Condizioni di equilibrio della presentazione dei corpi. Presentazione per la lezione "Condizioni di equilibrio per un corpo solido. Tipi di equilibrio" presentazione per una lezione di fisica (grado 10) sull'argomento. La palla viene portata fuori equilibrio
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Didascalie delle diapositive:
Condizioni di equilibrio dei corpi. Tipi di equilibrio.
2 La branca della meccanica in cui si studia l'equilibrio dei corpi assolutamente rigidi si chiama statica. L'equilibrio corporeo è uno stato di riposo o di movimento uniforme e lineare del corpo. Un corpo assolutamente rigido è un corpo in cui le deformazioni che si verificano sotto l'influenza delle forze ad esso applicate sono trascurabili.
Prima condizione di equilibrio solido: Un corpo rigido è in equilibrio se la somma geometrica delle forze esterne ad esso applicate è pari a zero.
La seconda condizione per l'equilibrio di un corpo rigido: un corpo rigido è in equilibrio se la somma algebrica dei momenti delle forze esterne agenti su di esso rispetto a qualsiasi asse è uguale a zero. M1 + M2 + M3 +…=0
Il centro di gravità di un corpo è il punto di applicazione della forza di gravità risultante. Trova il centro di gravità di queste figure.
6 Tipi di equilibrio Stabile Indifferente Instabile
7 Condizioni per la stabilità dell'equilibrio 1. I corpi sono in uno stato di equilibrio stabile se, alla minima deviazione dalla posizione di equilibrio, si verifica una forza o un momento di forza che riporta il corpo nella posizione di equilibrio.
2. I corpi sono in uno stato di equilibrio instabile se, alla minima deviazione dalla posizione di equilibrio, si verifica una forza o un momento di forza che rimuove il corpo dalla posizione di equilibrio.
3. I corpi sono in uno stato di equilibrio indifferente se, alla minima deviazione dalla posizione di equilibrio, non si verifica né una forza né un momento di forza che cambi la posizione del corpo.
10 О stabile N d Tipi di equilibrio instabile indifferente F t F t N O O F t F t N d F t
Per area di appoggio si intende l'area di contatto del corpo con il supporto o l'area limitata da possibili assi rispetto ai quali il corpo può essere ribaltato (ruotato) sotto l'influenza di forze esterne.
12 Equilibrio dei corpi sui supporti Un corpo avente un'area di appoggio sarà in equilibrio finché la linea d'azione della gravità passa attraverso l'area di appoggio. F t F t F t F t ℓ ℓ
F t F t Se, quando un corpo con un'area di appoggio viene deflesso, il centro di gravità aumenta, allora l'equilibrio sarà stabile. In equilibrio stabile, una linea verticale passante per il baricentro passerà sempre per la zona di appoggio.
F t F t F t F t F t Due corpi che hanno lo stesso peso e la stessa area di appoggio, ma altezze diverse, hanno angoli massimi di inclinazione diversi. Se questo angolo viene superato, i corpi si ribaltano. A = F t h
F t F t F t F t F t A = F t h Con una posizione più bassa del baricentro, è necessario spendere più lavoro per ribaltare il corpo. Pertanto, il lavoro di ribaltamento può servire come misura della sua stabilità.
16 Equilibrio dei corpi sugli appoggi
17 Sostenibilità dei trasporti
L'equilibrio, in cui un corpo uscito da una posizione di equilibrio vi ritorna di nuovo, è stabile.
asse di rotazione
centro di gravità
Un corpo con un asse di rotazione fisso.
L'equilibrio in cui un corpo sbilanciato non ritorna nella sua posizione iniziale è instabile.
centro di gravità
asse di rotazione
Un corpo con un asse di rotazione fisso.
L'equilibrio è indifferente: se, quando un corpo devia o si muove, rimane in equilibrio.
asse di rotazione
centro di gravità
Un corpo che ha un fulcro.
La palla è in equilibrio stabile.
La palla è in equilibrio instabile.
