Podmínky pro rovnováhu prezentace těles. Prezentace k hodině "Podmínky rovnováhy pro pevné těleso. Typy rovnováhy" prezentace na lekci fyziky (10. ročník) na dané téma. Míč je vyveden z rovnováhy

Chcete-li používat náhledy prezentací, vytvořte si účet Google a přihlaste se k němu: https://accounts.google.com

Popisky snímků:

Podmínky pro rovnováhu těles. Druhy rovnováhy.

2 Obor mechaniky, ve kterém se studuje rovnováha absolutně tuhých těles, se nazývá statika. Tělesná rovnováha je stav klidu nebo rovnoměrného a lineárního pohybu těla. Absolutně tuhé těleso je těleso, u kterého jsou deformace vznikající působením sil na něj působících zanedbatelné.

První rovnovážná podmínka pevný: Tuhé těleso je v rovnováze, pokud je geometrický součet vnějších sil na něj působících roven nule.

Druhá podmínka pro rovnováhu tuhého tělesa: tuhé těleso je v rovnováze, pokud je algebraický součet momentů vnějších sil působících na něj vůči libovolné ose roven nule. Mi + M2 + M3 +...=0

Těžiště tělesa je místem působení výsledné tíhové síly. Najděte těžiště těchto obrazců.

6 Druhy rovnováhy Stabilní Indiferentní Nestabilní

7 Podmínky stability rovnováhy 1. Tělesa jsou ve stavu stabilní rovnováhy, pokud při sebemenší odchylce od rovnovážné polohy vznikne síla nebo moment síly, který vrátí těleso do rovnovážné polohy.

2. Tělesa jsou ve stavu nestabilní rovnováhy, pokud při sebemenší odchylce od rovnovážné polohy vznikne síla nebo moment síly, který těleso z rovnovážné polohy vyvede.

3. Tělesa jsou ve stavu indiferentní rovnováhy, pokud při sebemenší odchylce od rovnovážné polohy nevznikne síla ani moment síly, které mění polohu tělesa.

10 О stabilní N d Druhy rovnováhy nestabilní indiferentní F t F t N O O F t F t N d F t

Plochou podepření se rozumí oblast kontaktu těla s podpěrou nebo oblast omezená možnými osami, vůči nimž lze tělo pod vlivem vnějších sil naklánět (otáčet).

12 Rovnováha těles na podpěrách Těleso s podpěrnou plochou bude v rovnováze tak dlouho, dokud podpěrou prochází přímka gravitace. F t F t F t F t ℓ ℓ

F t F t Jestliže se při vychýlení tělesa s opěrnou plochou zvýší těžiště, pak bude rovnováha stabilní. Ve stabilní rovnováze bude svislá čára procházející těžištěm vždy procházet oblastí podpory.

F t F t F t F t F t Dvě tělesa, která mají stejnou hmotnost a opěrnou plochu, ale různé výšky, mají různé maximální úhly sklonu. Pokud je tento úhel překročen, tělesa se převrhnou. A = F t h

F t F t F t F t F t A = F t h Při nižší poloze těžiště je nutné vynaložit více práce na převrácení karoserie. Překlápěcí práce tedy může sloužit jako měřítko její stability.

16 Rovnováha těles na podpěrách

17 Udržitelnost dopravy

Rovnováha, ve které se těleso vyjmuté z rovnovážné polohy do ní opět vrací, je stabilní.

osa otáčení

centrum gravitace

Těleso s pevnou osou otáčení.

Rovnováha, ve které se těleso vymrštěné z rovnováhy nevrátí do své výchozí polohy, je nestabilní.

centrum gravitace

osa otáčení

Těleso s pevnou osou otáčení.

Rovnováha je lhostejná: jestliže se těleso odchyluje nebo pohybuje, zůstává v rovnováze.

osa otáčení

centrum gravitace

Tělo, které má opěrný bod.

Míč je ve stabilní rovnováze.

Míč je v nestabilní rovnováze.

Míč je v indiferentní rovnováze.

Míč je vyveden z rovnováhy:

těžiště stoupá

- stabilní rovnováha;

klesá těžiště

- rovnováha je nestabilní;

těžiště na stejné úrovni je indiferentní rovnováha.

Světově proslulá šikmá věž v Pise:

vypadá to, že je na spadnutí.

Bílá mramorová věž.

Jeho výška je 56,7 m,

hmotnost 14 454 tun.

Kdysi se věřilo, že součástí návrhu bylo naklánění věže.

V roce 1178 bylo zřízeno třetí patro a věž se postupně začala naklánět.

