Архимед пришел в город, где местный тиран услышал о чудесах, совершенных великим механиком.Он попросил Архимеда продемонстрировать какое-нибудь чудо. «Хорошо, — сказал Архимед, — но пусть кузнецы мне помогут». Он сделал заказ, и через два дня, когда машина была готова, на глазах у изумленной публики Архимед в одиночку, сидя на песке и лениво крутя ручку, вытащил из воды корабль, который едва вытащили 300 человек. Сейчас историки думают, что именно тогда впервые была использована лебедка. Дело в том, что при использовании полиспаста действия отдельных блоков складываются, и для достижения 300-кратного увеличения силы необходимо 150 блоков.А при использовании лебедки действия отдельных шестерен умножаются, то есть при соединении двух шестерен, одна из которых дает выигрыш в силе в 5 раз, а другая тоже в 5 раз, мы получаем общий выигрыш в 25 раз. А если применить тот же перевод еще раз, то общий выигрыш достигнет 125-кратного. (Вместо 15, как при простом сложении).

Таким образом, для создания этой лебедки достаточно было сделать механизм, похожий на устройство (рис. 61 с. 58). Для приведенных размеров верхний ворот дает выигрыш в прочности в 12 раз, зубчатая система в 10 раз, а второй ворот в 5 раз.Лебедка дает 60-кратный выигрыш в силе.

Наклонная плоскость — простой механизм, с которым многие из вас знакомы. Он используется для подъема тяжелых предметов, например бочек, в автомобиль. Во сколько раз мы прибавляем в силе при подъеме, во столько же раз теряем в дистанции. Например, мы можем катить 50-килограммовую бочку. И нужно поднять 300 кг на 1 метр в высоту. Доску какой длины брать?

Решаем задачу:

Так как мы должны выиграть в силе в 6 раз, значит и проигрыш в дистанции тоже должен быть не менее 6 раз.Это означает, что доска должна иметь длину не менее 6 метров.

Например, гайки и винты с наклонной плоскостью, клинья и различные режущие и колющие инструменты (игла, шило, гвоздь, долото, долото, ножницы, кусачки, щипцы, нож, бритва, резак, топор, тесак, рубанок, фуганок, селектор, фрезу, лопату, измельчитель, косу, серп, вилы и др.), рабочие органы машин для обработки почвы (плуги, бороны, кусторезы, культиваторы, бульдозеры и др.)

Возьмем, к примеру, «рябчика».Это глухой клин в молотке, удерживающий рукоятку. Расправляя волокна древесины, этот клин, как пресс, раздвигает рукоять в отверстии и надежно ее фиксирует.

Но что, если нам не нужен гвоздь, чтобы раздвинуть волокна. Например, вам нужно забить гвоздь в тонкую доску. Если вбить в него обычный гвоздь, он просто треснет. Для этого плотники специально затупляют гвозди и забивают уже затупившиеся. Тогда гвоздь просто раздавливает волокна древесины перед собой, а не раздвигает их, как клин.

В древности многие простые механизмы использовались в военных целях. Это баллисты и катапульты (рис. 62, 63). Как вы думаете, как они работают?

Обсудите ответы учащихся со всем классом.

Особо большое количество изобретений, прославивших Архимеда. (Если есть свободное время, учитель рассказывает об изобретениях Архимеда).

IV. Крепление нового материала

Практическая работа:

1) Возьмите большой шуруп или шуруп и с помощью линейки измерьте окружность его головки.Для этого нужно приложить головку винта к делениям миллиметровой линейки и прокатать ее по делениям.

Окружность головки винта l = 2R = ….мм

2) Теперь возьмите измерительный циркуль и миллиметровую линейку и измерьте с их помощью расстояние между двумя соседними выступами винтовой резьбы. Это расстояние называется шагом или ходом винта.

Шаг резьбы h = … мм

3) Теперь разделите окружность головки на шаг винта, и вы узнаете, во сколько раз мы выигрываем в прочности, используя этот винт.

V. Дополнительное задание: «Глупые» подъемники.

Попробуйте угадать, сколько раз мы выиграем в силе при использовании следующих систем блоков.

Для решения второй и третьей задач недостаточно ответить на вопрос «На сколько отрезков веревки уменьшится, если тянуть «до упора»? Задания требуют нестандартного подхода. Например, давайте решим вторая задача Пусть человек тянет с силой 10 Н. Эта сила уравновешивается натяжением веревки 2.Так, на второй веревке сила тяги равна 20 Н. Но она уравновешивается натяжением веревки 3. Значит, на третьей веревке сила тяги равна 40 Н. А на четвертой — 80 Н. Следовательно, прирост силы в 8 раз.

Библиографическое описание: Шумейко А. В., Веташенко О. Г. Современный взгляд на простой механизм «блок», изученный по учебникам физики за 7 класс // Молодой ученый. — 2016. — № 2. — С. 106-113..07.2019).

Учебники по физике для 7 класса при изучении простого блочного механизма трактуют получение выигрыша по-разному. усилие при подъеме груза с помощью этого механизма, например: Учебник Перышкина НО. Б. выиграть в Прочность достигается с помощью с помощью колеса блока, на которое действуют силы рычага, и в учебнике Генденштейна Л. Э.такой же выигрыш получается с с использованием каната, который подвергается натяжению каната. разные учебники, разные предметы А различные силы — чтобы выиграть усилие при подъеме груза. Поэтому целью данной статьи является поиск предметов и прочность, с за счет которых осуществляется прибыль в усилие, при подъеме груза с помощью простого блочного механизма.

Ключевые слова:

Сначала познакомимся и сравним, как получают прирост силы, при подъеме груза простым блочным механизмом, в учебниках физики за 7 класс, для этого поместим выдержки из текстов учебников, с теми же понятиями, для наглядности поместим в табл.

Перышкин А. В. Физика. 7-й класс.

§ 61. Применение правила равновесия рычага к блоку, стр.180–183.

Генденштейн Л. Э. Физика. 7-й класс.

§ 24. Простые механизмы, стр. 188–196.

«Блок представляет собой колесо с канавкой, укрепленное в обойме. По желобу блока пропускается канат, трос или цепь.

«Неподвижным блоком называют такой блок, ось которого закреплена и при подъеме груза не поднимается и не опускается (рис. 177).

Неподвижный блок можно рассматривать как равноплечий рычаг, в котором плечи сил равны радиусу колеса (рис.178): ОА=ОВ=r.

Такой блок не дает прибавки в силе.

(F1=F2), но позволяет изменить направление силы».

Дает ли это фиксированный прирост мощности блока? … на рис. 24.1а трос натянут силой, приложенной рыбаком к свободному концу троса. Сила натяжения троса остается постоянной вдоль троса, поэтому со стороны троса к грузу (рыба ) действует тот же модуль силы.Поэтому фиксированный блок не дает выигрыша в силе.

6. Как получить прибавку в силе с помощью фиксированного блока? Если человек поднимает сам так, как показано на рис. 24.6, то вес человека распределяется поровну на две части троса (по разным сторонам блока). Следовательно, человек поднимает себя, применяя силу, равную половине его веса.

«Подвижный блок — это блок, ось которого поднимается и опускается вместе с грузом (рис.179).

На рисунке 180 показан соответствующий ему рычаг: О — точка опоры рычага,

AO — род сил P и OB — род сил F.

Поскольку плечо OB в 2 раза больше плеча OA,

, то сила F в 2 раза меньше силы P: F=P/2.

Таким образом, подвижный блок дает прирост силы в 2 раза по сравнению с .

«пять. Почему движущийся блок дает усиление силы в в два раза?

При равномерном подъеме груза подвижный блок также перемещается равномерно.Это означает, что равнодействующая всех приложенных к нему сил равна нулю. Если массой блока и трением в нем можно пренебречь, то можно считать, что к блоку приложены три силы: веса груза P, направленного вниз, и двух одинаковых сил натяжения каната F, направленных вверх. Так как равнодействующая этих сил равна нулю, то P = 2F, то есть вес груза в 2 раза больше силы натяжения каната. А вот сила натяжения троса – это как раз та сила, которая прикладывается при подъеме груза с помощью подвижного блока.Таким образом, мы доказали , что подвижный блок дает выигрыш в сила 2 раза .

«Обычно на практике применяют комбинацию неподвижного блока с подвижным (рис. 181).

Фиксированный блок используется только для удобства. Прибавки в силе не дает, но меняет направление силы, например, позволяет поднять груз стоя на земле.

Рис.181. Комбинация подвижных и неподвижных блоков — полиспаст».

«12. На рис. 24.7 показана система

.

блока. Сколько у него подвижных блоков и сколько неподвижных?

Какой выигрыш в прочности дает такая система блоков, если трение и

можно ли пренебречь массой блоков? .

Рис.24.7. Ответ на странице 240: «12. Три подвижных блока и один исправлено; 8 раз».

Подведем итоги знакомства и сравнения текстов и рисунков в учебниках:

Свидетельство получения прибавки в силе в учебнике А.В. Перышкин осуществляется на колесе блока и действующей силой является сила рычага; при подъеме груза неподвижный блок не дает выигрыша в силе, а подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза. Нет упоминания о тросе, на котором висит груз на неподвижном блоке и подвижном блоке с грузом.

С другой стороны, в учебнике Л. Е. Генденштейна доказательство набора прочности проводится по тросу, на котором висит груз или подвижный блок с грузом и действующей силой является сила натяжения троса; при подъеме груза неподвижный блок может дать выигрыш в силе в 2 раза, а о рычаге на блочном колесе в тексте нет ни слова.