La palla è in equilibrio indifferente.
La palla viene portata fuori equilibrio:
il baricentro si alza
- equilibrio stabile;
il baricentro si abbassa
- l'equilibrio è instabile;
il baricentro allo stesso livello è un equilibrio indifferente.
La famosa Torre Pendente di Pisa:
sembra che stia per cadere.
Torre in marmo bianco.
La sua altezza è di 56,7 m,
peso 14.454 tonnellate.
Un tempo si credeva che l'inclinazione della torre fosse parte del progetto.
Nel 1178 fu eretto il terzo piano e la torre cominciò gradualmente ad inclinarsi.
Un corpo che ha un'area di supporto.
centro di gravità
zona di supporto
Il centro di gravità è a soli 2 metri dal centro del suo supporto. “Cadrà” se la deviazione è di circa 14 metri!
Il baricentro comune della gru, del carico e del contrappeso non sporge oltre l'area di appoggio.
contrappeso
Come determinare la stabilità del corpo?
α - angolo di rotazione per trasferire il corpo in equilibrio instabile.
Maggiore è l'angolo α,
tanto più stabile è la posizione iniziale del corpo.
Come aumentare la stabilità del corpo?
Il baricentro del corpo si abbassa:
- rendere la parte inferiore del corpo più massiccia;
- parte del corpo viene sepolta nella Terra (creando una fondazione);
- aumentare l'area di appoggio del corpo.
Il segreto della bambola tumbler sta nel baricentro del corpo spostato verso il basso.
Colonna di Alessandria
sulla Piazza del Palazzo a San Pietroburgo:
baricentro della colonna spostato verso il basso.
L'altezza della struttura è di 47,5 m.
L'altezza del tronco della colonna è di 25,6 m.
Il diametro inferiore della colonna è di 3,5 m, il diametro superiore è di 3,15 m.
Il peso della struttura è di 704 tonnellate.
La massa del tronco della colonna di pietra è di circa 600 tonnellate.
Lo scultore Falcone ha assicurato l'equilibrio della scultura
"Cavaliere di Bronzo" :
- maggiore area di supporto
(posizionò il serpente sotto gli zoccoli posteriori del cavallo);
Il baricentro è sopra l’area di appoggio (la parte anteriore del cavaliere è leggera e la groppa, le zampe posteriori e la coda del cavallo sono massicce);
-il baricentro complessivo dell'intero monumento è stato abbassato (è stato installato un piedistallo).
Una persona non cade finché:
Per avere un'area di appoggio più ampia, posizionare le gambe più larghe.
Area di supporto più piccola:
mantenere l’equilibrio è difficile.
È difficile per gli artisti circensi mantenere l'equilibrio su una corda stretta.
Perché è difficile stare su una gamba sola?
l'area di supporto diminuisce
Perché le persone agitano le braccia quando camminano?
il centro di gravità si sposta
Perché una persona che trasporta un carico sulla schiena si sporge in avanti?
la posizione del baricentro cambia
Quando scende dalla montagna, lo sciatore si accovaccia leggermente. Perché?
il baricentro si abbassa
In quale posizione una persona è più stabile: quando è seduta o quando sta in piedi?
una persona è seduta: il baricentro è più basso rispetto a quando è in piedi
Perché un atleta fa sempre un passo avanti quando solleva il bilanciere?
per aumentare l'area di supporto
Perché le anatre e le oche camminano, dondolandosi da un piede all'altro?
Oche e anatre hanno piedi ampiamente distanziati. In modo che la linea verticale che passa per il baricentro passi per il fulcro (zampa).
Quando il baricentro dell'albero è più alto: in estate o in autunno, quando le foglie sono cadute?
più alto in estate quando ci sono molte foglie sugli alberi
Fatto interessante!
In una fitta foresta puoi sempre trovare alberi abbattuti dal vento, ma in un campo aperto, dove il vento è molto più forte, gli alberi raramente vengono abbattuti dal vento.
