Что такое рычаг и его разновидности

Введение

Прошлым летом я был в деревне там мы помогали строить забор. Мне поручили выдергивать гвозди из старых досок, когда я попытался выдернуть гвоздь руками ничего не получилось, тогда я взял плоскогубцы, попытался вытащить им, как оказалось тоже трудная задача. Тогда папа мне дал гвоздодер, при помощи негоя выдернулгвозди без особого труда. Тогда я понял действие рычага 2 типа, и обнаружил что в обычной жизни в быту часто мы пользуемся действием рычагов: открываем дверь, завинчиваем краны, вкручиваем болты при помощи отверток, в технике: велосипедах и машинах, даже наш организм действует при помощи рычагов!

Однажды я посещал планетарий, в котором был представленэкспонат. Его цельюбылопоказать действие рычага: я при помощи простых механизмов, поднял одной рукой 60 килограмм, чего бы не смог самостоятельно, так как груз в 60 килограмм превосходит мой вес почти 2 раза.

После этого случая я решил выяснить, что такое рычаг, как он действует и где он существует. А также изучить, какие механизмы помогают человеку стать сильнее.

Объект проектногоисследования:рычаги в природе, в быту, технике. Применение рычагов в жизни людей.

Цель исследования: Изучить и выяснить принцип работы простейших механизмов.

Задачи проектного исследования:

1. Узнать о происхождении и видах рычага:

2. Провести опыты с рычагом;

3. Понять принцип рычага, смоделировать устройства, работающие по принципу рычага;

Методы проектного исследования: анализ, синтез, наблюдение,описание, опытно-экспериментальная работа, моделирование.

Гипотеза: существуют ли механизмы, которые помогают человеку умножить силу намного раз.

Что представляет собой рычаг? 2. В чем заключается правило рычага? Кто его открыл? 3. Чем отличается рычаг 1-го рода от рычага 2-го рода? 4. Приведите примеры применения рычагов. 5. Рассмотрите рисунки В каком случае груз нести легче? Почему? (ЗАЧЕМ ЭТО?)

человеческое тело представляет целую систему рычагов, где суставы служат точками опоры. (ЗАЧЕМ ЭТО? ГДЕ ОСТАЛЬНЫЕ ВИДЫ РЫЧАГОВ?)

I. Теоретическая часть.

История рычага.

С первобытных времен одним из главных видов трудовой деятельности человека было собирательство. Чтобы прокормить себя, люди занимались сбором орехов, фруктов, съедобных корней, семян, личинок, яиц и многого другого. С помощью рычага они выковыривали нужную им еду. Сегоднямы не знаем ни имени автора рычага, ни точной даты его изобретения, когда и как рычаг был впервые применен человеком осознанно. Еще в доисторические времена первобытные люди заметили принципы простых механизмов,что если нажать на конец ветки, то легче ее отломить.Если поддеть камень палкой, то можно приподнять с земли или без проблем переместить камень в другое место, или выдергивать съедобные корни.Чем длиннее палка, тем легче сдвинуть камень с места, подсунув длинную палку под камень и оперев на что ни будь, прикладывая к ней силу, меньшую, чем вес камня, мы получаем силу в несколько раз больше приложенной.Так обычный шест превратился инструмент для поднятия тяжестей (найти рисунок как несут мамонт на шесте) Таким образам доисторические люди интуитивно, опираясь на опыт, без математических правили законов физики поняли принцип рычага. Егоспособность преобразовывать силу человека в значительно большую силу. И это знание продвинуло первобытного человека к пути развития и усовершенствования. Для облегчения труда изобрели и начали пользоваться: мотыгами, веслами, молотком с ручкой. И эти древнейшие орудия труда, являются простейшими примером рычага.

Уже в Vв. до нашей эры механики Месопотамии создали равновесные весы, применив принцип рычага. Установив точку опоры прямо под серединой качающейся доски и положив на оба ее края грузы, они заметили, что вниз опустился край с большим грузом. Если вес грузов будет одинаков, то доска будет находиться в горизонтальном положении. Отсюда следовал вывод, если к равным плечам прикладываются равные усилия, то рычаг находится в равновесии. Если же сменить точку опоры и сделать плечи рычага разными, потребуется приложить разные усилия к его краям, чтобы привести рычаг в равновесие. Меньше усилий потребуется приложить к длинному рычагу и больше — к короткому.

