1 этап (5-6 классы).

Форма работы: Коллективная и групповая.

Ключевые задания:

1. Система творческих домашних заданий (придумай рассказ, подбери пословицы, стихи, картины художников по данной теме).
2. Система творческих заданий на уроках (опиши, придумай рассказ по данной теме, проведи исследование).
3. Выполнение практических заданий в группах.
4. Изготовление приборов и устройств.
5. Работа учащихся совместно со старшеклассниками над проектами.

2 этап (7-9 классы).

Форма работы: индивидуальная, групповая, коллективная.

Формы уроков: урок-аукцион, урок-суд, урок творческая лаборатория.

Ключевые задания:

1. Система заданий для работы в группах (исследовательских, по решению задач, по составлению таблиц, по решению качественных задач).
2. Система индивидуальных творческих заданий (изучение явления смачивания, определение выигрыша в силе простых механизмов).
3. Включение всех учащихся в выполнение творческого проекта по выбранной теме.

3 этап (10-11 классы)

Форма работы: групповая, индивидуальная.

Формы уроков: урок-семинар (ролевая игра), урок-презентация.

Ключевые задания:

1. Выполнение в 10 классе обязательного творческого задания.
2. Подготовка рефератов.
3. Выполнение домашней контрольной работы.
4. Подготовка материалов к урокам семинарам.
5. Подготовка презентаций к урокам.
6. Работа учащихся с подборками задач “Эксперимент”, “Олимпиада”.

Мною разработана серия различных уроков для активного включения учащихся в деятельность.

Форма работы: индивидуальная и групповая.

Продолжительность: 45 минут.

Дата проведения: март, 2007 г.

Особенности: Использование презентации (слайды презентации прилагаются далее), составление обобщающих таблиц, выполнение творческих заданий в группах, проведение рефлексии.

Обучающая:

1. 1) Проверить умения учащихся определять выигрыш в силе.
2. 2) Систематизировать полученные знания через составление обобщающей таблицы “Простые механизмы”.
3. Проверить умение применять полученные знания для решения практических задач.

Развивающая:

1. Продолжить развитие мышления учащихся путём применения полученных знаний к решению практических задач.
2. Продолжить развитие мыслительных операций: анализ, синтез, обобщение.

Воспитательная:

1. Развитие коммуникативных навыков.
2. Развитие навыков работы в команде (взаимоуважение, взаимопомощь и поддержка).

План урока:

Этапы урока	№ задания	Вид деятельности	Форма работы	время
1	1	Практическое задание. “Вычислить выигрыш в силе простых механизмов на столе”.	Групповая.	8 мин.
	2	Теоретики у доски должны обосновать выигрыш в силе простых механизмов теоретически.	Индивидуальная.	8 мин..
	3	Заполнение обобщающей таблицы “Простые механизмы”.	Групповая.	5 мин.
	4	Практическая работа: Определить выигрыш в силе предплечья.	Групповая.	5 мин.
2	1	Обсуждение качественных вопросов.	Групповая	8 мин.
3	1	Выполнения теста по теме.	Индивидуальная	8 мин.
4	1	Рефлексия.	Индивидуальная	3 мин

Учитель: Добрый день. Тема нашего урока: “Простые механизмы для нас и вокруг нас”.

Возьмите на партах зелёные листы, вы видите шкалу, отметьте на ней галочкой, где вы сейчас. Отложите листы в сторону.

Учитель: с незапамятных времён человек использует для совершения работы различные предметы и приспособления – простые механизмы.

Как вы думаете, какое инженерное решение было принято древними зодчими, сумевшими за сравнительно небольшой срок поднять и установить на своё место миллионы тяжёлых блоков? На этот счёт существует множество гипотез. Вероятнее всего для поднятия блоков ими использовались простые механизмы.

Выдающийся учёный древнего мира Архимед в своих работах излагает законы рычага и делает вывод о том, что теоретически с помощью рычага можно поднять любое тело, в том числе и землю.

Вспомните, какие бывают простые механизмы?

Ученики: рычаг, ворот, блок, наклонная плоскость.

Учитель: Зачем они нужны?

Ученики: Чтобы получить выигрыш в силе.

Учитель: Сегодня на уроке мы вспомним, какие простые механизмы бывают, и где мы с ними встречаемся.

Задания вы будете выполнять в группах, а в конце урока будет оценен результат вашей работы.

Задание №1. На доске по 1 человеку от группы (теоретики) должны обосновать выигрыш в силе различных механизмов.

Задание № 2 . Остальные члены групп выполняют экспериментальное задание по вычислению выигрыша в силе простых механизмов (ножницы, кусачки, блок, наклонная плоскость).

Слайд № 4

Проводится обсуждение выполненных заданий 1, 2.

Задание № 3. Теперь проведём обобщение полученных знаний, заполнив таблицу “Простые механизмы”.

Учитель: Проверим заполненные таблицы.

Слайд № 6

Учитель: Давайте сделаем вывод. Зачем нам нужны простые механизмы?

Ученики: Механизмы нужны нам для получения выигрыша в силе или расстояния, выигрыш в работе мы при этом не получим.

2. Учитель: Простой механизм- рычаг обладает важным свойством, обуславливающим его широкое применение в природных механизмах скелетах животных и человека. Рычажными механизмами в скелетах животных и человека являются почти все кости, имеющие некоторую свободу движения: кости конечностей, нижняя челюсть, фаланги пальцев человека.

Назовите, где в нашем организме мы встречаемся с данным рычагом?

Череп в сагиттальной плоскости. Ось вращения – точка сочленения черепа с первым позвонком,R- сила тяжести головы, F- сила тяги мышц.

Кость предплечья. О – точка опоры в кости предплечья, F- сила мышц, сгибающих предплечье, R – вес груза.

Стопа ноги. F– сила, действующая со стороны голени на верх лодыжки,

R – сила, действующая со стороны ахиллова сухожилья на пятку.

Задание 4. Вычислите выигрыш в силе вашей руки.

Учитель: Какой выигрыш в силе вы получили? Зачем нужен такой механизм?

3. Учитель: различные простые механизмы, которые нас окружают, позволяют получить выигрыш в силе или расстоянии, делают нашу жизнь удобнее.

Поэтому нам необходимо знать и учитывать особенности их действия.

Давайте попробуем применить наши имеющиеся знания для решения задач.

Ответьте на вопросы:

1. Почему дверную ручку прикрепляют не в середине двери, а у ее края.
2. Если на доске перекинутой через бревно качаются 2 мальчика различной массы, то следует ли им садиться на одинаковом расстоянии от опоры.
3. Какой груз можно поднять с помощью подвижного блока весом 20 Н, если тянуть веревку с силой 150 Н.
4. Для чего гайка-барашек имеет лопасти.
5. Почему труднее переломить 1/4 часть спички, чем целую?

Что покажет динамометр?

Верное решение задачи:

4. Подведём итог работы в группах. Молодцы… , остальным нужно подтянуться. Теперь работа будет выполняться каждым индивидуально, возьмите белые листы и выполните тест. По окончании работы сдаёте листы и каждый из вас за выполненную работу, получит ещё одну оценку.

Слайд № 10

Теперь обратите внимание на верное решение теста:

Слайд № 11

Обсуждаются полученные результаты.

Учитель: Домашнее задание предлагаю выполнить творческое. Запишите:

5.Учитель: Подведём итог деятельности за урок. Возьмите зелёные листы и отметьте двумя плюсами место, где вы сейчас. Заполните ниже таблицу рефлексии урока.

Учитель: На этом урок закончен. Всем спасибо!

________________________________________________
_______________________

Лист рефлексии:

Фамилия, имя_____________________________________
_______________________

1. Моё настроение:

2. Ценности для вас данной работы:

1. Самое важное – 1
2. Важное – 2
3. Не очень важное – 3
4. Совсем не важное – 4

vТема урока: "Простые механизмы. Рычаг"

Архимед.

Цель урока:

• способствовать развитию умения анализировать, выдвигать гипотезы, предположения, строить прогнозы, наблюдать и экспериментировать; способствовать развитию логического мышления; развитие умения выражать речью результаты собственной мыслительной деятельности.
• пробуждение познавательного интереса к предмету и окружающим явлениям; формирование умений критически, но объективно оценивать предметы, явления, поступки и действия (свои и чужие). компьютер, мультимедийный проектор, экран, оборудование для мини-эксперимента (гирьки по 10 и 20 г, линейка, деревянная палочка), палка, груз, весы рычажные, штатив, рычаг демонстрационный, компьютерная презентация урока, наборы Лего-конструкторов, компьютеры для учащихся.