All'ombra della foresta, i rami inferiori degli alberi muoiono. Il baricentro è in alto.
Posizionare qualcuno che desidera sedersi su una sedia in modo che mantenga il busto dritto, toccando lo schienale della sedia e non muova le gambe sotto il sedile della sedia.
Ora chiedetegli di alzarsi senza cambiare la posizione delle gambe o piegare il corpo in avanti.
Invitati a stare con la gamba destra e la spalla destra contro il muro e sollevare la gamba sinistra.
Una persona non può perdere l'equilibrio?
Scatola con un segreto:
Se l'equilibrio viene disturbato, il baricentro si alza: l'equilibrio verrà ristabilito perché la gravità tirerà giù il corpo.
Virtuosi
Diapositiva 2
Condizioni di equilibrio.
I Condizione di equilibrio: Un corpo è in equilibrio se la somma geometrica delle forze esterne applicate al corpo è uguale a zero. ∑F=0. II condizione di equilibrio: La somma dei momenti delle forze agenti in senso orario deve essere uguale alla somma dei momenti delle forze agenti in senso antiorario. ∑ Morario=∑Macontro l'ora. M= F l, dove M è il momento della forza, F è la forza, l è il braccio della forza - la distanza più breve dal fulcro alla linea di azione della forza.
Diapositiva 3
Condizione di equilibrio della leva.
F1l1 = F2 l2 F1 F2 M1 = M2 O l2 l1
Diapositiva 4
Centro di gravità del corpo.
Il centro di gravità di un corpo è il punto attraverso il quale passa la risultante di tutte le forze di gravità parallele agenti sui singoli elementi del corpo. Trova il centro di gravità di queste figure.
Diapositiva 5
TIPI DI EQUILIBRIO Stabile Instabile Indifferente
Diapositiva 6
Se su un corpo appoggiato agiscono forze di equilibrio, il corpo è in una posizione di equilibrio.
Diapositiva 7
Quando un corpo si discosta dalla sua posizione di equilibrio, anche l’equilibrio delle forze viene interrotto. Se un corpo, sotto l'azione di una forza risultante, ritorna nella sua posizione originale, allora questo è un equilibrio stabile. Se il corpo, sotto l'azione della forza risultante, si discosta ancora di più dalla posizione di equilibrio, allora si tratta di un equilibrio instabile.
Diapositiva 8
È possibile che in qualsiasi posizione del corpo venga mantenuto l'equilibrio delle forze. Questo stato è chiamato equilibrio indifferente.
Diapositiva 9
Conclusione:
L'equilibrio è stabile se, con una piccola deviazione dalla posizione di equilibrio, c'è una forza che tende a riportarlo in questa posizione. Una posizione stabile è quella in cui la sua energia potenziale è minima.
Diapositiva 10
Diapositiva 11
Se il centro di gravità è sopra il fulcro, in questo caso è quasi impossibile raggiungere un equilibrio di forze. Alla minima deviazione della matita dalla sua posizione verticale, il suo baricentro diminuisce e la matita cade.
Diapositiva 12
Se il centro di gravità si trova sotto il fulcro, l'equilibrio del corpo o del sistema di corpi è stabile. Quando il corpo devia, il centro di gravità si alza e il corpo ritorna al suo stato originale.
Diapositiva 13
L'equilibrio di un corpo con il fulcro al di sotto del baricentro è instabile. Ma l’equilibrio può essere ripristinato spostando il fulcro del corpo nella direzione dello spostamento del centro di gravità.
Diapositiva 14
La camminata sui trampoli (due punti di appoggio o una linea di appoggio) si effettua spostando continuamente il baricentro rispetto alla linea che collega i punti di appoggio (AB).
Diapositiva 15
Dalla posizione del baricentro si può giudicare il tipo di equilibrio. Ad esempio, un funambolo che va in bicicletta con un contrappeso è un esempio di equilibrio stabile.
Diapositiva 16
Diapositiva 17
Conclusione:
Per la stabilità di un corpo situato in un punto o linea di appoggio, è necessario che il centro di gravità sia al di sotto del punto (linea) di appoggio.
