Конспект по физике 7 класс параграф 57 + Ответы на вопросы. Краткое содержание § 57. РАВЕНСТВО РАБОТ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРОСТЫХ МЕХАНИЗМОВ. «ЗОЛОТОЕ ПРАВИЛО» МЕХАНИКИ по учебнику Пёрышкина (базовый уровень). Конспект по пунктам параграфа. Код материалов: Физика Конспект №57.
Вернуться к Списку конспектов
Конспект §57. РАВЕНСТВО РАБОТ …
«ЗОЛОТОЕ ПРАВИЛО» МЕХАНИКИ
В параграфе рассматривается вопрос о выигрыше в работе при использовании простых механизмов на примере рычага и наклонной плоскости.
На рис. 186 показан рычаг первого рода в равновесии, где к правому концу приложена сила F₁, а на левый действует сила F₂ от груза. При повороте рычага путь точки приложения силы F₁ (s₁) больше, чем путь точки приложения силы F₂ (s₂). Опыт показывает, что пути обратно пропорциональны силам: s₁ / s₂ = F₂ / F₁, откуда следует F₁s₁ = F₂s₂. Работа силы F₁ равна работе рычага над грузом, следовательно, рычаг не даёт выигрыша в работе.
Это правило, названное «золотым правилом» механики, гласит: во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в расстоянии. Оно справедливо для всех простых механизмов, включая наклонную плоскость (рис. 187), где выигрыш в силе (F₂ < F₁) достигается за счёт проигрыша в расстоянии (l > h). Ни один простой механизм не даёт выигрыша в работе.
Вопросы на странице 193
1. Запишите соотношение между силами, действующими на рычаг, и расстояниями, пройденными точками приложения этих сил (см. рис. 186) при повороте рычага.
Соотношение между силами и расстояниями записывается как s₁ / s₂ = F₂ / F₁. Из этого равенства также следует, что F₁s₁ = F₂s₂, то есть работы сил равны.
2. В чём состоит «золотое правило» механики?
«Золотое правило» механики состоит в том, что во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в расстоянии. Это означает, что ни один простой механизм не даёт выигрыша в работе.
3. Объясните, почему рычаг не позволяет получить выигрыш в работе.
Рычаг не даёт выигрыша в работе, потому что работа, совершённая приложенной силой (A = F₁s₁), равна работе, совершённой рычагом над грузом (Aрыч = F₂s₂). Так как F₁s₁ = F₂s₂, то работы одинаковы, и выигрыш в силе компенсируется проигрышем в расстоянии.
4. Можно ли получить выигрыш в работе, используя наклонную плоскость? Почему?
Нет, получить выигрыш в работе с помощью наклонной плоскости нельзя. В соответствии с «золотым правилом» механики (А₁ = А₂), наклонная плоскость даёт выигрыш в силе (F₂ < F₁) только за счёт проигрыша в расстоянии (l > h), поэтому работа остаётся неизменной.
УПРАЖНЕНИЕ 36
№ 1. Подвижный блок даёт выигрыш в силе в 2 раза. Объясните, почему применение такого блока не позволяет выиграть в 2 раза в работе
Применение подвижного блока не позволяет выиграть в работе, потому что это противоречит «золотому правилу» механики. Выигрыш в силе в 2 раза сопровождается проигрышем в расстоянии в 2 раза (верёвку нужно вытянуть на вдвое большее расстояние), поэтому работа остаётся той же самой.
№ 2. На какую высоту подняли груз с помощью подвижного блока, если свободный конец верёвки был вытянут при этом на 3 м?
Груз подняли на высоту 1,5 метра. Согласно «золотому правилу» механики, для подвижного блока выигрыш в силе в 2 раза означает проигрыш в расстоянии в 2 раза. Если свободный конец верёвки вытянули на 3 м, то груз переместился на половину этого расстояния.
№ 3. Плечи рычага, находящегося в равновесии, соответственно равны 15 и 90 см. Меньшая сила, действующая на рычаг, равна 1,2 Н. Найдите большую силу. Какой выигрыш можно получить с помощью этого рычага в силе; в работе?
Большая сила равна 7,2 Н. Выигрыш в силе составляет 6 раз. Выигрыша в работе с помощью этого рычага получить нельзя, так как «золотое правило» механики утверждает, что ни один простой механизм не даёт выигрыша в работе.
№ 4. * Какой выигрыш в силе можно получить при подъёме груза по наклонной плоскости с углом наклона 30° к горизонту?
Выигрыш в силе при подъёме груза по наклонной плоскости с углом 30° к горизонту равен 2. Это связано с тем, что длина наклонной плоскости (l) в 2 раза больше её высоты (h), так как sin(30°) = 1/2. Согласно «золотому правилу», во сколько раз выигрываем в расстоянии (проигрываем), во столько раз выигрываем в силе.
Вы смотрели: конспект по физике к учебнику 7 класса §57. РАВЕНСТВО РАБОТ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРОСТЫХ МЕХАНИЗМОВ. «ЗОЛОТОЕ ПРАВИЛО» МЕХАНИКИ. Краткое содержание темы учебника. Ответы на вопросы в конце параграфа. Код материалов: Физика Конспект №57.