Ход урока:

(фрагмент мультфильма)

Однажды по берегу моря вдвоём Гулял Архимед с сиракузским царём. Царь молвил: - Науки твои нелегки…- Триеру тащили на мель моряки. Тянули корабль, выбиваясь из сил. И тут Архимед Гиерона спросил: - Ты помнишь мой винт для подъёма воды? В Египте рабам облегчил я труды. А знаешь, как людям помог бы рычаг

В труде непосильном. К примеру, один бы сумел на песчаный причал

Втащить я вот эту триеру.- Стоит Гиерон, потирает висок: -Ты втащишь триеру? Один? На песок?! - Триеру на берег втащу я один. Триеру с гребцами и грузом. Вот ты через месяц сюда приходи…

Узнали про то в Сиракузах.. В назначенный срок собирается люд На пристани, солнцем согретой. Глядят на машину, но чуда не ждут: -Не втащит! Да слыхано ль это!

Я вижу верёвки и много колёс, И я поражаюсь размеру, Но даже Геракл, ухватившись за трос, Не втащит на берег триеру… И тут Архимед повернул колесо- Триера послушно ползёт на песок. -Плывёт по земле! - закричали купцы. А стражникам сделалось жутко. По воздуху вёслами машут гребцы, Как будто лишились рассудка. Не верю глазам! Сколько силы в плечах?! Нет, царь! Эту силу умножил рычаг!- Взглянул Архимед: небо, море кругом. Синее море и горы. - Я землю бы мог повернуть рычагом, лишь дайте мне точку опоры!

2 сл . 3 сл 4 сл

Перед вами на слайде — каменные статуи на побережье острова Пасхи в Тихом океане в виде человеческой головы высотой до 20 и весом 40-90 тонн. Каким образом они доставлялись к побережью, неизвестно - это одна из главных загадок острова, не дающей покоя уже нескольким поколениям путешественников и исследователей. По легенде они «шли» сами. Норвежский путешественник даёт описание одного из этих способов перемещения статуй, который был проверен в действии местными жителями. Так, один из Моаи, опрокинутых с постамента, был водружен назад путём использования брёвен, подсунутых под статую, что по конструкции напоминало рычаг.

5 сл Простые механизмы - это приспособления, которые служат для преобразования силы. К простым механизмам относятся: рычаг и его разновидности блок и ворот, наклонная плоскость и её разновидности клин и винт. Мы рассмотрим самый распространённый механизм - рычаг. 6 сл 7 сл

Возьмите зубочистку и переломите её пополам. Разломите теперь половинки. Что труднее переломить - целую или половинку? Почему? 8 сл

10 сл 11 сл

Я хочу вам продемонстрировать работу подъёмного крана, сконструированного из Лего-конструктора. На слайде представлен реальный кран. 12 сл Для чего у подъёмного крана делают противовес? Что может произойти при неправильном расчете грузоподъёмности крана? Посмотрите видеосюжет. 13 сл.

14 сл

16 сл

Как и в любом механизме для сцепки вагонов тоже используют простые механизмы. Я предлагаю оценить свои знания, полученные на уроке, используя вагоны разного цвета: синий - плохо понимаю материал, зелёный - понимаю, но нужно ещё поработать, красный - всё понимаю, всё получается. А своё настроение нарисуйте на вагоне в виде смайлика. Собираем поезд на доске.

17 сл - доп.

Просмотр содержимого документа
«Разработка урока по физике Простые механизмы»

Тема урока: "Простые механизмы. Рычаг"

«Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю!»

Архимед.

Цель урока:

познакомить учащихся с различными видами простых механизмов; рассмотреть простые механизмы как устройства, служащие для преобразования силы; рассмотреть устройство и принцип действия рычага; выяснить условие равновесия рычага.

способствовать развитию умения анализировать, выдвигать гипотезы, предположения, строить прогнозы, наблюдать и экспериментировать;
способствовать развитию логического мышления; развитие умения выражать речью результаты собственной мыслительной деятельности.

пробуждение познавательного интереса к предмету и окружающим явлениям; формирование умений критически, но объективно оценивать предметы, явления, поступки и действия (свои и чужие).
Оборудование и средства обеспечения учебного процесса:
компьютер, мультимедийный проектор, экран, оборудование для мини-эксперимента (гирьки по 10 и 20 г, линейка, деревянная палочка), палка, груз, весы рычажные, штатив, рычаг демонстрационный, компьютерная презентация урока, наборы Лего-конструкторов, компьютеры для учащихся.

Ход урока:

Подготовка к восприятию нового материала.

(фрагмент мультфильма)

Однажды по берегу моря вдвоём
Гулял Архимед с сиракузским царём.
Царь молвил: - Науки твои нелегки…-
Триеру тащили на мель моряки.
Тянули корабль, выбиваясь из сил.
И тут Архимед Гиерона спросил:
- Ты помнишь мой винт для подъёма воды?
В Египте рабам облегчил я труды.
А знаешь, как людям помог бы рычаг

В труде непосильном. К примеру,
один бы сумел на песчаный причал

Втащить я вот эту триеру.-
Стоит Гиерон, потирает висок:
-Ты втащишь триеру? Один? На песок?!
- Триеру на берег втащу я один.
Триеру с гребцами и грузом.
Вот ты через месяц сюда приходи…

Узнали про то в Сиракузах..
В назначенный срок собирается люд
На пристани, солнцем согретой.
Глядят на машину, но чуда не ждут:
-Не втащит! Да слыхано ль это!

Я вижу верёвки и много колёс,
И я поражаюсь размеру,
Но даже Геракл, ухватившись за трос,
Не втащит на берег триеру…
И тут Архимед повернул колесо-
Триера послушно ползёт на песок.
-Плывёт по земле! - закричали купцы.
А стражникам сделалось жутко.
По воздуху вёслами машут гребцы,
Как будто лишились рассудка.
Не верю глазам! Сколько силы в плечах?!
Нет, царь! Эту силу умножил рычаг!-
Взглянул Архимед: небо, море кругом.
Синее море и горы.
- Я землю бы мог повернуть рычагом,
лишь дайте мне точку опоры!

В сюжете прозвучало слово «Рычаг». Архимед собирался перевернуть Землю рычагом, а что такое рычаг, какова его конструкция и где он применяется? (Ответы учащихся). Точный ответ на поставленные вопросы вы сможете дать в конце нашего урока, тема которого «Простые механизмы.». Девиз урока: «Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю!» 2 сл . 3 сл
4 сл

Физические возможности человека ограничены, поэтому с древних времён человек часто использовал устройства, которые способны преобразовать силу человека в значительно большую. Такие механизмы называют «простыми механизмами». Первым человеком, применившим простые механизмы, был наш далёкий доисторический предок, палкой сдвигавший с места тяжёлые камни в поисках съедобных корней или прятавшихся под корнями мелких животных. Есть много свидетельств, что в древних странах - Вавилоне, Египте, Греции - строители широко использовали простые механизмы при подъёме и перевозке статуй, колонн и огромных камней, в умелых руках тяжелый груз превращался в лёгкий.

Перед вами на слайде Моаи - каменные статуи на побережье острова Пасхи в Тихом океане в виде человеческой головы высотой до 20 метров и весом 40-90 тонн. Каким образом они доставлялись к побережью, неизвестно – это одна из главных загадок острова, не дающей покоя уже нескольким поколениям путешественников и исследователей. По легенде они «шли» сами. Норвежский путешественник Тур Хейердал даёт описание одного из этих способов перемещения статуй, который был проверен в действии местными жителями. Так, один из Моаи, опрокинутых с постамента, был водружен назад путём использования брёвен, подсунутых под статую, что по конструкции напоминало рычаг.

Что представляет собой простой механизм? Для чего нужны простые механизмы?

5 сл
Простые механизмы – это приспособления, которые служат для преобразования силы. К простым механизмам относятся: рычаг и его разновидности блок и ворот, наклонная плоскость и её разновидности клин и винт. Мы рассмотрим самый распространённый механизм – рычаг. 6 сл
7 сл

Рычаг - является составной частью почти каждой современной машины, станка, механизма. Экскаватор роет канаву - его железная “рука” с ковшом действует как рычаг. Шофёр меняет скорость автомобиля с помощью рычага переключения скоростей. Вскапывая грядки на огороде, лопата в наших руках тоже становится рычагом. Всевозможные коромысла, рукоятки и вороты всё это рычаги.

