Простые машины: Недопустимое название — Викитека

Содержание

методика обучения с использованием образовательных конструкторов

Краткое описание:

На практико-ориентированном курсе вам будут представлены основные подходы и методика обучения разделу «Простые машины и механизмы» с использованием образовательных конструкторов Lego в соответствии с требованиями ФГОС ООО. В качестве итоговой аттестации предусмотрена разработка и изготовление собственного проекта.

Для кого этот курс:

учитель технологии

Преподавательский состав:

Якушкин П.А., Коровина Ю.В., Савенкова Л.С., Марчук А.А., Чехлова А.В.

Профессиональные компетенции:

— способен разрабатывать и реализовывать учебные программы базовых и элективных курсов в различных образовательных учреждениях
— готов применять современные методики и технологии, в том числе и информационные, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса на конкретной образовательной ступени конкретного образовательного учреждения
— способен организовывать сотрудничество обучающихся и воспитанников
— готов к обеспечению охраны жизни и здоровья обучающихся в учебно-воспитательном процессе и внеурочной деятельности
Рекомендовано Экспертным советом ДПО
ФИО Место работы Рекомендация Рейтинг ОО
Лесин Сергей Михайлович ГБОУ ВО МГПУ рекомендовано
Пишко Михаил Анатольевич ГБОУ лицей № 1524 рекомендовано
Литвинчук Игорь Владимирович ГБОУ Школа № 1357 рекомендовано

Десять самых легких и простых автомобилей для обслуживания

Какие автомашины легче всего обслуживать и ремонтировать.

 

Для многих автомобилистов простота обслуживания и ремонт машины является главными факторами при покупке нового или не слишком старого подержанного автомобиля. Уважаемые друзья, наше издание 1gai.ru предлагает вам обзор самых простых по конструкции автомобилей, которые не только легко обслуживать, но и ремонтировать. Обращаем ваше внимание на следующее, что данный рейтинг был составлен нами после проведенного анализа на различных форумах и автомобильных сообществ в сети интернете.

 

10). Модель Ford Crown Victoria

 

Этот автомобиль с рамным шасси выпускался начиная с 1991 и заканчивая 2011 годом. Как вы друзья думаете, как удалось этой модели авто так долго существовать на конкурентном мировом рынке? Не знаете? А вот почему. Все это стало возможным благодаря уникальной разработки компании «Форд». Данная разработка позволила создать такой автомобиль, который можно было легко и просто обслуживать и ремонтировать. Вы даже не представляете себе, как это было легко делать, по сравнению с другими моделями автомобилей. Заменить любую запчасть в автомобиле марки Ford Crown Victoria не составляло ни какого труда. К большому сожалению, компания «Форд» прекратила выпускать этот прекрасный автомобиль. 

 

Именно благодаря удобству обслуживания и ремонту эта машина пользовалась популярностью в автопарках такси, а также долгое время закупалась полицией в качестве служебных автомашин. 

 

9). Модель Hyundai Genesis Coupe

 

Открыв капот 3,8 литрового авто Hyundai Genesis Coupe вы не увидите там под ним привычной пластиковой защиты, которая в настоящий момент устанавливается на многие современные автомобили. Как правило, этот декоративный пластик закрывает весь доступ к основным компонентам машины во многих моделях авто, которые находятся под капотным пространством. 

 

В таком автомобиле, если уронить при ремонте какой-нибудь болт или гайку под капот, то легко можно будет достать из-за его большого пространства упавшие во внутрь детали. Это одна из самых удобных моделей машин в обслуживании и в ремонте, когда водителю необходимо что-то поменять под капотным пространством. 

 

Примечательно, что между радиатором и двигателем у машины тоже достаточно много места, что позволяет водителю или автослесарю легко просовывать туда руку чтоб дотянуться к любой части двигателя или к навесному оборудованию. 

 

Например, чтобы поменять впускной коллектор на двигателе вам понадобится всего каких-то 10 минут. Также вы легко и достаточно быстро сможете поменять на нем свечи, высоковольтные провода, генератор, ну и другие части автомобиля затратив на это небольшое время сопоставимое допустим со временем, которое нужно для замены масла в двигателе.

 

Компания «Hyundai», когда выпускала эту машину рассчитывала, что 3,8 литровая модель Genesis Coupe станет любимцем тюнинга, но к сожалению этого с ней не произошло. Но, тем не менее, многие автовладельцы этой модели автомобиля в восторге от того, как эту машину легко можно обслуживать.

 

8). Модель Chevrolet Cruze

 

В последних поколениях автомашин марки Chevrolet Cruze многие компоненты автомобиля, что необходимо периодически обслуживать, находятся в легко доступных местах. Открыв капот автомобиля вы имеете очень удобный доступ ко многим элементам машины, которые будут находятся в поле вашего зрения и легко будут обслуживаться при необходимости.

 

Согласитесь с нами, что может быть лучше и удобней, когда автомобиль эконом-класса имеет невероятное удобство в ремонте и в текущем обслуживании. К тому же сами друзья понимаете, чем проще будет доступ к автокомпонентам под капотом, тем меньше такая машина проведет на автосервисе, а это означает, что вы заплатите меньшую сумму денежных средств за обслуживание.

 

7). Модель Honda Accord

 

Эта модель автомобиля с поперечным двигателем имеет идеальное расположение всех компонентов под капотом. Даже датчики кислорода у нее расположены в удобном месте для доступа. Практически все важные элементы двигателя и навесного оборудования находятся в автомобиле на расстоянии вытянутой руки. Что может быть лучше, чем такая удобная конструкция..?

 

6). Модель Toyota Corolla

 

Несмотря, что компания «Тойота» недавно обновила свою популярную по всему миру модель Королла, она при таком обновлении не потеряла свою главную черту. На протяжении уже более 10 лет автомобиль Тойота Королла имеет очень простую конструкцию и достаточно легка в обслуживании и в ремонте.

 

Правда здесь хочется отметить, что все-же в новом поколении этой Короллы в  подкапотном пространстве заметно стало меньше места, но, тем не менее, автомобилисты и автослесаря отмечают, что данную машину по-прежнему легко обслуживать и ремонтировать.

 

Секрет довольно прост. В Королле по-прежнему как и раньше отсутствуют многие современные автомобильные технологии, которыми сегодня оснащаются многие новые современные автомобили. 

 

5). Модель Chevrolet Silverado

 

Авто-пикап марки Chevrolet Silverado покупают, как правило, для тяжёлой и каждодневной эксплуатации. Это естественно приводит к преждевременному износу многих его компонентов. Поэтому каждый владелец пикапа заинтересован в удобстве и в простоте обслуживания такого автомобиля. К нашему счастью компания «General Motors» разработала в настоящее время грузовик, который очень легко ремонтировать и обслуживать, т.е. проводить текущее обслуживание машины. 

 

4). Автомобиль Lada Niva

 

А знаете друзья, за что этот автомобиль «Нива» любят Немецкие автолюбители? Да, многие из вас об этом знают и это правда. Большое количество автолюбителей из Германии находятся без ума от нашей Отечественной Лады «Нива», которая была разработана еще более 40 лет назад. А многие наверно удивлены, что эта Российская модель автомобиля до сих пор и по-прежнему находится в производстве.

 

Но в этом друзья нет ничего странного. Помимо популярности этой модели в Германии данную машину по-прежнему любят и во многих других странах мира, ну и естественно, конечно и в нашей стране. А знаете за что? Угадали, за простую конструкцию и за простоту в обслуживании. Для многих автослесарей или автолюбителей эта Лада «Нива» стала целым культом по ее ремонту и обслуживанию. Как вы друзья думаете, пользовался бы этот автомобиль популярностью, если бы его было тяжело обслуживать и ремонтировать? Конечно же нет. К тому же по сравнению со многими современными авто-внедорожниками стоимость такого обслуживания и самих запасных компонентов на Ниву гораздо меньше, чем у остальных автомашин.

 

3). Модель Toyota Tacoma

 

А как вы считаете, в чем секрет и почему эта модель автомобиля за 20 лет производства имела всего лишь два поколения? В первую очередь конечно же это из-за своей надежности и качества. И во вторых, из-за того, что спрос на машину не падает уже очень долгое время. Именно по этой причине компания «Тойота» и не спешила с обновлением своей популярной модели автомобиля. Но не последнюю роль здесь безусловно играет сама простота конструкции этой машины. Сами друзья понимаете, чем проще будет автомобиль, тем легче будет его обслуживать и  ремонтировать (проводить текущий ремонт).

 

2). Модель Subaru BRZ / Scion FR-S

 

Пока водитель не собирется поменять свечи на близнецах Toyobaru, то он не будет знать об обслуживании и о ремонте этих двух машин, что он окажется для него не таким и тяжелым. Например, масляный фильтр в подкапотном пространстве машины находится прямо вверху, благодаря чему его может поменять любой владелец этой  машины (машин), который до этого никогда не открывал капот.

 

Конструкция под капотом машины (машин) настолько проста, что благодаря такой компановке этот(эти) автомобиль(и) приобрел(и) самую большую популярность у многих любителей автотюнинга, который делается своими руками. Но это связано не только с тем, что данная машина(ны) проста(ы) в обслуживании, но и из-за того, что она(они) достаточно дешево обходится(ятся) в ремонте.

 

К примеру, по сравнению с другими автомобилями для обслуживания данной(ых) модели(ей) Subaru BRZ / Scion FR-S необходимо куда меньше количества норма-часов, что в итоге безусловно позволяет экономить на стоимости такого обслуживания.

 

1). Модель Jeep Wrangler

 

В настоящее время этот автомобиль Jeep Wrangler создан как конструктор «Lego». Данная машина имеет невероятный и упрощенный принцип модулей. Например, кузов машины может быть при необходимости достаточно просто модифицирован. Также эта машина очень удобна и проста в обслуживании в подкапотном пространстве, где все находится в очень доступном и вполне удобном месте. 

 

Но самое главное преимущество этого внедорожника — это простота ремонта ходовой его части и свободный доступ к трансмиссии.

Простые машины

Содержание:

Простые машины

  • Простая машина это полностью подключенная система. На машину действуют 2 силы. 1 Называется движущей силой, другой 1 называется R Resistance. To находя равновесное состояние, машина информируется только о бесконечно малых возможных перемещениях, допускаемых муфтой. При этом смещении P проецируется в направлении P смещения движущей силы точки A в направлении AA, а qR проецируется в направлении сопротивления точки B в направлении смещения BB в направлении R. Рисунок PO .Равновесное состояние переходит в возможное смещение вместо смещения. Получить условие пуп + РВР = вопрос. 4 = г Где Up проекция на P, а R возможная проекция Возможная скорость U точки A и Vr равна скорости V точки B. 

В равновесии движущая сила и сопротивление будут представлять собой обратное отношение проекции возможной скорости точек приложения этих сил в направлении действия силы. Это то, что он сказал в следующем что выигрывает теряет скорость. 1.Клиновой пресс. Клин представляет собой равнобедренную призму Он зажат между 2 толстыми досками, одна закреплена, а другая движется горизонтально. Движущей силой является вертикальное давление, действующее на основание клина, которое предполагается горизонтальным. Сопротивление это горизонтальная сила Rt Галилей формат: включена Переместите горизонтальную подвижную пластину, чтобы действовать. Рассмотрим возможное смещение клина от ABC до a b c 9 рис. 

Эти условия очень просто выражаются при помощи следующего построения, приводящего к многоугольнику Вариньона. Людмила Фирмаль

Смещение bR равно B со знаком минус, то есть если угол C равен 2a, то bR = 2BH g a = 26P tg a. В результате состояние равновесия выглядит следующим образом ПБП тг 2Р и 6р = о Или Р = 2Р тг собой. Использование клиньев выгодно, чем меньше угол. 2.Винтовой пресс. Предположим, что движущей силой является сила P рис.112, перпендикулярная оси винта Bz, приложенная в точке A расстояния a, перпендикулярного плоскости AzB от этой оси, и сопротивление R, действующее вдоль самой оси. Бесконечно малое вращение 5 проекция дуги спирали, которая описывается точкой а, в единственном движении, допускаемом соединением, на Р это дуга радиуса а центрального угла 60.

Очень важный = 86 Где h шаг винта. Движение винта вдоль оси пропорционально его вращению, а шаг h величина этого движения при полном вращении винта. Форма равновесного состояния является PaB R. 80 = 0 Из этого видно, что выгодно увеличить расстояние рис U2. уменьшить шаг винта. 3.Квинтэссенция. Весы состоят из коромысла ABC рис. 113, которое вращается вокруг точки O и поддерживает 2 горизонтальные платформы с помощью шарнирно соединенных стержней BB и CC к нему Рисунок 113.

Утяжеленное тело помещено на верхней платформе и сбалансировано весом P суспендировать на пункте A так, что коромысло ABC будет горизонтально. Поверните 60 коромысла бесконечно мало вокруг оси, очевидно ZP = OA 60. Что касается перемещения 6P, то оно зависит от положения груза на платформе FB. Если только платформа не движется параллельно самой себе, то есть если точки F и B не увеличиваются на одну и ту же величину. Заметим, что для представления этого состояния точка B поднимается на ту же величину, что и B, то есть на 60 об. Точка с увеличивается на 60 оС, а точка С на столько же.