Этот принцип был использован древними римлянами для создания другого измерительного прибора безмена. В отличие от равновесных весов, плечи безмена были разной длины, причем одно из них могло удлиняться. Чем более тяжелый груз нужно было взвесить, тем длиннее делали раздвижное плечо, на которое подвешивалась гиря.

Конечно, измерение веса было лишь частным случаем использования рычага. Куда более важными стали механизмы, облегчающие труд и дающие возможность выполнять такие действия, для которых физической силы человека явно недостаточно.

Позже, в Греции, был изобретён безмен, позволивший изменять плечо приложения силы, что сделало использование весов более удобным. Около 1500 года до н. э. в Египте и Индии появляется шадуф (колодец с «журавлём»), прародитель современных кранов, устройство для поднимания сосудов с водой.

Египетские пирамиды и по сей день остаются самыми грандиозными сооружениями на Земле. До сих пор некоторые ученые выражают сомнение в том, что древним египтянам было под силу возвести их самостоятельно. Ведь, например, для возведения пирамид Хеопса, имеющей высоту 147м, было использовано более 2000000 каменных глыб, самая меньшая из которых имела массу 2.5т, которые требовалось не только перемещать по земле, но и поднимать. Неужели такое было возможно без использования современной техники?

Итальянский исследователь Фалестиеди, при раскопках храма царицы Хатшепсут обнаружил остатки оригинального деревянного приспособления. Архитектор-инженер из Федеральной политехнической школы Лозанны, Пьер Кроза, выдвинул свою гипотезу о постройке пирамид, основанную им при анализе истории, методов строительства, и сведений из трудов Геродота, основанная на показаниях жрецов того времени. По этой теории, пирамидальная форма сооружения являлась следствием техники размещения блоков. По подобному алгоритму можно создать только пирамиду.То есть поднятия их на последующие выступы при помощи рычага, установленного на деревянном штативе. Обвязанные веревками огромные блоки поднимали с помощью нескольких деревянных рычагов. Нажимая на длинные плечи каждого рычага, строители прикладывали достаточную силу, чтобы поднять камень на высоту своего роста.

Возведение египетских пирамид без рычага было бы невозможно. И это не единственный случай применения рычагов механизмов в древности.

1.2Архимед и его открытие.

Архимед был астрономом при дворе Гиерона II, но не только звезды привлекали его внимание. Должность астронома не была обременительной, что давало возможность заниматься механикой, физикой и математикой.

Он первый представитель математической физики, воплотивший законы механики (закон рычага, учение о центре тяжести, о плавании тел, закон о потере веса тел в воде др.) Архимед является не только математиком и механиком, но и одним из первымтеоретиков[Во1] [Во2] [Во3] [Во4] механики крупнейшим инженером и конструктором своего времени. Многие его открытия из области геометрии не дошли до нас. Архимеду приписывают до 40 открытий в области практической механики.

Архимеду приписывают изобретение бесконечного винта, но возможно, что он лишь усовершенствовал гидравлический винт. Архимед, будучи в Египте применил Архимедов винт(шнек), к осушке залитых Нилом местностей. Его изобретением до сих пор пользуются в Египте и в некоторых других странах Мира.

При помощи шнека, стала возможной добыча воды из низколежащих водоемов. Благодаря этому, оросительные каналы стали получать влагу бесперебойно.

Сегодня же архимедов винт используется, в обыкновенной мясорубке.

Изобретение бесконечного винта привело его к другому изобретению, самореза и болта, сконструированного из винта.

Рычаг был известен и до Архимеда, но лишь Архимед изложил его полную теорию и успешно её применял на практике. Рычаг, блок, наклонная плоскость заинтересовали ученого, проживавшего в те времена в Греции. В III веке н. э. Архимед дал первое письменное объяснение принципу работы рычага, связав понятия “силы”, “груза” и “плеча”. Закон равновесия, сформулированный им, используется до сих пор и звучит так: «Рычаг находится в равновесии тогда, когда действующие на него силы обратно пропорциональны плечам этих сил». Он изложил полную теорию рычага и успешно применял ее на практике. Он начинает свою книгу «О равновесии плоских фигур» с доказательства закона рычага.

Архимед сделал немало полезных открытий. Все они были посвящены родному городу ученого.

Легенда рассказывает, что однажды Гиерон II решил преподнести в подарок Птолемею, царю Египта, многопалубный корабль, «Сиракузия», однако его никак не получалось спустить на воду. Правитель обратился к Архимеду. Он активно развивал идеи применения рычага ему удалось создать целую систему рычагово-блочных механизмов, при помощи которой спуск тяжелого судна удалось сделать при помощи одного движения руки.