Давайте выясним, как правильно использовать рычаг? (Прошу двух смелых учащихся выйти к доске. Даю одному в руки тяжёлый портфель и предлагаю воспользоваться палкой для облегчения переноса груза.) Покажите нам, как расположить палку, на которой весит груз, на плече друга, так, чтобы сила давления на плечо была наименьшей? Палка - это рычаг, который мы используем для того, чтобы облегчить перенос тяжёлого груза. Как правильно подвесить груз на рычаге?

Возьмите зубочистку и переломите её пополам. Разломите теперь половинки. Что труднее переломить – целую или половинку? Почему? 8 сл

Рычаг - твёрдое тело, способное вращаться вокруг неподвижной опоры. На практике роль рычага могут играть палка, доска, лом и т.п.

Рычаг имеет точку опоры и плечо. Плечо - это кратчайшее расстояние от точки опоры до линии действия силы (т.е. перпендикуляр, опущенный из точки опоры на линию действия силы). Обычно силами, приложенными к рычагу можно считать вес тел. Одну из сил мы будем называть силой сопротивления, другую - движущей силой.

Как вы думаете, что произойдёт, если одна из сил увеличится в 2 раза? Ответ: весы выйдут из равновесия (показываю на обычных весах). Как вы считаете, есть ли способ уравновесить большую силу меньшей? Ответ: да, нет. Предлагаю вам в ходе -эксперимента вывести условие равновесия рычага.

Работа с компьютерной моделью "Рычаг" (условие равновесия рычага), используется диск «Лабораторные работы по физике». Задание к компьютерной модели: подвесь гирьки на рычаг так, чтобы он оказался в равновесии. (Если первое плечо 18 см, к нему подвесили груз с силой тяжести 2Н, на второе плечо подвесили груз силой тяжести 3Н, какова длина плеча? 12 см)

Рычаг находится в равновесии, когда силы, действующие на него обратно пропорциональны плечам этих сил. Именно это правило равновесия рычага и вывел Архимед.

9 сл. 3. Зрительная гимнастика.

Закройте глаза и прикройте их ладонями. Представьте лист белой бумаги и попытайтесь мысленно написать на нем тушью свое имя. Если это удастся, то напишите по буквам свою фамилию и отчество, четко представляя себе каждую букву в отдельности. В конце записи поставьте точку. Теперь забудьте о буквах и вспоминайте только точку. Она должна казаться вам двигающейся из стороны в сторону короткими, медленными и легкими покачиваниями. Вы расслабились, уберите ладони, откройте глаза, мы с вами возвращаемся в реальный мир полные сил и энергии.

10 сл
Сегодня простые механизмы работают на канатных дорогах, на буровых установках, выполняют строительно-монтажные и погрузочные работы. На любой строительной площадке работают башенные подъемные краны - это сочетание рычагов, блоков, воротов. В зависимости от "специальности" краны имеют различные конструкции и характеристики. 11 сл

Я хочу вам продемонстрировать работу подъёмного крана, сконструированного из Лего-конструктора. На слайде представлен реальный кран. 12 сл
Для чего у подъёмного крана делают противовес? Что может произойти при неправильном расчете грузоподъёмности крана? Посмотрите видеосюжет. 13 сл.

Задачи: 1). На доске, перекинутой через бревно, качаются 2 мальчика, различной массы. Следует ли им садиться на одинаковом расстоянии от опоры?

2). По рисунку определить, какой груз нужно поместить в точки А(2Н), В(1Н) и С(5Н), чтобы он находился в равновесии? 14 сл

3). Почему ручку располагают у края двери?

Приведите примеры применения рычагов в быту и технике.

Подведение итогов. Рефлексия. 15 сл
16 сл

Как и в любом механизме для сцепки вагонов тоже используют простые механизмы. Я предлагаю оценить свои знания, полученные на уроке, используя вагоны разного цвета: синий - плохо понимаю материал, зелёный – понимаю, но нужно ещё поработать, красный – всё понимаю, всё получается. А своё настроение нарисуйте на вагоне в виде смайлика. Собираем поезд на доске.

Науку всё глубже постигнуть стремись,
Познанием вечного жаждой томись.
Лишь первых познаний блеснёт тебе свет,
Узнаешь: предела для знания нет.
Фирдоуси
Хаким Абулькасим Мансур Хасан Фирдоуси Туси (935–1020) – персидский поэт.

ШКАТУЛКА КАЧЕСТВЕННЫХ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ: ЭЛЕМЕНТЫ СТАТИКИ
равновесие тел, момент силы, простые механизмы…

Дидактические материалы по физике для учащихся, а также их родителей;-) и, конечно же, для творческих педагогов. Для тех, кто любит учиться!
Вашему вниманию 75 качественных задач по физике на тему: «Элементы статики: равновесие тел, момент силы, простые механизмы» .
Сопроводим задачи познавательными примечаниями и комментариями – для любознательных к некоторым задачам дадим развёрнутые ответы;-) По традиции зелёных страничек побалуем себя шедеврами мировой живописи …
А ещё ;-) познакомимся с некоторыми тайнами наклонной Невьянской башни – архитектурной жемчужиной Урала , окутанной легендами под самый флаг-флюгер с гербом Демидовых…

Задача №1
Перед вами три картины – три колодца. Какие простые механизмы положены в основу работы этих немудрённых, но весьма эффективных устройств, позволяющих облегчить подъём воды из колодца? Сопроводите ваш ответ схематическими рисунками.

Три колодца…

журавль Лейб-гусары у водопоя Микешин Михаил Осипович 1853 год		ворот Зимним утром A Winter"s Morn Джордж Харди		блок У колодца At the Well Даниэль Риджуэй Найт 1880 год

Микешин Михаил Осипович (21.02.1835–31.01.1896) – русский живописец.
Джордж Харди (George Hardy; 1822–1909) – английский жанровый живописец.
Даниэль Риджуэй Найт (Daniel Ridgway Knight; 15.03.1839–09.03.1924) – американский жанровый живописец.

Задача №2
«Ямская слобода», 1927 год. Андрей Платонович Платонов
«…Посреди слободы стоял двухэтажный старый дом. Около него колодезь, а у колодца круглый сарай – темница для лошади. В той темнице целый день лошадь кружилась на узком месте, таская деревянное водило. На водиле закручивались и раскручивались верёвки, которые таскали бадьями воду из колодца. Вода сливалась в большой чан, а из чана напускалась в корыта. Из корыта крестьяне, приезжавшие в слободу на базар, поили лошадей по копейке с головы, а люди пили бесплатно…»
О каких простых механизмах, использовавшихся для подъёма воды из колодца, идёт речь в этом отрывке?

Задача №3
Какого вида механические движения происходят с различными частями ворота во время пользования им?

Ответ: Вращательное (колесо, вал) и поступательное (верёвка, поднимаемый груз – ведро с водой).

Задача №4
Пожарные и альпинисты иногда применяют неподвижный простой блок для того чтобы поднимать самих себя по верёвке или тросу. Получается ли при этом выигрыш в силе по отношению к весу поднимаемого груза?

Ответ: Получается выигрыш в силе в два раза.

Не ожидала, что задача №4 «про пожарников и альпинистов» вызовет такие горячие споры. Часть комментариев скрыта (не удалена!) в виду излишней агрессии и сумбурности. При этом, видимо, стоит разобрать решение этой простой задачи более подробно.
Пользуясь случаем, решила добавить на страничку репродукцию картины Ростислава Вовкушевского «Альпинисты» . Для кого-то просто картина, а для кого-то замечательные воспоминания о молодости…

Вовкушевский Ростислав Иванович (22.03.1917–14.08.2000) – советский российский живописец, педагог, член Санкт-Петербургского Союза художников.

