Список рекомендованной литературы
История золотого правила механики
Когда люди начали использовать блоки, рычаги, вороты обнаружили, что перемещения, совершаемые при работе простых механизмов, оказались связаны с силами развиваемыми этими механизмами.
Это правило в древности было сформулировано так: то, что мы выигрываем в силе, мы проигрываем в пути. Данное положение общее, но очень важное, и получило в название золотое правило механики.
Доказательство золотого правила механики
Уравновесим рычаг с помощью двух разных по модулю сил. На плече l 1 действует сила F 1, на плече l 2 действует сила F 2 , под действием этих сил рычаг находится в равновесии Затем приведем рычаг в движение. За одно и то же время точка приложения силы F 1 пройдет путь S1, а точка приложения силы F 2 пройдет путь S2 (рис.1).
Рис. 1
Если измерить модули этих сил и пути, пройденные точками приложения сил, то получим равенство: 
.
Из этого равенства видим, во сколько раз отличаются силы, приложенные к рычагу, во столько же раз обратно пропорционально будут отличаться пути, совершенные точками приложения силы.
С помощью свойств пропорции переводим это выражение в другой вид: 
– произведение силы F1 на путь S1 равно произведению силы F2 на путь S2. Произведение силы на путь называется работой 
, в этом случае работы равны A1=A2. Рычаг не дает выигрыша в работе, такой же вывод можно сделать про любой другой простейший механизм.
|
|
|
Золотое правило механики: ни один механизм не даёт выигрыша в работе. Выигрывая в силе, мы проигрываем в пути и наоборот.
Золотое правило механики применительно к блокам
Рассмотрим неподвижный блок. Закрепим блок в оси и прикрепим два груза к веревкам блока, затем переместим один груз вниз, груз, перемещенный вниз прошел расстояние S, а груз, который переместился вверх, прошел такое же расстояние S.
Силы равны, пути, пройденные телами, тоже равны, это значит, что работы тоже равны, а неподвижный блок не дает выигрыша в работе.
Рассмотрим подвижный блок. Закрепим один конец веревки, пропустим его через подвижный блок и прикрепим второй конец к динамометру, к блоку подвесим грузы. Отметим положение грузов на штативе, поднимем грузы на расстояние S1, также отметим и вернем в исходное положение, теперь отметим на штативе положение крючка динамометра. Снова поднимаем грузы на расстояние S1 и отмечаем положение крючка динамометра в этом случае (рис. 2).
Рис. 2
Для подъема груза на высоту S1 пришлось вытянуть веревку практически в два раза отличающегося от расстояния, которое проделал груз. Подвижный блок дает выигрыш в силе, а в работе не дает, во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в пути.
|
|
|
Пример решения задачи
Условие. С помощью подвижного блока грузчик поднял ящик с инструментами на высоту S1 = 7 м, прикладывая силу F2 = 160 Н. Какую работу совершил грузчик A2?
Решение
Для того чтобы найти работу, необходимо следующее: 
.
S2 – величина перемещения веревки.
Во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в пути, поэтому 
, тогда 
.
Ответ: работа, которую совершил грузчик, 2,24 кДж.
Заключение
Многовековая практика доказывает, что ни один простой механизм не дает выигрыша в работе, можно, выигрывая в силе, проиграть в пути и наоборот – в зависимости от условий задачи, которую необходимо решить.
Список рекомендованной литературы
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 кл.: 5-е изд., стереотип. – М: Издательство «Экзамен», 2010.
Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 53; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!