Точка F поднимается до OS 60. Поэтому желательным состоянием является С Ребенок следующим образом Если ОБИ ОС. ЕСЛИ ОБЬ ОС Линии 01 и BF пересекают CC .С этим Предположения у нас есть Если ZR = OB 60 и условие 56 выполнено, то баланс будет находиться в равновесии so = o, = А дальше все происходит так, как будто измеренное тело подвешено прямо в точке Б 4.Весы ровал это. Шарнирный параллелограмм ABCD рис.114 может вращаться вокруг 2 противоположных средних точек O и O , причем эти точки находятся на одной вертикали. Стороны AD и BC остаются четко вертикальными.

Когда установлены 2 колодки В этом случае возможные перемещения будут равны, но так как знак будет противоположным, то для баланса 2 х нагрузок Р и Р, размещенных на них, эти нагрузки должны быть одинаковыми. same. As в случае балансировочных грузов состояние равновесия не зависит от положения объекта на поверхности. site. In кроме того, равновесие возникает во всех положениях. Будет безразлично. До сих пор вес стержня игнорировался.

Вес вертикальных стержней AD и BC одинаков, поэтому сумма возможных заданий равна нулю, а веса стержней AB и CD применяются в фиксированных точках O и O , поэтому сумма заданий также равна zero. In фактически стержни AB и CD заменяются твердым телом с весом p и p , где центроид находится в точках g и g , Когда линии AB и CD горизонтальны. Предположим, что в этом положении устанавливается равновесие. Из за возможного движения системы точки g и g обычно перемещаются в p и p , представляя собой дугу окружности с центром в точках O и O , respectively. As в результате суммарная возможная работа шкалы все равно будет равна нулю, а состояние равновесия всегда будет P R.

Только равновесие не безразлично, так как в другом положении работа шкал p и p включается в расчеты. 5.Кривошипный механизм. Стержень АО рис. 115 поворачивается к стержню длиной b OB к неподвижному O концом A. Ось, а конец О имеет стержень oo длины o, и его конец скользит без трения, проходя через точку A перпендикулярно. На палец F, который всегда связан с АО, действует движущая сила PP, которая, как предполагается, передается в точку. Сопротивление это вертикальная сила BRlt, которая блокирует движение точки B. единственное движение, допускаемое соединением, является результатом поворота стержня АО на 1 угол. При таком смещении работа силы P равна РПР = раеьа.

  • Задача сопротивления R bx. Где X расстояние Ab. Треугольник АОВ 4 2ax потому что И с дифференциацией мы получаем О = Х ВХ а потому что ВХ 4 Син Син ба, откуда ну грех а о.= бакалавр искусств х потому что Таким образом, состояние равновесия является п р ах грех а АЭ х хорошо живется в Нарисуйте OD и AC перпендикулярно AB, а точку в C Пересечение последнего перпендикуляра и продолжения линии VO.

У нас есть ОД = грех, ВD = х а потому что, = 4 = БД ОО Условие равновесия описывается в простой форме: Спикер P xod Ах. AEBD 6.Поли паста 2 блочных систем, в которых общая клетка или блок прикреплены к общей оси или к отдельной оси. Первая система остается неподвижной, а вторая движется рис.116.Предположим, что каждая система состоит из 3 блоков. Первый блок это блок, В, С, и 2 от Блока АВ на АВ. В фиксированной точке B первой системе клип, веревка фиксируется, А1а, а ag, …Движущей силой Р является напряжение, действующее на свободный конец троса. Сопротивление R это нагрузка, подвешенная в нижней части подвижной системы. Между 2 системами блоков 6 частей частей, ГХ…… Параллельный.

Рассмотрим веревочный многоугольник, находящийся в равновесии под действием сил, приложенных к его различным вершинам. Людмила Фирмаль

Общая длина нити равна L1..1 это не одно и то же. Если вы переместите свободный конец нити на 6P, каждая часть, окруженная 2 блочными системами, будет сокращена на P. Это выражение является значением br, с противоположным знаком, и находится в равновесии. Подъем. Каждый из них Полиспаст крепится Веревку я заключаю можно считать па 1 = я Р 7. Неэластичная цепь скользит без трения по фиксированной кривой.

Предположим, что A и B концы цепи и их толщина бесконечно мала, F сила, приложенная непосредственно к элементу dst в точке C, Ft проекция этой силы на касательную кривой в точке C в направлении C. информирует систему о единственно возможных движениях, которые допускаются соединением. Всю цепочку, и, следовательно, каждый из его элементов, скользит по кривой с суммой УК, равный да рис. 117.Возможные задания сумма этих заданий равна нулю Когда вы воете при общем значении SS, сила F равна Ffcxj.

Уравнение с Да может быть оценено из суммы как общий фактор, и получено равновесное состояние 2 F = 0. Если предположить, что цепь не сжимается во всех точках, а растягивается, то этого условия достаточно. Например, если на цепь не действует никакая сила, за исключением того, что на обоих концах приложены 2 силы P и R, то состояние равновесия равно: П 4 Е = 0. 8.Равновесие несжимаемой жидкости в очень тонкой трубке. Возможная скорость для сертификации Что Рисунок 117. Уведомление Основа Если быть более точным Галилей уже использовал основную теорему гидростатической механики.

Декарт и Паскаль также использовали этот принцип для изучения движения liquids. To примените принцип возможной скорости к жидкости и игнорируйте работу внутренних сил, работа внутренних сил жидкости или реакция сцепления должны быть равны нулю для любого движения, сделанного возможным благодаря сцеплению, то есть соседние молекулы остаются на определенном расстоянии так, чтобы не было внутреннего трения, которое является идеальной жидкостью. Позаимствуйте пример из Лагранжа статика, Раздел 7. Рассмотрим несжимаемую жидкость, окруженную бесконечно тонкими трубками заданной формы, поперечное сечение которых изменяется по заданному закону.

Трубка может быть образована подвижным элементом, который остается перпендикулярным заданной кривой S рис.118. Пусть жидкий столб, удерживаемый бесконечно малыми числами A и 2 dm, является элементом положения C этого столба. Где горизонтальная ось равна o. Он показывает силу, приложенную к элементу dm в F, а в Ft проекцию направления AB, то есть касательную кривой 5 к нормали. Позволенный соединением, которое говорит жидкости только возможное движение, все движение колонки смещает инфинитно как a whole. In это скольжение, элемент dm в C представляет собой дугу ds вдоль кривой S, поэтому 5s равно количеству жидкости, проходящей через участок трубки.

Из за несжимаемости жидкости это количество должно быть одинаковым везде. w ds = a, gee a может сделать то же самое для всей трубки. Задание F это F os или Ft, сумма возможных заданий Совсем маленький BC6 B концы в поршне, поперечное сечение силы, приложенной непосредственно, равно a таким образом У меня достаточно равновесия. Предположим, что столбец сжат во всех точках.

Например, если сила, приложенная к жидкости, является только вертикальным давлением Po и Pt, приложенным к поршням A и B в сечении o0, равновесное состояние будет: Ох = о. В0 0 Л Заметим, что для равновесия жидкости то же самое уравнение может быть достигнуто при следующих условиях: представим себе закрытый контейнер любой формы. Оттуда создаются секции a 0 и j 2 цилиндрические трубы A и B. Предположим, что сосуд заполнен жидкостью, на жидкость не действует сила, приложенная непосредственно, а трубка закрыта 2 поршнями А и в, которые подвергаются обычному давлению Po и Px.

Если поршень а движется на бесконечно малую величину e0, то внутренний объем уменьшается на e0co0.Таким образом, поршень B должен подняться на величину e, например 0 o0 существует уравнение равновесия, поскольку сумма возможных работ Po и Px очевидно равна Po0. 0 Ле = 0, по Т = 0.

Смотрите также:

Решение задач по теоретической механике

простые машины фото

..


Простые машины фото


Простые машины фото .


Простые автомобили | Просмотров: 1224 | Загрузок: 324 | Добавил: Бумага | Дата: 25.12.2009 | Комментарии (1)


В Минске много новых, дорогих авто. В основном европейцы, но бывает встречаются и очень даже редкие экземпляры и особенно дорогие моему сердцу американцы.




autowp.ru_buick_reatta_10.jpeg


… и автопарку «воротил» местного значения u2013 старые «пятерки» БМВ уже отслужили свое, требовались более современные, комфортабельные и солидные авто.


pmm03


Простые машины фото 2


Выбор машины.


Самые простые машины получат 4-цилиндровый агрегат объемом 2,7 л, также появится 3,5-литровый мотор V6 (он будет трудиться в паре с новым шестиступенчатым « …


Как арендовать авто за границей: 5 простых шагов


Карета скорой помощи и авто безопасности для гонок Формулы-1 (18 фото)


Машина продажных копов Френка Тенпенни и Эдди Пуласки. У простых копов простые машины, а у этих колпаки на дисках и фары немного по другому загораются.


Есть различные санитарные машины, обычные пикапы, различные варианты с ПТУРами и простые машины с пулеметом М2, есть так же конструкции с автоматическими …


Новый хозяин, точнее хозяйка u2014 18 летняя девушка, весёлая и общительная, надеюсь машина будет радовать её как и она машину. Номера получили простые (если …


Недавно к трем уже существующим якобы бюджетным и популярным моделям в лице Логана, Поло-седана и Соляриса добавился еще и KIA Rio нового поколения.


вот кстати чувак 20 лет ездиет на е30 и не парится, говорит нахуй новую машину


В Латвии, как и во всем мире, живут приверженцы абсолютно разных культур автомобильного тюнинга, а значит по дорогам колесят десятки интересных и совершенно …


Создано: 2016-03-06
Читателей: 57

Подобные фотографии:

Простые машины. Золотое правило механики

Уже в древности появились первые приспособления, при помощи которых поднимали и передвигали большие тяжести, приводили в действие осадные орудия (тараны) и т. д. Все эти приспособления служили для того, чтобы вызывать такие движения, при которых необходимо преодолевать большие силы (например, при подъеме тяжелого груза его вес). Иными словами, можно считать, что силы, развиваемые приспособлениями, должны быть равны по величине и противоположны по направлению силам, противодействующим движению. Все такие приспособления называют простыми машинами. Таким образом, вопрос о действии простых машин сводится к определению условий, при которых простая машина находится в равновесии.

Еще в древности при применении простых машин (рычаг, тачка, блок, ворот и т. д.) была обнаружена замечательная особенность всех этих машин: оказалось, что в простых машинах перемещения вполне определенным образом связаны с силами, развиваемыми машиной. Именно отношение перемещений двух концов простой машины, к которым приложены силы, всегда обратно отношению сил, приложенных к этим концам.

Рис. 1. Выигрыш в силе и проигрыш в перемещении на примере рычага.

Например, если для равновесия рычага сила $F_1$ должна быть в n раз больше, чем сила $F_2$ (рис. 1), то при вращении рычага перемещение $S_1$ его первого конца будет в n раз меньше, чем перемещение $S_2$ второго конца. Для двойного блока такое же соотношение получается между силами, приложенными к веревкам, намотанным на оба блока и удерживающим его в равновесии, и перемещениями концов веревок при вращении блока. Это обстоятельство было сформулировано еще в древности следующим образом: «то, что мы выигрываем в силе, мы проигрываем в пути». Положение это имеет столь общее и вместе с тем столь важное значение, что оно получило название «золотого правила» механики.

Готовые работы на аналогичную тему

Определение

Пользуясь введенными обозначениями, можем выразить «золотое правило» следующей формулой: $\frac{F_2}{F_1}=\frac{S_1}{S_2}$.

«Золотое правило» механики практически соблюдается только в тех случаях, когда движение простых машин происходит равномерно или с малыми ускорениями. Например, при вращении двойного блока концы веревок, навитых на скрепленные между собой блоки радиусов $r_1$ и $r_2$, переместятся на расстояния $S_1$ и $S_2$, пропорциональные этим радиусам: $\frac{S_1}{S_2}=\frac{r_1}{r_2}$

Значит, для того, чтобы «золотое правило» было справедливо для двойного блока, должно быть выполнено условие $\frac{F_2}{F_1}=\frac{r_1}{r_2}$. Тогда силы $F_1$ и $F_2$ уравновесятся и, значит, машина должна либо покоиться, либо двигаться равномерно. Но для того, чтобы привести в движение двойной блок, нужно нарушить равновесие, прибавив к одной из сил, например к $F_1$, некоторую силу $f$ (рис. 2). Возникающее движение будет ускоренным. При этом «золотое правило» не соблюдается: $(F_1+f)$ $S_1 $>$F2S2$. Но чем меньше сила $f$ по сравнению с $F_1$ тем меньше отклонение от «золотого правила». При очень малых $f$ движение будет происходить с очень малым ускорением, т. е. будет близко к равномерному.

Итак, «золотое правило» механики соблюдается вполне точно при равномерном движении (без трения) и приближенно при движении с малым ускорением. Ни одна машина не движется всегда равномерно: вначале она должна прийти в движение, а в конце должна остановиться. Но если пуск в ход и остановка двойного блока происходят с малым ускорением, то «золотое правило» механики практически справедливо во все время действия этой машины.

Рис. 2. Блок вращается с ускорением.