Тем своим согражданам, которые сочли бы ничтожными подобные изобретения, Архимед представил решительное доказательство в тот день, когда он, хитроумно приладив рычаг, винт и лебедку, нашел средство, к удивлению зевак, спустить на воду тяжелую галеру. Эти приспособления ускорили процесс перевозки тяжелых, крупногабаритных грузов, позволив ускорить и оптимизировав работу порта.

Если верить преданиям, во время этого движения Архимед сказал:«Будь в моём распоряжении другая Земля, на которую можно было бы встать, я сдвинул бы с места нашу» (в другом варианте: «Дайте мне точку опоры, и я переверну мир»). (См. слайд 1).

Главная услуга Сиракузам была оказана Архимедом в 212 г. Ученый принял активнейшее участие в обороне Сиракуз, инженерная мысль Архимеда особо ярко проявился во время осады, для защиты своего города, которая была осаждена римскими войсками. Архимед сконструировал несколько боевых машин, которые позволили горожанам отражать атаки превосходящих в силе римлян в течение почти трех лет.

Строки Плутарха, рассказывающие об осаде Сиракуз римским полководцем Марцеллом. «При двойной атаке римлян (с суши и с моря) сиракузцы онемели, пораженные ужасом. Что они могли противопоставить таким силам, такой могущественной рати?

Изобретения Архимеда: катапульта

Архимеду удалось создать несколько мощнейших метательных машин, причинившие много вреда римскому войску. Вражеские войска думая, что они будут в безопасности у самых стен города, римляне кинулись туда, но в это время лёгкие метательные машины близкого действия забросали их градом тяжёлых камней. Сухопутная армия была поражена градом метательных снарядов и камней, бросаемых с великой стремительностью. Ничего не могло противостоять их удару, они всё низвергали перед собой и вносили смятение в ряды. многие из них пали под ударами камней, пущенных из этих машин.

Что касается флота ученый помог своим соотечественникам и в морских сражениях. Разработанные им мощные краны захватывали вражеские судна железными крюками, слегка приподнимали их воздух носом вверх, кормою вниз и потом погружали в воду. Из-за этого корабли переворачивались и терпели крушение. Долгое время эти краны считались чем-то вроде легенды, однако в 2005 году группа исследователей провели несколько экспериментов по сохранившимся описаниям с целью проверить правдивость описания этого «сверхоружия древности». Построенная конструкция показала свою полную работоспособность, и доказала работоспособность таких устройств.

Римляне вынуждены были отказаться от мысли взять город штурмом и перешли к осаде. Знаменитый историк древности Полибий писал: «Такова чудесная сила одного человека, одного дарования, умело направленного на какое-либо дело… римляне могли бы быстро овладеть городом, если бы кто-либо изъял из среды сиракузян одного старца».

«Что же, придется нам прекратить войну против геометра», — невесело шутил Марцелл, отводя флот и сухопутное войско от стен Сиракуз и перейдя к их длительной осаде. И когда предательство открыло римлянам ворота в город, Архимед, как гласит предание, занятый какими-то вычислениями, погиб от меча римского легионера

Оценивая роль Архимеда – механика, хочется отметить, благодаря Архимеду человечество научилось спускать на воду большие корабли, строить боевые машины.

II. Практическая часть.

См. слайд 1).

III. Заключение.

В результате проведенной работы я убедился в следующем правиле – во сколько раз мы выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии.

Я узнал об истории рычага, о его первооткрывателе, о принципе действия и разновидностях.

Рычаги разных видов встречаются в повседневной жизни на каждом шагу:

1. тачку легче везти, если у нее длинные ручки;

2. гвоздь выдернуть легче, если гвоздодер имеет большую длину;

3. гайку завернуть значительно легче ключом с длинной рукояткой.

Никогда не стоит забывать о «золотом правиле» механики: выигрыш в силе — проигрыш в пути. Иной раз стоит пожертвовать более коротким путем, чтобы выиграть в силе. Работа все равно будет одна и та же, но сделать ее легче потому, что увеличению пути соответствует и увеличение времени. А за больший промежуток времени работу сделать легче — это ясно каждому.

При конструировании машин бывает и наоборот, когда жертвовать приходится силой, чтобы выиграть в пути, выиграть во времени.