Пояснения к решению задачи «про пожарников и альпинистов»

Итак, неподвижный блок не даёт выигрыша в силе, если, например, один человек вытаскивает другого человека из колодца или пещеры. Но, в случае, когда человек поднимает сам себя, то он прикладывает силу в два раза меньше своего веса. Так как при этом вес человека распределяется поровну на две части троса или верёвки (по разные стороны блока).
F = P/2 = mg/2
Получается выигрыш в силе в два раза .
При этом следует учесть, что «золотое правило» механики никто не отменял;-) Сформулировано оно было ещё 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.
Получается, что двойной выигрыш в силе достигнут нами ценой двойного проигрыша в пути. Иными словами, для подъёма самого себя с помощью неподвижного блока, скажем на высоту 15 метров, человек должен, перебирая трос руками, вытянуть его на 30 метров.
Таким образом, работу, альпинист, поднимающий сам себя, совершит такую же, как и человек, стоящий на земле и поднимающий альпиниста на ту же высоту.
A = F × 2h = mg/2 × 2h = mgh
Подведём итоги:
Получили выигрыш в силе в два раза ;-)
Получили двойной проигрыш в пути.
В работе никакого выигрыша не получили:-(
Про работу в условии задачи №4 «про пожарников и альпинистов» речь не идёт, но для полноты картины пусть будет… Видимо те, кто вас взбаламутил, не улавливают разницы между силой и работой…

Задача №5
Если на доске, перекинутой через бревно, качаются двое ребят различного веса, то следует ли им садиться на одинаковом расстоянии от опоры?

Фредерик Морган (Frederick Morgan; 1856–1927) – английский жанровый живописец.

Задача №6
Почему отвёртка делается с утолщённой ручкой?

Ответ: Большой диаметр ручки увеличивает плечо прилагаемой нами силы, чтобы иметь возможность уменьшить эту силу. По этой же причине ключ от двери всегда делается с широкой частью в месте удержания рукой, как и штопор. Штопор, благодаря своему спиральному механизму, выполняет ещё одно преобразование: вращение ручки, при котором мы прикладываем небольшую силу и выполняем большое перемещение, преобразуется в небольшое перемещение острия штопора в глубину пробки, что без этого вращения требовало бы большой силы. Тот же принцип, что и в рычаге, используется и в плоскогубцах…

Задача №7
Почему серединой ножниц легче резать плотный картон, чем концами их?

Ответ: Это даёт возможность уменьшить силу, прилагаемую к рукояткам ножниц.

Задача №8
Канцелярские ножницы имеют очень длинные лезвия. Выгодно ли это?

Ответ: Проигрыш в силе здесь не существен, а выигрыш в скорости имеет большое значение.

Йохан Август Мальмстрем (Johan August Malmström; 14.10.1829–18.10.1901) – шведский жанровый живописец.

Задача №9
Почему при резке изделие иногда выталкивается из ножниц?

Ответ: Равнодействующая сил, действующих на разрезаемый предмет со стороны лезвия ножниц, не равна нулю и направлена от оси ножниц. Если она больше силы трения, то изделие выталкивается.

Для любознательных: Ножницы известны с III века до нашей эры – найдены при раскопках памятников культуры кельтских племён. Они представляли собой два ножа, соединённых дугообразной пружинящей металлической пластиной. Подобные ножницы и в наши дни употребляют для стрижки овец. Ножницы современного типа (из двух шарнирно-соединённых ножей) появились около VIII века нашей эры на Ближнем Востоке. На Руси древнейшие шарнирные ножницы найдены в Гнёздовских курганах – археологическом заповеднике в Смоленской области России (поселение Гнёздово скорее всего было основано в начале X века).

Задача №10
В каком месте двери помещают ручку, чтобы легче открывать дверь?

Ответ: Ручку располагают у края двери чтобы увеличить плечо силы и этим облегчить открывание двери.

Задача №11
Почему по пологой лестнице легче подниматься, чем по крутой?

Задача №12
Зачем дороги в горных местностях проводят зигзагами?

(06.06.1844–13.02.1905) – русский жанровый живописец, академик, действительный член Императорской Академии художеств, член Товарищества передвижных художественных выставок, педагог.
Оверни – административный регион Франции, расположенный на территории Центрального горного массива. Высочайшая вершина – гора Санси (1886 м). Оверни богат минеральными водами и термальными источниками.

Задача №13
Какие простые механизмы положены в основу работы инструментов и устройств, которые используют рабочие при строительстве дороги, на картине Жозефа Верне?

Клод Жозеф Верне (Claude Joseph Vernet; 14.08.1714–03.12.1789) – французский живописец.

Задача №14
Почему наличие значительных подъёмов на участке железной дороги вызывает необходимость использования локомотивов с повышенной мощностью?

Задача №15
Почему машинисты избегают остановки поездов на подъёме?

Задача №16
Как легче сдвинуть с места железнодорожный вагон: прилагая силу к корпусу вагона или к верхней части обода колеса?

Ответ: Во втором случае потребуется вдвое меньшая сила, так как мгновенная ось вращения колеса проходит через точку касания его с рельсом.

Задача №17
Почему не опрокидывается вагон однорельсовой подвесной железной дороги?

Ответ: Центр тяжести вагона находится ниже линии подвеса.

Задача №18
Если быстро движущийся автомобиль резко затормозит, то его передок опускается вниз. Почему?

Наверно скоро мы ходить разучимся
Уже привычка ездить в нас живёт
Пройти пешком всего два шага мучимся
Сто километров на авто не в счёт
Автомобили, автомобили буквально всё заполонили
Там, где вековая лежала пыль
Свой след оставил автомобиль…
«Автомобили» – песня советского ансамбля «Весёлые ребята» , 1987 год
слова: Михаил Шабров , музыка: Владимир Матецкий .

Алан Фернли (Alan Fearnley) – британский художник, мастер «автомобильной» живописи.

Задача №19
Почему у автомашин, велосипедов и т.п. тормоза лучше ставить на задние, а не на передние колёса?

Ответ: Чтобы не создавать опрокидывающего машину в вертикальной плоскости и поворачивающего её в горизонтальной плоскости моментов сил, которые могут возникнуть при торможении передних колёс.

Задача №20
Чтобы вытащить увязший автомобиль, используют следующий приём. Длинную прочную верёвку крепко привязывают к дереву или пню близ дороги и к автомобилю так, чтобы верёвка была туго натянута. Затем тянут за середину верёвки под прямым углом в её направлению. На чём основан этот приём?

Ответ: Приём основан на огромном выигрыше в силе на тросе при большом угле между составляющими силами.

Задача №21
Рассмотрите простые механизмы, принципы которых использованы в велосипеде (руль, педаль, передача). В каких из них добиваются выигрыша в силе, а в каких – выигрыша в скорости?

Задача №22
При каком положении педали велосипеда момент действующей на неё силы, направленной вертикально, будет наибольшим? равным нулю?

Ответ: Момент равен нулю в верхней и нижней точках, максимален в горизонтальном положении.

Оскар Клод Моне (Oscar-Claude Monet; 14.11.1840–05.12.1926) – французский живописец-пейзажист, один из основателей импрессионизма.

Задача №23
Человек, чтобы не поскользнуться на обледеневшей горке, сбегает с неё. Почему это целесообразно?

Задача №24
Почему по скользкому льду люди ходят маленькими шажками?

Ответ: На льду сила трения мала, а при больших шагах человек сильно наклоняется. В итоге момент силы тяжести может быть не скомпенсирован моментом силы трения и человек упадёт.

Задача №25
Почему конькобежцы, разгоняясь, размахивают руками?

Ответ: Резкие движения ног конькобежца вызывают появление моментов сил, стремящихся повернуть его корпус вокруг вертикальной оси. Поэтому конькобежец в такт движению ног размахивает руками так, чтобы движением рук создать моменты сил, противодействующих моментам сил, обусловленных движением ног, и компенсирующие их.

Задача №26
Лопата – всем известный садовый инструмент для вскапывания почвы. Принцип работы какого простого механизма используется в этом замечательном инструменте? Почему, с хорошо заточенной садовой лопатой, на работу уходит меньше сил?

Педер Северин Кройер (Peder Severin Krøyer; 23.07.1851–21.11.1909) – датский живописец.
Абруццо – аграрная область в Италии, расположенная в средней части Апеннинского полуострова на побережье Адриатического моря.

Задача №27
Почему согнутой в локте рукой можно поднять больший груз, чем вытянутой?

Ответ: Уменьшение плеча рычага даёт возможность увеличить вес поднимаемого груза.

Задача №28
Объясните работу руки и стопы человека, применяя правило рычага.

Задача №29
Объясните действие челюсти как рычага, покажите, где находятся точки приложения сил и почему получается выигрыш в силе.

Задача №30
Надо ли широко расставлять ноги при подъёме больших тяжестей, или их надо держать вместе?

Ответ: Надо, так как центр масс человека, широко расставившего ноги, ниже и он более устойчив.