Таким же образом, как и для двойного блока, мы могли бы убедиться, что «золотое правило» механики справедливо и для всех простых машин при условии, что направления приложенных к машине сил и направления перемещений точек приложения сил совпадают. Для всех таких машин «золотое правило» механики справедливо в том виде, как мы вывели его для двойного блока: при равномерном движении машины (а практически также при движении с очень малыми ускорениями) произведения силы на перемещение точки приложения для обеих сил равны.

Задача 1

Длинное плечо рычага $l_1=2м$, короткое $l_2=0,5м$. Какое усилие потребуется приложить при подъёме груза массой т=100 кГ к концу длинного плеча рычага?

Рис. 3. Применение рычага

Решение

Равновесие рычага наступает при условии, что отношение приложенных к его концам параллельных сил обратно отношению плеч и моменты этих сил противоположны по знаку. Согласно «золотому правилу механики», $\frac{F_2}{F_1}=\frac{l_1}{l_2}$, откуда $F_1=F_2\frac{l_2}{l_1}=mg\frac{l_2}{l_1}=100\cdot 9.81\cdot \frac{0.5}{2}=245\ H$

Задача 2

Для подъёма ведра из колодца используется двойной блок (рис.4)

Рис. 4. а) Двойной блок, б) Схема двойного блока.

Радиусы блока $r_1$ = 0,5 м и $r_2$ =0,25 м. Вес ведра с водой 10 кГ. Какое усилие надо приложить к верёвке , чтобы система была в равновесии?

Решение

Для двойного блока справедливо «золотое правило», поэтому выполняется условие $\frac{F_2}{F_1}=\frac{r_1}{r_2}$. Отсюда получаем $F_1=F_2\frac{r_2}{r_1}=mg\frac{r_2}{r_1}=10\cdot 9,81\cdot \frac{0,5}{0,25}=\ $19,6 H

Небольшие простые машины лазерного волокна 20Вт портативный

Вам наверное нравятся

Основная Информация

Номер Моделя.

CKD-PLMC-20/30

Лазерная Видимость

Невидимый

Применимо Материал

Металл

Система охлаждения

Воздушное охлаждение

Технический класс

Импульсного лазерного

Длина волны лазера

Волоконного лазера

Классификация лазера

Твердые Лазерная

Тип

YAG лазер машина маркировки

Способ маркировки

Сканирование Маркировка

Дополнительная Информация

Торговая Марка

CKD LASER

Упаковка

Wooden Box

Стандарт

CE passed, Europe/ Asia/ America Standard

Происхождение

Shenzhen, China

Код ТН ВЭД

8486204900

Производительность

20 Sets/Month

Описание Продукции

Отправить ваш запрос напрямую данному поставщику

Люди, которые посмотрели это, также посмотрели

Быстрый Поиск Продуктов

Рекомендовать Поставщиков & Заводы:

Наборы для научных исследований — ROZETKA

Что такое наборы для научных исследований?

Для будущего образованного и высокоинтеллектуального человека детские наборы для научных исследований – необходимая вещь, помогающая в развитии в определенной сфере деятельности. Школьник выпускается со школы, поступает в высшее учебное заведение и уже автоматически имеет возможность в будущем заниматься наукой.

На протяжении всех лет обучения в вузе студентов практически обязуют заниматься исследованиями: участвовать в конференциях, писать различные работы, рефераты, доклады, курсовые и дипломы. Все это если не делает человека ученым в полной мере, то обязательно облагораживает его личность и способствует интеллектуальному росту, создает из него интеллигентную, разностороннюю личностью, умеющую поддержать любую беседу. Но, конечно, существует множество приспособлений и изделий, помогающих начинающему ученику наглядно погрузиться в мир определенной дисциплины и познать ее на уровне практики, а не только теории.

Представленные наборы – это совокупность неких продуктов, связывающихся с определенным учением и предназначенных для проведения наглядных опытов. К таковым относятся скелеты человека в полный рост, наглядное строение его органов, скелеты или реконструкции внешнего вида динозавров разной эпохи, контейнеры для наблюдения за насекомыми, наборы для изучения магнетизма и многое другое. В современном мире существует огромный ассортимент данного товара.

Разновидности наборов для научных исследований

Данная продукция включает в себя огромный выбор изделий, использующихся в различных отраслях науки. Он представлен как огромными конструкциями, требующими широкое пространство, так и небольшими домашними приспособлениями.

  • Набор научно-игровой. Создан в основном для детей. Необходим для того, чтобы с детства заинтересовать ребенка, привлечь его внимание к различным явлениям природы и показать ему насколько интересно изучение различных феноменов. Каждый продукт имеет конкретную итоговую цель. Чтобы ее достичь, необходимо хорошо потрудиться и заставить мозг думать, анализировать и устанавливать причинно-следственные связи. К таким относятся, например, пауки-роботы, сбор трехмерных лабиринтов, всевозможных машинок, футбольных полей.
  • Объемная анатомическая модель. Данный вид реконструирует скелеты или внешние виды многих классов животных. Модели бывают как человеческие, так и показывающие строение организмов других обитателей планеты, а также динозавров. Задача типа в том, чтобы человек сам воссоздал нужный ему скелет. Они развивают логическое мышление, мелкую моторику рук, проявляют творческие начала в личности, успокаивают нервную систему и создают благоприятный эмоциональный фон.
  • Анатомический конструктор. Отображает работу определенного органа в организме человека. Например, существуют конструкторы, наглядно представляющие работу пульсирующего сердца человека или же отображающие работу пищеварительной системы. Такой тип товара обычно объемный и не самый малобюджетный. Однако его качество и эффект стоят этих денег. Они намного сильнее погружают человека в изучаемую отрасль и помогают наглядно почувствовать и более точно понять принцип работы определенных органов.

Выбор наборов для научных исследований

Достаточно трудно ответить на вопрос как выбрать данный продукт. Для начала, конечно, нужно четко определиться с отраслью науки, в которой будет использоваться покупка. Нужно понимать, что наборы для научных исследований сильно разнятся в цене, а потому покупателю необходимо определиться с бюджетом и четко представлять, что именно ему требуется.

В анатомических моделях и конструкторах очень важными критериями будет то, из каких материалов изготовлены изделия, так как это будет влиять на восприятие и правдоподобность сооружения. Отзывы вряд ли будут хорошими товарищами и помощниками в выборе продукции, так как они сугубо субъективны и не всего являются достоверными. Более дорогие комплекты чудесно помогут разложить все знания по полочкам, но это не значит, что более маленькие и дешевые товары будут хуже – они предназначены для другого итогового результата.

Инженерное дело: простые машины — Урок

. (3 Рейтинги)

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 4 (3-5)

Требуемое время: 30 минут

Зависимость уроков: Нет

Тематические области: Геометрия, Физические науки, Решение проблем, Рассуждение и доказательство, Наука и технологии

Ожидаемые характеристики NGSS:


Поделиться:

Резюме

Простые машины — это устройства с небольшим количеством движущихся частей или без них, которые облегчают работу.Студенты знакомятся с шестью типами простых машин — клином, колесом и осью, рычагом, наклонной плоскостью, винтом и шкивом — в контексте построения пирамиды, получая общее представление об инструментах, которые использовались с тех пор. древние времена и используются до сих пор. В двух практических занятиях учащиеся начинают собственное проектирование пирамиды, выполняя расчеты материалов, а также оценивая и выбирая строительную площадку. Шесть простых машин более подробно рассматриваются в последующих уроках этого раздела. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Почему инженеры заботятся о простых машинах? Как такие устройства помогают инженерам улучшать общество? Простые машины важны и распространены в нашем мире сегодня в виде повседневных устройств (ломы, тачки, съезды на шоссе и т. Д.), Которые люди, особенно инженеры, используют ежедневно.Те же физические принципы и механические преимущества простых машин, которые использовались древними инженерами для строительства пирамид, используются сегодняшними инженерами для строительства современных сооружений, таких как дома, мосты и небоскребы. Простые машины предоставляют инженерам дополнительные инструменты для решения повседневных задач.

Цели обучения

После этого урока учащиеся должны уметь:

  • Разберитесь, что такое простая машина и как она может помочь инженеру что-то построить.
  • Определите шесть типов простых машин.
  • Узнайте, как те же физические принципы, которые сегодня используются инженерами при строительстве небоскребов, использовались инженерами в древние времена для строительства пирамид.
  • Сгенерируйте и сравните несколько возможных решений для создания простой рычажной машины в зависимости от того, насколько хорошо каждое из них соответствует ограничениям задачи.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука
Ожидаемые характеристики NGSS

3-ПС2-2. Выполняйте наблюдения и / или измерения движения объекта, чтобы предоставить доказательства того, что шаблон может быть использован для прогнозирования будущего движения.(3-й степени)

Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Пересекающиеся концепции
Проведите наблюдения и / или измерения, чтобы получить данные, которые послужат основой для доказательства для объяснения явления или проверки проектного решения.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Научные открытия основаны на распознавании закономерностей.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Можно наблюдать и измерять закономерности движения объекта в различных ситуациях; когда это прошлое движение демонстрирует регулярный образец, будущее движение может быть предсказано по нему. (Граница: технические термины, такие как величина, скорость, импульс и векторная величина, не вводятся на этом уровне, но разрабатывается концепция, согласно которой для описания некоторых величин требуется как размер, так и направление.)

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Шаблоны изменений можно использовать для прогнозирования.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Рабочие листы и приложения

Посетите [www.teachengineering.org/lessons/view/cub_simple_lesson01], чтобы распечатать или загрузить.

Больше подобной программы

Урок средней школы Рычаги подъема

Студенты знакомятся с тремя из шести простых механизмов, используемых многими инженерами: рычагом, шкивом и колесно-осевым механизмом. Как правило, инженеры используют рычаг для увеличения силы, приложенной к объекту, шкив для подъема тяжелых грузов по вертикальному пути и колесо с осью для увеличения крутящего момента…

Урок старшей школы Сдвиньте вправо, используя наклонную плоскость

Учащиеся изучают построение пирамиды, узнавая о простой машине, называемой наклонной плоскостью. Они также узнают о другой простой машине, шурупе, и о том, как она используется в качестве подъемного или крепежного устройства.

Урок старшей школы Здание пирамиды: как использовать клин

Студенты узнают, как простые машины, в том числе клинья, использовались при строительстве как древних пирамид, так и современных небоскребов.На практических занятиях учащиеся тестируют различные клинья на различных материалах (воске, мыле, глине, пене).

Деятельность средней школы Всплеск, Поп, Физз: Машины Руба Голдберга

Освежено пониманием шести простых машин; Винт, клин, шкив, наклонная плоскость, колесо, ось и рычаг, студенческие группы получают материалы и отведенное количество времени, чтобы выступать в качестве инженеров-механиков при проектировании и создании машин, способных выполнять указанные задачи.

Введение / Мотивация

Как египтяне построили Великие пирамиды тысячи лет назад (~ 2500 лет до нашей эры)? Можете ли вы построить пирамиду из каменных блоков весом 9000 кг (~ 10 тонн или 20 000 фунтов) голыми руками? Это все равно, что пытаться голыми руками сдвинуть большого слона! Сколько людей потребуется, чтобы переместить такой большой блок? Сегодня все еще сложно построить пирамиду даже с использованием современных инструментов, таких как отбойные молотки, краны, грузовики и бульдозеры.Но как египетские рабочие могли вырезать, формировать, транспортировать и складывать огромные камни без этих современных инструментов? Что ж, одним из ключей к выполнению этой удивительной и сложной задачи было использование простых машин.

Простые машины — это устройства без движущихся частей или с очень небольшим количеством движущихся частей, которые облегчают работу. Многие из современных сложных инструментов на самом деле представляют собой более сложные формы шести простых машин. Используя простые машины, обычные люди могут раскалывать огромные камни, поднимать большие камни и перемещать блоки на большие расстояния.

Однако для постройки пирамид требовалось больше, чем просто машины. Также потребовалось грандиозное планирование и отличный дизайн . Планирование, проектирование, работа в команде и использование инструментов для создания чего-либо или выполнения работы — вот что такое Engineering . Инженеры используют свои знания, творческий потенциал и навыки решения проблем, чтобы совершать удивительные подвиги для решения реальных задач. Люди призывают инженеров использовать свое понимание того, как работают вещи, для выполнения кажущейся невозможной работы и облегчения повседневной деятельности.Удивительно, сколько раз инженеров и обращаются к простым машинам для решения этих задач.

Как только мы поймем простые машины, вы узнаете их во многих обычных делах и повседневных предметах. (Раздайте справочный лист «Простые машины».) Это шесть простых машин: клин , колесо и ось, рычаг, наклонная плоскость, винт и шкив . Теперь, когда вы видите картинки, узнаёте ли вы некоторые из этих простых машин? Можете ли вы увидеть какие-нибудь из этих простых машин в классе? Как они работают? Что ж, важным термином в лексике при изучении простых машин является феномен механического преимущества .Механическое преимущество простых машин означает, что мы можем использовать меньшее усилие для перемещения объекта, но мы должны перемещать его на большее расстояние. Хороший пример — толкание тяжелого предмета по пандусу. Может быть проще подтолкнуть объект вверх по пандусу, чем просто поднять его на нужную высоту, но это займет большее расстояние. Пандус — это пример простой машины, называемой наклонной плоскостью . Мы собираемся узнать намного больше о каждой из этих шести простых машин, которые представляют собой простое решение, помогающее инженерам и всем людям выполнять тяжелую работу.