Поиск литературы, описывающей прирост силы с помощью шкива и троса, привел к «Элементарному учебнику физики» под редакцией академика Г.С. Ландсберга, в §84. Простые машины на страницах 168-175 являются описаниями: «простой шкив, двойной шкив, ворота, цепная таль и дифференциальный шкив». Ведь по своей конструкции «двойной блок дает выигрыш в силе, при подъеме груза, за счет разности длин радиусов блоков», с помощью которых груз поднимается, а «цепь подъемник — дает выигрыш в силе при подъеме груза за счет каната, на нескольких частях которого висит груз.Таким образом, удалось выяснить, почему они дают выигрыш в силе, при подъеме груза, отдельно блока и троса (веревки), но не удалось выяснить, как блок и трос взаимодействуют друг с другом и передают веса груза друг к другу, так как груз может быть подвешен на тросе, а трос перекинут через блок или груз может висеть на блоке, а блок висит на тросе. Оказалось, что сила натяжения троса постоянна и действует по всей длине троса, поэтому передача веса груза тросом на блок будет в каждой точке контакта троса с блоком , а также передачу веса груза, подвешенного на блоке, на трос.Для уточнения взаимодействия блока с тросом проведем опыты по получению выигрыша в силе подвижным блоком, при подъеме груза, с использованием оборудования школьного кабинета физики: динамометров, лабораторных блоков и набора гирь в 1Н (102 грамм). Начнем эксперименты с подвижного блока, потому что у нас есть три разных варианта получения прибавки в силе этим блоком. Первая версия – «Рис.180. Подвижный блок как рычаг с неравными плечами» — учебник А. В. Перышкина, второй «Рис.24,5 … две одинаковые силы натяжения каната F» — по учебнику Л. Е. Генденштейна и, наконец, третья «Рис. 145. Полиспаст». Подъем груза подвижной обоймой полиспаста на нескольких участках одного каната — по учебник Ландсберга GS

Опыт №1. «Рис.183»

Провести опыт №1, получив выигрыш в силе на подвижном блоке «рычаг с неравноплечими ОАБ ​​рис. 180» по учебнику А.В.Перышкин, на подвижном блоке «рис. 183» положение 1 начертить рычаг с неравноплечими ОАВ, как на «рис. 180», и начать подъем груза из положения 1 в положение 2. В этот же момент блок начинает вращаться, против часовой стрелки, вокруг своей оси в точке А, а точка В — конец рычага, за которым происходит подъем, выходит за полуокружность, по которой трос огибает подвижный блок снизу. Точка О — точка опоры рычага, который следует зафиксировать, опускается вниз, см. «рис.183″ — положение 2, т.е. неравноплечий рычаг ОАВ меняется как равноплечий рычаг (точки О и В проходят одинаковые пути).

На основании полученных в эксперименте №1 данных об изменении положения рычага ОАБ на подвижном блоке при подъеме груза из положения 1 в положение 2 можно сделать вывод о том, что представление о подвижном блоке как о рычаге с неравнополочными руки на «Рис. 180”, при подъеме груза, с вращением блока вокруг своей оси, соответствует рычагу с равными плечами, что не дает выигрыша в силе при подъеме груза.

Начнем опыт № 2 с прикрепления к концам троса динамометров, на которые будем подвешивать подвижный блок с грузом массой 102 г, что соответствует силе тяжести 1 Н. Закрепим один из концов троса трос на подвесе, а за второй конец троса поднимем груз на подвижном блоке. Перед подъемом показания обоих динамометров по 0,5 Н каждый, в начале подъема показания динамометра, на котором происходит подъем, изменились на 0.6 Н, и оставался таким во время подъема, в конце подъема показания вернулись к 0,5 Н. Показания динамометра, закрепленного на неподвижной подвеске, в процессе подъема не изменились и остались равными 0,5 Н. Проанализируем результаты эксперимента:

  1. Перед подъемом, когда на подвижном блоке висит груз массой 1 Н (102 г), вес груза распределяется по всему колесу и передается на трос, огибающий блок снизу, всей полуокружностью колеса.
  2. Перед подъемом показания обоих динамометров составляют по 0,5 Н, что свидетельствует о распределении веса груза в 1 Н (102 г) на две части троса (до и после блока) или о том, что трос сила натяжения равна 0,5 Н, и одинакова по всей длине троса (что в начале, то же и в конце троса) — оба эти утверждения верны.

Сравним анализ эксперимента №2 с вариантами учебников по получению прироста силы в 2 раза с подвижным блоком.Начнем с утверждения в учебнике Генденштейна Л. Э. «…что к блоку приложены три силы: веса груза Р, направленного вниз, и двух одинаковых сил натяжения троса, направленных вверх (рис. 24.5)». Правильнее было бы сказать, что вес груза на «рис. 14,5″ был распределен на две части троса, до и после блока, так как сила натяжения троса одна. Осталось проанализировать подпись под «Рис. 181» из учебника А.В. Перышкина «Сочетание подвижного и неподвижного блоки — полиспаст».Описание устройства и получения выигрыша в силе при подъеме груза полиспастом дано в «Элементарном учебнике физики» под ред. Лансберга Г.С., где сказано: «Каждый отрезок каната между блоками будет действовать на подвижный груз с силой Т, а все отрезки каната будут действовать с силой nТ, где n — число отдельных отрезков каната соединение обеих частей блока». Получается, что если на «Рис. 181» применяем выигрыш в силе «веревкой, соединяющей обе части» полиспаста из «Элементарного учебника физики» Г.Ландсберга, то описание набора прочности подвижным блоком на «рис. 179 и, соответственно, рис. 180″ будет ошибкой.

Проанализировав четыре учебника физики, можно сделать вывод, что существующее описание усиления простого механизма, блока не соответствует реальному положению дел и поэтому требует нового описания работы блока простого механизма.

Простой подъемный механизм состоит из блока и троса (троса или цепи).

Блоки данного подъемного механизма делятся на:

по конструкции на простые и сложные;

по способу подъема груза на передвижных и стационарных.

Знакомство с конструкцией блоков начнем с простого блока , представляющего собой колесо, вращающееся вокруг своей оси, с канавкой по окружности для троса (веревки, цепи) рис. 1 и его можно рассматривать как равный -плечевой рычаг, у которого плечи сил равны радиусу колеса: ОА = ОВ = r.Такой блок не дает выигрыша в силе, но позволяет изменить направление движения троса (веревки, цепи).

Блок двойной состоит из двух блоков разного радиуса, жестко скрепленных между собой и установленных на общей оси Рис.2. Радиусы блоков r1 и r2 различны и при подъеме груза они действуют как рычаг с неравными плечами, а выигрыш в силе будет равен отношению длин радиусов блока большего диаметра к блоку меньшего диаметра F =P·r1/r2.

ворота состоит из цилиндра (барабана) и прикрепленной к нему ручки, выполняющей роль блока большого диаметра. Прирост прочности, придаваемый буртиком, определяется отношением радиуса окружности R, описываемой ручкой, к радиус цилиндра r, на который намотан канат F = Р·r/R.

Перейдем к способу подъема груза блоками. Из описания конструкции все блоки имеют ось, вокруг которой они вращаются. Если ось блока неподвижна и не поднимается и не опускается при подъеме груза, то такой блок называется блок неподвижный, блок простой, блок двойной, ворот.

У роликового блока ось поднимается и опускается вместе с грузом рис. 10 и предназначена в основном для устранения перегиба троса в месте подвешивания груза.

Познакомимся с устройством и способом подъема груза. Второй частью простого подъемного механизма является трос, канат или цепь. Трос изготовлен из стальных проволок, канат – из нитей или прядей, а цепь состоит из звеньев, соединенных между собой.

Способы подвешивания груза и получения выигрыша в силе при подъеме груза тросом:

На рис.4, груз закреплен на одном конце троса, и если поднять груз за другой конец троса, то для подъема этого груза потребуется усилие чуть больше веса груза, так как простой блок прибавки в силе не дает F=P.

На рис. 5 груз поднимается самим рабочим за трос, огибающий простой блок сверху, на одном конце первой части троса имеется сиденье, на котором сидит рабочий, а за Вторую часть троса рабочий поднимает сам с усилием в 2 раза меньшим своего веса, так как вес рабочего распределялся на две части троса, первую — от сиденья до блока, а вторую — от блок в руки рабочего F=P/2.

На рис. 6 груз поднимают двое рабочих за два троса и вес груза распределяется поровну между тросами и поэтому каждый рабочий поднимет груз с силой половины веса груза F = P / 2.

На рис. 7 рабочие поднимают груз, который висит на двух частях одного троса и вес груза распределяется поровну между частями этого троса (как между двумя тросами) и каждый рабочий поднимет груз с силой равной до половины веса груза F = P/2.

На рис. 8 конец троса, за который один из рабочих поднимал груз, закреплялся на неподвижной подвеске, а вес груза распределялся на две части троса, а при подъеме рабочим груз за второй конец троса, сила, с которой рабочий поднимет груз, в два раза меньше веса груза F=P/2 и подъем груза будет в 2 раза медленнее.

На рис. 9 груз висит на 3 частях одного троса, один конец которого закреплен и выигрыш в силе при подъеме груза будет равен 3, так как вес груза будет распределен на три частей троса F=P/3.