В процессе работы над темой я на собственном опыте убедился, что рычаг и его разновидности действительно дают человеку выигрыш в силе или в расстоянии, или применяются для удобства. Таким образом подтвердил свою гипотезу, что не каждый силач обязательно силён. Теперь я становлюсь сильнее не только благодаря ежедневным физическим тренировкам, но и применяя новые полученные знания.

Фотоотчет

Использованная литература

1. Балашов М.М. Физика. – М.: Просвещение, 1994.

2. Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. – М.: Просвещение, 1988.

3. Перельман Я.И. Занимательная физика. Книга 1. – М.: Наука, 1979.

4. Физика. 7 класс/ Громов С.В., Родина Н.А. – М.: Просвещение, 2000.

5. Физика.7 класс/ Пёрышкин А.В., Родина Н.А. – М.:Дрофа, 2003.

6. Энциклопедия для детей. Т. 14 – Техника. – М.: Аваста+, 2000.

7. Я познаю мир. Детская энциклопедия – Мир прекрасного. – М.: Астрель, 2004.

[Во1]ха

[Во2]ха

[Во3]ха

[Во4]ха

Введение

Прошлым летом я был в деревне там мы помогали строить забор. Мне поручили выдергивать гвозди из старых досок, когда я попытался выдернуть гвоздь руками ничего не получилось, тогда я взял плоскогубцы, попытался вытащить им, как оказалось тоже трудная задача. Тогда папа мне дал гвоздодер, при помощи негоя выдернулгвозди без особого труда. Тогда я понял действие рычага 2 типа, и обнаружил что в обычной жизни в быту часто мы пользуемся действием рычагов: открываем дверь, завинчиваем краны, вкручиваем болты при помощи отверток, в технике: велосипедах и машинах, даже наш организм действует при помощи рычагов!

Однажды я посещал планетарий, в котором был представленэкспонат. Его цельюбылопоказать действие рычага: я при помощи простых механизмов, поднял одной рукой 60 килограмм, чего бы не смог самостоятельно, так как груз в 60 килограмм превосходит мой вес почти 2 раза.

После этого случая я решил выяснить, что такое рычаг, как он действует и где он существует. А также изучить, какие механизмы помогают человеку стать сильнее.

Объект проектногоисследования:рычаги в природе, в быту, технике. Применение рычагов в жизни людей.

Цель исследования: Изучить и выяснить принцип работы простейших механизмов.

Задачи проектного исследования:

1. Узнать о происхождении и видах рычага:

2. Провести опыты с рычагом;

3. Понять принцип рычага, смоделировать устройства, работающие по принципу рычага;

Методы проектного исследования: анализ, синтез, наблюдение,описание, опытно-экспериментальная работа, моделирование.

Гипотеза: существуют ли механизмы, которые помогают человеку умножить силу намного раз.

Что представляет собой рычаг? 2. В чем заключается правило рычага? Кто его открыл? 3. Чем отличается рычаг 1-го рода от рычага 2-го рода? 4. Приведите примеры применения рычагов. 5. Рассмотрите рисунки В каком случае груз нести легче? Почему? (ЗАЧЕМ ЭТО?)

человеческое тело представляет целую систему рычагов, где суставы служат точками опоры. (ЗАЧЕМ ЭТО? ГДЕ ОСТАЛЬНЫЕ ВИДЫ РЫЧАГОВ?)

I. Теоретическая часть.

История рычага.

С первобытных времен одним из главных видов трудовой деятельности человека было собирательство. Чтобы прокормить себя, люди занимались сбором орехов, фруктов, съедобных корней, семян, личинок, яиц и многого другого. С помощью рычага они выковыривали нужную им еду. Сегоднямы не знаем ни имени автора рычага, ни точной даты его изобретения, когда и как рычаг был впервые применен человеком осознанно. Еще в доисторические времена первобытные люди заметили принципы простых механизмов,что если нажать на конец ветки, то легче ее отломить.Если поддеть камень палкой, то можно приподнять с земли или без проблем переместить камень в другое место, или выдергивать съедобные корни.Чем длиннее палка, тем легче сдвинуть камень с места, подсунув длинную палку под камень и оперев на что ни будь, прикладывая к ней силу, меньшую, чем вес камня, мы получаем силу в несколько раз больше приложенной.Так обычный шест превратился инструмент для поднятия тяжестей (найти рисунок как несут мамонт на шесте) Таким образам доисторические люди интуитивно, опираясь на опыт, без математических правили законов физики поняли принцип рычага. Егоспособность преобразовывать силу человека в значительно большую силу. И это знание продвинуло первобытного человека к пути развития и усовершенствования. Для облегчения труда изобрели и начали пользоваться: мотыгами, веслами, молотком с ручкой. И эти древнейшие орудия труда, являются простейшими примером рычага.