Tělo, které má opěrnou oblast.

centrum gravitace

oblast podpory

Těžiště je jen 2 metry od středu jeho podpěry. „Spadne“, pokud je odchylka asi 14 metrů!

Společné těžiště jeřábu, nákladu a protizávaží nevyčnívá za nosnou plochu.

protiváha

Jak zjistit stabilitu těla?

α - úhlu natočení k převedení tělesa do nestabilní rovnováhy.

Čím větší je úhel α,

tím stabilnější je výchozí poloha těla.

Jak zvýšit stabilitu těla?

Těžiště těla je sníženo:

- učinit spodní část těla masivnější;

- část těla je pohřbena v Zemi (vytváří základ);

- zvětšit oblast podpory těla.

Tajemství panenky sklenice spočívá v těžišti těla posunutém dolů.

Alexandrijský sloup

na Palácovém náměstí v Petrohradě:

těžiště sloupu se posunulo dolů.

Výška konstrukce je 47,5m.

Výška kmene sloupu je 25,6m.

Spodní průměr sloupu je 3,5m, horní průměr 3,15m.

Hmotnost konstrukce je 704 tun.

Hmotnost kmene kamenného sloupu je asi 600 tun.

Vyváženost sochy zajistil sochař Falcone

"Bronzový jezdec" :

- zvětšená oblast podpory

(umístil hada pod zadní kopyta koně);

Těžiště je nad opěrnou plochou (přední část jezdce je lehká a záď, zadní nohy a ocas koně jsou masivní);

-celkové těžiště celého monumentu bylo sníženo (instalován podstavec).

Člověk nepadne, dokud:

Chcete-li zvětšit oblast podpory, rozložte nohy širší.

Menší oblast podpory:

udržet rovnováhu je obtížné.

Pro cirkusáky je těžké udržet rovnováhu na úzkém laně.

Proč je těžké stát na jedné noze?

plocha podpory se zmenšuje

Proč lidé při chůzi kývají rukama?

přesune se těžiště

Proč se člověk nesoucí náklad na zádech předklání?

mění se poloha těžiště

Při sjezdu z hory se lyžař mírně hrbí. Proč?

klesá těžiště

V jaké poloze je člověk stabilnější: když sedí, nebo když stojí?

člověk sedí: těžiště je níže, než když stojí

Proč sportovec při zvedání činky vždy udělá krok vpřed?

pro zvětšení oblasti podpory

Proč kachny a husy chodí a pohupují se z nohy na nohu?

Husy a kachny mají široce rozmístěné nohy. Tak, aby svislice procházející těžištěm procházela opěrným bodem (tlapkou).

Kdy je těžiště stromu výše: v létě nebo na podzim, když listí opadá?

vyšší v létě, kdy je na stromech mnoho listů

Zajímavý fakt!

V hustém lese můžete vždy najít stromy povalené větrem, ale na otevřeném poli, kde je vítr mnohem silnější, jsou stromy povaleny jen zřídka.

Ve stínu lesa odumírají spodní větve stromů. Těžiště je nahoře.

Umístěte někoho, kdo si přeje sedět na židli tak, aby držel trup vzpřímený, dotýkal se opěradla židle a nehýbal nohama pod sedákem židle.

Nyní ho požádejte, aby se postavil, aniž by změnil polohu nohou nebo předklonil tělo.

Vyzvěte vás, abyste se postavili pravou nohou a pravým ramenem ke zdi a zvedli levou nohu.

Nemůže člověk ztratit rovnováhu?

Krabička s tajemstvím:

Pokud je rovnováha narušena, těžiště se zvedne: rovnováha bude obnovena, protože gravitace stáhne tělo dolů.

Virtuosové

Snímek 2

Podmínky rovnováhy.

I podmínka rovnováhy: Těleso je v rovnováze, pokud je geometrický součet vnějších sil působících na těleso roven nule. ∑F=0. II podmínka rovnováhy: Součet momentů sil působících ve směru hodinových ručiček se musí rovnat součtu momentů sil působících proti směru hodinových ručiček. ∑ Mhourly=∑Hodina. M= F l, kde M je moment síly, F je síla, l je rameno síly - nejkratší vzdálenost od opěrného bodu k linii působení síly.

Snímek 3

Stav rovnováhy páky.

F1l1 = F2 l2 F1 F2 M1 = M2 O l2 l1

Snímek 4

Těžiště těla.

Těžiště tělesa je bod, kterým prochází výslednice všech rovnoběžných tíhových sil působících na jednotlivé prvky tělesa. Najděte těžiště těchto obrazců.