Для устранения перегиба и уменьшения силы трения в месте подвешивания груза установлен простой блок и сила, необходимая для подъема груза, не изменилась, так как простой блок не дает выигрыша в прочности рис. 10 и рис. 11, а сам блок будет называться подвижным блоком , так как ось этого блока поднимается и опускается вместе с нагрузкой.

Теоретически груз можно подвешивать на неограниченное количество частей одного троса, но на практике они ограничиваются шестью частями и такой подъемный механизм называется тельфер цепной , который состоит из неподвижной и подвижной обоймы с простыми блоками , которые поочередно огибают тросом, закрепленным одним концом к неподвижной скобе, а груз поднимается за второй конец троса.Выигрыш в силе зависит от количества звеньев веревки между неподвижной и подвижной обоймами, как правило это 6 звеньев веревки и выигрыш в силе в 6 раз.

В статье рассмотрены реальные взаимодействия блоков и троса при подъеме груза. Существующая практика определения того, что «неподвижный блок не дает выигрыша в силе, а подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза» ошибочно интерпретировала взаимодействие троса и блока в подъемном механизме и не отражала всего разнообразие конструкций блоков, что привело к развитию однобоко ошибочных представлений о блоке.По сравнению с существующими объемами материала по изучению простого блочного механизма объем статьи увеличился в 2 раза, но это позволило наглядно и доходчиво объяснить процессы, происходящие в простом грузоподъемном механизме, не только учащимся, но и учителям.

Литература:

  1. Перышкин, А. В. Физика, 7 класс: учебник / А. В. Перышкин. — 3-е изд., доп. – М.: Дрофа, 2014, – 224 с.: ил. ISBN 978-5-358-14436-1. § 61. Применение правила равновесия рычага к блоку, с.181–183.
  2. Генденштейн, Л. Э. Физика. 7-й класс. В 14 ч. Ч. 1. Учебник для общеобразовательных учреждений / Л. Э. Генденштен, А. Б. Кайдалов, В. Б. Кожевников; изд. В. А. Орлова, И. И. Ройзен. — 2-е изд., исправл. — М.: Мнемозина, 2010. — 254 с.: ил. ISBN 978-5-346-01453-9. § 24. Простые механизмы, стр. 188–196.
  3. Элементарный учебник физики под редакцией академика Г. С. Ландсберга Том 1. Механика. Высокая температура. Молекулярная физика. — 10-е изд. — М.: Наука, 1985. § 84.Простые машины, стр. 168–175.
  4. Громов С. В. Физика: Учеб. на 7 кл. общеобразовательные учреждения / С. В. Громов, Н. А. Родина. — 3-е изд. — М.: Просвещение, 2001. — 158 с.: ил. ISBN-5-09-010349-6. §22. Блок, стр. 55-57.

Ключевые слова: блок, двойной блок, неподвижный блок, подвижный блок, полиспаст. .

Аннотация: В учебниках физики за 7 класс при изучении простого механизма блок по-разному трактует прирост силы при подъеме груза с помощью этого механизма, например: в А.В учебнике В. Перышкина выигрыш в силе достигается с помощью блочного колеса, на которое действуют рычажные силы, а в учебнике Л. Е. Генденштейна такой же выигрыш достигается с помощью троса, на который действует сила натяжения троса. Разные учебники, разные предметы и разные силы — чтобы получить прирост силы при подъеме груза. Поэтому целью данной статьи является поиск предметов и сил, с помощью которых получается выигрыш в силе при подъеме груза простым блочным механизмом.

Блоки относятся к простым механизмам. Кроме блоков, в группу этих устройств, служащих для преобразования усилий, входят рычаг, наклонная плоскость.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Блок — твердое тело, имеющее возможность вращаться вокруг неподвижной оси.

Блоки изготавливаются в виде дисков (колес, низких цилиндров и т.п.) с канавкой, через которую пропускается канат (торс, канат, цепь).

Блок называется фиксированным, с фиксированной осью (рис.1). Он не двигается при подъеме груза. Неподвижный блок можно рассматривать как рычаг, имеющий равные рычаги.

Условием равновесия блока является условие равновесия приложенных к нему моментов сил:

Блок на рис. 1 будет находиться в равновесии, если силы натяжения нитей равны:

, так как плечи этих сил одинаковы (ОА = ОВ). Неподвижный блок не дает выигрыша в силе, но позволяет изменить направление силы.Тянуть за веревку, идущую сверху, часто удобнее, чем за веревку, идущую снизу.

Если масса груза, привязанного к одному из концов веревки, перекинутой через закрепленный блок, равна m, то для того, чтобы ее поднять, к другому концу веревки следует приложить силу F, равную:

при условии, что мы не учитываем силу трения в блоке. Если необходимо учитывать трение в блоке, то вводится коэффициент лобового сопротивления (k), тогда:

Заменой блока может служить гладкая неподвижная опора.Через такую ​​опору перебрасывается веревка (канат), которая скользит по опоре, но сила трения увеличивается.

Фиксированный блок не дает прибавки в работе. Пути, проходящие через точки приложения сил, одинаковы, силы равны, следовательно, работа равна.

Для того, чтобы получить выигрыш в силе, используя фиксированные блоки, используется комбинация блоков, например, двойной блок. Когда блоки должны иметь разный диаметр. Они жестко связаны друг с другом и установлены на одной оси.К каждому блоку прикреплена веревка, чтобы ее можно было намотать на блок или снять с него, не соскальзывая. Плечи сил в этом случае будут неравны. Двойной блок действует как рычаг с плечами разной длины. На рис. 2 представлена ​​схема двойного блока.

Условием равновесия рычага на рис. 2 станет формула:

Двойной блок может трансформировать силу. Прикладывая меньшую силу к веревке, намотанной на брусок большего радиуса, получают силу, действующую со стороны веревки, намотанной на брусок меньшего радиуса.

Подвижный блок — это блок, ось которого перемещается вместе с грузом. На рис. 2 подвижный блок можно рассматривать как рычаг с плечами разных размеров. В этом случае точка О является точкой опоры рычага. ОА — сила плеча; ОБ — плечо силы. Рассмотрим рис. 3. Плечо силы в два раза больше плеча силы, поэтому для равновесия необходимо, чтобы модуль силы F был вдвое меньше модуля силы P:

Можно сделать вывод, что с помощью подвижного блока мы получаем двукратный выигрыш в силе.Условие равновесия подвижного блока без учета силы трения можно записать в виде:

Если попытаться учесть силу трения в блоке, то введем коэффициент сопротивления блока (k) и получим:

Иногда используется комбинация подвижного и неподвижного блока. В этой комбинации для удобства используется фиксированный блок. Он не дает выигрыша в силе, но позволяет изменить направление силы.Подвижный блок используется для изменения величины приложенной силы. Если концы веревки, охватывающей блок, составляют с горизонтом одинаковые углы, то отношение силы, действующей на груз, к весу тела равно отношению радиуса блока к хорде дуги что закрывает веревка. В случае параллельных канатов сила, необходимая для подъема груза, потребуется в два раза меньше, чем вес поднимаемого груза.

Золотое правило механики

Простые механизмы усиления в работе не дают.Сколько мы выигрываем в силе, сколько раз теряем в расстоянии. Так как работа есть скалярное произведение силы на движение, следовательно, она не изменится при использовании подвижных (как и неподвижных) блоков.

В виде формулы «золотое правило» можно записать так:

где — путь, проходящий через точку приложения силы — путь, проходимый через точку приложения силы.

Золотое правило — простейшая формулировка закона сохранения энергии.Это правило распространяется на случаи равномерного или почти равномерного движения механизмов. Поступательные расстояния концов канатов связаны с радиусами блоков ( и ) как:

Получаем, что для выполнения «золотого правила» для двойного блока необходимо чтобы:

Если силы и уравновешены, то брусок покоится или движется равномерно.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задача Используя систему из двух подвижных и двух неподвижных блоков, рабочие поднимают строительные балки, прилагая усилие, равное 200 Н.Какова масса (м) балки? Трение в блоках не учитывается.
Решение Давайте нарисуем.

Вес груза, приложенного к системе грузов, будет равен силе тяжести, действующей на поднимаемое тело (балку):

Фиксированные блоки не дают прироста прочности. Каждый подвижный блок дает выигрыш в силе в два раза, следовательно, в наших условиях мы получаем выигрыш в силе вчетверо. Это означает, что вы можете написать:

Получаем, что масса балки равна:

Рассчитаем массу балки, возьмем:

Ответить м=80 кг

ПРИМЕР 2

Задача Пусть высота, на которую рабочие поднимают балки, в первом примере равна m.Какую работу выполняют рабочие? Какую работу совершает груз, чтобы поднять его на заданную высоту?
Решение В соответствии с «золотым правилом» механики, если мы, используя существующую систему блоков, получили прирост в силе в четыре раза, то и проигрыш в движении будет также в четыре раза. В нашем примере это означает, что длина каната (l), которую должны выбрать рабочие, будет в четыре раза больше расстояния, которое пройдет груз, то есть:

Чаще всего для получения прочность.То есть с меньшим усилием перемещать больший вес по сравнению с ним. При этом прирост силы не достигается «задаром». Платой за это является потеря расстояния, то есть требуется совершить большее движение, чем без использования простого механизма. Однако, когда силы ограничены, выгодно «обменять» расстояние на силу.