Задача №31
Коромысло – деревянное приспособление, применявшееся для облегчения ношения двух вёдер с водой, бадей, корзин… и других грузов. Какова целесообразность использования этого приспособления?

Эдвин Томас Робертс (Edwin Thomas Roberts; 1840–1917) – британский живописец.

Эжен де Блаас (Eugenio de Blaas; 24.07.1843–10.02.1932) – итальянский художник, писавший в стиле академического классицизма.

Задача №32
Груз несут на палке, перекинутой через плечо. Как влияет положение груза (ближе или дальше от плеча) на величину силы, с которой палка действует на плечо, и на ту силу, с которой рука должна удерживать палку в равновесии?

Ответ: Чем ближе груз расположен к плечу, тем меньше сила, с которой рука должна удерживать палку. Поэтому сила давления палки на плечо, равная сумме веса груза и силы воздействия руки, будет меньше.

Задача №33
Почему человек, несущий в одной руке тяжёлый чемодан или сумку, наклоняется в противоположную сторону?

Задача №34
Почему человек, несущий на спине тяжёлый груз, наклоняется вперёд?

Ответ: Чтобы расположить центр тяжести своего тела с грузом на площадь опоры.

Жюльен Дюпре (Julien Dupre; 19.03.1851–15.04.1910) – французский художник, представитель реализма.

Задача №35
Почему нельзя встать со стула, не наклоняя корпус вперёд?

Ответ: Если не наклонить корпус вперёд, то вертикаль, проведённая через центр тяжести человека, не пересечёт площади опоры (ступней ног).

Задача №36
Почему мясо легче резать не просто надавливая на нож, а надавливая и двигая нож взад-вперёд?

Ответ: При движении ножа его «режущим сечением» является не сечение, перпендикулярное режущей кромке, как в том случае, когда мы просто надавливаем на нож, а сечение, составляющее с линией острия некоторый угол, тем меньший, чем больше скорость ножа.

Задача №37
Для чего сабле придают изогнутую форму, выпуклую со стороны лезвия?

Ответ: Свойства стали (прочность) не позволяют затачивать её под углом, меньшим предельного для данного режущего инструмента. Иначе сталь будет крошиться. Вследствие изогнутой формы сабли при заданном угле клина удаётся уменьшить режущий угол за счёт увеличения щеки клина.

Юзеф Брандт (Jozef Brandt; 11.02.1841–12.06.1915, Радом) – польский художник-реалист.

Задача №38
Почему для распиливания твёрдого металла используют ножовки с мелкими зубьями, а при распиливании мягкого – с большими зубьями?

Задача №39
Длинный стержень легче удерживать в горизонтальном положении за середину, чем за конец. Почему?

Ответ: Если держать стержень посередине, то не нужно прикладывать момента сил для удержания стержня в равновесии. Если держать за один из концов, то нужно прикладывать момент сил.

Задача №40
Когда палку держат в руках за концы, то её трудно переломить. Если же середину палки положить на подставку, то переломить палку легче. Объясните, почему.

Задача №41
Сломайте тонкую щепку пополам, полученные кусочки снова сломайте на две части и т.д. Почему с каждым разом ломать становится труднее?

Ответ: Уменьшаются плечи сил, приложенных к щепке.

Задача №42
Объясните принцип работы катапульты. Работа какого простого механизма играет в нём ключевую роль? Где в настоящее время применяются катапульты?

Эдвард Джон Пойнтер (Edward John Poynter; 1836–1919) – английский живописец.
Катапульта – греческий термин, которым обозначается любая метательная машина.

Для любознательных: Принцип действия катапульты . В отличие от лука, где кинетическая энергия обеспечивается упругостью согнутых плеч лука, в катапультах и баллистах энергия запасается в скрученных пучках (жгутах) малоэластичных волокон. Рычаг, вставленный одним концом в закрученный жгут, стремится раскрутиться, разгоняя другой конец рычага до большой скорости. Таким образом каждое плечо катапульты состоит из горизонтального рычага , вставленного в закрученный с определённым усилием жгут, а также основания или рамы, куда вертикально крепится жгут. Оба плеча катапульты соединены тетивой, оттянуть которую возможно только с помощью лебёдки. Между рычагами установлена направляющая балка для направленного полёта метательного снаряда: камня в баллисте и стрелы в катапульте. В настоящее время катапульты применяются для запуска снарядов и самолётов с авианосцев. Ведутся разработки по созданию катапульт для запуска грузовых космических кораблей с поверхности планет.

Задача №43
В каком случае бочка, вкатываемая по наклонным брусьям, будет производить на них большее давление при одной и той же высоте: когда они более длинные или более короткие?

Ответ: При более длинных брусьях.

Задача №44
Тачка – это немудрённое устройство, состоящее из грузового кузова, колеса и рукояток, и предназначенное для транспортировки грузов. Принцип работы какого простого механизма используется в этом устройстве?

Ответ: Тачка – это разновидность рычага. Сила тяжести груза приложена гораздо ближе к оси колеса тачки (которая в этом случае играет роль оси рычага), чем сила, действующая со стороны рук человека. Поэтому человек может приподнять на тачке такой груз, которого он прямо руками поднять не в состоянии. Сила, действующая со стороны рук человека, должна быть направлена вверх, чтобы создаваемый ею момент относительно оси рычага был противоположен моменту силы тяжести груза.

Савицкий Константин Аполлонович (06.06.1844–13.02.1905) – русский жанровый живописец, академик, действительный член Императорской Академии художеств, член Товарищества передвижных художественных выставок, педагог.

Задача №45
Почему посредством рычажных весов нельзя убедиться в том, что сила тяжести изменяется с переходом от экватора к полюсам?

Ответ: Так как на рычаге уравновешиваются две силы, равные силе тяжести. Изменение одной из них происходит одновременно с изменением другой.

Задача №46
Взрослому и ребёнку нужно перейти ручей: одному – с левого берега, другому – с правого. Имеется по доске на каждом берегу, но доски немного короче, чем расстояние между берегами. Каким образом они могут перейти с одного берега на другой? Сопроводите ваш ответ рисунком.

Задача №47
Имеются две чугунные плиты одинаковой массы. Длина одной плиты вдвое больше, чем длина другой. Обе плиты поднимают за край с поворотом около ребра, образующего ширину плиты и ставят вертикально. Для подъёма какой плиты требуется большая сила?

Ответ: Силу требуется приложить одинаковую, равную половине силы тяжести плиты.

Задача №48
Рычаги, которые используются «наоборот» ;-) Не всегда рычаги используются для того, чтобы совершать работу, прикладывая меньшую силу. Иногда важно выиграть в перемещении, даже если при этом приходится прикладывать большую силу. Так делает рыбак, которому нужно вытащить рыбу, переместить её на большое расстояние. При этом он использует удочку как рычаг. Прокомментируйте вышесказанное, используя схематический рисунок.

Прянишников Илларион Михайлович (01.04.1840–24.03.1894) – русский художник и педагог, мастер жанровой живописи, действительный член Петербургской академии художеств, один из основателей товарищества передвижников.

Задача №49
На рычаге уравновешены две гири из одинакового материала, но одна гиря вдвое тяжелее другой. Изменится ли равновесие рычага, если гири погрузить в воду?

Ответ: Не изменится.

Задача №50
На рычаге уравновешены две гири одинакового объёма, но из различных материалов, причём одна гиря вдвое легче другой. Изменится ли равновесие рычага, если гири погрузить в воду?

Ответ: Равновесие нарушится, причём более тяжелая гиря перетянет.

Задача №51
К равноплечному рычагу на нитях подвешены две чугунные гири одинаковой массы. Изменится ли равновесие рычага, если опустить одну из них в воду, а другую в масло?

Ответ: Изменится: гиря, находящаяся в масле, опустится, а в воде – поднимется.

Задача №52
К равноплечному рычагу подвешены фарфоровые шарики. Если один из шариков опущен в стакан с водой, а другой – в стакан с керосином, то рычаг находится в равновесии. Нарушится ли равновесие, если сосуды с жидкостями убрать?

Ответ: Да, перетянет шарик, который находился в воде.

Задача №53
Поясните, что представляют собой коромысловые весы. Что положено в основу работы этих весов?

Ответ: Коромысловые весы представляют собой равноплечий рычаг (коромысло), к обоим концам которого подвешены чаши для гирь и взвешиваемого груза. У равноплечего рычага опора расположена на равном расстоянии от точек приложения сил. В основу действия таких весов положен принцип равновесия.

