21.04.2021р. Фізика 7 клас.

Тема. Момент сили. Умова рівноваги важеля.

1.Перегляньте відео за посиланнями:

https://tydyvy.com/video/DylIXlk

https://www.youtube.com/watch?v=RDoHKQ6w9QU

     2. Проведіть дослід. Візьміть довгу лінійку та розмістіть її на опорі так, як показано на рисунку. Ближче до опори покладіть (або підвісьте) будь-який вантаж, а рукою натисніть на інший кінець лінійки (подалі від опори), — ви легко утримаєте вантаж. А тепер пересуньте вантаж далі від опори, а руку покладіть ближче до опори. Чому в цьому випадку ви змушені прикладати більше зусилля, адже вантаж залишився тим самим? Поверніться до цього запитання після вивчення матеріалу параграфа, і, без сумнівів, ви легко зможете на нього відповісти.

Уже давно відомо, що важке тіло підняти значно легше, якщо просунути під нього міцний стрижень — лом. У цьому випадку лом відіграватиме роль простого механізму — важеля.

Важіль — це тверде тіло, яке може обертатися навколо нерухомої осі — осі обертання.

Важіль — найпростіший механізм, яким людина користувалася протягом тисяч років. Зображення важеля можна знайти на скелях і в печерах, на стінах стародавніх храмів і папірусах. І сьогодні приклади застосування важеля ми бачимо всюди (рис. 34.2). Найчастіше як важіль використовують довгий стрижень із закріпленою віссю обертання.

 

Важіль – це тверде тіло, яке може обертатися навколо нерухомої осі – осі обертання. 

Лом, лопата, якою ми користуємося у повсякденному житті – все це приклади важелів. 

Плече сили – це найменша відстань від осі обертання важеля до лінії, вздовж якої сила діє на важіль.

 Умова рівноваги важеля або правило важеля: Якщо на важіль діє пара сил, то він перебуває у рівновазі тоді, коли сили обернено пропорційні плечам цих сил: де F1 , F2 – значення сил, що діють на важіль, d1 , d2 – плечі цих сил. 

Момент сили – фізична величина, яка дорівнює добутку сили, що діє на тіло, на плече цієї сили: M = Fd, де M – момент сили; F - значення сили; d – плече сили. 

Одиниця моменту сили в СІ – ньютон-метр: [M] =Н·м. Сила 1 Н створює момент сили 1 Н·м, якщо плече сили дорівнює 1 м. 

Якщо сила обертає, або намагається обертати тіло проти ходу годинникової стрілки, то момент сили вважається додатним, а якщо за ходом годинникової стрілки – від’ємним. Умовою рівноваги важеля під дією обертальних сил можна сформулювати так: Важіль перебуває у рівновазі, якщо момент сили, яка обертає важіль проти ходу годинникової стрілки, дорівнює моменту сили, яка обертає важіль за ходом годинникової стрілки: M1 = M2 або M1 + ( - M2 ) = 0. Найчастіше на важіль діють більше ніж дві сили тому, у загальному випадку умова рівноваги важеля (правило моментів) формулюється так: Тіло перебуває у рівновазі, якщо сума моментів сил, які діють на тіло, дорівнює нулю: M1 + M2 + M3 + … + Mn = 0.

3. Розв'язувати задачу

 

Задача. Визначте масу вантажу 1 (див. рисунок), якщо маса вантажу 2 становить 4 кг.

Масою важеля знехтуйте.

Аналіз фізичної проблеми. На плечі зображеного на рисунку важеля діють дві сили: вага вантажу 1 (сила ) і вага вантажу 2 (сила Е₂).

Ці сили намагаються обертати важіль у протилежних напрямках: сила Е₁ — проти ходу годинникової стрілки, сила Е₂ — за ходом годинникової стрілки. Із рисунка бачимо, що плечі цих сил становлять: d₁ = 5а, d₂ = 3а, де a — довжина одного відрізка. Вантажі нерухомі, тому вагу кожного з них можна визначити за формулою: F = mg. Важіль перебуває в рівновазі, тому можемо скористатися правилом важеля.

Домашнє завдання: опрацювати параграф 34, розв'язати № 3,4 із впр.34.