Подвижные и неподвижные блоки являются одним из видов простых механизмов. Кроме того, они представляют собой модифицированный рычаг, который также является простым механизмом.

Фиксированный блок не дает прибавки в силе, он просто меняет направление своего применения. Представьте, что вам нужно поднять тяжелый груз с помощью веревки. Вам придется его подтянуть. Но если использовать неподвижный блок, то тянуть нужно будет вниз, а груз будет подниматься вверх. В этом случае вам будет легче, так как необходимая сила будет суммой мышечной силы и вашего веса. Без использования фиксированного блока пришлось бы прикладывать такое же усилие, но оно достигалось бы исключительно за счет мышечной силы.

Неподвижный блок представляет собой колесо с канавкой для каната. Колесо неподвижно, оно может вращаться вокруг своей оси, но не может двигаться. Концы каната (троса) свисают вниз, к одному прикреплен груз, а к другому приложена сила. Если тянуть кабель вниз, нагрузка поднимается.

Поскольку нет прибавки в силе, нет и потери в расстоянии. На какое расстояние поднимется груз, на такое же расстояние нужно опустить веревку.

Использование прокатного блока дает прирост прочности в два раза (в идеале).Это означает, что если вес груза равен F, то для того, чтобы его поднять, необходимо приложить силу F/2. Подвижный блок состоит из такого же колеса с тросовым желобом. Однако здесь закреплен один конец троса, а колесо подвижно. Колесо движется вместе с грузом.

Вес груза представляет собой направленную вниз силу. Он уравновешивается двумя восходящими силами. Один создается опорой, к которой крепится трос, а другой — натяжением троса. Натяжение троса одинаково с обеих сторон, а это значит, что вес груза распределяется между ними поровну.Следовательно, каждая из сил в 2 раза меньше веса груза.

В реальных ситуациях выигрыш в силе менее чем в 2 раза, так как подъемная сила частично «тратится» на вес каната и блока, а также трение.

Подвижный блок, давая почти двукратный выигрыш в силе, дает двукратный проигрыш в дальности. Чтобы поднять груз на некоторую высоту h, веревки с каждой стороны блока должны уменьшиться на эту высоту, то есть всего получается 2h.

Обычно используются комбинации неподвижных и подвижных блоков — полиспасты. Они позволяют получить выигрыш в силе и направлении. Чем больше подвижных блоков в полиспасте, тем больше выигрыш в силе.

ПРЕДМЕТ: Физика

КЛАСС: 7

ТЕМА ЗАНЯТИЯ: Наклонная плоскость. «Золотое правило механики».

Учитель физики

ТИП ЗАНЯТИЯ: Комбинированный.

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Обновить знания по теме «Простые механизмы»

и узнать общее положение для всех разновидностей простых

механизма, что называют «золотым правилом» механики.

ЦЕЛИ УРОКА:

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

углубить знания об условиях равновесия вращающегося тела, о подвижных и неподвижных блоках;

Докажите, что простые механизмы, используемые в работе, дают выигрыш в силе, а с другой стороны, позволяют изменить направление движения тела под действием силы;

Формировать практические навыки подбора аргументированного материала.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

Воспитывать интеллектуальную культуру у учащихся, чтобы они понимали основное правило простых механизмов;

Познакомить с функциями использования рычагов в быту, в технике, в школьной мастерской, на природе.

РАЗВИТИЕ МЫШЛЕНИЯ:

Формировать умение обобщать известные данные на основе выделения главного;

Формировать элементы творческого поиска на основе метода обобщения.

ОБОРУДОВАНИЕ: Приборы (рычаги, набор гирь, линейка, бруски, наклонная плоскость, динамометр), таблица «Рычаги в живой природе», компьютеры, раздаточный материал (тесты, карточки с заданиями), учебник, доска, мел .

ВО ВРЕМЯ ЗАНЯТИЙ.

СТРУКТУРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ УРОКОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ И СТУДЕНТОВ

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ УРОКА Учитель обращается к классу:

Покрывая весь мир от земли до неба,

Пробуждение не одного поколения,

Научный прогресс шагает по планете.

У природы все меньше и меньше секретов.

Как использовать знания — забота людей.

Сегодня, ребята, познакомимся с общим положением простых механизмов, называемых «золотым правилом» механики .

ВОПРОС СТУДЕНТАМ (ГРУППА ЛИНГВИСТОВ)

Как вы думаете, почему правило называется «золотым»?

ОТВЕТ: « Золотое правило » — одна из древнейших нравственных заповедей, содержащихся в народных пословицах, поговорках: Не делай другому того, чего не хочешь, чтобы сделали тебе, — говорили древние восточные мудрецы.

ГРУППА ЖЕТОН ОТВЕТ: « Золотой» является основой всех фондов.

ОТКРЫТИЕ ЗНАНИЙ. ПРОВЕДЕНИЕ ТЕСТА «РАБОТА И МОЩНОСТЬ»

(на компьютере, тест прилагается)

ТРЕНИРОВОЧНЫЕ ЗАДАНИЯ И ВОПРОСЫ.

1.Что такое рычаг?

2. Что называют плечом силы?

3. Правило равновесия рычага.

4. Формула правила равновесия рычага.

5. Найдите ошибку на картинке.

6. Используя правило равновесия рычага, найдите F2

d1=2см d2=3см

7. Будет ли рычаг сбалансирован?

d1=4см d2=3см

Группа лингвистов выполняет № 1, 3, 5.

Группа специалистов выполняет № 2, 4, 6, 7.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНЧЕСКОЙ ГРУППЫ

1. Балансировочный рычаг

2. Повесьте два груза на левой стороне руки на расстоянии 12 см от оси вращения

3.Сбалансируйте эти два веса:

а) один груз_ _ _ плечо_ _ _ см.

б) две гири_ _ _ плечевые_ _ _ см.

в) три нагрузки_ _ _наплечные _ _ _ см.

Консультант по работе со студентами

В мире интересно.

«Рычаги в дикой природе »

(говорит победитель олимпиады по биологии Минакова Марина)

РАБОТА ПО Демонстрация опытов (консультант)

ВЫУЧИЛ №1 Применение закона равновесия рычага к блоку.

МАТЕРИАЛ. а) Фиксированный блок.

Обновление ранее Студенты должны объяснить, что фиксированный блок можно выучить рассматривать как равноплечий рычаг и получить в

знания о простом не дают силы

механизма. №2 Баланс сил на подвижном блоке.

На основании опытов студенты делают вывод, что подвижный блок
дает выигрыш в прочности в два раза и такой же проигрыш в
пути.

НОВЫЙ МАТЕРИАЛ. Прошло более 2000 лет со дня смерти Архимеда, но
сегодня память людей хранит его слова: «Дайте мне точку опоры, и
я подниму к вам весь мир». математик, физик, изобретатель, разработавший теорию
рычагов и понявший ее возможности.

На глазах правителя Сиракуз Архимеда, воспользовавшись

сложное
устройство рычагов, в одиночку спустивших корабль.девиз
всем, кто нашел что-то новое, обслуживает знаменитая «Эврика!».

Одним из простых механизмов, дающих выигрыш в прочности, является наклонная плоскость
. Определить работу, совершаемую наклонной плоскостью
.

Работа сил на наклонной плоскости.

Измеряем высоту и длину наклонной плоскости и

Сравниваем их соотношение с приростом силы на

F самолеты.

L А) повторяем эксперимент, изменяя угол наклона доски.

Вывод из опыта: наклонная плоскость дает

h увеличение прочности во столько же раз, сколько его длина

Больше высоты. =

2. Золотое правило механики выполняется и для

рычаг.

Сколько раз повернуть рычаг

выигрываем в силе, столько же раз проигрываем

в движении.

УЛУЧШЕНИЕ Задачи качества.

И ЗАЯВКА №1. Почему машинисты избегают останавливать поезда на

ЗНАНИЯ. подняться? (отвечает группа лингвистов).

Б

№ 2 Блок в положении B скользит вниз по наклонной

плоскости для преодоления трения. Будет ли это

сдвиньте планку и в положение А? (ответ дан

точно).

Ответ: Будет, потому что величина F трения стержня о плоскость не
зависит от площади контактных поверхностей.

Расчетные задачи.

№ 1. Найти силу, действующую параллельно длине наклонной плоскости, высота которой 1 м, длина 8 м, так что на наклонной плоскости удерживается груз массой 1,6*10³ Н

Дано: Решение:

ч = 1 м F= F=

Ответ: 2000N

№ 2. Для удержания саней с наездником массой 480 Н на ледяной горе необходима сила 120 Н. Наклон холма постоянен на всем его протяжении.Какова длина горы, если высота 4 м.

Дано: Решение:

ч = 4 м л =

Ответ: 16м

№ 3. Автомобиль массой 3*104 Н движется равномерно по склону длиной 300 м и высотой 30 м. Определите силу тяги автомобиля, если сила трения колес о землю равна 750 Н. Какую работу совершает двигатель на этом пути?

Дано: Решение:

P = 3*104H Сила, необходимая для подъема
Ftr = 750H автомобиля без трения

л = 300 м F= F=

ч = 30м Сила тяги равна:

Фтраст-?, А-? Работа двигателя: A= Fthrust*L

А=3750Х*300м=1125*103Дж

Ответ: 1125кДж

Подведение итогов урока, оценка работы учащихся консультантами с использованием карты внутридифференциального подхода к деятельности на уроке.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ § 72 отв. Раздел 69.71. от. 197 у. 41 #5

экспериментов для детей. Пневматика. «Развитие интереса к физике у младших школьников»

На школьных уроках физики учителя всегда говорят, что физические явления повсюду в нашей жизни. Просто мы часто об этом забываем. А тем временем удивительное рядом! Не думайте, что вам понадобится что-то сверхъестественное для организации физических опытов дома.И вот вам доказательство 😉

магнитный карандаш

Что нужно подготовить?