Леон Августин Лермитт (Leon Augustin Lhermitte; 31.07.1844–28.07.1925) – французский жанровый живописец, гравёр.

Предлагаю читателям зелёных страничек отправиться в волшебное царство яблок;-)
§ зелёная страничка Курская антоновка – символ Курской области
§ зелёная страничка Алма-атинский апорт – символ города Алма-Аты

Задача №54
К коромыслу весов с одной стороны подвесили латунную, а с другой – равной массы чугунную гирю. Останутся ли весы в равновесии, если их опустить так, чтобы обе гири оказались в воде?

Ответ: Перетянет латунная гиря.

Задача №55
Как, не пользуясь весами, определить массу линейки при помощи гири известной массы? Сделайте это.

Ответ: Необходимо подвесить гирю к одному концу линейки и поместить линейку на точечную опору так, чтобы она была в равновесии. Из уравнения моментов находим массу линейки.

Задача №56
Как известно, неподвижный блок выигрыша в силе не даёт. Однако при проверке динамометром оказывается, что сила, удерживающая груз на неподвижном блоке, немного меньше силы тяжести груза, а при равномерном подъёме больше её. Чем это объясняется?

Ответ: Действием силы трения.

Задача №57
Для чего во время штормовой погоды к средней части троса, соединяющего буксир и баржу, прикрепляют тяжёлый груз?

Ответ: Чтобы избежать чрезмерного натяжения троса.

Задача №58
Что произойдёт, если сидящие в лодке гребцы, изображённые на картине Василия Сурикова «Степан Разин», начнут двигать вёслами в противоположные стороны?

Ответ: Лодка начнёт поворачиваться.

Суриков Василий Иванович (24.01.1848–19.03.1916) – русский живописец, мастер масштабных исторических полотен.

Задача №59
У теплохода два двигателя. Как будет двигаться теплоход, если будет подана команда: «Правый двигатель – полный вперёд, левый двигатель – полный назад!»? Силы тяги обоих двигателей по модулю одинаковы.

Ответ: Поворачиваться под действием пары сил против часовой стрелки.

Задача №60
Какое устройство изображено на картине Генри Бэкона «Буксировка корабля»? Поясните принцип его работы.

Генри Бэкон (Henry Bacon; 839–1912) – американский художник.

Ответ: На картине Генри Бэкона «Буксировка корабля» изображён кабестан (вертикальный ворот – видоизменённый двойной блок), применявшийся для подтягивания судов у причалов, а также выбирания судовых якорей. Спицы кабестана играют ту же роль, какую играет блок большего диаметра в двойном блоке. Условия равновесия для ворота такие же, как и для двойного блока, но вместо радиусов меньшего и большего блоков, должны быть взяты соответственно радиус барабана и длина спицы, считая от оси до места приложения силы. Так как длину спиц можно сделать во много раз большей, чем радиус барабана, то ворот позволяет уравновешивать силы во много раз большие, чем те, которые приложены к спицам.

Задача №61
Можно ли натянуть верёвку горизонтально так, чтобы она не провисала?

Ответ: Нельзя. Силы тяжести и натяжения верёвки перпендикулярны друг другу и не могут уравновеситься.

Задача №62
Почему туго натянутая бельевая верёвка часто обрывается под тяжестью повешенного на неё платья, в то время как слабо натянутая выдерживает тот же груз?

Задача №63
С какой целью цирковые артисты при хождении по канату держат в руках тяжёлые шесты?

Ответ: Центр тяжести системы человек – шест при равновесии находится примерно у середины шеста над канатом. При движении человека по канату смещением шеста сохраняется это положение центра тяжести системы (шест смещается влево, если человек наклонится вправо).

Семирадский Генрих Ипполитович (24.10.1843–23.08.1902) – русский живописец польского происхождения, один из крупнейших представителей позднего академизма. Наиболее известен монументальными полотнами на сюжеты из истории античных Греции и Рима.

Задача №64
Стержень из проволоки подвешен на нити за середину. Останется ли он в равновесии, если один конец его согнуть вдвое?

Ответ: Нет. Со стороны согнутой половины стержня действует вдвое меньший момент силы, так как центр тяжести этой половины переместился вдвое ближе к оси вращения.

Задача №65
На верёвочной петле в горизонтальном положении висит палка. Один конец палки значительно толще другого. Разрежем палку в том месте, где была петля. Одинаков ли вес получившихся частей палки?

Ответ: Толстый конец палки весит больше.

Задача №66
Правильная усечённая пирамида опирается на своё большое основание. Переместится ли центр тяжести относительно пирамиды, если её поставить на меньшее основание?

Ответ: Центр тяжести пирамиды не изменит своего положения относительно самой пирамиды, но переместится относительно плоскости опоры.

Задача №67
Иногда в качестве примеров наклонных тел, стоящих в равновесии на горизонтальной плоскости, приводят «падающие башни» . Почему эти примеры нельзя считать подходящими для данного случая?

Ответ: Эти башни составляют одно целое с фундаментами, зарытыми в землю. Поэтому условия их равновесия иные, чем для тел, опирающихся на горизонтальную поверхность.

Для любознательных:
Наклонная Невьянская башня – архитектурная жемчужина Урала .
Построена она была в первой половине XVIII века по приказу Акинфия Демидова , основателя горнозаводской промышленности на Алтае, сына тульского промышленника Никиты Демидова . По народным преданиям, её изначально планировали такой – Акинфий Демидов приказал слегка наклонить башню в сторону родимой Тулы;-)
О наклоне башни до сих пор спорят историки, краеведы и архитекторы. Некоторые из них утверждают, что Невьянская наклонная башня является аналогом Пизанской падающей башни (известно, что Демидовы не раз посещали Италию в начале XVIII века и задумали поставить на Урале башню не хуже Пизанской). Местные краеведы обязательно уточняют, что Невьянская башня в отличие от Пизанской сестры не падает, а всего лишь наклонена. Разница, конечно же, есть: нашу спасать не нужно;-)

Ефремов Алексей Валентинович – современный российский живописец, график. Член Союза художников России.
Невьянск – город, расположенный на восточном склоне Уральского хребта на реке Нейва, в 99 км севернее от Екатеринбурга, в 50 км южнее от Нижнего Тагила.

Угол наклона Невьянской башни, по подсчётам разных специалистов, составляет от метра восьмидесяти до двух метров двадцати сантиметров. В том, что угол наклона не меняется, легко убедиться, внимательно посмотрев на самую верхушку башни – там установлен 25-ти килограммовый флюгер, который постоянно вращается, указывая направление ветра. Если бы башня накренилась хоть чуть-чуть, флюгер, по законам физики, перестал бы вращаться.

Тайны Невьянской башни
часы с курантами, громоотвод, «слуховая комната»…

Куранты , установленные на Невьянской башне, были куплены Акинфием Демидовым в Англии. На колоколах курантов сохранилась надпись: «Richard Phelpsi Lonpini Fecit 1730», что в переводе с латинского означает: «Ричард Фельпс, в Лондоне сделано, 1730». Невьянские мастера усовершенствовали английское изобретение: на самом большом набатном колоколе есть надпись: «Лета 1732 июня 1 лит сей колокол невьянских дворянина Акинфея Демидова заводах. Весу 65 пуд 27 фунтов». Через несколько лет на Невьянском заводе уже имелись часовые машины, «которые к часам колёса прорезывают и другие детали готовят». В середине XVIII века здесь изготовляют «часы столовые и башенные» не только для демидовских заводов, но и для продажи. Невьянские колокола прославились своим звоном на всю Сибирь…

