Задание 57.1. Заполните пропуски в тексте.
В быту, строительстве и других видах своей деятельности человек использует различные приспособления, которые позволяют получить выигрыш в силе или просто изменить направление действия силы. Приспособления, служащие для преобразования силы, называются механизмами.
Задание 57.2. Перечислите три простых механизма и приведите примеры их использования.
1)рычаги – весы, ножницы;
2)наклонная плоскость – используют для поднятия тяжелых грузов на высоту;
3)блоки (бывают подвижными и неподвижными) – использование на стройках для поднятия груза.
Задание 58.1. а)Отметьте на рисунках точкой О неподвижную точку рычага (точку опоры). б) Изобразите силы, действующие на рычаг со стороны человека и груза.
Задание 58.2. На каждом рисунке точкой О обозначена точка опоры. покажите плечо каждой силы, действующей на рычаг, и обозначьте его соответственно l1 или l2.
Задание 58.3. На рычаг, находящийся в равновесии, действуют две силы F1 и F2, имеющие плечи l1 и l2 соответственно. Зачеркните все ошибочные алгебраические выражения.
Задание 58.4. В точке А к рычагу подвешено два груза массой по 102 г. Груз какой массы надо подвесить в точке В для того, чтобы рычаг сохранил равновесие?
Задание 58.5. Какую силу показывает динамометр в каждом случае, если рычаг находится в равновесии? Масса каждого груза 102 г.
Задание 59.1. Выберите правильное окончание определения момента силы. Момент силы – это…
произведение модуля силы на плечо этой силы
Задание 59.2. На рисунке показаны рычаги, к которым приложены силы.
Задание 59.3. Выберите правильное утверждение.
Единицей момента силы в СИ является … .
Задание 59.4. Определите момент силы, равной по модулю 40 Н, плечо которой 4 см.
Задание 59.5. На рычаг действуют две силы: 10 Н и 6 Н. плечо каждой силы соответственно равно 24 см и 40 см. первая силы вращает рычаг по ходу часовой стрелки, вторая – против хода часовой стрелки. Находится ли рычаг в равновесии? Ответ обоснуйте.
Задание 60.1. Рабочий удерживает рычаг малой массы в равновесии, прикладывая силу F. На рисунке схематично показаны силы, действующие на рычаг со стороны руки, опоры и груза. Силу тяжести, действующую на рычаг, не учитываем, так как его масса мала. Выполните задания.
Задание 60.2. Человек удерживает на палке груз массой 5 кг. Определите силу давления F палки на плечо. Массой палки пренебречь.
Задание 60.3. Рабочий поднимает груз одинаковой массы с помощью веревки (рис. а) и рычага малой массы (рис. б). Оцените по рисунку, во сколько раз меньшую силу прикладывает рабочий во втором случае, чем в первом.
Задание 60.4. Легкий рычаг находится в равновесии под действием веса груза массой 500 г и силы давления штока АВ поршня, с помощью которого газ удерживается в закрытом сосуде.
Работа, мощность, энергия
Рабочая тетрадь по физике 7 класс Т.А. Ханнанова (к учебнику А.В. Перышкина)
Задание 55.1 Заполните пропуски в тексте, используя слова: тело; сила; работа.
Задание 55.2 Штангист совершает различные действия. Поставьте знак «+», если в описанной ситуации штангист совершает над штангой положительную работу, знак «–» – если отрицательную, и число «0», если работа над штангой не совершается.
Задание 55.3 При помощи механизма равномерно поднимают груз вертикально вверх на высоту 2 м, прикладывая силу 500 Н. какую работу при этом совершает приложенная к грузу сила?
Задание 55.4 Мраморную плиту объёмом 2 м3 равномерно поднимают вверх на высоту 4 м с помощью троса. Какую работу при этом совершает сила тяжести, действующая на плиту?
Задание 55.5 Запишите значения работы в указанных единицах.