Snímek 5

TYPY ROVNOVÁHY Stabilní Nestabilní Lhostejný

Snímek 6

Působí-li na podepřené těleso vyrovnávací síly, pak je těleso v rovnovážné poloze.

Snímek 7

Když se těleso vychýlí ze své rovnovážné polohy, naruší se i rovnováha sil. Pokud se těleso působením výsledné síly vrátí do své původní polohy, jedná se o stabilní rovnováhu. Pokud se těleso působením výsledné síly ještě více vychýlí z rovnovážné polohy, pak se jedná o nestabilní rovnováhu.

Snímek 8

Je možné, že v jakékoli poloze těla je rovnováha sil zachována. Tento stav se nazývá indiferentní rovnováha.

Snímek 9

Závěr:

Rovnováha je stabilní, pokud při malé odchylce od rovnovážné polohy existuje síla, která má tendenci ji do této polohy vrátit. Stabilní poloha je taková, ve které je její potenciální energie minimální.

Snímek 10

Snímek 11

Pokud je těžiště nad opěrným bodem, pak je v tomto případě téměř nemožné dosáhnout rovnováhy sil. Při sebemenším vychýlení tužky ze svislé polohy se její těžiště snižuje a tužka klesá.

Snímek 12

Je-li těžiště umístěno pod opěrným bodem, je rovnováha tělesa nebo soustavy těles stabilní. Při vychýlení tělesa se těžiště zvedne a těleso se vrátí do původního stavu.

Snímek 13

Rovnováha tělesa s opěrným bodem pod těžištěm je nestabilní. Ale rovnováhu lze obnovit posunutím opěrného bodu těla ve směru posunutí těžiště.

Snímek 14

Chůze na chůdách (dva body podpory nebo linie podpory) se provádí plynulým posouváním těžiště vzhledem k linii spojující body podpory (AB).

Snímek 15

Podle polohy těžiště lze usuzovat na typ rovnováhy. Příkladem stabilní rovnováhy je například provazochodec jedoucí na kole s protizávažím.

Snímek 16

Snímek 17

Závěr:

Pro stabilitu tělesa umístěného v jednom bodě nebo linii podpory je nutné, aby těžiště bylo pod bodem (linií) podpory.

Snímek 18

Snímek 19

Plochou podepření se rozumí oblast kontaktu těla s podpěrou nebo oblast omezená možnými osami, vůči nimž lze tělo pod vlivem vnějších sil naklánět (otáčet).

Snímek 20

Ft Ft Pokud se při vychýlení tělesa, které má opěrnou plochu, zvýší těžiště, pak bude rovnováha stabilní. Při stabilní rovnováze bude svislá přímka procházející těžištěm vždy procházet oblastí podpory.

Snímek 21

Ft Ft Ft Ft Ft Dvě tělesa, která mají stejnou hmotnost a opěrnou plochu, ale různé výšky, mají různé maximální úhly sklonu. Pokud je tento úhel překročen, tělesa se převrhnou. A = Fth

Snímek 22

Fт Fт Fт Fт Fт A = Fт h Při nižší poloze těžiště je nutné vynaložit více práce na převrácení karoserie. Překlápěcí práce tedy může sloužit jako měřítko její stability.

Snímek 23

Ft Ft Ft Ft Ft Nestabilní rovnováha Stabilní rovnováha

Snímek 24

Čím nižší je těžiště lodi, tím větší je její stabilita.

OK-18
LEKCE 10/38
TĚŽIŠTĚ TĚLA.
PODMÍNKY PRO ROVNOVÁHU TĚLA
§63, 64
„Těžiště každého těla je jisté
bod umístěný uvnitř je takový, že pokud
duševně na něm tělo zavěsíme, pak v něm zůstane
odpočívá a zachovává svou původní polohu."
Archimedes
PROVOZ A VÝKON. ENERGIE (11 hodin)

- místo působení výsledných tíhových sil působících na jednotlivé části těla.