Иногда трудно распознать простые машины в нашей жизни, потому что они выглядят иначе, чем те, которые мы видим в школе. Чтобы упростить изучение простых машин, давайте представим, что мы живем в Древнем Египте и что лидер страны нанял нас в качестве инженеров, чтобы построить пирамиду. Студенты могут выступать в роли инженеров в веселых и практических занятиях: Stack It Up! и Выбор места для пирамиды для проектирования и планирования строительства новой пирамиды. Сегодняшняя доступность электричества и технологически продвинутых машин затрудняет понимание того, что делает эта простая машина.Но в контексте Древнего Египта простые машины, которые мы будем изучать, представляют собой гораздо более простые инструменты того времени. Разобравшись в понимании простых машин, мы перенесем наш контекст на строительство небоскреба в наши дни, чтобы мы могли сравнить и сопоставить, как простые машины использовались на протяжении веков и используются до сих пор.

Предпосылки и концепции урока для учителей

Используйте прилагаемую презентацию PowerPoint «Введение в простые машины» и справочный лист «Простые машины» в качестве полезных инструментов в классе.(Покажите презентацию PowerPoint или распечатайте слайды для использования с диапроектором. Презентация анимирована для продвижения стиля, основанного на запросах; каждый щелчок раскрывает новую точку зрения о каждой машине; попросите учащихся предложить характеристики и примеры, прежде чем вы их покажете .)

Простые машины везде; мы используем их каждый день для выполнения простых задач. Простые машины также использовались с первых дней существования человечества. Хотя простые машины могут принимать разные формы, они бывают шести основных типов:

  • Клин : Устройство, которое разделяет вещи.
  • Колесо и ось : Используется для уменьшения трения.
  • Рычаг : перемещается вокруг точки поворота для увеличения или уменьшения механического преимущества.
  • Наклонная плоскость : поднимает объекты, перемещаясь вверх по склону.
  • Винт : Устройство, которое может поднимать или удерживать предметы.
  • Шкив : изменяет направление силы.

Простые машины

Мы используем простые машины, потому что они облегчают работу.Научное определение работы — это величина силы , приложенная к объекту, умноженная на расстояние, на которое объект перемещается. Таким образом, работа состоит из силы и расстояния. Для завершения каждого задания требуется определенный объем работы, и это число не меняется. Таким образом, умножение силы на расстояние всегда равняется одному и тому же объему работы. Это означает, что если вы переместите что-то на меньшее расстояние, вам нужно будет приложить большую силу. С другой стороны, если вы хотите приложить меньшее усилие, вам нужно переместить его на большее расстояние.Это компромисс между силой и расстоянием, или механическое преимущество , общее для всех простых машин. Благодаря механическому преимуществу, чем дольше длится работа, тем меньше усилий вам нужно использовать на протяжении всей работы. Большую часть времени мы чувствуем, что задача трудная, потому что она требует от нас больших усилий. Следовательно, компромисс между расстоянием и силой может значительно облегчить выполнение нашей задачи.

клин

Клин — это простая машина, которая раздвигает предметы или вещества, прикладывая силу к большой площади поверхности на клине, при этом сила увеличивается до меньшей площади на клине для выполнения фактической работы.Гвоздь — это обычный клин с широкой зоной шляпки гвоздя, на которую прикладывается сила, и небольшой точечной зоной, где прикладывается сосредоточенная сила. Сила увеличивается в острие, позволяя гвоздю пробить дерево. По мере того, как гвоздь погружается в древесину, форма клина на острие гвоздя продвигается вперед и раздвигает древесину.

Рис. 1. Топор является примером клина. Copyright

Copyright © Martin Cathrae, Flickr https://www.flickr.com/photos/suckamc/3743184350

Примеры повседневных клиньев: топор (см. Рисунок 1), гвоздь, дверной упор, долото, пила, отбойный молоток, застежка-молния, бульдозер, снегоочиститель, конный плуг, застежка-молния, крыло самолета, нож, вилка и нос лодки или корабля.

Колесо и ось

Колесо и ось — это простая машина, которая снижает трение, возникающее при перемещении объекта, что упрощает транспортировку объекта. Когда объект толкают, необходимо преодолеть силу трения, чтобы он начал двигаться. Когда объект движется, сила трения противодействует силе, действующей на объект. Колесо и ось упрощают это, уменьшая трение, связанное с перемещением объекта. Колесо вращается вокруг оси (по сути стержня, который проходит через колесо, позволяя колесу вращаться), катясь по поверхности и сводя к минимуму трение.Представьте, что вы пытаетесь толкнуть каменный блок весом 9000 кг (~ 10 тонн). Не было бы проще катить его, используя бревна, подложенные под камень?

Повседневные примеры колеса и оси включают автомобиль, велосипед, офисное кресло, тачку, тележку для покупок, ручную тележку и роликовые коньки.

Рычаг

Рычажная простая машина состоит из груза, точки опоры и усилия (или силы). Груз — это объект, который перемещается или поднимается. Точка опоры — это точка поворота, а усилие — это сила, необходимая для подъема или перемещения груза.При приложении силы к одному концу рычага (приложенная сила) создается сила на другом конце рычага. Приложенная сила либо увеличивается, либо уменьшается в зависимости от расстояния от точки опоры (точки или опоры, на которой поворачивается рычаг) до нагрузки и от точки опоры до усилия.

Рисунок 2: Лом является примером рычага. Авторское право

Copyright © 2004 Microsoft Corporation, One Microsoft Way, Redmond, WA 98052-6399 USA. Все права защищены. С примечаниями программы ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2005 г.

Повседневные примеры рычагов включают качели или качели, стрелу крана, лом, молоток (с помощью когтя), удочку и открывалку для бутылок. Подумайте, как вы используете лом (см. Рисунок 2). При нажатии на длинный конец лома сила создается на конце нагрузки на меньшем расстоянии, еще раз демонстрируя компромисс между силой и расстоянием.

Плоскость наклонная

Наклонные плоскости облегчают подъем чего-либо. Представьте себе пандус.Инженеры используют пандусы, чтобы легко перемещать объекты на большую высоту. Есть два способа поднять объект: подняв его прямо вверх или подтолкнув вверх по диагонали. Поднимая объект прямо вверх, он перемещается на кратчайшее расстояние, но вы должны приложить большую силу. С другой стороны, использование наклонной плоскости требует меньшего усилия, но вы должны приложить его на большее расстояние.

Повседневные примеры наклонных плоскостей включают пандусы для доступа к автомагистралям, пандусы для тротуаров, лестницы, наклонные конвейерные ленты и обратные дороги или тропы.

Винт

Рисунок 3: Автомобильный домкрат — это пример простой винтовой машины, которая позволяет одному человеку поднять борт автомобиля. Copyright

Copyright © https://en.wikipedia.org/wiki/Jack_(device) # / media / Файл: Jackscrew.jpg

Винт представляет собой наклонную плоскость, обернутую вокруг вала. Винты выполняют две основные функции: они удерживают предметы вместе или поднимают предметы. Винт хорош для скрепления предметов из-за резьбы вокруг вала.Нити захватывают окружающий материал, как зубы, обеспечивая надежную фиксацию; единственный способ вывернуть винт — раскрутить его. Автомобильный домкрат — это пример винта, который используется для подъема чего-либо (см. Рисунок 3).

Повседневные примеры винтов включают винт, болт, зажим, крышку банки, автомобильный домкрат, вращающийся стул и винтовую лестницу.

Шкив

Рис. 4. Шкив на судне помогает людям тянуть тяжелую рыболовную сеть. Авторское право

Copyright © 2004 Microsoft Corporation, One Microsoft Way, Redmond, WA 98052-6399 USA.Все права защищены.

Шкив — это простой механизм, используемый для изменения направления силы. Подумайте о поднятии флага или тяжелом камне. Чтобы поднять камень на свое место на пирамиде, нужно приложить силу, которая поднимет его. Используя шкив, сделанный из рифленого колеса и каната, можно потянуть вниз на канате, используя силу тяжести, чтобы поднять камень вверх на . Еще более ценно то, что система из нескольких шкивов может использоваться вместе для уменьшения усилия, необходимого для подъема объекта.

Примеры повседневного использования шкивов: флагштоки, лифты, паруса, рыболовные сети (см. Рисунок 4), веревки для белья, краны, оконные шторы и жалюзи, а также снаряжение для скалолазания.

Составные машины

Составная машина — это устройство, объединяющее две или более простых машины. Например, тачка сочетает в себе использование колеса и оси с рычагом. Используя шесть основных простых машин, можно изготавливать всевозможные составные машины. У вас дома и в классе есть много простых и сложных машин.Некоторые примеры составных машин, которые вы можете найти: консервный нож (клиновой и рычажный), тренажеры / краны / эвакуаторы (рычаги и шкивы), лопата (рычаг и клин), автомобильный домкрат (рычаг и винт), колесная тачка ( колесо, ось и рычаг) и велосипед (колесо, ось и шкив).

Сопутствующие мероприятия

Закрытие урока

Сегодня мы обсудили шесть простых машин.Кто может назвать их для меня? (Ответ: клин, колесо и ось, рычаг, наклонная плоскость, винт и шкив.) Как простые машины облегчают работу? (Ответ: Механическое преимущество позволяет нам использовать меньшую силу для перемещения объекта, но мы должны перемещать его на большее расстояние.) Почему инженеры используют простые машины? (Возможные ответы: инженеры творчески используют свои знания в области естественных наук и математики, чтобы сделать нашу жизнь лучше, часто используя простые машины. Они изобретают инструменты, облегчающие работу. Они выполняют огромные задачи, которые невозможно было бы выполнить без механического преимущества простых машин.Они проектируют структуры и инструменты для лучшего и более эффективного использования наших ресурсов окружающей среды.) Сегодня вечером, дома, подумайте о повседневных примерах шести простых машин. Посмотрите, сколько вы можете найти вокруг своего дома!

Заполните таблицу оценки KWL (см. Раздел «Оценка»). Оцените понимание учащимися урока, назначив Рабочий лист «Простые машины» в качестве теста на вынос. В качестве расширения используйте прикрепленный пакет Simple Machines Scavenger Hunt! Рабочий лист для проведения простого поиска мусора на машинах, в котором учащиеся находят примеры простых машин, используемых в классе и дома.

На других уроках этого раздела студенты изучают каждую простую машину более подробно и видят, как каждую из них можно использовать в качестве инструмента для построения пирамиды или современного здания.

Словарь / Определения

дизайн: (глагол) Планировать в систематической, часто графической форме. Создавать для определенной цели или эффекта. Спроектируйте здание. (существительное) Хорошо продуманный план.

Инженерия: применение научных и математических принципов в практических целях, таких как проектирование, производство и эксплуатация эффективных и экономичных конструкций, машин, процессов и систем.

сила: толкать или тянуть объект.

наклонная плоскость: простая машина, поднимающая объект на большую высоту. Обычно это прямая наклонная поверхность без движущихся частей, таких как пандус, наклонная дорога или лестница.

рычаг: простая машина, которая увеличивает или уменьшает силу, чтобы поднять что-либо. Обычно штанга поворачивается на фиксированной точке (оси), к которой прилагается сила для выполнения работы.

механическое преимущество: преимущество, полученное за счет использования простых машин, позволяющих выполнять работу с меньшими усилиями.Облегчение задачи (что означает меньшее усилие), но может потребоваться больше времени или места для работы (большее расстояние, веревка и т. Д.). Например, приложение меньшей силы на большем расстоянии для достижения того же эффекта, что и приложение большой силы на небольшом расстоянии. Отношение выходной силы, оказываемой машиной, к приложенной к ней входной силе.

шкив: простой механизм, который изменяет направление силы, часто для подъема груза. Обычно состоит из рифленого колеса, в котором движется натянутый трос или цепь.

пирамида: массивная структура древнего Египта и Мезоамерики, использовавшаяся для склепа или гробницы. Типичная форма — квадратное или прямоугольное основание на земле со сторонами (гранями) в форме четырех треугольников, которые встречаются в точке наверху. Мезоамериканские храмы имеют ступенчатые стороны и плоскую вершину, увенчанную камерами.

Винт: простая машина, которая поднимает или скрепляет материалы. Часто цилиндрический стержень, нарезанный спиральной резьбой.

простая машина: машина с небольшим количеством движущихся частей или без них, которая используется для облегчения работы (дает механическое преимущество). Например, клин, колесо и ось, рычаг, наклонная плоскость, винт или шкив.

спираль: кривая, которая огибает фиксированную центральную точку (или ось) на постоянно увеличивающемся или уменьшающемся расстоянии от этой точки.

инструмент: устройство, используемое для работы.

клин: простая машина, разделяющая материалы.Используется для раскалывания, затяжки, фиксации или подъема. Он толстый на одном конце и сужается к тонкому краю на другом.

колесо и ось: простая машина, уменьшающая трение при движении за счет качения. Колесо — это диск, предназначенный для вращения вокруг оси, проходящей через центр колеса. Ось — это опорный цилиндр, на котором вращается колесо или колесная пара.