Задание 55.6 Какую работу совершит мальчик, равномерно переместив санки на расстояние 5 м, прикладывая в горизонтальном направлении силу 3 Н? какую работу при этом совершит сила трения, действующая на санки?
Задание 56.1 Какова средняя мощность силы, если:
Задание 56.2 Выберите правильное утверждение.
Задание 56.3. Сравните мощности двух механизмов, выразив вначале их значения в единицах СИ, а затем поставив между ними подходящие по смыслу знаки.
Задание 56.4. Мощность ракетного двигателя 15 000 кВт. Какую работу он совершает за 10 с полёта?
Задание 56.5. Какую мощность развивает сила при равномерном поднятии груза массой 100 кг на высоту 0,5 м за 0,4 с?
Задание 56.6. Рабочие равномерно тянут тележки разной массы, прикладывая к ним разные силы тяги F1 и F2. На рисунке изображены в масштабе силы, действующие на тележки со стороны рабочих, и скорости тележек. Сравните мощности сил F1 и F2. Ответ поясните.
Задание 56.7. Докажите, что если направление приложенной к телу силы совпадает с направлением скорости этого тела при равномерном движении, мощность этой силы равна
Задание 57.1. Заполните пропуски в тексте.
В быту, строительстве и других видах своей деятельности человек использует различные приспособления, которые позволяют получить выигрыш в силе или просто изменить направление действия силы. Приспособления, служащие для преобразования силы, называются механизмами.
Задание 57.2. Перечислите три простых механизма и приведите примеры их использования. 
Задание 58.1. а)Отметьте на рисунках точкой О неподвижную точку рычага (точку опоры). б) Изобразите силы, действующие на рычаг со стороны человека и груза.
Задание 58.2. На каждом рисунке точкой О обозначена точка опоры. покажите плечо каждой силы, действующей на рычаг, и обозначьте его соответственно l1 или l2.
Задание 58.3. На рычаг, находящийся в равновесии, действуют две силы F1 и F2, имеющие плечи l1 и l2 соответственно. Зачеркните все ошибочные алгебраические выражения.
Задание 58.4. В точке А к рычагу подвешено два груза массой по 102 г. Груз какой массы надо подвесить в точке В для того, чтобы рычаг сохранил равновесие?
Задание 58.5. Какую силу показывает динамометр в каждом случае, если рычаг находится в равновесии? Масса каждого груза 102 г.
Задание 59.1. Выберите правильное окончание определения момента силы. Момент силы – это…
произведение модуля силы на плечо этой силы
Задание 59.2. На рисунке показаны рычаги, к которым приложены силы.
Задание 59.3. Выберите правильное утверждение.
Единицей момента силы в СИ является … .
Задание 59.4. Определите момент силы, равной по модулю 40 Н, плечо которой 4 см.
Задание 59.5. На рычаг действуют две силы: 10 Н и 6 Н. плечо каждой силы соответственно равно 24 см и 40 см. первая силы вращает рычаг по ходу часовой стрелки, вторая – против хода часовой стрелки. Находится ли рычаг в равновесии? Ответ обоснуйте.
Задание 60.1. Рабочий удерживает рычаг малой массы в равновесии, прикладывая силу F. На рисунке схематично показаны силы, действующие на рычаг со стороны руки, опоры и груза. Силу тяжести, действующую на рычаг, не учитываем, так как его масса мала. Выполните задания.
Задание 60.2. Человек удерживает на палке груз массой 5 кг. Определите силу давления F палки на плечо. Массой палки пренебречь.
Задание 60.3. Рабочий поднимает груз одинаковой массы с помощью веревки (рис. а) и рычага малой массы (рис. б). Оцените по рисунку, во сколько раз меньшую силу прикладывает рабочий во втором случае, чем в первом.
Задание 60.4. Легкий рычаг находится в равновесии под действием веса груза массой 500 г и силы давления штока АВ поршня, с помощью которого газ удерживается в закрытом сосуде.
Задание 61.2. Груз какой максимальной массы можно поднять с помощью подвижного лёгкого блока, прикладывая к верёвке силу 200 Н? массой блока пренебречь. Ответ обоснуйте.