  • аккумулятор.
  • Толстый карандаш.
  • Провод медный изолированный диаметром 0,2-0,3 мм и длиной несколько метров (чем больше, тем лучше).
  • Скотч.

Опыт проводки

Намотайте проволоку туго витком для включения карандаша, не доходя до его краев на 1 см. Закончился один ряд — второй замотайте сверху на изнаночную сторону.И так далее, пока не закончится вся проволока. Не забудьте оставить два конца проволоки по 8–10 см свободными. Чтобы витки не разматывались после намотки, закрепите их скотчем. Зачистите свободные концы провода и подключите их к контактам аккумулятора.

Что случилось?

Есть магнит! Попробуйте поднести к нему мелкие железные предметы — скрепку, шпильку. Привлекаются!

Властелин воды

Что нужно подготовить?

  • Палочка из оргстекла (например, ученическая линейка или обычная пластиковая расческа).
  • Сухая ткань из шелка или шерсти (например, шерстяной свитер).

Опыт дирижирования

Откройте кран, чтобы потекла тонкая струйка воды. Энергично потрите палочкой или расческой подготовленную ткань. Быстро поднесите палочку к струе воды, не касаясь ее.

Что будет?

Струя воды изгибается дугой, притягиваясь к палке. Попробуйте то же самое с двумя палочками и посмотрите, что получится.

волчок

Что нужно подготовить?

  • Бумага, игла и ластик.
  • Палка и сухая шерстяная ткань из предыдущего опыта.

Опыт дирижирования

Не только водой можно управлять! Отрежьте полоску бумаги шириной 1-2 см и длиной 10-15 см, загните по краям и посередине, как показано на рисунке. Вставьте иглу острым концом в ластик. Сбалансируйте заготовку-вершину на игле.Подготовьте «волшебную палочку», потрите ее о сухую ткань и поднесите к одному из концов бумажной полоски сбоку или сверху, не касаясь ее.

Что будет?

Полоса будет раскачиваться вверх и вниз, как качели, или вращаться, как карусель. А если из тонкой бумаги можно вырезать бабочку, то опыт будет еще интереснее.

Лед и пламень

(опыт проводится в солнечный день)

Что нужно подготовить?

  • Небольшая чашка с круглым дном.
  • Кусок сухой бумаги.

Опыт дирижирования

Налить в чашку с водой и поставить в морозилку. Когда вода превратится в лед, снимите чашку и поставьте ее в миску с горячей водой. Через некоторое время лед отделится от чашки. Теперь выйдите на балкон, положите лист бумаги на каменный пол балкона. Кусочком льда сфокусируйте солнце на листе бумаги.

Что будет?

Бумага должна обгореть, ведь в руках она уже не просто лед… Вы догадались, что сделали увеличительное стекло?

Неправильное зеркало

Что нужно подготовить?

  • Прозрачная банка с плотно закрывающейся крышкой.
  • Зеркало.

Дирижерский опыт

Налейте лишнюю воду в банку и закройте крышкой, чтобы внутрь не попали пузырьки воздуха. Поставьте банку вверх дном на зеркало. Теперь можно посмотреть в зеркало.

Увеличьте свое лицо и загляните внутрь.Будет миниатюра. Теперь начните наклонять банку в сторону, не отрывая ее от зеркала.

Что будет?

Отражение вашей головы в банке, разумеется, тоже будет наклоняться, пока не перевернете ее вверх дном, при этом ног не будет видно. Поднимите банку, и отражение снова перевернется.

Bubble Cocktail

Что нужно приготовить?

  • Стакан крепкого раствора соли.
  • Батарейка от фонарика.
  • два куска медной проволоки длиной около 10 см.
  • Мелкая наждачная бумага.

Опыт дирижирования

Зачистите концы провода мелкой наждачной бумагой. Подсоедините один конец провода к каждому полюсу батареи. Опустите свободные концы проводов в стакан с раствором.

Что случилось?

Возле опущенных концов проволоки поднимутся пузыри.

Лимонная батарейка

Что нужно подготовить?

  • Лимон, тщательно вымытый и вытертый насухо.
  • Два куска изолированного медного провода толщиной примерно 0,2–0,5 мм и длиной 10 см.
  • Стальная скрепка для бумаг.
  • Лампочка от фонарика.

Опыт проводки

Зачистите противоположные концы обоих проводов на расстоянии 2–3 см. Вставьте в лимон скрепку, прикрутите к ней конец одной из проволок. Вставьте конец второй проволоки в лимон на 1-1,5 см от скрепки. Для этого сначала проткните лимон в этом месте иголкой.Возьмите два свободных конца проводов и присоедините лампочки к контактам.

Что будет?

Лампа загорится!

Вы наверное слышали, что есть такая наука — физика? Однако это не важно. Главное, что вы постоянно сталкиваетесь в своей жизни с физическими явлениями, но, возможно, не осознаете этого. Почему происходит то или иное явление, вы узнаете в школе – всему свое время. А те, кто был в школе и все забыл, не расстраивайтесь), здесь есть все для всех.Никогда не знаешь, что пригодится в жизни.

Почти научные эксперименты на кухне

Сначала опыт. Налейте немного воды в формочку для льда и дайте малышу поставить ее в морозильную камеру. Через пару часов вытащите форму и убедитесь, что вместо воды в ней появился лед. Что за чудо, откуда оно взялось? Сможет ли ребенок разобраться в этом самостоятельно? Действительно ли твердый лед — это та же вода? А может, это мама придумала какую-то хитрую хитрость и поменяла формочки в морозилке? Хорошо, давайте проверим! В жаре кухни лед быстро растает и превратится в обычную воду.Вот вам удивительное открытие: на морозе жидкая вода замерзает и превращается в твердый лед. Но вода может превратиться не только в лед. Налейте талую воду в кастрюльку, поставьте ее на огонь и пусть малыш внимательно следит за ней, пока вы заняты своими делами. Когда вода закипит, обратите внимание на поднимающийся пар. Аккуратно поднесите к кастрюле зеркальце и покажите малышу образовавшиеся на нем капельки воды. Так что пар — это тоже вода! Да, это крошечные капельки воды. Если кастрюля будет кипеть достаточно долго, вся вода из нее испарится.Куда она делась? Превратились в пар и разлетелись по всей кухне.

Второй опыт. Налейте в тарелку немного воды, отметьте ее уровень на стенке тарелки маркером и оставьте, скажем, на подоконнике на несколько дней. Каждый день заглядывая в тарелку, малыш сможет наблюдать чудесное исчезновение воды. Куда уходит вода? Так же, как и в предыдущем эксперименте, он превращается в водяной пар — испаряется. Но почему в первом случае воды ушли за считанные минуты, а во втором – за несколько дней, пусть малыш думает сам.Если он найдет связь между испарением и температурой, вы можете по праву гордиться своим маленьким физиком. Теперь, опираясь на новые знания крохи, вы сможете объяснить ему, что такое туман, и почему в мороз изо рта идет пар, и откуда идет дождь, и что происходит в джунглях, когда выглядывает жаркое солнце после тропического ливня и многие-многие другие удивительные интересные явления.

Протянуть веревку сквозь лед

Оказывается, обычный лёд — штука серьезная, иногда даже опасная.Но у него есть слабое место. Лед можно резать… проволокой!

Поместите глыбу льда или большую сосульку на спинки двух стульев. Накинуть на этот лед петлю из стальной проволоки толщиной не более 0,5 мм и подвесить к ней два айрона. Медленно, но неуклонно проволока врезается в лед. Глубже, глубже… А теперь бум! Утюги упали, проволока прошла. Смотри, ледяная глыба цела, как будто ее и не резали. Как такое могло произойти?

Более искусный, чем Колумб

«Христофор Колумб был великим человеком, — писал один школьник в своем классном сочинении, — он открыл Америку и снес яйцо.Оба подвига показались юному гимназисту одинаково достойными изумления. Напротив, американский юморист Марк Твен не видел ничего удивительного в том, что Колумб открыл Америку. «Было бы удивительно, если бы он не нашел ее на месте».

И смею думать, что второй подвиг великого мореплавателя многого не стоит. Вы знаете, как Колумб сложил яйцо? Я просто придавил его к столу, разбив скорлупу на дне. При этом он, конечно же, изменил форму яйца.А как положить яйцо, не изменив его форму? Отважный моряк так и не решил эту задачу.

Между тем, это несравненно проще, чем открыть Америку и даже самый крошечный остров. Я покажу вам три способа: один для вареных яиц, другой для сырых яиц и третий для обоих.

Центробежная сила

С центробежной силой мы сталкиваемся гораздо чаще, чем сами подозреваем. Вы крутите в руке камень, привязанный к веревке. Вы чувствуете, как струна натягивается и грозит оборваться под действием центробежной силы.С такой же силой работает и древнее оружие для метания камней — праща. Центробежная сила ломает жернов, если он вращается слишком быстро и если он недостаточно силен. Если вы подвижны, та же сила поможет вам выполнить трюк.