Уже в Vв. до нашей эры механики Месопотамии создали равновесные весы, применив принцип рычага. Установив точку опоры прямо под серединой качающейся доски и положив на оба ее края грузы, они заметили, что вниз опустился край с большим грузом. Если вес грузов будет одинаков, то доска будет находиться в горизонтальном положении. Отсюда следовал вывод, если к равным плечам прикладываются равные усилия, то рычаг находится в равновесии. Если же сменить точку опоры и сделать плечи рычага разными, потребуется приложить разные усилия к его краям, чтобы привести рычаг в равновесие. Меньше усилий потребуется приложить к длинному рычагу и больше — к короткому.

Этот принцип был использован древними римлянами для создания другого измерительного прибора безмена. В отличие от равновесных весов, плечи безмена были разной длины, причем одно из них могло удлиняться. Чем более тяжелый груз нужно было взвесить, тем длиннее делали раздвижное плечо, на которое подвешивалась гиря.

Конечно, измерение веса было лишь частным случаем использования рычага. Куда более важными стали механизмы, облегчающие труд и дающие возможность выполнять такие действия, для которых физической силы человека явно недостаточно.

Позже, в Греции, был изобретён безмен, позволивший изменять плечо приложения силы, что сделало использование весов более удобным. Около 1500 года до н. э. в Египте и Индии появляется шадуф (колодец с «журавлём»), прародитель современных кранов, устройство для поднимания сосудов с водой.

Египетские пирамиды и по сей день остаются самыми грандиозными сооружениями на Земле. До сих пор некоторые ученые выражают сомнение в том, что древним египтянам было под силу возвести их самостоятельно. Ведь, например, для возведения пирамид Хеопса, имеющей высоту 147м, было использовано более 2000000 каменных глыб, самая меньшая из которых имела массу 2.5т, которые требовалось не только перемещать по земле, но и поднимать. Неужели такое было возможно без использования современной техники?

Итальянский исследователь Фалестиеди, при раскопках храма царицы Хатшепсут обнаружил остатки оригинального деревянного приспособления. Архитектор-инженер из Федеральной политехнической школы Лозанны, Пьер Кроза, выдвинул свою гипотезу о постройке пирамид, основанную им при анализе истории, методов строительства, и сведений из трудов Геродота, основанная на показаниях жрецов того времени. По этой теории, пирамидальная форма сооружения являлась следствием техники размещения блоков. По подобному алгоритму можно создать только пирамиду.То есть поднятия их на последующие выступы при помощи рычага, установленного на деревянном штативе. Обвязанные веревками огромные блоки поднимали с помощью нескольких деревянных рычагов. Нажимая на длинные плечи каждого рычага, строители прикладывали достаточную силу, чтобы поднять камень на высоту своего роста.

Возведение египетских пирамид без рычага было бы невозможно. И это не единственный случай применения рычагов механизмов в древности.

1.2Архимед и его открытие.

Архимед был астрономом при дворе Гиерона II, но не только звезды привлекали его внимание. Должность астронома не была обременительной, что давало возможность заниматься механикой, физикой и математикой.

Он первый представитель математической физики, воплотивший законы механики (закон рычага, учение о центре тяжести, о плавании тел, закон о потере веса тел в воде др.) Архимед является не только математиком и механиком, но и одним из первымтеоретиков[Во1] [Во2] [Во3] [Во4] механики крупнейшим инженером и конструктором своего времени. Многие его открытия из области геометрии не дошли до нас. Архимеду приписывают до 40 открытий в области практической механики.

Архимеду приписывают изобретение бесконечного винта, но возможно, что он лишь усовершенствовал гидравлический винт. Архимед, будучи в Египте применил Архимедов винт(шнек), к осушке залитых Нилом местностей. Его изобретением до сих пор пользуются в Египте и в некоторых других странах Мира.

При помощи шнека, стала возможной добыча воды из низколежащих водоемов. Благодаря этому, оросительные каналы стали получать влагу бесперебойно.