Задание 61.3. На рисунке показан подвижный блок, с помощью которого равномерно поднимают груз.
а) На рисунке отметьте точку опоры рычага, соответствующего этому блоку, изобразите действующие на него силы и покажите плечи этих сил.
б) Определите массу груза. Массой блока пренебречь. Ответ обоснуйте.
Задание 61.4. На рисунке показана система из двух блоков, которая часто используется на практике.
Задание 62.1. Рабочий использует неподвижный блок для подъема груза массой 12 кг на высоту 2 м, держа веревку так, что она образует с вертикалью угол 0 0С (рис. а), 45 0С (рис. б) и 60 0С (рис. в). Какую работу совершает рабочий в каждом случае? Ответ поясните.
Задание 62.2. Груз массой 204 г поднимают на высоту 50 см вначале только с помощью нити, а затем с помощью нити и подвижного блока.
Задание 62.3. Двое рабочих равномерно поднимают ведра с раствором, массой 14 кг каждое, с земли на высоту 4 м: первый – стоя на земле, при помощи системы блоков, второй – высунувшись из окна и подтягивая ведро только с помощью веревки.
Задание 63.1. Заполните пропуски в тексте.
Задание 63.2. На рисунке отметьте центр тяжести каждой плоской фигуры, находящийся в точке пересечения диагоналей (рис. а, б), диаметров ( рис. в) или медиан (рис. г).
2. На экране монитора постепенно увеличивайте угол наклона плоскости, на которой стоят кубики, до тех пор, пока прямая, вдоль которой направлена равнодействующая сил тяжести, не выйдет за пределы площади опоры и тело не упадёт.
Простые механизмы. Подъемный механизм. Простые механизмы в быту
С самой древности человек пытается облегчить свой труд. Для этого он применяет различные приспособления. Что собой представляют простейшие механизмы? Какие существуют разновидности этих приспособлений? Чем отличаются простые и сложные механизмы? Об этом и многом другом – далее в статье.
Общая информация
Простые механизмы (от греч. «машина, орудие») – устройства, дающие выигрыш в силе. Некоторые из этих приспособлений появились в самой древности. Простые механизмы могут являться самостоятельными устройствами либо быть элементами более сложных агрегатов. В зависимости от типа конструкции определяется и сфера применения того или иного приспособления. Использование простых механизмов существенно облегчает человеческую деятельность. Такие устройства дают выигрыш в силе. К примеру, клин, который вбивается в полено, обладает большей силой, чем сам удар по приспособлению. Поэтому дерево быстро распирает в разные стороны. Вместе с этим, удар на клин приходится сверху вниз, а части полена раздвигаются в стороны. То есть в данном случае происходит еще и преобразование в направлении движения.
Простые механизмы. Примеры
Существует несколько видов приспособлений:
а) винт применяется в шурупах, как сверло в отбойных молотках, дрелях; может служить и как подъемный механизм (Архимедов винт);
б) клин способствует увеличению давления за счет концентрирования массы на небольшой площади. Применяется в пуле, лопате, копье.
Рычаг – приспособление, описанное Архимедом. Может выступать как спусковой крючок, выключатель.
а) ворот применяется для ременной передачи и поднятия воды из колодца.
Колесо (изобретено в 3 тыс. до н. э. шумерами) является составной частью системы зубчатой передачи, применяется в транспорте.
Поршень способствует использованию энергии нагретых расширяющихся газов либо пара. Применяется данное приспособление в паровых машинах и огнестрельном оружии.
Ворот
Это приспособление представляет собой барабан (цилиндр), к которому прикрепляется рукоятка. Как правило, его применяли как подъемный механизм для поднятия воды из колодца. Тот выигрыш в силе, какой получается при использовании ворота, определяется отношением радиуса той окружности, по которой совершается движение рукоятки, к радиусу цилиндра (барабана), на который наматывается веревка. К современному типу ворота относится лебедка. Это приспособление представляет собой систему, включающую цилиндр и два зубчатых колеса разного радиуса. Выигрыш в силе, который в общем дает лебедка, определяют совокупным действием двух воротов. Современные устройства дают выигрыш в сорок-сто раз.