работа: сила, действующая на объект, умноженная на расстояние, на которое он перемещается. W = F x d (сила, умноженная на расстояние).

Оценка

Оценка перед уроком

Таблица «Знай / Хочу знать / Учиться» (KWL): Создайте классную диаграмму KWL, чтобы помочь организовать изучение новой темы. На большом листе бумаги или классной доске нарисуйте таблицу с заголовком «Строительство с помощью простых машин». Нарисуйте три столбца с названиями K, W и L, представляющие, что студенты знают о простых машинах, что они хотят, чтобы знал о простых машинах и что они узнали о простых машинах.Заполняйте разделы K и W во время введения к уроку по мере появления фактов и вопросов. Заполните L-часть в конце урока.

Оценка после введения

Справочный лист: Раздайте прилагаемый справочный лист Simple Machines. Просмотрите информацию и ответьте на любые вопросы. Предложите студентам держать листы под рукой в ​​своих партах, папках или журналах.

Наблюдения: Покажите ученикам пример каждой простой машины и попросите их сделать наблюдения и обсудить любые закономерности, которые можно использовать для прогнозирования будущего движения.

Итоги урока Оценка

Заключительное обсуждение: Проведите неформальное обсуждение в классе, спросив учащихся, что они узнали из заданий. Спросите у студентов:

  • Кто может назвать разные типы простых машин? (Ответ: клин, колесо и ось, рычаг, наклонная плоскость, винт и шкив.)
  • Как простые машины облегчают работу? (Ответ: Механическое преимущество позволяет нам использовать меньшую силу для перемещения объекта, но мы должны перемещать его на большее расстояние.)
  • Почему инженеры используют простые машины? (Возможные ответы: инженеры творчески используют свои знания в области естественных наук и математики, чтобы сделать нашу жизнь лучше, часто используя простые машины. Они изобретают инструменты, облегчающие работу. Они выполняют огромные задачи, которые невозможно было бы выполнить без механического преимущества простых машин. Они проектировать конструкции и инструменты для лучшего и более эффективного использования наших экологических ресурсов.)

Напомните студентам, что инженеры учитывают множество факторов при планировании, проектировании и создании чего-либо.Спросите у студентов:

  • Какие соображения должен учитывать инженер при проектировании новой конструкции? (Возможные ответы: размер и форма (конструкция) конструкции, доступные строительные материалы, расчет необходимых материалов, сравнение материалов и стоимости, изготовление чертежей и т. Д.)
  • Какие соображения следует учитывать инженеру при выборе площадки для строительства новой конструкции? (Возможные ответы: физические характеристики участка [топография, грунтовый фундамент], расстояние до строительных ресурсов [дерево, камень, вода, бетон], пригодность для использования по назначению [найдите школу или продуктовый магазин поблизости от места проживания людей].)

Таблица KWL (Заключение): Как класс, закончите столбец L таблицы KWL, как описано в разделе «Оценка перед уроком». Составьте список всего, что они узнали о простых машинах. Были ли даны ответы на все вопросы W? Что нового они узнали?

Домашнее задание

Контрольный тест на вынос: Оцените понимание учащимися урока, назначив Рабочий лист «Простые машины» в качестве контрольного опроса на дом.

Мероприятия по продлению урока

Воспользуйтесь прилагаемым приложением «Охота на мусора на простых машинах»! Рабочий лист для веселой охоты за мусором.Попросите учащихся найти примеры всех простых машин, используемых в классе и дома.

Приведите повседневные примеры простых машин и продемонстрируйте, как они работают.

Проиллюстрируйте мощь простых машин, попросив учащихся выполнить задание, не используя простую машину, а затем с ее помощью. Например, создайте демонстрацию рычага, забив гвоздь в кусок дерева. Попросите учащихся попытаться вытащить гвоздь, сначала используя только руки

Приведите множество повседневных примеров простых машин.Раздайте по одному каждому ученику и попросите их подумать, что это за простая машина. Затем попросите учащихся распределить предметы по категориям с помощью простых машин и объяснить, почему они решили разместить свой предмет именно там. Спросите студентов, какой была бы жизнь без этого предмета. Подчеркните, что простые машины облегчают нашу жизнь.

Интерактивная игра на простых машинах представлена ​​на веб-сайте Edheads: http://edheads.org.

Инженерное конструкторское развлечение с рычагами: дайте каждой паре учеников мешалку для краски, 3 небольших пластиковых стаканчика, кусок клейкой ленты и деревянный брусок или катушку (или что-нибудь подобное).Попросите учеников сконструировать простой рычаг машины, который будет бросать мяч для пинг-понга (или любой другой маленький мяч) как можно выше. На этапе перепроектирования разрешите учащимся запрашивать материалы для добавления к их дизайну. Проведите небольшое соревнование, чтобы увидеть, какая группа смогла отправить мяч для пинг-понга в высокий полет. Обсудите с классом, почему именно этот дизайн оказался успешным по сравнению с другими вариантами, замеченными во время соревнований.

Дополнительная поддержка мультимедиа

См. Http: // edheads.org для хорошего веб-сайта, посвященного простым машинам, с учебными материалами, включая обучающие игры и задания.

использованная литература

Dictionary.com. ООО «Издательская группа« Лексико ». По состоянию на 11 января 2006 г. (Источник некоторых словарных определений с некоторой адаптацией) http://www.dictionary.com

Простые машины. inQuiry Almanack, Интернет-институт Франклина, электронное обучение Unisys и Drexel.По состоянию на 11 января 2006 г. http://sln.fi.edu/qa97/spotlight3/spotlight3.html

авторское право

© 2005 Регенты Университета Колорадо.

Авторы

Грег Рэмси; Глен Сиракавит; Лоуренс Э. Карлсон; Жаклин Салливан; Малинда Шефер Зарске; Дениз Карлсон, при участии студентов, участвовавших в весеннем курсе подготовки инженерного корпуса K-12 (К-12) весной 2005 года.

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

Благодарности

Содержание этих программ электронных библиотек было разработано в рамках Комплексной программы преподавания и обучения в рамках гранта GK-12 Национального научного фонда.0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 13 октября 2021 г.

Простые машины | Физика

Простые машины — это устройства, которые можно использовать для увеличения или увеличения силы, которую мы прикладываем — часто за счет расстояния, на котором мы прикладываем силу.Слово «машина» происходит от греческого слова, означающего «облегчить жизнь». Рычаги, шестерни, шкивы, клинья и винты — вот некоторые примеры машин. Для этих устройств по-прежнему сохраняется энергия, потому что машина не может выполнять больше работы, чем вложенная в нее энергия. Однако машины могут уменьшить входное усилие, необходимое для выполнения работы. Соотношение величин выходной и входной силы для любой простой машины называется ее механическим преимуществом (МА).

[латекс] \ text {MA} = \ frac {{F} _ {\ text {o}}} {{F} _ {\ text {i}}} \\ [/ latex]

Одной из самых простых машин является рычаг, который представляет собой жесткий стержень, который поворачивается в фиксированном месте, называемом точкой опоры.В рычагах задействованы крутящие моменты, так как они вращаются вокруг точки поворота. Расстояния от физического стержня рычага имеют решающее значение, и мы можем получить полезное выражение для МА в терминах этих расстояний.

Рис. 1. Съёмник для гвоздей — это рычаг с большим механическим преимуществом. Внешние силы на съемник для гвоздей показаны сплошными стрелками. Усилие, которое съемник для гвоздей прилагает к гвоздю ( F, , или ), не является силой, действующей на съемник для гвоздей. Сила противодействия, которую гвоздь оказывает на съемник ( F n ), является внешней силой и равна и противоположна F o .Перпендикулярные рычаги входных и выходных сил равны l i и l o .

На рисунке 1 показан тип рычага, который используется в качестве съемника для гвоздей. Ломы, качели и другие подобные рычаги аналогичны этому. F i — входная сила, а F o — выходная сила. На съемник гвоздей (представляющая интерес система) действуют три вертикальные силы — это F i , F o и N . F n — сила реакции системы, равная и противоположная F o . (Обратите внимание, что F o не является силой, действующей на систему.) N — нормальная сила, действующая на рычаг, и его крутящий момент равен нулю, поскольку он действует на шарнир. Крутящие моменты из-за F i и F n должны быть равны друг другу, если гвоздь не движется, чтобы удовлетворять второму условию равновесия (нетто τ = 0). (Чтобы гвоздь действительно двигался, крутящий момент из-за F и должен быть немного больше, чем из-за F n .) Следовательно,

л i F i = л o F o

, где l i и l o — это расстояния, от которых входные и выходные силы действуют на шарнир, как показано на рисунке. Преобразование последнего уравнения дает

[латекс] \ frac {{F} _ {\ text {o}}} {{F} _ {\ text {i}}} = \ frac {{l} _ {\ text {i}}} {{ l} _ {\ text {o}}} \\ [/ latex].

Что нас больше всего интересует, так это то, что величина силы, прилагаемой съемником для гвоздей, F o , намного больше, чем величина входной силы, приложенной к съемнику на другом конце, F i. .Для съемника гвоздей,

[латекс] \ text {MA} = \ frac {{F} _ {\ text {o}}} {{F} _ {\ text {i}}} = \ frac {{l} _ {\ text { i}}} {{l} _ {\ text {o}}} \\ [/ latex]

Это уравнение справедливо для рычагов в целом. Для гвоздодера МА больше единицы. Чем длиннее ручка на съемнике для гвоздей, тем большее усилие вы можете им приложить. Два других типа рычагов, которые немного отличаются от съемника гвоздей, — это тачка и лопата, показанные на Рисунке 2. Все эти типы рычагов похожи тем, что задействованы только три силы: входная сила, выходная сила и сила на опорная точка — и, следовательно, их скользящие средние равны

.

[латекс] \ text {MA} = \ frac {{F} _ {\ text {o}}} {{F} _ {\ text {i}}} \\ [/ latex]

и

[латекс] \ text {MA} = \ frac {{d} _ {1}} {{d} _ {2}} \\ [/ latex],

с расстояниями, измеряемыми относительно физического стержня.Тачка и лопата отличаются от съемника для гвоздей тем, что входное и выходное усилие находятся на одной стороне оси. В случае с тачкой выходное усилие или нагрузка находится между шарниром (осью колеса) и входной или приложенной силой. В случае с лопатой входное усилие находится между шарниром (на конце рукоятки) и грузом, но плечо входного рычага короче плеча выходного рычага. В этом случае МА меньше единицы.

Рис. 2. (a) В случае тачки выходное усилие или нагрузка находится между осью поворота и входной силой.Шарнир — это ось колеса. Здесь выходная сила больше входной. Таким образом, тачка позволяет поднимать гораздо более тяжелые грузы, чем вы могли бы поднимать только своим телом. (b) В случае с лопатой входное усилие находится между шарниром и грузом, но плечо входного рычага короче плеча выходного рычага. Шарнир находится за ручку, которую держит правая рука. Здесь выходная сила (поддерживающая груз лопаты) меньше входной силы (от руки, ближайшей к грузу), потому что входная сила действует ближе к оси поворота, чем выходная.

Пример 1. В чем преимущество тачки?

В тачке на Рисунке 2 груз имеет перпендикулярное плечо рычага длиной 7,50 см, в то время как руки имеют перпендикулярное плечо рычага 1,02 м. (a) Какую восходящую силу вы должны приложить, чтобы поддержать тачку и ее груз, если их общая масса составляет 45,0 кг? б) Какое усилие тачка действует на землю?

Стратегия

Здесь мы используем концепцию механического преимущества.

Решение

(a) В этом случае [латекс] \ frac {{F} _ {\ text {o}}} {{F} _ {\ text {i}}} = \ frac {{l} _ {i} } {{l} _ {o}} \\ [/ latex] становится

[латекс] {F} _ {\ text {i}} = {F} _ {\ text {o}} \ frac {{l} _ {o}} {{l} _ {i}} \\ [ / латекс]

Сложение значений в это уравнение дает

[латекс] {F} _ {\ text {i}} = \ left (\ text {45.{2} \ right) \ frac {\ text {0,075 м}} {\ text {1,02 м}} = \ text {32,4 N} \\ [/ latex]

Диаграмма свободного тела (см. Рисунок 2) дает следующую нормальную силу: F i + N = W . Следовательно, Н = (45,0 кг) (9,80 м / с 2 ) — 32,4 Н = 409 Н. Н — нормальная сила, действующая на колесо; по третьему закону Ньютона сила, которую колесо оказывает на землю, составляет 409 Н.

Обсуждение

Еще более длинная ручка уменьшит усилие, необходимое для подъема груза.MA здесь MA ​​= 1.02 / 0.0750 = 13.6.

Еще один очень простой станок — это наклонный рубанок. Поднять тележку на самолет проще, чем поднять ту же тележку прямо вверх по лестнице, потому что прилагаемая сила меньше. Однако работа, выполняемая в обоих случаях (при условии, что работа, выполняемая трением, незначительна), одинакова. Наклонные переулки или пандусы, вероятно, использовались во время строительства египетских пирамид для перемещения больших каменных блоков на вершину. Кривошип — это рычаг, который можно поворачивать на 360 ° вокруг оси, как показано на рисунке 3.Такая машина может не выглядеть рычагом, но физика ее действий остается прежней. MA для кривошипа — это просто отношение радиусов r i / r 0 . Колеса и шестерни также имеют это простое выражение для своих скользящих средних. MA может быть больше 1, как для кривошипа, или меньше 1, как для упрощенной автомобильной оси, ведущей колеса, как показано. Если радиус оси составляет 2,0 см, а радиус колеса — 24,0 см, тогда MA = 2,0 / 24,0 = 0,083, и ось должна приложить к колесу силу в 12000 Н, чтобы она могла воздействовать на колесо силой 1000 Н. земля.