Сегодня же архимедов винт используется, в обыкновенной мясорубке.

Изобретение бесконечного винта привело его к другому изобретению, самореза и болта, сконструированного из винта.

Рычаг был известен и до Архимеда, но лишь Архимед изложил его полную теорию и успешно её применял на практике. Рычаг, блок, наклонная плоскость заинтересовали ученого, проживавшего в те времена в Греции. В III веке н. э. Архимед дал первое письменное объяснение принципу работы рычага, связав понятия “силы”, “груза” и “плеча”. Закон равновесия, сформулированный им, используется до сих пор и звучит так: «Рычаг находится в равновесии тогда, когда действующие на него силы обратно пропорциональны плечам этих сил». Он изложил полную теорию рычага и успешно применял ее на практике. Он начинает свою книгу «О равновесии плоских фигур» с доказательства закона рычага.

Архимед сделал немало полезных открытий. Все они были посвящены родному городу ученого.

Легенда рассказывает, что однажды Гиерон II решил преподнести в подарок Птолемею, царю Египта, многопалубный корабль, «Сиракузия», однако его никак не получалось спустить на воду. Правитель обратился к Архимеду. Он активно развивал идеи применения рычага ему удалось создать целую систему рычагово-блочных механизмов, при помощи которой спуск тяжелого судна удалось сделать при помощи одного движения руки.

Тем своим согражданам, которые сочли бы ничтожными подобные изобретения, Архимед представил решительное доказательство в тот день, когда он, хитроумно приладив рычаг, винт и лебедку, нашел средство, к удивлению зевак, спустить на воду тяжелую галеру. Эти приспособления ускорили процесс перевозки тяжелых, крупногабаритных грузов, позволив ускорить и оптимизировав работу порта.

Если верить преданиям, во время этого движения Архимед сказал:«Будь в моём распоряжении другая Земля, на которую можно было бы встать, я сдвинул бы с места нашу» (в другом варианте: «Дайте мне точку опоры, и я переверну мир»). (См. слайд 1).

Главная услуга Сиракузам была оказана Архимедом в 212 г. Ученый принял активнейшее участие в обороне Сиракуз, инженерная мысль Архимеда особо ярко проявился во время осады, для защиты своего города, которая была осаждена римскими войсками. Архимед сконструировал несколько боевых машин, которые позволили горожанам отражать атаки превосходящих в силе римлян в течение почти трех лет.

Строки Плутарха, рассказывающие об осаде Сиракуз римским полководцем Марцеллом. «При двойной атаке римлян (с суши и с моря) сиракузцы онемели, пораженные ужасом. Что они могли противопоставить таким силам, такой могущественной рати?

Изобретения Архимеда: катапульта

Архимеду удалось создать несколько мощнейших метательных машин, причинившие много вреда римскому войску. Вражеские войска думая, что они будут в безопасности у самых стен города, римляне кинулись туда, но в это время лёгкие метательные машины близкого действия забросали их градом тяжёлых камней. Сухопутная армия была поражена градом метательных снарядов и камней, бросаемых с великой стремительностью. Ничего не могло противостоять их удару, они всё низвергали перед собой и вносили смятение в ряды. многие из них пали под ударами камней, пущенных из этих машин.

Что касается флота ученый помог своим соотечественникам и в морских сражениях. Разработанные им мощные краны захватывали вражеские судна железными крюками, слегка приподнимали их воздух носом вверх, кормою вниз и потом погружали в воду. Из-за этого корабли переворачивались и терпели крушение. Долгое время эти краны считались чем-то вроде легенды, однако в 2005 году группа исследователей провели несколько экспериментов по сохранившимся описаниям с целью проверить правдивость описания этого «сверхоружия древности». Построенная конструкция показала свою полную работоспособность, и доказала работоспособность таких устройств.

Римляне вынуждены были отказаться от мысли взять город штурмом и перешли к осаде. Знаменитый историк древности Полибий писал: «Такова чудесная сила одного человека, одного дарования, умело направленного на какое-либо дело… римляне могли бы быстро овладеть городом, если бы кто-либо изъял из среды сиракузян одного старца».

«Что же, придется нам прекратить войну против геометра», — невесело шутил Марцелл, отводя флот и сухопутное войско от стен Сиракуз и перейдя к их длительной осаде. И когда предательство открыло римлянам ворота в город, Архимед, как гласит предание, занятый какими-то вычислениями, погиб от меча римского легионера

Оценивая роль Архимеда – механика, хочется отметить, благодаря Архимеду человечество научилось спускать на воду большие корабли, строить боевые машины.