Акинфий Никитич Демидов Георг Кристоф Гроот до 1745

Но… не выдержали куранты на Невьянской башне испытание временем и долгие годы молчали… Поломались стрелки и часовой механизм, был искорёжен музыкальный вал, колокола покрылись пылью и окислами. На валу остались следы от 2186 шпеньков. Когда-то каждый шпенёк в определённой последовательности цеплялся за рычаги, которые струнами-тягами соединялись с молоточками на колоколах. Но в какой именно последовательности? Сколько мелодий закодировано на валу? Все эти секреты в 1976 году разгадал советский уральский мастер Александр Саканцев – наладчик сварочной аппаратуры, а по призванию часовых дел мастер. Он восстановил часы и музыкальную машину. Удалось расшифровать большую часть мелодий, записанных на музыкальном валу. Это были английские марши, народные песни XVII века, позднее был записана мелодия «Славься» – фрагмент из оперы Михаила Глинки «Иван Сусанин» . Именно её в настоящее время играют куранты.
А ещё ;-)
Уральские мастера соорудили на крыше Невьянской башни 40-сантиметровый шар с шипами – первый в мире громоотвод , то есть примерно на четверть века раньше, чем это изобретение продемонстрировал американец Бенджамин Франклин.
Между 4 и 5 этажами в Невьянской башне расположена «слуховая комната» . Слово, сказанное шёпотом в одном углу, чётко слышно в другом, противоположном углу. При этом ни в центре комнаты, ни в любой другой точке сказанного совершенно не слышно. Этот замечательный акустический эффект Демидовы использовали для того, чтобы подслушивать своих рабочих и приезжих ревизоров.
И это далеко не всё… Окутана Невьянская башня легендами под самый флаг-флюгер с гербом Демидовых …
Может статься, что именно Вам посчастливится разгадать её тайны, уходящие в глубь веков;-)

Георг Кристоф Гроот (Georg Christoph Grooth; 21.01.1716–28.09.1749) – художник-портретист, один из двух братьев, немецких живописцев, связавших свою жизнь с Россией. С 1743 придворный художник в Петербурге. Автор изысканных портретов в стиле рококо.

Задача №68
Почему при кладке стен строений добиваются, чтобы они были строго вертикальными?

Задача №69
Один из сидящих в лодке встал во весь рост. Как изменилась при этом устойчивость лодки?

Ответ: Равновесие стало менее устойчивым, так как центр тяжести всей системы переместился вверх.

Антон Дорф (Anton Laurids Johannes Dorph; 15.02.1831-12.01.1914) – датский художник.
Сарган (рыба-стрела) – стайная хищная рыба с узким сильно вытянутым телом.

Не смогла удержаться от соблазна и решила сопроводить картину «Ловля саргана неводом. Раннее утро» дополнительным вопросом;-)
Серп какого месяца изображён на картине Антона Дорфа – молодого или старого?

§ Подсказку к решению этой задачи можно найти на – как запомнить надёжно и безошибочно, куда какой месяц смотрит?

Задача №70
Если попытаться поставить куриное яйцо на горизонтальную поверхность стола, то оно непременно ложится набок. Из какого и в какой вид равновесия переходит при этом яйцо?

Задача №71
Почему подъёмный кран не опрокидывается в сторону поднимаемого груза? Почему без груза кран не опрокидывается в сторону противовеса?

Ответ: Конструкция крана такова, что в любом случае вертикаль, проведённая через центр тяжести, пересечёт площадь опоры.

Район завтрашнего дня Пименов Юрий Иванович, 1957 год

Пименов Юрий Иванович (1903–1977) – советский живописец и график. Народный художник СССР. Лауреат Ленинской и двух Сталинских премий второй степени.

Задача №72
Почему не следует с помощью подъёмного крана поднимать груз при косом положении троса?

Ответ: Сила натяжения троса увеличивается и он может разорваться.

Задача №73
Однородный прямоугольный кирпич лежит на наклонной плоскости. Какая половина кирпича, верхняя или нижняя, оказывает большее давление на наклонную плоскость?

Ответ: Нижняя половина, так как если провести вертикальную плоскость через прямую, лежащую между кирпичом и наклонной плоскостью, через центр кирпича, то она поделит кирпич на две неравные части, причём нижняя половина больше. Площадь опоры обеих частей одинакова.

Задача №74
Изобразите систему сил, действующих на парящий воздушный змей при горизонтальном ветре.

Лаура Найт (Laura Knight; 04.08.1877–07.07.1970) – английская художница, представитель постимпрессионизма в живописи. Кавалер ордена Британской империи.

Задача №75
Окунаемся в детство;-) – разгадываем загадки, но… не просто разгадываем, а подробно комментируем принцип работы каждого инструмента, руководствуясь законами физики.
1. Два кольца, два конца, посередине гвоздик. (Ножницы)
2. Две сестры качались, правды добивались, а когда добились – то остановились. (Весы)
3. Ручка есть, а не грабли, землю роет, а не плуг. (Лопата)
4. Сам худ, голова с пуд, как ударит – крепко станет. (Молоток)
5. Цепкий рот на тех сердит, кто зазря в доске сидит. (Клещи)
6. Скоро ест и мелко жуёт, сама не глотает и другим не даёт. (Пила)
7. Он целый день звенел в бору
Густом, от инея белёсом,
А ночью, подойдя к костру
Заснул, в бревно уткнувшись носом.
(Топор)

Ответ к загадке №7: Рассмотрим, как топор раскалывает древесину. Его лезвие заострённое и расширяется ближе к основанию, чем глубже клин топора вгоняется в древесину, тем шире она раздаётся и в итоге раскалывается. Принцип действия клина тот же, что и для наклонной плоскости. Чтобы раздвинуть части древесины на сантиметр, нужно было бы приложить огромную силу. К клину же достаточно приложить гораздо меньшую силу, правда при этом придётся совершить большее перемещение вглубь древесины.

Желаю Вам успехов в самостоятельном решении
качественных задач по физике!

Я очень рада, что читателям зелёных страничек понравилась моя задачка про три колодца . Большое спасибо за ваши комментарии. Мне очень приятно.
Надеюсь вам понравится ещё одна задачка про колодец , но не простой колодец, а весьма модернизированный;-) Перед вами картина немецкого художника Феликса Шлезингера «Друг познаётся в беде» . На картине изображён ручной деревянный насос для колодца . Вода при поднятии и опускании рычага порциями сливается через патрубок, тот самый, к которому прильнула губами девочка, желающая напиться. А теперь, внимание, вопрос :

Каково устройство ручного насоса для воды?
Поясните последовательность работы этого мудрёного агрегата.
Одними простыми механизмами в данном случае дело не обойдётся;-) об атмосферном давлении вспомнить придётся:-)
Предложите ребятам изготовить модель ручного насоса для воды. В сопроводительной документации к модели будут весьма уместны чертежи и рисунки с пояснениями. Объявите конкурс на лучшую модель!!!

Невзирая на все прелести технического прогресса, ручные насосы для воды не потеряли своей привлекательности . И по сей день они весьма актуальны на дачных участках и в деревенской глубинке;-) и не только в русской глубинке, но и немецкой, французской, английской… И по сему будет не лишним, если ребята подготовят развёрнутое сообщение на тему «Разновидности ручных насосов для воды и особенности их работы» .

Феликс Шлезингер (Felix Schlesinger; 1833–1910) – немецкий художник.

Сергей Петрович Ткачёв (1922…) – советский и российский живописец, педагог, профессор, ветеран Великой Отечественной войны. Председатель Правления Союза художников РСФСР в 1976–1987 гг. Старший брат народного художника СССР, академика Алексея Петровича Ткачёва, вместе с которым они составляют творческий тандем «Братья Ткачёвы».

§ Колодезный журавль в исполнении Ивана Константиновича Айвазовского на

Литература:
§ Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике
Москва: издательство «Просвещение», 1972
§ Демкович В.П., Демкович Л.П. Сборник задач по физике
Москва: издательство «Просвещение», 1981
§ Золотов В.А. Вопросы и задачи по физике 6-7 класс
Москва: издательство «Просвещение», 1971
§ Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики
Москва: издательство «Просвещение», 1988
§ Перельман Я.И. Знаете ли вы физику?
Домодедово: издательство «ВАП», 1994

«Примеры простых механизмов» - Сила, движущая тело. Коэффициент полезного действия. КПД некоторых механизмов. Наклонная плоскость. Блоки. Простые механизмы. Правило рычага. Применение клина при поднимании тяжести. Клин. Блок. КПД. Полиспаст. Неподвижный блок. Подвижный блок. Использование рычага. Рычаг. Применение рычага. Применение клина.

«Кулачковый механизм» - Самые распространенные - лабиальные трубы. Видео из Политехнического музея. Язычковые трубы. Механический орган Павла Бруггера (Москва, 1880). Нурок с програмным кулачковым валом механического органа Бруггера. Кулачковая система и связанные с ней механизмы. О памятниках науки и техники Политехнического музея.

«Простые механизмы 7 класс» - Планирование проекта. Планирование проекта: Контроль проводится по нескольким направлениям. Работа в кабинете информатики во внеурочное время. Аннотация проекта. Тема проекта: «Простые механизмы». Результаты заслушиваются и обсуждаются на уроках. По информатике проект позволяет осваивать информационные технологии в процессе реализации проекта.