Рис. 3. (a) Кривошип — это тип рычага, который можно поворачивать на 360 ° вокруг своей оси. Шатуны обычно рассчитаны на большую МА. (b) Упрощенная автомобильная ось приводит в движение колесо, диаметр которого намного больше диаметра оси. МА меньше 1. (c) Обычный шкив используется для подъема тяжелого груза. Шкив изменяет направление силы T , прилагаемой шнуром, без изменения ее величины. Следовательно, этот автомат имеет MA 1.

.

Обычный шкив имеет MA 1; он изменяет только направление силы, но не ее величину.Комбинации шкивов, такие как показанные на рисунке 4, используются для увеличения силы. Если шкивы не имеют трения, то выходное усилие приблизительно кратно натяжению троса. Количество тросов, тянущих прямо вверх по интересующей системе, как показано на приведенных ниже рисунках, приблизительно равно МА шкивной системы. Поскольку каждое крепление прикладывает внешнюю силу примерно в том же направлении, что и другие, они складываются, создавая общую силу, которая почти целое кратное входной силы T .

Рис. 4. (a) комбинация шкивов используется для увеличения силы. Сила является целым кратным напряжению, если шкивы не имеют трения. Эта система шкивов имеет два троса, прикрепленных к его нагрузке, таким образом прикладывая силу приблизительно 2 T . Эта машина имеет MA ≈ 2. (b) Три шкива используются для подъема груза таким образом, что механическое преимущество составляет около 3. Фактически к нагрузке прикреплены три троса. (c) Эта система шкивов прикладывает силу 4 T , так что MA ≈ 4.Фактически, интересующую систему протягивают четыре кабеля.

Сводка раздела

  • Простые машины — это устройства, которые можно использовать для увеличения или увеличения силы, которую мы прикладываем — часто за счет расстояния, на котором мы должны приложить силу.
  • Соотношение выходных и входных сил для любой простой машины называется ее механическим преимуществом.
  • Несколько простых машин: рычаг, съемник для гвоздей, тачка, кривошип и т. Д.

Концептуальные вопросы

1.Ножницы похожи на двухрычажную систему. Какая из простых машин на рисунках 1 и 2 больше всего аналогична ножницам?

2. Предположим, вы вытаскиваете гвоздь с постоянной скоростью, используя съемник для гвоздей, как показано на рисунке 1. Находится ли съемник для гвоздей в равновесии? Что, если вы потянете гвоздь с некоторым ускорением — тогда гвоздегер находится в равновесии? В каком случае сила, прикладываемая к съемнику для гвоздей, больше и почему?

3. Почему силы, действующие на внешний мир конечностями нашего тела, обычно намного меньше сил, действующих на мышцы внутри тела?

4.Объясните, почему силы в наших суставах в несколько раз больше, чем силы, которые мы прикладываем к внешнему миру своими конечностями. Могут ли эти силы быть даже больше, чем силы мышц (см. Предыдущий вопрос)?

Задачи и упражнения

1. В чем заключается механическое преимущество съемника для гвоздей, аналогичного показанному на рисунке 1, когда вы прикладываете усилие в 45 см от оси, а гвоздь находится на 1,8 см с другой стороны? Какое минимальное усилие необходимо приложить, чтобы приложить к гвоздю усилие в 1250 Н?

Рисунок 1.Съёмник для гвоздей — это рычаг с большим механическим преимуществом. Внешние силы на съемник для гвоздей показаны сплошными стрелками. Усилие, которое съемник для гвоздей прилагает к гвоздю ( F, , или ), не является силой, действующей на съемник для гвоздей. Сила противодействия, которую гвоздь оказывает на съемник ( F n ), является внешней силой и равна и противоположна F o . Перпендикулярные рычаги входных и выходных сил равны l i и l o .

2. Предположим, вам нужно поднять косилку весом 250 кг на 6,0 см над землей, чтобы сменить колесо. Если бы у вас был рычаг длиной 2,0 м, где бы вы разместили точку опоры, если бы ваше усилие было ограничено 300 Н?

3. a) В чем заключается механическое преимущество тачки, такой как та, что на Рисунке 2, если центр тяжести тачки и ее груза имеет перпендикулярное плечо рычага 5,50 см, а руки имеют перпендикулярное плечо рычага. 1,02 м? (b) Какую восходящую силу вы должны приложить, чтобы поддержать тачку и ее груз, если их общая масса составляет 55?0 кг? в) Какую силу действует колесо на землю?

4. Типичный автомобиль имеет ось с радиусом 1,10 см и шину с радиусом 27,5 см. В чем его механическое преимущество, если предположить, что очень упрощенная модель на рисунке 3 (b)?

5. Какое усилие инструмент для снятия гвоздей в Упражнении 1 оказывает на опорную поверхность? Съёмник для гвоздей имеет массу 2,10 кг.

6. Если вы использовали идеальный шкив типа, показанного на Рисунке 4 (а), для поддержки автомобильного двигателя массой 115 кг, (а) Каким было бы натяжение каната? б) Какую силу должен приложить потолок, если вы тянете веревку прямо вниз? Не пренебрегайте массой системы шкивов.

Рис. 4. (a) комбинация шкивов используется для увеличения силы. Сила является целым кратным напряжению, если шкивы не имеют трения. Эта система шкивов имеет два троса, прикрепленных к его нагрузке, таким образом прикладывая силу приблизительно 2T. У этой машины MA ≈ 2. (b) Три шкива используются для подъема груза таким образом, что механическое преимущество составляет около 3. Фактически к нагрузке прикреплены три троса. (c) Эта система шкивов прикладывает силу 4T, так что MA ≈ 4.Фактически, интересующую систему протягивают четыре кабеля.

7. Повторите упражнение 6 для шкива, показанного на рисунке 4 (c), предполагая, что вы тянете веревку прямо вверх. Масса шкивной системы 7,00 кг.

Глоссарий

механическое преимущество:
отношение выходных и входных сил для любой простой машины

Избранные решения проблем и упражнения

1. 25, 50 N

3. (а) MA = 18.5 (б) F i = 29.1 Н (в) 510 Н вниз

5. 1,3 × 10 3

7. (а) Т = 299 Н (б) 897 Н вверх

Элементарная физика — Простые машины

Студенты увлекаются инструментами и машинами. В модуле «Простые машины» учащиеся видят примеры того, как простые машины могут облегчить работу, уменьшив силу, необходимую для перемещения объекта на расстояние.

Затем учащиеся используют интерактивные задания для экспериментов с этими простыми механизмами: рычагом, шкивом, колесом и осью, клином, винтом и наклонной плоскостью.Также доступны практические занятия, чтобы дать студентам реальный опыт работы с простыми машинами. К концу этого модуля студенты будут знать, как уменьшить силу, необходимую для перемещения объекта!

Нажмите, чтобы поиграть в демоверсию

Label It!

Эта сессия «Подробно» позволяет студентам практиковать и применять новую терминологию, относящуюся к простым машинам. На этом занятии учащиеся участвуют в ряде заданий, посвященных содержательной лексике, рассматриваемой на протяжении всего модуля.Для завершения занятия учащиеся работают самостоятельно или со сверстниками, чтобы выполнить автономное задание, которое укрепляет навыки грамотности.

Нажмите, чтобы поиграть в демонстрацию

Work Smarter

Это детальное занятие продвигает использование формальных определений и объяснений в формате, который обычно не используется в обучении естествознанию. На этом занятии учащиеся просматривают анимированный литературный материал и записывают свои идеи в цифровой блокнот. Учащиеся также участвуют в дискуссии под руководством учителя, в которой особое внимание уделяется научному содержанию.Чтобы завершить занятие, студенты участвуют в офлайн-мероприятиях, которые укрепляют связь между наукой, литературой и искусством.

Science4Us предоставляет учителям все необходимое, чтобы уверенно и эффективно вести класс на любом уроке естествознания. Эта демонстрация показывает:

  • Один раздел «Объяснения учителя»
  • Один из 40 вспомогательных документов для учителей

Вспомогательный документ

Учителя могут рассчитывать на большую поддержку в виде профессионального развития, которое поможет при подготовке, доставке материала и ответах на вопросы.Печатные руководства для учителей позволяют расширить онлайн-материалы и углубить понимание учащимися различных простых машин. Эти руководства для учителей включают практические занятия, вопросы для обсуждения и многое другое.

уроков для учителей прокладывают путь к продуктивным урокам. Вы найдете всевозможную информацию, относящуюся к Simple Machines, такую ​​как передовой опыт, справочную информацию, расширения словарного запаса и многое другое. Один из лучших способов обучения простым машинам, который позволяет студентам получить практические навыки, — это предложить им поэкспериментировать с рычагом во время перекуса.Раздайте каждому студенту ложку и корм, который можно выковыривать. Предложите студентам обратить внимание на «перекладину», ручку ложки и «точку опоры» — место вращения ложки.

Простые станки и инструменты — Разъясните, что надо

Он создан, чтобы прослужить вам всю жизнь — вполне буквально. Но хотя человеческое тело — самый удивительный инструмент в вашем распоряжении, ему часто требуется рука помощи. Инструменты из металла, дерево и пластик работают как расширения вашего тела, заставляя вас чувствовать себя сильнее и помогая вам работать быстрее и эффективнее.В науке такие инструменты называются простых машин . И хотя вы можете подумать, что есть большая разница между крошечным гаечным ключом и огромным великим землеройным аппаратом, именно в обоих работает одна и та же физика. Давайте подробнее рассмотрим инструменты и машины и как они работают!

Фотография: В этом гидравлическом экскаваторе используется набор простых машин (колеса, оси и рычаги) для увеличения силы, которую может проявить водитель. Сколько разных машин вы можете увидеть в работе внутри экскаватора? Вот несколько моментов, с которых можно начать: рычаги, которые водитель тянет, чтобы заставить работать, колеса внутри гусениц, рычаг с ковшом на конце… и многое другое!

Что такое машина?

Сделать что угодно — поднять ящик, толкнуть машину, выбраться из кровать, подпрыгнуть, почистить зубы — нужно толкать или тянущее действие, называемое силой . Если ты будешь рассказывать люди, вы сильные, на самом деле вы имеете в виду, что ваше тело может применять большую силу. Ты могли наблюдать по телевизору невероятно сильных людей, тянущих грузовики или тренируется голыми руками, но есть предел тому, что даже самые мускулистое человеческое тело может сделать.Простые машины позволяют нам выйти за рамки этого предел. Простые машины могут сделать всех нас сильными!

Фото: Кнопки (иногда называемые булавками для рисования) немного похожи на гвозди со встроенными молотками. Когда вы нажимаете на большую плоскую головку, сила, которую вы прикладываете (к большому сплющенному концу), эффективно увеличивается, потому что она сконцентрирован в гораздо меньшей области на крошечной головке булавки. Согласно науке, даже канцелярские кнопки — это простые машины.

Когда вы слышите слово «машина», вы наверняка о чем-то думаете. как бульдозер или паровоз.Но в науке машина — это все, что увеличивает силу. Итак, молоток — это машина. Нож и вилка — это пара машин. И даже венчик для яиц — это машина. У всех этих машин есть одна общая черта: когда вы прикладываете силу к они увеличивают его размер и прикладывают большую силу в другом месте. Одной рукой мясо разрезать нельзя, но если надавить на нож, длинная ручка и заостренное лезвие увеличивают силу, которую вы нанесите рукой — и мясо нарежет без особых усилий.Когда вы забиваете гвоздь молотком, ручка увеличивает силу, с которой вы сталкиваетесь. подать заявление. А поскольку головка молотка больше, чем головка гвоздя, сила, которую вы применяете, действует на меньшую площадь с гораздо большим давление — и гвоздь легко входит в дерево. Попробуйте вдавить гвоздь пальцем и вы оцените преимущество, которое дает вам молоток.

Существует пять основных типов простых машин: рычаги, колеса и оси (которые считаются за единицу), шкивы, аппарели и клинья (которые также считаются за один) и винты.Посмотрим на них повнимательнее.

Рычаги

Рычаг — самый простой из всех механизмов: это просто длинный стержень, который помогает вам приложить большую силу, когда вы его поворачиваете. Когда вы сидите на качели, ты наверное разобрался что нужно сидеть подальше от баланса точка (известная как точка поворота или точка опоры ) если человек на противоположном конце тяжелее тебя. Чем дальше вы сидите от точки опоры, тем больше вы можете умножить силу вашего веса. Если ты долго сидишь с точки опоры вы можете поднять даже более тяжелого человека, сидящего на в другой конец — при условии, что они сидят очень близко к точке опоры на своей стороне.Сила, которую вы прикладываете своим весом, называется усилие . Благодаря точке опоры он создает большую силу для подъема нагрузка (вес Другое лицо). Слова «усилие» и «нагрузка» могут сбивать с толку. поэтому мы избегали их использования в этой статье. О рычагах важно помнить, что сила, которую вы продукция больше, чем сила, которую вы применяете:

С длинным рычагом можно задействовать рычагов . Когда ты используйте топор или гаечный ключ, длинная ручка помогает увеличить силу, которую вы можно подать заявку.Чем длиннее ручка, тем больше у вас рычагов. Так что ключ с длинной ручкой всегда проще в использовании, чем с короткой ручкой. А если вы не можете сдвинуть гайку или болт с помощью короткого гаечного ключа, попробуйте более длинная ручка.