Наклонная плоскость
Этот простой механизм также часто применяют при подъеме тяжелых тел. Выигрыш в силе определяют отношением длины самого приспособления к его высоте при условии малого трения. Зачастую, для создания большой силы (например, для работы ледокола или для колки дров) используют вид наклонной плоскости – клин. Его действие основывается на том, что при большом усилии в направлении обуха формируются большие силы, перпендикулярные боковым поверхностям устройства. Еще одной разновидностью наклонной плоскости является винт. Так же как и клин, это устройство способно менять направление либо числовое значение прилагаемой силы.
Простые механизмы. Рычаг
Это твердое тело, способное вращаться вокруг опоры (неподвижной). Наименьшее расстояние, которое разделяет точку опоры и прямую, вдоль которой воздействует сила на рычаг, называется плечом силы. Чтобы его найти, следует опустить перпендикуляр из точки опоры на линию действия усилия. Длина данного перпендикуляра и будет являться плечом. F1 и F2 – действующие на рычаг силы. Плечи, действующие на устройство – L1 и L2. Рычаг тогда находится в равновесии, когда действующие на него силы обратно пропорциональны плечам. Данное правило можно представить в виде формулы: F1 / F2 = L1 / L2. Этот принцип был установлен Архимедом. Данное правило показывает, что большую силу при помощи рычага можно уравновесить меньшей. Сила, приложенная к одному плечу, во столько раз больше той, что приложена к другому, во сколько одно плечо больше второго.
Как применяет приспособления человек сегодня?
Весьма распространены простые механизмы в быту. Так, достаточно сложно было бы открыть водопроводный кран, если бы не было у него небольшой ручки, которая представляет собой достаточно эффективный рычаг. То же можно сказать и о гаечном ключе, при помощи которого осуществляется откручивание или закручивание гаек или болтов. Чем длиннее рукоятка, тем легче будет осуществляться действие. Так, при работе с тяжелыми либо крупными гайками и болтами при ремонте сложных механизмов, станков, автомобилей, применяют ключи с рукоятками до одного метра в длину. Самая обычная дверь также является одним из видов рассматриваемых приспособлений.
Комплексное применение приспособлений
Простые механизмы встречаются в самых разных сочетаниях. Комбинированные устройства включают в себя две и более детали. Не обязательно это будет сложным механизмом – многие простые приспособления можно считать комплексными. Так, в мясорубке присутствует ручка (ворот), проталкивающий мясо винт и нож-резак (клин). В наручных часах стрелки поворачиваются при помощи системы зубчатых колес, имеющих разный диаметр и находящихся друг с другом в сцеплении. Одним из известных комбинированных несложных механизмов является домкрат. В нем использовано сочетание ворота и винта.
Заключение
Как стало ясно, простые механизмы существенно облегчают труд человека. Они могут состоять из одной или нескольких деталей. При этом даже при наличии двух и более элементов могут оставаться простыми, но могут являться и достаточно сложными. Различные агрегаты, печатные прессы, двигатели включают в себя несколько деталей. Среди элементов есть и рычаги, блоки, винты, колеса на осях, наклонные плоскости, клин. Все эти приспособления работают в комплексе. Благодаря им человек существенно облегчает труд. Передача механической энергии от одной части устройства к другой может осуществляться по-разному. Цепи, ремни, шестерни или зубчатые колеса считаются наиболее распространенными устройствами, способствующими передаче усилия и заставляющими отдельные элементы двигаться медленнее или быстрее, в том или ином направлении. Сложными и высокоскоростными устройствами управляют, как правило, электронные приборы. Электрические датчики благодаря особой настройке показывают, когда необходимо включать тот или иной механизм, следят также за корректной и стабильной работой системы.