«Физика на воздушных шарах»

1 видео

Трюки с водой

1 видео

Физика на кухне

1 видео

Физический эксперимент с трубкой Рубенса

1 видео

Эксперименты с мыльным раствором и проволочными цепями

1 видео

Занимательные физические эксперименты «Мой брат — волшебник»

1 видео

Физические эксперименты — «Космос у вас дома»

1 видео

Дым из воды

1 видео

Законы физики — батарейка и винт

1 видео

Занимательная физика в вопросах и ответах Сайт Виктора Елкина

Я.И. Перельман Занимательная физика

Опыт работы с обычной палкой помогает понять законы трения.

В этой книге автор стремится не столько сообщить читателю новые знания, сколько помочь ему «узнать то, что он знает», т. е. углубить и оживить уже имеющиеся у него основные сведения из физики, научить сознательно распоряжаться ими. их и поощрять их к разнообразию их применения. . Это достигается рассмотрением пестрого ряда головоломок, запутанных вопросов, занимательных рассказов, забавных задач, парадоксов и неожиданных сравнений из области физики, относящихся к кругу повседневных явлений или почерпнутых из известных произведений научной фантастики.Составитель особенно широко использовал материал последнего рода, считая его наиболее подходящим для целей сборника: приводятся отрывки из романов и рассказов Жюля Верна, Уэллса, Марка Твена и др. Фантастические переживания, описанные в них, помимо их искушения, могут также играть важную роль в обучении как живые иллюстрации.

Составитель старался, насколько мог, придать изложению внешне интересную форму, придать предмету привлекательность.Он руководствовался психологической аксиомой, что интерес к предмету усиливает внимание, облегчает понимание и, следовательно, способствует более сознательному и прочному усвоению.

Физика для самых маленьких (для детей от 2 до 10 лет)

Если ваш ребенок спрашивает вас, почему снег тает и превращается в воду, а вода закипает и превращается в пар, то самое время познакомить его с нашим фильмом. «Физика для самых маленьких» — это программа, которая поможет найти ответ на многие вопросы.Кролик и его новый друг Робот в легкой и увлекательной форме объяснит вашему ребенку, как все устроено в окружающем нас мире с точки зрения великой науки Физики. Кстати, советуем посмотреть фильм всей семьей, тогда будет проще ответить на детские «Почему?» И как?». Размер файла мультфильма: 365,34 МБ

парит в воздухе

Для корпуса нам понадобятся листы папиросной бумаги, полоски картона, немного казеинового клея или ПВА (но не силикатный), старые газеты, ножницы, линейка и угольник.

Мяч лучше запускать с напарником — один держит за петлю, другой наполняет воздухом.

Тщательно склеенный мяч может довольно долго находиться в воздухе и преодолевать большие расстояния. Конечно, если площадь позволяет.

Странные звуки

Возьмите двухлитровую бутылку лимонада, монету, которой можно прикрыть горлышко бутылки, стакан воды.

1. Поместите пустую неоткрытую бутылку в морозильную камеру на несколько минут.
2.Смочите монету водой.
3. Накройте бутылку, извлеченную из морозильной камеры, монетой.

Через несколько секунд монета начинает подпрыгивать и, ударяясь о горлышко бутылки, издает звуки, напоминающие щелчки. Монета поднимается воздухом, который в морозилке сжался и занял меньший объем, а теперь нагрелся и начал расширяться.

Могучее дыхание

Возьмите вешалку для одежды, крепкую нить, книгу.

1. Привяжите книгу ниткой к вешалке для одежды (см. рис.)
2. Повесьте вешалку на веревку для белья.
3. Встаньте возле книги на расстоянии около 30 см. Со всей силы дуйте на книгу. Он немного отклонится от своего первоначального положения.
4. Теперь снова подуйте на книгу, но осторожно. Как только книга немного отклонится, дуйте вслед. И так несколько раз.

Оказывается, такие повторяющиеся легкие удары могут сдвинуть книгу гораздо дальше, чем однократный сильный дуновение на нее.

Рекордный вес

Возьмите лист бумаги, пустую стеклянную банку, две консервные банки.

1. Поставить две жестяные банки на расстоянии 30 см друг от друга.
2. Положите сверху лист бумаги, чтобы получился мостик.
3. Поместите сверху пустую стеклянную банку. Бумага не выдержит веса банки и прогнется.
4. Теперь согните лист бумаги гармошкой (рис. А, Б, В, Г).
5. Положите эту «гармошку» на две жестяные банки и поставьте на нее стеклянную банку (рис. Е). Аккордеон не гнется.

Умные игры — Физика

Выпуск набора «Юный физик» для проведения 50 экспериментов по электричеству приурочен к столетию выхода в свет классического трехтомника Тома Тита — «Занимательная наука».Слова, написанные в предисловии к ее первому изданию, остаются актуальными и сегодня: «Среди экспериментов, описанных в этой книге, есть простые затеи, которые будут развлечением для родителей и детей, собравшихся вечером за столом. А здесь есть и другие идеи — настоящие научные эксперименты; они заставят нас полюбить физику, чудесную науку, которой мы обязаны открытием пара, телефона, фонографа и которая, быть может, завтра откроет нам новые тайны.Париж, 1 января 1890 г.» Набор «Научные развлечения» — игра для детей от 7 до 14 лет.

Личный опыт проведения экспериментов

Расскажу, что мы делали дома, а то я пишу про опыты, все это болтовня, а это доказательства, так сказать.
Ну, во-первых, Ребенок выходит из кружка «Мой первый путь в науку, опыты по физике и химии», и пытается повторить опыты дома, если конечно это возможно, так как для некоторых опытов требуются специальные реактивы.
Вот что нам с папой показывали:
1. Я налил воды в стакан и перевернул его вверх дном. Как и ожидалось, вода вылилась. Затем она еще раз налила в тот же стакан воды, накрыла его листом бумаги, плотно прижала лист к краю стакана, перевернула стакан и отпустила лист. В результате вода не выливается. Фокус удался только с третьего раза.
2. Фольга, которая умеет танцевать. Опыт простой, вот что нужно сделать.Нарежьте алюминиевую фольгу (блестящую шоколадную или обертку от конфет) на очень узкие длинные полоски. Проведите расческой по волосам, а затем поднесите ее близко к секциям. Полосы начнут танцевать. Это притягивает друг к другу положительные и отрицательные электрические заряды.
3. Спасение мяча. Все мы знаем, что если проколоть воздушный шар, он лопнет. Дочь показала, что шарик можно проткнуть, и он останется целым. Вы также можете повторить этот опыт. Наклейте на шар с двух сторон кусочки скотча.И теперь вы можете спокойно проткнуть ленту шариком, не причинив ей никакого вреда.
4. Преломление света . Это самое простое, наполните стакан водой, опустите в него ручку или карандаш и смотрите.
Экспериментов было довольно много, к сожалению всего не помню, и не могу все описать.
5. Итак, мы весело провели время на пляже. Они принесли из дома увеличительное стекло и
показали ей, как лупа фокусирует солнечные лучи. Для начала мы навели лупу на каплю воды и наблюдали.Потом пытались поджечь бумагу, белую и черную. Сделали выводы, что быстрее загорится и почему. В конце отпуска хозяин выпилил нам красивый кусок фанеры, мы написали имя ребенка, и место, где мы отдыхали. И дочка с папой сожгли эти надписи. Опыты, конечно, сопровождались пояснениями, говорили, что именно благодаря своему свойству фокусировать лучи света в одной точке увеличительное стекло увеличивает предметы.Перед выходом на пляж с лупой объяснили, что нельзя смотреть на солнце через лупу, обожжет глаз. То, что это не шутка, папа тут же подтвердил, поджег бумажку, которая моментально вспыхнула. И самое главное, чтобы дочка не решила поэкспериментировать самостоятельно, постарайтесь спрятать лупу подальше, а лупу давать ей, только в нашем присутствии.
6. Наш маленький рассудок замучил нас тем, как самому сделать увеличительное стекло, Ответ на ее вопрос был таков.Ведь капля — это естественная линза, увеличивающая предметы. Для малыша это будет удивительным открытием. Заранее подготовьте пластиковую пластину: прорежьте отверстие диаметром 5-6 мм с помощью горячего инструмента. Отшлифуйте края отверстия. Предложите ребенку осторожно поставить пальцем каплю воды на дырочку и посмотреть через нее на цветок, жучка, хвою, семечко одуванчика. Пусть откроет для себя, что капля воды — это естественная линза. Подсказка найдена на сайте http://www.danilova.RU.
7. Вот еще один эксперимент, который вы можете провести с солнечными лучами. Поместите хрустальный стакан на белый лист бумаги. Попробуйте поймать солнечный свет своим стеклом. На листе бумаги появятся цветные радужные полосы.

Многие считают науку скучной и унылой. Так говорит тот, кто не видел научных передач от «Эврики». Что происходит на наших «уроках»? Никакой зубрежки, скучных формул и кислого выражения лица соседа по парте. Детям нравится наша наука, все опыты и эксперименты, они любят нашу науку, наша наука доставляет радость и стимулирует к дальнейшему познанию сложных предметов.

Попробуйте сами провести занимательные опыты по физике для детей дома. Будет весело, а главное, очень познавательно. Ваш ребенок познакомится с законами физики в игровой форме, а ведь доказано, что в игре дети быстро и легко усваивают материал и надолго его запоминают.

