Конспект урока по физике
Дата: 28.10. 2020
| 28.10 |
Группа № 97 профессия «Машинист крана (крановщик) », 1 курс
Урок № 32
Тема: «Равновесие абсолютно твёрдых тел».
Форма работы: индивидуальная, дистанционное обучение
Тип урока: урокизучение нового материала
Цель урока: сформулировать понятие равновесие в механике, исследовать условия равновесия тел под действием нескольких сил.
Используемая литература: Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М. Физика 10 класс, Издательство Просвещение, 2018
https://newgdz.com/fizika-gdz-uchebniki-7-11-klass-onlajn/fizika-10-klass-onlajn/11580-chitat-fizika-10-klass-miakishev-onlain
Видео – презентация: https://resh.edu.ru/subject/lesson/4720/main/270771/
Ход работы
1. Организационный этап. Здравствуйте, ребята! На этом уроке мы изучим понятие «Равновесие», сформулируем правила равновесия в механике.
Основной этап
Раздел механики, в котором изучается равновесие абсолютно твёрдых тел, называется статикой. Статика является частным случаем динамики. Первое условие является следствием 2-го закона Ньютона.
F=ma
Из этой формулы следует, что при F=0
и υ0=0 тело будет покоиться. Можно считать, что сила тяжести приложена в какой-либо одной точке, если она действует на всё тело целиком. Точку приложения сил находят опытным путём и называют эту точку центром тяжести.
Центр тяжести существует у любого тела. Как же подвесить или подпереть тело, чтобы оно находилось в равновесии. Подобную задачу в своё время решил Архимед. После своих исследований Архимед сформулировал условие равновесия твёрдого тела:
F1:F2=d2:d1
Это правило является следствием 2-го закона Ньютона.
Первое условие равновесия: для равновесия тела необходимо, чтобы векторная сумма всех сил, приложенных к телу была равна нулю: ∑F=0.
Второе условие равновесия: при равновесии твёрдого тела алгебраическая сумма моментов всех внешних сил, действующих на него относительно любой оси, равна нулю:
M1+M2+M3+...=0
В случае однородного гравитационного поля положение центра тяжести совпадает с положением её центра масс.
Статика – раздел механики, в котором изучается равновесие абсолютно твердых тел, называется статикой
Абсолютно твердое тело – модельное понятие классической механики, обозначающее совокупность точек, расстояния между текущими положениями которых не изменяются.
Центр тяжести – центром тяжести тела называют точку, через которую при любом положении тела в пространстве проходит равнодействующая сил тяжести, действующих на все частицы тела.
Плечо силы - это длина перпендикуляра, опущенного от оси вращения на линию действия силы.
Момент силы - это физическая величина, равная произведению модуля силы на ее плечо.
Устойчивое равновесие - это равновесие, при котором тело, выведенное из состояния устойчивого равновесия, стремится вернуться в начальное положение.
Неустойчивое равновесие — это равновесие, при котором тело, выведенное из положения равновесия и предоставленное самому себе, будет еще больше отклоняться от положения равновесия.
Безразличное равновесие системы — равновесие, при котором после устранения причин, вызвавших малые отклонения, система остается в покое в этом отклоненном состоянии
Примеры и разбор решения заданий
1. Чему равен момент силы тяжести груза массой 40 кг, подвешенного на кронштейне АВС, относительно оси, проходящей через точку В, если АВ=0,5 м и угол α=450
Решение:
Момент силы – это величина равная произведению модуля силы на её плечо.
Сначала найдём плечо силы, для этого нам надо опустить перпендикуляр из точки опоры на линию действия силы. Плечо силы тяжести равно расстоянию АС. Так как угол равен 45°, то мы видим, что АС=АВ
Модуль силы тяжести находим по формуле:
После подстановки числовых значений величин мы получим:
F=40×9,8 =400 Н, М= 400 ×0,5=200 Н м.
Ответ: М=200 Н м.
2. Приложив вертикальную силу F, груз массой М — 100 кг удерживают на месте с помощью рычага (см. рис.). Рычаг состоит из шарнира без трения и однородного массивного стержня длиной L=8 м. Расстояние от оси шарнира до точки подвеса груза равно b=2 м. Чему равен модуль силы F, если масса рычага равна 40 кг.
Решение:
По условию задачи рычаг находится в равновесии. Напишем второе условие равновесия для рычага:
.
После подстановки числовых значений величин получим
F= (100×9,8 ×2 + 0,5×40×9,8×8)/8=450 Н
Ответ: 450 Н.
Домашнее задание: запишите в тетрадь краткий конспект, выписав выделенные определения и формулы, рассмотрите задачи в конспекте и письменно решите задачу ниже.
К левому концу невесомого стержня прикреплен груз массой 3 кг (см. рисунок).
Стержень расположили на опоре, отстоящей от его левого конца на 0,2 длины стержня. Чему равна масса груза, который надо подвесить к правому концу стержня, чтобы он находился в равновесии? (Ответ дайте в килограммах.)