TĚŽIŠTĚ - místo působení výsledných tíhových sil,
působící na jednotlivé části těla.
Fstrand
URČENÍ TĚŽIŠTĚ TĚLA
pravidelný geometrický tvar - geometrický střed
nepravidelný geometrický tvar

LHOSTEJNÝ
TYPY ROVNOVÁHY
NEUDRŽITELNÉ
UDRŽITELNÉHO
centrum gravitace
jde dolů
se nemění
vychází
tělo je vyvedeno z rovnováhy
se nemění
se vrací
nevratné

PODMÍNKY PRO STABILITU TĚLESA

přes oblast podpory.
STOJÍ (CHŮZE)
DODATEČNÁ PODPORA
VYVÁŽENÍ

PODMÍNKY PRO STABILITU TĚLESA
1. Rovnováha zůstává stabilní, dokud prochází olovnice
přes oblast podpory.
BĚH
PÁD
3. ROVNOVÁHA TĚLES S OBLASTÍ PODPORY

PODMÍNKY PRO STABILITU TĚLESA
2. Stabilita rovnováhy je určena velikostí úhlu natočení,
nutné uvést tělo do nestabilního stavu
Na
tělo
vzal
pozice
nestabilní rovnováha, to musí být
otáčet kolem procházející osy
podpůrná linka. Čím větší je úhel α, tím
které k tomu potřebujete otočit tělem,
těch
stabilnější
originál
poloha těla.

Riddles of Tumbler – „VANKA – VSTANKA“
Hračka má
nízko položené těžiště,
(duté a vyplněné
zatížení pouze zespodu)
Při nevyváženosti výška
těžiště se zvyšuje (se zeleným
čára na oranžovou) a těžiště zmizí
z místa kontaktu se zemí,
v důsledku čehož na postavu působí síla,
jeho vrácení do původní polohy

OK-18
TĚŽIŠTĚ - působiště výslednice
gravitační síly působící na jednotlivé části těla.
1. ROVNOVÁHA TĚLA S OPĚRNÝM BODEM
2. ROVNOVÁHA TĚLESA S PEVNOU OSOU OTÁČENÍ

3. ROVNOVÁHA TĚLES S OBLASTÍ PODPORY
VERTIKÁLNÍ POHON PŘES TĚŽIŠTĚ TĚLA, OBLAST PODPORY
KŘÍŽE
NEKŘÍŽÍ SE
KŘÍŽE

Třída: 10

Prezentace na lekci

Zpět dopředu

Pozornost! Náhledy snímků mají pouze informativní charakter a nemusí představovat všechny funkce prezentace. Pokud vás tato práce zaujala, stáhněte si prosím plnou verzi.

Cíle lekce: Prostudujte si stav rovnováhy těles, seznamte se s různé typy Zůstatek; zjistit, za jakých podmínek je těleso v rovnováze.

Cíle lekce:

Vzdělávací: Studujte dvě podmínky rovnováhy, typy rovnováhy (stabilní, nestabilní, indiferentní). Zjistěte, za jakých podmínek jsou tělesa stabilnější.
Vzdělávací: Podporovat rozvoj kognitivního zájmu o fyziku. Rozvoj dovedností porovnávat, zobecňovat, zdůrazňovat to hlavní a vyvozovat závěry.
Vzdělávací: Kultivovat pozornost, schopnost vyjádřit svůj názor a obhájit jej, rozvíjet komunikační schopnosti studentů.

Typ lekce: lekce o učení nové látky s počítačovou podporou.

Zařízení:

Disk „Práce a síla“ z „Elektronické lekce a testy.
Tabulka "Podmínky rovnováhy".
Naklápěcí hranol s olovnicí.
Geometrická tělesa: válec, krychle, kužel atd.
Počítač, multimediální projektor, interaktivní tabule nebo obrazovka.
Prezentace.

Během vyučování

Dnes se v lekci dozvíme, proč jeřáb nespadne, proč se hračka Vanka-Vstanka vždy vrátí do původního stavu, proč nespadne šikmá věž v Pise?

I. Opakování a aktualizace znalostí.

První Newtonův zákon. Na jakou podmínku zákon odkazuje?
Na jakou otázku odpovídá druhý Newtonův zákon? Formule a formulace.
Na jakou otázku odpovídá třetí Newtonův zákon? Formule a formulace.
Jaká je výsledná síla? Jak se nachází?
Z disku „Pohyb a interakce těles“ dokončete úkol č. 9 „Výsledek sil s v různých směrech"(pravidlo pro sčítání vektorů (2, 3 cvičení)).

II. Učení nového materiálu.

1. Co se nazývá rovnováha?

Rovnováha je stav klidu.

2. Podmínky rovnováhy.(snímek 2)

a) Kdy je tělo v klidu? Z jakého zákona to vyplývá?

První rovnovážná podmínka: Těleso je v rovnováze, pokud je geometrický součet vnějších sil působících na těleso roven nule. ∑F = 0

b) Nechte na desku působit dvě stejné síly, jak je znázorněno na obrázku.