Занимательные эксперименты по физике, которые стоит показывать детям дома

Простые занимательные эксперименты по физике, которые дети запомнят на всю жизнь.Все, что вам нужно для проведения этих экспериментов, находится у вас под рукой. Итак, вперед к научным открытиям!

Мяч, который не горит!

Реквизит: 2 воздушных шара, свеча, спички, вода.

Интересный опыт: Надуваем первый шарик и держим его над свечой, чтобы показать детям, что шарик лопнет от огня.

Налейте во второй шар простую воду из-под крана, завяжите его и снова поднесите свечи к огню.И о чудо! Что мы видим? Мяч не лопается!

Вода, которая находится в шарике, поглощает тепло, выделяемое свечой, и поэтому шарик не горит, следовательно, не лопается.

Чудо-карандаши

Реквизиты: полиэтиленовый пакет , обычные остро заточенные карандаши, вода.

Интересный опыт: Налейте воду в полиэтиленовый пакет — не полный, наполовину.

В месте наполнения мешка водой, протыкаем мешочек насквозь карандашами.Что мы видим? В местах прокола — пакет не протекает. Почему? А, если сделать наоборот: сначала проткнуть пакет, а потом налить в него воду, то вода будет вытекать через отверстия.

Как происходит «чудо»: объяснение: При разрыве полиэтилена его молекулы притягиваются ближе друг к другу. В нашем эксперименте полиэтилен натягивается на карандаши и предотвращает утечку воды.

Невыпадающий шарик

Реквизиты: воздушный шар, деревянная шпажка и жидкость для мытья посуды.

Интересный опыт: Смажьте верх и низ шарика средством для мытья посуды, проткните шпажкой, начиная снизу.

Как происходит «чудо»: объяснение: А секрет этого «трюка» прост. Чтобы спасти целый мяч, нужно знать, где прокалывать — в точках наименьшего напряжения, которые расположены внизу и вверху мяча.

Цветная капуста

Реквизиты: 4 обычных стакана с водой, яркими пищевыми красителями, листьями капусты или белыми цветами.

Интересный опыт: В каждый стакан добавляем пищевой краситель любого цвета и опускаем в подкрашенную воду один лист капусты или цветок. Оставляем «букет» на ночь. А утром… мы увидим, что листья или цветы капусты стали другого цвета.

Как происходит «чудо»: объяснение: Растения поглощают воду, чтобы питать свои цветы и листья. Это связано с капиллярным эффектом, при котором вода сама заполняет тонкие трубочки внутри растений.Всасывая подкрашенную воду, листья и цвет меняют свой цвет.

Яйцо, которое умеет плавать

Реквизиты: 2 яйца, 2 стакана воды, соль.

Интересный опыт: Аккуратно поместите яйцо в стакан с простой чистой водой. Видим: утонуло, опустилось на дно (если нет, то яйцо протухло и его лучше выбросить).
А вот во второй стакан налейте теплую воду и размешайте в ней 4-5 столовых ложек соли.Дожидаемся, пока вода остынет, затем опускаем в соленую воду второе яйцо. И что мы видим сейчас? Яйцо плавает на поверхности и не тонет! Почему?

Как происходит «чудо»: объяснение: Все дело в плотности! Средняя плотность яйца намного больше плотности простой воды, поэтому яйцо «тонет». Да и плотность солевого раствора больше, и поэтому яйцо «плавает».

Вкусный эксперимент: Хрустальная конфета

Реквизиты: 2 стакана воды, 5 стаканов сахара, деревянные палочки для маленьких шампуров, плотная бумага, прозрачные стаканы, кастрюля, пищевой краситель.

Интересный опыт: Взять четверть стакана воды, добавить 2 столовые ложки сахара, сварить сироп. При этом на плотную бумагу насыпаем немного сахара. Затем обмакнуть в сироп деревянную шпажку и набрать ею сахар.

Дайте палочкам высохнуть в течение ночи.

Утром растворяем 5 стаканов сахара в двух стаканах воды, оставляем сироп остывать на 15 минут, но не сильно, иначе кристаллы не «вырастут». Затем разлить сироп по банкам и добавить разноцветный пищевой краситель.Опускаем шпажки с сахаром в банки так, чтобы они не касались ни стенок, ни дна (можно использовать прищепку). Что дальше? А дальше наблюдаем за процессом роста кристаллов, ждем результата, чтобы… покушать!

Как происходит «чудо»: объяснение: Как только вода начинает остывать, растворимость сахара уменьшается и он выпадает в осадок, оседая на стенках сосуда и на шпажке с затравкой сахарных крупинок.

«Эврика»! Наука без скуки!

Есть еще один вариант мотивировать детей заниматься наукой — заказать научное шоу в Центре развития «Эврика».О, чего здесь нет!

Шоу-программа «Веселая кухня»

Здесь малышей ждут увлекательные эксперименты с теми вещами и продуктами, которые имеются на любой кухне. Дети попытаются утопить мандарин; сделать рисунки на молоке, проверить яйцо на свежесть, а также узнать, чем полезно молоко.

«Фокусы»

Эта программа содержит эксперименты, которые на первый взгляд кажутся настоящими фокусами, но на самом деле все они объясняются с помощью науки.Малыши узнают: почему не лопается шарик над свечой; что заставляет яйцо летать, почему воздушный шар прилипает к стене… и другие интересные эксперименты.

«Занимательная физика»

Весит ли воздух, почему греет шуба, что общего между экспериментом со свечой и формой крыла птиц и самолетов, может ли кусок ткани удерживать воду, может ли яичная скорлупа целого слона, эти и другие на вопросы малыши ответят, став участниками шоу «Занимательная физика» от «Эврики».

Эти Занимательные опыты по физике для школьников можно проводить на уроках, чтобы привлечь внимание учащихся к изучаемому явлению, при этом повторяя и закрепляя учебный материал: они углубляют и расширяют знания школьников, способствуют развитию логического мышления, прививают интерес в теме.

Это имеет значение: безопасность научного шоу

  • Основная часть реквизита и расходных материалов закупается напрямую в специализированных магазинах компаний-производителей США, а потому вы можете быть уверены в их качестве и безопасности;
  • Центр детского развития «Эврика» ненаучные показы ядовитых или других вредных для здоровья детей материалов, легко бьющихся предметов, зажигалок и прочего «вредного и опасного»;
  • Перед заказом научных шоу каждый клиент может ознакомиться с подробным описанием проводимых экспериментов, а при необходимости и толковыми пояснениями;
  • Перед началом научного шоу дети проходят инструктаж по правилам поведения на Шоу, а профессиональные Ведущие следят за тем, чтобы эти правила не нарушались во время шоу.

На этой странице я буду собирать известные мне книги по занимательной физике: книги, которые есть у меня дома, ссылки на рассказы и отзывы о таких книгах.

Напишите, пожалуйста, в комментариях, какие занимательные научные книги вы знаете.

Зубков Н.М. «Вкусная наука» Опыты и опыты на кухне для детей от 5 до 9 лет. Простая маленькая книга. Я бы понизил возраст, слишком простые и известные эксперименты, типа плавания яйца в соленой воде и заворачивания мороженого в шубу.В основном ответы на детские «почему?». Хотя, может я излишне требовательна) Так что в принципе все красиво и понятно)

Л. Генденштейн и др. «Механика» — книга из моего детства. В нем в виде комиксов друзья знакомятся с законами механики. Это знакомство происходит в игре, в разговоре, в общем, между делом. Она мне очень нравилась тогда и нравится до сих пор. Может быть, именно с нее началось мое увлечение физикой?

«Детская энциклопедия» .Этот Талмуд тоже из моего детства. Он содержит 5 томов. Есть и про искусство, и про географию, биологию, историю. А этот натуральный. Сколько раз открываю, настолько убеждаюсь, что старые энциклопедии не такие, как нынешние. Рисунки правда чёрно-белые (в основном), но информации гораздо больше.

А. В. Лукьянова «Реальная физика для мальчиков и девочек» . Первая книга по физике, которую я купил себе. Что сказать? Не сразу впечатлил.Книга большого формата, рисунки красивые, бумага плотная, цена высокая. А на самом деле не так уж и много. Но, в принципе, читать, рассматривать картинки с ребенком можно.

А. Дмитриев «Дедушкин сундук» . Эта небольшая брошюра мне больше всего нравится. Почти самоиздание по дизайну, но все эксперименты, научные игрушки описаны очень доступно и просто.

Том Тит «Научные развлечения» . Везде эту книгу очень хвалят, но мне она тоже не очень понравилась.Эксперименты интересные. Но объяснения нет. А без объяснения как-то плохо получается.

Ю. Перельман «Занимательная механика», «Физика на каждом шагу», «Занимательная физика» . Перельман, конечно, классика жанра. Однако его книги не для самых маленьких.

Бруно Донат «Физика в играх» . Похоже на Тома Тит, только как-то проще на мое восприятие и пояснения всех опытов и игр даются.

Сикорук Л.А. «Физика для детей» . Чем-то похож на мою «Механику» Генденштейна из детства. Нет, здесь нет юмора, а знакомство с физическими законами природы происходит в разговоре и вскользь. Я не нашел эту книгу в продаже, потому что она у меня только в печатном виде.

Ну и последнее увлечение — карты с научными экспериментами.

Приближаются весенние каникулы, и многие родители задаются вопросом: чем занять детей? Домашние эксперименты по физике — например, из книги «Опыты Тома Тита.Удивительная механика — отличное времяпрепровождение для младших школьников. Особенно, если в результате получается полезная вещь, вроде духового ружья, и законы пневматики становятся понятнее.