Фото: Два инструмента — рычаги. Слева: садовый культиватор (зеленый, вверху) и трубный ключ (красный, внизу). Культиватор представляет собой рычаг класса 1, а гаечный ключ — рычаг класса 2 (эти термины объясняются непосредственно ниже). Справа: вот прополка в действии.Встроенная опора позволяет легко поднимать сорняки с помощью длинного и сильного стержневого корня.

Типы рычага

Рычаги вокруг нас. Молотки, топоры, щипцы, ножи, отвертки, гаечные ключи, ножницы — во всем есть рычаги. Все из них дают рычаги, но не все из них работают одинаково. На самом деле существует три разных типа рычаги (иногда называемые , классы ).

Рычаги 1-го класса

В рычаге класса 1 сила, которую вы прикладываете, равна на противоположной стороне от точки опоры силу, которую вы производите.Качели пример рычага 1 класса. Так ножницы:

Рычаги 2-го класса

Рычаг класса 2 расположен немного по-другому, с точка опоры на одном конце. Вы применяете силу на другом конце и сила, которую вы производите, находится посередине. Щелкунчики, чесночные прессы, и тачки все примеры рычагов класса 2:

Рычаги класса 3

Рычаг класса 3 снова отличается. Нравиться рычаг 2 класса, это имеет точку опоры на одном конце.Но две силы меняются местами. Теперь вы прикладываете силу посередине, и создаваемая вами сила равна противоположный конец. Рычаги класса 3 отличаются от других машин тем, что уменьшают сила, которую вы применяете, дает вам гораздо больший контроль. Пинцет и щипцы Пример рычагов 3 класса:

Ручки тоже являются рычагами класса 3: поворачивая их на руках и удерживая их посередине, мы получаем гораздо больший контроль над пером или шариковая ручка.

Колеса и оси

Изобретение колеса и оси (стержня, вокруг которого вращается колесо) около 5500 лет назад на Ближнем Востоке произвело революцию в транспорте и постепенно внесло огромные изменения в общество, но что сделало его таким особенным? Легче толкать тележку с тяжелым ящиком, чем толкать тот же ящик по земле, потому что колеса и оси тележки уменьшают трение и обеспечивают рычаг.Вы можете узнать, как это сделать, в нашей основной статье от того, как работают колеса.

Artwork: Колесо может работать как множитель силы или как множитель скорости (но не оба одновременно). Если повернуть внешнюю часть (обод) колеса, ось в центре поворачивается с меньшей скоростью, но с большей силой, поэтому колесо работает как множитель силы. Если вместо этого повернуть ось (как это делает автомобиль), колесо станет множителем скорости. Ось поворачивается только на короткое расстояние (синяя стрелка), но рычаг колеса означает внешний обод за это же время поворачивается намного дальше (красная стрелка).Вот как колесо помогает ехать быстрее.

Большие колеса используются для увеличения силы и другими способами. К трубам, например, прикреплены колеса, называемые запорными кранами (или запорными клапанами). Когда ты поверните внешний обод крана, внутренняя ось поворачивается с большим большее усилие — поэтому трубу легче закрыть. Рулевые колеса работают так путь тоже. У грузовика или автобуса рулевое колесо часто больше, чем у легкового автомобиля. потому что для поворота колес требуется больше силы. Большое колесо дает у водителя больше рычагов.

Колеса могут увеличивать расстояние и скорость, а также силу. Велосипеды имеют большие колеса, поэтому они идти быстрее. Когда вы крутите педали, вы включаете внутреннюю часть колеса. Но внешний обод колеса поворачивается быстрее и покрывает большую площадь, поэтому ваш педалирование имеет гораздо больший эффект. Так же работают и автомобильные колеса.

Тачки

великолепно сочетают в себе колеса и рычаги. А тачка позволяет легко транспортировать груз из одного места в другой — по двум причинам. Во-первых, его длинная рама действует как рычаг, поэтому груз поднять намного легче.Во-вторых, легче толкать груз, используя тачка, потому что трение возникает только между колесом и осью. Если вы толкнули груз по шероховатой поверхности земли, не используя тачка, трение было бы намного больше.

Шестерни

Фотография: Шестерня состоит из двух или более колес разных размеров с зубьями, врезанными в их края, чтобы гарантировать, что они «сцепляются» (вращаются вместе без проскальзывания).

Шестерни — это колеса с зубьями, которые могут либо увеличивать скорость машины, либо увеличивать ее силу, но не оба одновременно.Велосипеды используют шестерни в обоих направлениях. Если хочешь крутить педали в гору, вы используете шестеренки, чтобы увеличить свою силу, поэтому вам не нужно так много работать, хотя загвоздка в том, что они одновременно снижают вашу скорость. Если вы мчитесь по прямой дороге, вы можете использовать шестерни, чтобы увеличить скорость, но на этот раз загвоздка в том, что они уменьшат вашу силу. Хотя это не очевидно, просто взглянув у них шестерни работают точно так же, как рычаги (как и колеса). Это требует небольшого объяснения, поэтому мы не будем вдаваться в подробности здесь.Вместо этого вы можете прочитать все об этом в нашей статье о шестеренках.

Шкивы

Соедините два или более колеса и обвяжите их веревкой. раз, и вы создаете мощную подъемную машину, называемую шкивом. Каждый когда веревка наматывается на колеса, вы создаете большую подъемную силу или механическое преимущество. Если есть четыре колеса и веревка наматывается У них шкив работает так, как будто груз несут четыре троса. Таким образом, вы можете поднять в четыре раза больше, хотя загвоздка в том, что вам придется тянуть веревку в четыре раза дальше.Подробнее читайте в нашей статье о шкивах.

Пандусы и клинья

Работа: Голова топора работает как пандус. Когда он проникает в дерево, дерево раскалывается по диагонали. Это означает, что вы можете распиливать древесину, прикладывая меньшее усилие на большем расстоянии. Если вы хотите разорвать бревно голыми руками, вам нужно будет приложить гораздо большую силу (хотя и на гораздо меньшем расстоянии).

Если вы когда-нибудь помогали вытаскивать лодку из моря, вы знаете, что это легче это сделать, если на берегу есть пандус.Вместо того, чтобы поднимать лодку вертикально, прямо вверх, вы можете вытащить его из моря с гораздо меньшими усилиями, если вы подняться по пандусу. Вы используете меньше усилий, но вам нужно дольше тянуть лодку. расстояние — значит, вы используете такое же количество энергии в каждом случае. Hillwalkers иногда используют идею пандуса, чтобы подняться на вершину крутого подъема. К зигзагообразно двигаясь из стороны в сторону на подъеме, они эффективно создать собственный пандус. Холм становится менее крутым, но им приходится пройдите немного дальше, чтобы добраться до вершины.

Пандусы иногда называют наклонными плоскостями или клинья . Голова топора — это клин, работающий в по-другому. Топор раздвигает дерево двумя способами. Ручка работает как рычаг, увеличивающий прилагаемую силу. Клинок клиновидной формы концентрирует силу на меньшей площади, увеличивая давление на дерево и расколоть его. Лезвие ножа работает так же способ.

Винты

Фото: Спиральная резьба на винте означает, что его заворачивание занимает больше времени. в дерево, но — по крайней мере теоретически — вам потребуется меньше усилий.Канавки также помогите винту остаться на месте.

Винт вгрызается в дерево, когда вы его поворачиваете. Вы часто читаете научные книги, в которых говорится, что винт похож на пандус, обернутый по кругу «, что довольно запутанно и сложно понять. Но представьте, что вы муравей и хотите пролезть снизу винта на верх. Если подняться вертикально снаружи вы пройдете относительно небольшое расстояние, но это займет ужасно много подъемной силы. Если вы подойдете к резьбе винта, наматывая ее а вокруг вы действительно поднимаетесь по винтовой лестнице — пандусу завернутый по кругу.Да, вы идете намного дальше, но это целое намного проще. В винте есть еще одна хорошая вещь: потому что головка больше вала под ней, винт работает как колесо (или рычаг): каждый раз при повороте головы заточенный острие ниже вгрызается в дерево с большей силой. Сужение (конусообразная) конструкция облегчает ввинчивание винта.

Машины вокруг нас!

Это почти все, что касается науки о простых машинах. Как только вы поймете, как работают машины, вы начнете их видеть где угодно.Даже ваше тело забито машинами. Ваш скелет, для Например, это набор рычагов! Осмотрите свой дом и посмотрите, сколько еще «простых машин» вы можете заметить. Вы будете удивлены, сколько их здесь!

Есть подвох?

Подъем, резка, измельчение, перемещение, гибка — машины, подобные тем, которые мы рассмотрели выше, упрощают выполнение любых задач. создавая силы больше, чем вы обычно можете создать собственным телом. С первого взгляда, похоже, что это может открыть путь к разработке машины, которая может дать нам что-то бесплатно — может быть, один который может производить энергию из воздуха, или вечный двигатель, который работает вечно.

На практике законы физики строги, и если вы облегчите себе жизнь одним способом, вы всегда усложняете другому человеку компенсацию. Это способ ученого сказать: «Нет такой вещи, как бесплатный обед », и в физике это называется законом сохранения энергии (проще говоря: мы не можем заставить энергию появляться волшебным образом из ниоткуда). Поэтому всякий раз, когда у вас есть машина, которая дает вам больше силы, она не дает вам дополнительных энергии , которых у вас не было раньше.Например, со шкивом канаты и колеса дают вам гораздо большую подъемную силу, но вам придется поднимать их гораздо дальше, поэтому вы используете то же количество энергии, что и раньше. Вы просто используете его медленнее, с меньшими усилиями, так что подъем кажется легче. Таким же образом вы можете использовать качели, чтобы поднять гораздо более тяжелого друга, сидя подальше. от точки уравновешивания, чем они есть, но вам придется переместить ноги намного дальше, чтобы это компенсировать. Вы получаете дополнительную силу, но никакой лишней энергии — и в этом загвоздка.

Artwork: качели позволяют создавать дополнительную подъемную силу. Маленький красный человек может поднять большого синего человека, сидя подальше от точки поворота. Это означает, что они могут поднять большую силу, но загвоздка в том, что им приходится перемещать собственное тело на гораздо большее расстояние. Эта машина создает больше силы, но не энергии.

фактов о простых машинах для детей

Каждый день вы используете тренажеры, даже не задумываясь об этом. Машина — это все, что помогает облегчить работу.Основные инструменты, такие как степлеры, отвертки и ножницы, представляют собой простые машины. Все эти машины основаны на простых изобретениях, таких как рычаги, плоскости, шкивы или колеса. Все о простых машинах: это образцы простых машин.

Интересные факты о простых машинах для детей
  • Рычаг — это жесткая доска или перекладина, которая опирается на основание, называемое точкой опоры. Точка опоры поднимает и перемещает предметы. Ножницы, плоскогубцы, грабли и степлеры — это все типы рычагов.
  • Шкив имеет трос и колеса.Его можно использовать, чтобы подтянуть вещи. В старинном колодце используется шкив для забора воды из-под земли.
  • У клина заостренный конец. Его можно во что-то загнать, чтобы отделить. Топор — это клин. Так гвоздь.
  • Колесо и ось — это разновидность простой машины. Через колесо проходит стержень или ось. У вашего велосипедного колеса есть колесо и ось.
  • Наклонная плоскость имеет уклон, ведущий от более низкой поверхности к более высокой. Наклонный тротуар — это наклонная плоскость.Самосвал и американские горки тоже имеют наклонные плоскости.
  • Винт — это наклонная плоскость, намотанная на стержень. Он надежно скрепляет вещи.
Тест Simple Machines

Словарь Simple Machine
  1. Жесткий : твердый, несгибаемый
  2. Основание : фундамент
  3. Отдельное : раздвинуть
У клина заостренный конец. Его можно во что-то загнать, чтобы отделить.

Узнайте больше о простых машинах: типы и функции Винт — это наклонная плоскость, обернутая вокруг стержня.Он надежно скрепляет вещи.

Посмотрите этот видеоролик о простых машинах:

Мультяшный видеоролик о типах и функциях простых машин.

Простая машина, вопросы и ответы

Вопрос : Кто изобрел первые простые машины?

Ответ : Греческий ученый и математик Архимед не изобретал простые машины, но он их разрабатывал и улучшал. Ранний человек изобрел первые машины более 2 миллионов лет назад.Это были каменные топоры. Люди сделали ветряные мельницы и двигатели воды примерно во время Рождества Христова. Даже обезьяны и некоторые другие животные используют простые механизмы, такие как палки и камни, чтобы добывать еду.