Bude to v rovnováze? (Ne, ona se otočí)

Pouze centrální bod je v klidu, zbytek se pohybuje. To znamená, že aby bylo těleso v rovnováze, je nutné, aby součet všech sil působících na každý prvek byl roven 0.

Druhá podmínka rovnováhy: Součet momentů sil působících ve směru hodinových ručiček se musí rovnat součtu momentů sil působících proti směru hodinových ručiček.

∑ M ve směru hodinových ručiček = ∑ M proti směru hodinových ručiček

Moment síly: M = F L

L – rameno síly – nejkratší vzdálenost od opěrného bodu k linii působení síly.

3. Těžiště těla a jeho umístění.(snímek 4)

Těžiště těla- je to bod, kterým prochází výslednice všech rovnoběžných gravitačních sil působících na jednotlivé prvky tělesa (pro libovolnou polohu tělesa v prostoru).

Najděte těžiště následujících obrázků:

4. Druhy bilancí.

A) (snímky 5–8)

Závěr: Rovnováha je stabilní, pokud při malé odchylce od rovnovážné polohy existuje síla, která má tendenci ji do této polohy vrátit.

Poloha, ve které je jeho potenciální energie minimální, je stabilní. (snímek 9)

b) Stabilita těles umístěných v místě podpory nebo na linii podpory.(snímky 10–17)

Závěr: Pro stabilitu tělesa umístěného v jednom bodě nebo linii podpory je nutné, aby těžiště bylo pod bodem (linií) podpory.

c) Stabilita těles umístěných na rovném povrchu.

(snímek 18)

1) Opěrná plocha– ne vždy se jedná o povrch, který je v kontaktu s tělem (ale o ten, který je omezen liniemi spojujícími nohy stolu, stativu)

2) Analýza snímku z „Elektronické lekce a testy“, disk „Práce a síla“, lekce „Druhy rovnováhy“.

Obrázek 1.

Jak se liší stoličky? (oblast podpory)
Který je stabilnější? (S větší plochou)
Jak se liší stoličky? (Umístění těžiště)
Který je nejstabilnější? (Které těžiště je níže)
Proč? (Protože jej lze naklonit do většího úhlu, aniž by se převrátil)

3) Experimentujte s vychylovacím hranolem

Na desku položíme hranol s olovnicí a začneme jej postupně zvedat o jednu hranu. co vidíme?
Dokud olovnice protíná povrch ohraničený podpěrou, je zachována rovnováha. Ale jakmile vertikální čára procházející těžištěm začne přesahovat hranice nosné plochy, cokoli se překlopí.

Analýza snímky 19–22.

Závěry:

Tělo, které má největší opěrnou plochu, je stabilní.
Ze dvou těles o stejné ploše je stabilní to, jehož těžiště je níže, protože lze jej naklonit bez převrácení pod velkým úhlem.

Analýza snímky 23–25.

Které lodě jsou nejstabilnější? Proč? (Ve kterém je náklad umístěn v nákladovém prostoru, a ne na palubě)

Která auta jsou nejstabilnější? Proč? (Pro zvýšení stability aut při odbočování je povrch vozovky nakloněn ve směru zatáčení.)

Závěry: Rovnováha může být stabilní, nestabilní, indiferentní. Čím větší je opěrná plocha a čím nižší je těžiště, tím větší je stabilita těles.

III. Aplikace poznatků o stabilitě těles.

Které speciality nejvíce potřebují znalosti o tělesné rovnováze?
Projektanti a konstruktéři různých konstrukcí (výškové budovy, mosty, televizní věže atd.)
Cirkusoví umělci.
Řidiči a další odborníci.

(snímky 28–30)

Proč se „Vanka-Vstanka“ vrací do rovnovážné polohy při jakémkoli naklonění hračky?
Proč stojí šikmá věž v Pise šikmo a nepadá?
Jak cyklisté a motocyklisté udržují rovnováhu?

Závěry z lekce:

Existují tři typy rovnováhy: stabilní, nestabilní, indiferentní.
Stabilní poloha tělesa, ve které je jeho potenciální energie minimální.
Čím větší je opěrná plocha a čím nižší je těžiště, tím větší je stabilita těles na rovném povrchu.

Domácí práce: § 54 – 56 (G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Sotsky)

Použité zdroje a literatura:

G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Fyzika. Stupeň 10.
Filmový pás „Sustainability“ 1976 (naskenovaný mnou na filmovém skeneru).
Disk „Pohyb a interakce těl“ z „Elektronické lekce a testy“.
Disk "Práce a síla" z "Elektronické lekce a testy".