«Золотое правило механики» - Где применяет человек простые механизмы в своей жизни. Задачи. Что же называется простым механизмом. «Золотое» правило механики». Ворот. Винт. Пользуясь рычагом, подняли груз на высоту 8 см. Во сколько раз мы выиграли в силе. Цель нашего урока. Блок-простой механизм. Клин. Наклонная плоскость. Блок.

«Простые механизмы в быту» - Простые механизмы. Спортивные парусные суда. Простой механизм «наклонная плоскость». Средства осады. Систематизировать полученные знания. Башенные подъемные краны. Познакомиться с практическим применением простых механизмов. Простой механизм "рычаг". Колющие орудия. Клин. Простые механизмы в природе.

«Применение простых механизмов» - Приготовить небольшое сообщение или презентацию о применении рычагов. III вариант. Блок. В живой природе. Свод стопы. Проблемный вопрос: Подумайте, можно ли используя рычаг, получить выигрыш в работе? Живой природе. Плотницкие инструменты. В пути? Ворот. Применение в быту, технике и живой природе. В технике.

Всего в теме 8 презентаций

Решение задач по теме: «Простые механизмы».

Задание на повторение.

1. Что такое простые механизмы? Приведите примеры простых механизмов.

2. С какой целью применяют простые механизмы?

3. Что такое рычаг? Сформулируйте условие равновесия рычага.

4. Что называют моментом силы? Сформулируйте правило моментов.

5. Что из себя представляет блок? Какие бывают блоки? С какой целью применяют неподвижный блок? подвижный блок?

6. Сформулируйте «золотое» правило механики.

7. Дают ли простые механизмы выигрыш в работе?

8. Решение задач №1, №2, №3, №4.

9. Карточки с заданием:

Домашнее задание: всем – повторить § 59-60

На «4» - упр.31(1,2)

№1. Какой стержень легче разломить на две равные части – длинный или короткий? Почему?

№2. Как легче резать ножницами картон: помещая его к концам ножниц или располагая ближе к их середине?

№3. Если на доске, перекинутой через бревно, качаются двое ребят различной массы, то следует ли им садиться на одинаковое расстояние от опоры?

№4. При равновесии рычага на его большее плечо, равное 80 см, действует сила 60Н, на меньшее – 240Н. Определите длину меньшего плеча.

№5. Плечи рычага, находящегося в равновесии, равны 40 см и 20 см. К большему плечу приложена сила 60 Н. Какая сила приложена к меньшему плечу?

№6. На концах рычага действуют силы 25 Н и 150 Н. Расстояние от точки опоры до меньшей силы 21 см. Определите длину рычага, если он находится в равновесии.

№7. Какого веса груз сможет поднять мальчик весом 400 Н с помощью подвижного блока? (вес блока не учитывать)

№8. Какой груз можно поднять с помощью подвижного блока весом 20 Н, если тянуть верёвку с силой 150 Н? На какую длину придётся вытянуть свободный конец верёвки, чтобы поднять этот груз на высоту 2м?

№9. С помощью подвижного блока подняли груз на высоту 10 м, прилагая силу 120 Н. Какая работа была совершена при этом?

На «4» - упр.31(1,2)

На «5» - Пользуясь линейкой и монетой в 5 рублей (масса её

равна 7 г), определите вес карандаша. Опишите, как вы это

№1. Какой стержень легче разломить на две равные части – длинный или короткий? Почему?

№2. Как легче резать ножницами картон: помещая его к концам ножниц или располагая ближе к их середине?

№3. Если на доске, перекинутой через бревно, качаются двое ребят различной массы, то следует ли им садиться на одинаковое расстояние от опоры?

№4. При равновесии рычага на его большее плечо, равное 80 см, действует сила 60Н, на меньшее – 240Н. Определите длину меньшего плеча.

№5. Плечи рычага, находящегося в равновесии, равны 40 см и 20 см. К большему плечу приложена сила 60 Н. Какая сила приложена к меньшему плечу?

№6. На концах рычага действуют силы 25 Н и 150 Н. Расстояние от точки опоры до меньшей силы 21 см. Определите длину рычага, если он находится в равновесии.

№7. Какого веса груз сможет поднять мальчик весом 400 Н с помощью подвижного блока? (вес блока не учитывать)

№8. Какой груз можно поднять с помощью подвижного блока весом 20 Н, если тянуть верёвку с силой 150 Н? На какую длину придётся вытянуть свободный конец верёвки, чтобы поднять этот груз на высоту 2м?

№9. С помощью подвижного блока подняли груз на высоту 10 м, прилагая силу 120 Н. Какая работа была совершена при этом?

Домашнее задание: всем – повторить §

На «4» - упр.31(1,2)

На «5» - Пользуясь линейкой и монетой в 5 рублей (масса её

равна 7 г), определите вес карандаша. Опишите, как вы это

Экспериментальное задание №1.

Проверка равенства работ на рычаге.

Приборы и материалы : рычаг на штативе, набор грузов, линейка.

2. Подвесьте к левой части рычага три груза, а к правой – один груз. Перемещая грузы, добейтесь равновесия рычага.

3. Отклоните рычаг на некоторый угол в вертикальной плоскости и измерьте пути, пройденные точками приложения сил тяжести (см. рис.).

4. Вычислите работы, совершённые обеими силами тяжести, и сравните их числовые значения.

5. Результаты измерений и вычислений запишите в тетрадь.

6. Ответьте на вопросы:

· Во сколько раз выигрывают в силе, применяя рычаг?

· Во сколько раз проигрывают в пути, применяя рычаг?

· Можно ли при помощи рычага получить выигрыш в работе?

Экспериментальное задание №2.

Измерение веса тела при помощи рычага.

Приборы и материалы: рычаг на штативе, линейка, динамометр, груз весом 1Н, цилиндр металлический.

Порядок выполнения работы.

1. Вращая гайки на концах рычага, установите его в горизонтальное положение.

2. Подвесьте к левой части рычага металлический цилиндр, а к правой – груз весом 1Н. Опытным путём добейтесь равновесия рычага с грузом.

3. Измерьте плечи сил, действующих на рычаг.

4. Используя правило равновесия рычага, вычислите вес металлического цилиндра.

5. Измерьте вес металлического цилиндра при помощи динамометра и полученный результат сравните с расчётным.

6. Результаты измерений и вычислений запишите в тетрадь.

7. Ответьте на вопросы: изменится ли результат опыта, если:

· рычаг уравновесить при другой длине плеч сил, действующих на него?

· цилиндр подвесить к правой части рычага, а уравновешивающий груз – к левой?

Экспериментальное задание №3.

Приборы и материалы: ножницы, линейка.

Порядок выполнения работы.

2. Измерьте плечи сил.

3. Вычислите примерно выигрыш в силе при пользовании ножницами, используя условие равновесия рычага: F1: F2 = l2: l1

5. Ответьте на вопрос: как нужно располагать разрезаемый материал в ножницах, чтобы получить наибольший выигрыш в силе?

Экспериментальное задание №4.

Вычисление выигрыша в силе инструментов, в которых применён рычаг.

Приборы и материалы: кусачки, линейка.

Порядок выполнения работы.

1. Ознакомьтесь с устройством предложенного вам инструмента, в котором применён рычаг: найдите ось вращения, точки приложения сил.

2. Измерьте плечи сил.

3. Вычислите примерно выигрыш в силе при пользовании кусачками, используя условие равновесия рычага: F1: F2 = l2: l1

4. Результаты измерений и вычислений запишите в тетрадь.

5. Ответьте на вопрос: как нужно держать кусачки в руке, чтобы получить наибольший выигрыш в силе?

Экспериментальное задание №5.

Вычисление выигрыша в силе инструментов, в которых применён рычаг.

Приборы и материалы: плоскогубцы, линейка.

Порядок выполнения работы.

1. Ознакомьтесь с устройством предложенного вам инструмента, в котором применён рычаг: найдите ось вращения, точки приложения сил.

2. Измерьте плечи сил.

3. Вычислите примерно выигрыш в силе при пользовании плоскогубцами, используя условие равновесия рычага: F1: F2 = l2: l1

4. Результаты измерений и вычислений запишите в тетрадь.

5. Ответьте на вопрос: как нужно держать плоскогубцы

в руке, чтобы получить наибольший выигрыш в силе?