Вам понравился веб-сайт Easy Science for Kids все о Simple Machines info? Пройдите БЕСПЛАТНУЮ и увлекательную викторину «Простые машины» и загрузите БЕСПЛАТНУЮ рабочую таблицу «Простые машины» для детей. Для получения подробной информации нажмите здесь.

Простые факты о машинах | Интересные факты о детях

Пожалуйста, напишите или поделитесь этой статьей!

Одна из важнейших причин того, что люди стали самым успешным видом на Земле, — это наше владение инструментами и простыми машинами.

Прочтите, чтобы узнать о некоторых из наиболее влиятельных типов простых машин, которые мы используем каждый день по-разному.

Что делает машину простой?

Проще говоря, простые машины — это инструменты, облегчающие работу. Они позволяют пользователю выполнять больше работы, затрачивая меньше энергии.

Как правило, объем работы, который вам необходимо выполнить, уменьшается при использовании одной из этих машин.

Их можно разбить на шесть различных категорий.

Тип простых машин

Простые машины можно разделить на шесть различных категорий.

Шкив — в шкиве используются рифленые колеса и тросы / цепи для подъема, опускания или перемещения груза. Их можно комбинировать с другими шкивами, чтобы получить еще большее преимущество и перемещать более тяжелые грузы.

Рычаг — Рычаг представляет собой стержень, который опирается на опору и может использоваться для подъема или перемещения грузов.

Клин — Клин — это объект со скошенной острой кромкой.Его можно использовать для резки материалов.

Колесо и ось — Колесо в сочетании со стержнем, проходящим через его центр, может использоваться для подъема или перемещения грузов.

Наклонная плоскость — это любая наклонная поверхность, которая используется для соединения нижней поверхности с верхней.

Винт — Винты представляют собой наклонные плоскости, которые наматываются на шест, который скрепляет предметы.

Примеры простых машин в реальном мире

Скорее всего, вы, вероятно, видели примеры простых машин в своей повседневной жизни, даже не осознавая этого.Вот список некоторых повседневных примеров простых машин.

  1. Шкив
    1. Жалюзи
    2. Гаражные ворота
    3. Флагштоки
  2. Рычаг
    1. См. Пила
    2. Монтировка
    3. Молот
  3. клин
    1. Ножницы
    2. Нож
    3. Топор
    4. Колка
  4. Колесо и ось
    1. Игрушечные машинки
    2. Офисные стулья
    3. Велосипеды
  5. Наклонная плоскость
    1. Пандус для инвалидных колясок
    2. Рампа для скейтборда
    3. Слайды
  6. Винт
    1. Крышка банки
    2. Сверло
    3. Болт
    4. Лампочка
    5. Пробки для бутылок

Следующий уровень: сложные машины

Простые машины такие уж простые.Они идеально подходят для тех работ, для которых они предназначены, но не более того.

Однако, если вы чувствуете себя изобретательным, вы можете объединить эти простые машины, чтобы сделать что-то совершенно новое — сложные машины!

Сложные машины — это любая машина, в которой используется комбинация двух или более простых машин, чтобы попытаться сделать работу еще проще.

Ножницы — хороший пример сложной машины.

Лезвия представляют собой клин, когда рукоятка представляет собой рычаг.Когда эти две простые машины объединяются, получается сложная машина, которая идеально подходит для быстрой и легкой резки бумаги.

Так просто, но так эффективно!

Простые машины могут быть простыми, но они помогают значительно упростить работу!

Так что в следующий раз, когда у вас будет работа, попробуйте поискать простую или сложную машину, которая немного облегчит вам эту работу!

Физика

Как сделать резиновое яйцо — попробуйте этот простой и веселый эксперимент!

Простые машины

Эта основная идея исследована через:

Противопоставление взглядов студентов и ученых

Ежедневный опыт студентов

Современный мир богат примерами сложных машин, работа которых редко понимается.Студенты (и многие взрослые) обычно используют слово «машина» для описания сложных механических устройств, приводимых в действие двигателем или электродвигателем и предназначенных для выполнения полезных задач по экономии труда.

Студенты часто считают, что все машины производят гораздо больше работы, чем их люди-операторы. Это мнение согласуется с их опытом работы с большинством механических устройств с приводом, например бензопилы, электроинструменты и гидравлические экскаваторы.

Ежедневный опыт студентов редко признает такие устройства, как рычаги, наклонные плоскости, клинья и шкивы, как разновидности «простых машин».Хотя у большинства студентов есть общий опыт использования простых механизмов, таких как рычаги и шкивы, немногие будут иметь какое-либо представление о том, почему их конструкция может обеспечить преимущество или как их лучше всего использовать. Многие студенты также испытывают трудности с определением или объяснением этих переживаний другим и редко идентифицируют части человеческого тела, такие как руки или ноги, как составные из рычагов.

Исследования: Хапкевич (1992), Брайан, Лародер, Типпинс, Эмаз и Фокс (2008), Мейер (1995), Норбери (2006)

Научная точка зрения

Слово машина возникла как в греческом, так и в римском языках.Греческое слово «мачос» означает «целесообразный» или что-то, что «облегчает работу». У римлян такое же понимание слова «машина», что означает «уловка» или «устройство».

Основная цель, для которой сконструированы самые простые машины, — уменьшить усилия (силы), необходимые для выполнения простой задачи. Чтобы достичь этого, приложенная сила должна действовать на большем расстоянии или в течение периода времени, в результате чего такой же объем работы выполняется меньшей силой. Винты, рычаги и наклонные плоскости предназначены для увеличения расстояния, на котором действует уменьшенная сила, чтобы мы могли толкать или тянуть с меньшими усилиями.Эффект такой конструкции часто называют «механическим преимуществом».

Термин «простая машина» обычно используется учеными для обозначения одного из шести различных типов устройств, которые часто объединяются в более сложные машины.

Научные представления простых машин
Рычаг (лом или молоток)

Состоит из жесткой балки, которая вращается вокруг фиксированной точки поворота (точки опоры), расположенной где-то вдоль балки.Движение одного конца балки приводит к движению другого конца в противоположном направлении. Расположение точки опоры может увеличивать (или уменьшать) силу, приложенную к одному концу, за счет (или преимущества) расстояния, на которое проходит другой конец.

Клин (дровокол или нож)

Используется для преобразования силы, приложенной в направлении движения клина, в раскалывающее действие, которое действует под прямым углом к ​​лезвию.Его часто используют для раскалывания, разрезания или подъема тяжелых предметов в зависимости от угла сторон клина.

Колесо и ось (рулевое колесо или отвертка)

Сочетает колесо с центральной фиксированной осью, которая обеспечивает их совместное вращение. Небольшая сила, приложенная к краю колеса, преобразуется вращением в более мощную силу на меньшей оси. Этот эффект можно обратить вспять, приложив большую силу к меньшей оси, что приведет к уменьшению силы на краю большего колеса с гораздо большей скоростью вращения.

Винт (автомобильный домкрат ножничного типа или стеклоподъемник)

Вращение вала с резьбой можно преобразовать в движение в любом направлении вдоль оси вращения в зависимости от направления его спиральной резьбы. Винт действует как «наклонная плоскость», намотанная на вал. Они обычно используются с шестернями или в качестве крепежного механизма.

Наклонная плоскость (пандус или лестница)

Обычно используется для подъема или опускания тяжелых предметов.Большое движение объекта по пандусу преобразуется углом подъема пандуса в меньшее вертикальное движение. Поскольку трение на аппарели невелико, для вертикального подъема тяжелого предмета требуется меньшая сила, хотя для достижения этого преимущества его необходимо перемещать на большее расстояние по аппарели.

Шкив (блок или шторный шнур)

Использование одного фиксированного шкива и прикрепленного шнура позволяет изменять направление силы, приложенной к объекту.Хотя одиночный верхний шкив не дает никаких механических преимуществ, он может быть полезен, например, для повышения подъемной силы путем перенаправления силы вниз к земле для подъема объекта. Шкивы могут использоваться в сложных комбинациях, чтобы обеспечить большие механические преимущества, например, в конструкции «блока и захвата».

Критические идеи обучения

  • Мы обычно используем слово «машина» для обозначения сложного механического устройства, приводимого в действие двигателем, что сильно отличается от нашего научного использования термина «простая машина».
  • Простые машины полезны, потому что они сокращают усилия или расширяют возможности людей для выполнения задач, выходящих за рамки их обычных возможностей.
  • Простые машины, которые широко используются, включают колесо и ось, шкив, наклонную плоскость, винт, клин и рычаг.
  • Хотя простые машины могут увеличивать или уменьшать силы, которые могут быть к ним приложены, они не изменяют общий объем работы, необходимой для выполнения общей задачи.

Обращаясь к этим критически важным идеям обучения, важно помочь учащимся найти общие примеры «простых машин» в их мире.Студенты с трудом находят примеры простых машин, которые они обычно используют, потому что многие из них настолько широко используются, что их легко и часто упускают из виду.

Например, в случае обычной дверной ручки расположение ручки по отношению к дверным петлям действует как рычаг, облегчающий ее открывание, а большая круглая ручка (или удлиненный рычаг) обеспечивает механическое преимущество для помочь с вращением ручки.

Изучите отношения между идеями в Карты развития концепции — Законы движения и преобразования энергии

Преподавательская деятельность

Студенты часто бессознательно имеют много общего опыта с «простыми машинами».При преподавании этой темы постарайтесь помочь учащимся найти повседневные примеры использования ими «простых машин» и дать им представление о преимуществах того, почему конкретная «простая машина» могла быть использована для этой задачи, и о преимуществах, которые она может дать. пользователю. Вначале старайтесь не приводить примеры повседневных предметов, в которых используется сложный дизайн, включающий комбинации более чем одного типа «простой машины», чтобы учащиеся могли ясно видеть цель дизайна. Позже студенты могут анализировать более сложные примеры с целью определения комбинации элементов, которые они используют в своем дизайне.

Открытое обсуждение через общий опыт

Принесите некоторые инструменты, которые четко разработаны с целью увеличения силы, которая может быть к ним приложена (открывалка для бутылок, лом, плоскогубцы, автомобильный домкрат), и инициируйте обсуждение того, что каждый из них позволяет нам делать легче. Направьте это обсуждение, чтобы учащиеся узнали, как каждый из них может увеличить силу, приложенную к нему. Поощряйте студентов приводить больше примеров из своего собственного опыта (использование отвертки для снятия крышки с банки с краской — хороший пример опыта, который испытали многие студенты).Используйте это, чтобы ввести понятие о том, как рычаги и другие простые механизмы используются в более общем плане в их жизни.

Сосредоточьте внимание студентов на упущенной детали

Изучив конструкцию и использование ряда обычных рычагов, выявите идеи, согласно которым каждый из них использует «точку опоры», вокруг которой они вращаются, и что часть рычага, которую мы перемещаем ( часто под действием небольшой силы) перемещается на гораздо большее расстояние, чем участок, который прилагает большую силу.

Другие простые машины можно вводить одну за другой, приводя несколько примеров каждой из них и ища общие черты.Рулевые колеса, ручки отверток и лебедки — все это примеры колеса и оси; топоры, дровоколы, гвозди и гвозди — все это примеры клиньев. В Интернете есть множество сайтов, на которых можно найти множество примеров различных простых машин. См. Ссылки в конце этой идеи.

Помогите студентам выработать для себя некоторые «научные» объяснения.

Попросите студентов попробовать вкрутить один и тот же винт в один и тот же кусок дерева с помощью отверток с ручками разного диаметра.Многие хозяйственные магазины продают недорогие наборы отверток с ручками разных размеров. Отвертки для ювелиров скромных размеров являются хорошим примером уменьшения преимуществ, которые они предоставляют из-за небольшого диаметра рукоятки. Вы можете снять пластиковую ручку с отвертки и предложить учащимся испытать трудности, связанные с попыткой повернуть винт одним стержнем. Этот опыт можно использовать, чтобы подчеркнуть взаимосвязь между диаметром «ручки» колеса и величиной силы, которую вы можете создать на «валу» оси.

Сбор данных для анализа

После того, как будет составлен список предметов с использованием различных типов «простых машин», попросите разные группы учащихся собрать примеры каждого из них в общих контекстах, таких как садовые навесы, кухни, мастерские, хобби и спорт.

Попросите учащихся изучить конструкцию каждого из них, чтобы определить тип «простой машины», на которой они основаны, и то, как они обеспечивают механическое преимущество. Парусные лодки полны оригинальных примеров шкивов; Весла гребной лодки представляют собой один из немногих примеров, когда точка опоры расположена так, что она снижает прилагаемую силу и увеличивает расстояние, на котором она действует.Обычно рычаги предназначены для увеличения приложенных к ним сил. Одна из целей — показать, насколько широко используются простые машины в нашей повседневной жизни.

Разъяснение и объединение идей для общения с другими

Поощряйте студентов исследовать примеры использования больших «простых машин» до широкого распространения паровых двигателей или двигателей внутреннего сгорания.

В средневековье общество очень зависело от того, что часто было очень большими «простыми машинами», увеличиваемыми в размерах для создания больших сил.Водяные колеса и ветряные мельницы, средневековое оружие, такое как требушеты (которые бросали большие камни или мертвых коров через стены замка), мосты, пересекающие ров, таран стены замка и башни — вот лишь некоторые примеры, которые были основаны на конструкции «простых машин».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.