Сарбакан — пневматический пистолет

Air широко используется в различных современных технических устройствах. С ним работают пылесосы, им накачивают автомобильные шины, а также его используют в ветряных пушках вместо пороха.

Дутье, или сарбакан, — древнее охотничье оружие, которое иногда использовалось в военных целях.Представляет собой трубку длиной 2-2,5 метра, из которой под действием выдыхаемого стрелком воздуха выбрасываются миниатюрные стрелы. В Южной Америке, на островах Индонезии и в некоторых других местах сарбакан до сих пор используется для охоты. Миниатюру такой духовки можно сделать самостоятельно.

Что потребуется:

  • пластиковая, металлическая или стеклянная трубка;
  • иглы или швейные булавки;
  • кисти для рисования или рисования;
  • изолента
  • ;
  • ножницы и нитки;
  • мелких перьев;
  • поролон
  • ;
  • совпадений.

Опыт. Корпусом для сарбикана будет пластиковая, металлическая или стеклянная трубка длиной 20-40 сантиметров и внутренним диаметром 10-15 миллиметров. Подходящую трубку можно сделать из третьей ножки телескопической штанги или лыжной палки. Трубку можно свернуть из листа плотной бумаги, для прочности обмотав снаружи изолентой.

Теперь один из способов изготовления стрел.

Первый способ. Возьмите пучок волос, например, от рисовальной или малярной кисти, туго завяжите его ниткой с одного конца.Затем в образовавшийся узел вставьте иголку или булавку. Закрепите конструкцию, обмотав ее изолентой.

Второй способ. Вместо волос можно использовать маленькие перья, вроде тех, которыми набивают подушки. Возьмите несколько перьев и обмотайте их внешние концы изолентой прямо к игле. С помощью ножниц обрежьте края перьев по диаметру трубки.

Третий способ. Стрелу можно сделать со спичечным древком, а «оперение» можно сделать из поролона.Для этого воткните конец спички в центр поролонового кубика размером 15-20 миллиметров. Затем привяжите поролон к спичке за край. С помощью ножниц придайте куску поролона форму конуса с диаметром, равным внутреннему диаметру сарбикановой трубки. Прикрепите иголку или булавку к противоположному концу спички изолентой.

Вставьте стрелу в трубку острием вперед, поднесите трубку к сомкнутым губам и, открыв губы, резко подуйте.

Результат. Стрела вылетит из трубы и пролетит 4-5 метров. Если взять более длинную трубку, то при небольшой практике и подборе оптимального размера и массы стрелы можно поразить цель с расстояния 10-15 метров.

Пояснение. Выдуваемый вами воздух вынужден выходить через узкий канал трубки. При этом скорость его передвижения сильно возрастает. А так как в трубке есть стрелка, препятствующая свободному движению воздуха, то она еще и сжимается — в ней накапливается энергия.Сжатие и ускоренное движение воздуха ускоряют стрелу и придают ей кинетическую энергию, достаточную для полета на определенное расстояние. Однако из-за трения о воздух энергия летящей стрелы постепенно расходуется, и она летит.

Пневматический подъемник

Вам наверняка приходилось лежать на надувном матрасе. Воздух, которым он наполнен, сжат и легко выдерживает ваш вес. Сжатый воздух обладает большой внутренней энергией и оказывает давление на окружающие предметы. Любой инженер скажет вам, что воздух — прекрасный работник.С его помощью работают конвейеры, прессы, грузоподъемные и многие другие машины. Они называются пневматическими. Это слово происходит от древнегреческого «пневмотикос» — «надутый воздухом». Вы можете испытать силу сжатого воздуха и сделать простейший пневмоподъемник из простых подручных средств.

Что потребуется:

  • толстый полиэтиленовый пакет;
  • две-три тяжелые книги.

Опыт. Положите на стол две-три тяжелые книги, например, в форме буквы «Т», как показано на рисунке.Попробуйте подуть на них, чтобы они упали или перевернулись. Как бы вы ни старались, у вас вряд ли получится. Однако мощности вашего дыхания все же достаточно, чтобы решить эту, казалось бы, непростую задачу. Следует позвать на помощь пневматиков. Для этого воздух дыхания необходимо «поймать» и «запереть», то есть сделать сжатым.

Подложите под книги пакет из плотного полиэтилена (он должен быть целым). Прижмите открытый конец пакета ко рту рукой и начните дуть. Не торопитесь, дуйте медленно, потому что воздух из мешка никуда не уйдет.Смотрите, что происходит.

Результат. Пакет будет постепенно надуваться, поднимать книги все выше и выше и, наконец, опрокидывать их.

Пояснение. При сжатии воздуха количество его частиц (молекул) в единице объема увеличивается. Молекулы часто ударяются о стенки объема, в котором они сжаты (в данном случае упаковки). Это означает, что давление со стороны воздуха на стенки увеличивается, и чем больше, тем сильнее сжимается воздух.Давление выражается силой, приложенной к единице площади стенки. И в этом случае сила давления воздуха на стенки мешка становится больше силы тяжести, действующей на книги, и книги поднимаются.

Комментировать статью «Занимательная физика: опыты для детей. Пневматика»

Еще по теме «Опыты по физике дома»:

Книги по физике для детей. Занимательная физика: эксперименты для детей.Пневматика. С шестого класса отец давал мне читать всякие книжки по занимательной физике. И интересно в нем и детям, и взрослым.

Пневматика. Домашние опыты по физике — например, из книги «Опыты Тома Тита». С шестого класса отец давал мне читать всякие книжки занимательные. Домашние опыты: физика и химия для детей 6-10 лет. Опыты для детей: занимательная наука дома.

Занимательная физика: опыты для детей дома.Опыт. По опыту, маленькие дети не пробуют никаких трюков. Мой старший долгое время (в 5 лет) прыгал на аттракционах на батуте (не на надувном) Занимательная физика: опыты для детей. Пневматика.

Не могли бы вы рассказать мне о физике? ЕГЭ и другие экзамены. Подростки. Эксперименты для детей: занимательная наука дома. С помощью этого опыта можно объяснить ребенку явление атмосферного давления.

Школа, среднее образование, учителя и ученики, домашние задания, репетитор, каникулы.занимательные опыты по физике дома. Федеральная экологическая программа.

Занимательная физика: опыты для детей. Пневматика. Домашние эксперименты: духовой пистолет и пневмоподъемник. Версия для печати. 4,4 5 (28 оценок) Оцените статью.

Занимательная физика: опыты для детей. Пневматика. Опыты в физике: Физика в опытах и ​​экспериментах [ссылка-3] Классные опыты и откровения Игорь Белецкий [ссылка-10] Эксперименты для любознательных школьников [ссылка-1] Строение материи и Кафнер…

Занимательная физика: опыты для детей. Пневматика. Я уже писал про охлаждающую бутылку, которая проглатывает воздушный шарик. То же самое можно сделать и с вареным яйцом 🙂 В обоих случаях нужно стеклянное. Оценки отличные, а знаний нет.

Занимательная физика: опыты для детей. Пневматика. Домашние эксперименты по физике — например, из книги «Опыты Тома Тита». С шестого класса отец давал мне читать всякие книжки по занимательной физике.И интересно в нем и детям, и взрослым. Так что мы решили…

Домашние опыты: физика и химия для детей 6-10 лет. Эксперименты для детей: занимательная наука дома. Химия для младших школьников.

Эксперименты по химии и физике. Естественные науки. Ранняя разработка. Методики раннего развития: Монтессори, Домана, кубики Зайцева, обучение чтению, группы Подскажите, пожалуйста, ссылку для мальчика 3,6 лет, первые опыты/занятия по химии и физике.Заранее спасибо.

Научные эксперименты с детьми: 5 домашних химических опытов. Домашние опыты по химии с детьми: как сделать клей своими руками в домашних условиях. Эксперименты для детей: занимательная наука дома.

Библиотека игр «Веселая физика». Праздники, отдых. Ребенок от 3 до 7 лет. Воспитание, питание, режим дня, посещение детского сада и отношения с воспитателями, болезни и физическое развитие ребенка от 3 до 7 лет.Занимательная физика: эксперименты для детей. Пневматика.

Эксперименты для детей: занимательная наука дома. Опыты в физике: Физика в опытах и ​​»Общая химия» Глинки хороша для старшеклассников, а вот для малышей… Моя с 9 лет Думаю, что детям об атомах и электронах можно рассказывать с большей осторожностью…

Эксперименты для детей: занимательная наука дома. Пневматика. Домашние эксперименты по физике — например, из книги «Опыты Тома Тита.Сжатый воздух обладает большой внутренней энергией и оказывает давление на окружающие предметы.

Занимательная физика: опыты для детей. Пневматика. Домашние опыты по физике — например из книги «Опыты Тома Тита. а потом эту ложку опустить в стакан с водой, ложка вдруг засверкает серебром Опыты для детей: занимаем наукой дома.

Опыт по физике для детей: как доказать вращение Земли. Пройдено 1543 (мат-класс) + 57 (мат-класс) + физполевые школы (у Лукьянова) Если вы не знаете, что в берегах бывает разная вода, то можете послужить Опыты для детей: занимательная наука у дома.

Химические эксперименты в домашних условиях. Прочитал ниже про химию в домашних условиях и решил добавить немного домашних опытов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.