Что такое рычаг и его разновидности

Приспособления, служащие для преобразования силы, называют простыми механизмами. Одним из них является рассмотренный выше рычаг. Теперь давайте перейдем к его описанию.

Рычаг представляет собой твердое тело, способное вращаться вокруг неподвижной опоры. У рычага есть два плеча. Плечо — это расстояние от точки опоры до точки приложения силы. В качестве рычага могут быть использованы лом, доска и тому подобные предметы (слайд).

1)чем длиннее плечо, тем меньше нужно силы, чтобы поднять один и тот же груз;

2) чем длиннее плечо, тем больший путь оно проходит;

3) во сколько раз больше плечо рычага, во столько раз меньше должен быть груз для поддержания равновесия.

Использование рычага позволяет получить выигрыш в силе.

Таким образом, в большинстве случаев рычаг применяют для того, чтобы получить выигрыш в силе, т.е. увеличить силу, действующую на тело, в несколько раз.

В зависимости от расположения точки опоры, точки приложения нагрузки и усилия существуют три вида рычагов. Выигрыш в силе рычага равен отношению расстояния от точки приложения силы к расстоянию от точки приложения нагрузки к точке опоры.

В рычаге первого рода, называемом «коромыслом», опора располагается между точками приложения сил. Для его равновесия необходимо, чтобы силы были направлены в одну сторону. Выигрыш в силе для рычага первого рода больше единицы.

В рычаге второго рода, называемом «тачка», обе силы приложены с одной стороны опоры, но расстояние от точки опоры до точки приложения силы больше, чем расстояние от точки опоры до точки приложения нагрузки. Для равновесия рычага второго рода необходимо, чтобы силы были направлены в разные стороны. Выигрыш в силе для рычага второго рода больше единицы.

В рычаге третьего рода, «пинцете», точка приложения силы находится между точкой опоры и точкой приложения нагрузки. Поскольку в нем плечо силы меньше плеча нагрузки, то в нем больше единицы выигрыш в скорости.

Разновидностями рычага являются ещёдва простых механизма: блок и ворот.

Блок представляет собой устройство, имеющее форму колеса с желобом, по которому пропускают веревку, трос или цепь.

Различают два основных вида блоков — подвижный и неподвижный. У неподвижного блока ось закреплена и при подъеме грузов не поднимается и не опускается, а у подвижного блока ось перемещается вместе с грузом. Неподвижный блок не дает выигрыша в силе. Его применяют для того, чтобы изменить направление действия силы. Так, например, прикладывая к веревке, перекинутой через такой блок, силу, направленную вниз, мы заставляем груз подниматься вверх.

Иначе обстоит дело с подвижным блоком. Этот блок позволяет небольшой силой уравновесить силу, в 2 раза большую.

На практике часто применяют комбинацию подвижного блока с неподвижным. Это позволяет изменить направление силового воздействия с одновременным двукратным выигрышем в силе.

Для получения большего выигрыша в силе применяют грузоподъемный механизм, называемый полиспастом. Греческое слово «полиспаст» образовано из двух корней: «поли» — много и «спао» — тяну, так что в целом получается «многотяг». (См. слайд 1).

Полиспаст представляет собой комбинацию из двух обойм, одна из которых состоит из трех неподвижных блоков, а другая — из трех подвижных блоков. Поскольку каждый из подвижных блоков удваивает силу тяги, то в целом полиспаст дает шестикратный выигрыш в силе.

Ворот состоит из цилиндра (барабана) и прикрепленной к нему рукоятки. Этот простой механизм был изобретен в глубокой древности. Чаще всего его применяли для подъема воды из колодцев. (Видео 1).

Более совершенным механизмом является лебёдка. Она представляет собой сочетание ворота с двумя зубчатыми колёсами разного диаметра. Лебедку можно рассматривать как комбинацию двух воротов. (См. слайд 1).

Многовековая практика доказала, что ни один из механизмов не даёт выигрыша в работе. Применяют же их для того, чтобы в зависимости от условий работы выиграть в силе или пути. Уже древним учёным было известно правило: во сколько раз мы выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии. Это правило назвали «золотым правилом» механики.Его автором является древнегреческий учёный Герон Александрийский, живший в I веке н.э. (См. слайд 1).

II. Практическая часть.