Diapositiva 18
Diapositiva 19
Per area di appoggio si intende l'area di contatto del corpo con il supporto o l'area limitata da possibili assi rispetto ai quali il corpo può essere ribaltato (ruotato) sotto l'influenza di forze esterne.
Diapositiva 20
Ft Ft Se, quando un corpo che ha un'area di appoggio viene deflesso, il centro di gravità aumenta, allora l'equilibrio sarà stabile. In equilibrio stabile, una linea retta verticale passante per il baricentro passerà sempre per l'area di appoggio.
Diapositiva 21
Ft Ft Ft Ft Ft Due corpi che hanno lo stesso peso e la stessa area di supporto, ma altezze diverse, hanno angoli di inclinazione massimi diversi. Se questo angolo viene superato, i corpi si ribaltano. A = Quinto
Diapositiva 22
Fт Fт Fт Fт Fт A = Fт h Con una posizione più bassa del baricentro, è necessario fare più lavoro per ribaltare il corpo. Pertanto, il lavoro di ribaltamento può servire come misura della sua stabilità.
Diapositiva 23
Ft Ft Ft Ft Ft Equilibrio instabile Equilibrio stabile
Diapositiva 24
Più basso è il baricentro della nave, maggiore è la sua stabilità.
OK-18
LEZIONE 10/38
CENTRO DI GRAVITÀ DEL CORPO.
CONDIZIONI PER L'EQUILIBRIO CORPOREO
§63, 64
"Il centro di gravità di ogni corpo è un certo
un punto situato al suo interno è tale che se
appendi mentalmente il corpo, poi rimane dentro
riposa e mantiene la sua posizione originale."
Archimede
FUNZIONAMENTO E POTENZA. ENERGIA (11 ore)
- il punto di applicazione delle forze di gravità risultanti che agiscono sulle singole parti del corpo.
CENTRO DI GRAVITÀ - punto di applicazione delle forze di gravità risultanti,agendo su singole parti del corpo.
Fstrand
DETERMINAZIONE DEL CENTRO DI GRAVITÀ DEL CORPO
forma geometrica regolare - centro geometrico
forma geometrica irregolare INDIFFERENTE
TIPI DI EQUILIBRIO
INSOSTENIBILE
SOSTENIBILE
centro di gravità
scende
non cambia
si alza
il corpo è fuori equilibrio
non cambia
ritorna
non rimborsabile CONDIZIONI PER LA STABILITÀ DEL CORPO
attraverso l'area di supporto.
IN PIEDI (CAMMINANDO)
SUPPORTO AGGIUNTIVO
BILANCIAMENTO CONDIZIONI PER LA STABILITÀ DEL CORPO
1. L'equilibrio rimane stabile finché passa il filo a piombo
attraverso l'area di supporto.
CORRERE
UNA CADUTA
3. EQUILIBRIO DEI CORPI CON AREA DI APPOGGIO CONDIZIONI PER LA STABILITÀ DEL CORPO
2. La stabilità dell'equilibrio è determinata dall'entità dell'angolo di rotazione,
necessario per portare il corpo in uno stato instabile
A
corpo
preso
posizione
equilibrio instabile, deve essere
ruotare attorno ad un asse passante
linea di supporto. Maggiore è l'angolo α, più
di cui hai bisogno per trasformare il tuo corpo,
quelli
più stabile
originale
posizione del corpo. Gli enigmi del bicchiere – “VANKA – VSTANKA”
Il giocattolo ha
baricentro basso,
(vuoto e pieno
caricare solo dal basso)
Quando sbilanciato, altezza
il centro di massa aumenta (con verde
linea arancione) e il centro di massa si allontana
dal punto di contatto con il suolo,
in conseguenza della quale sulla figura agisce una forza,
riportandolo nella sua posizione iniziale OK-18
CENTRO DI GRAVITÀ - punto di applicazione della risultante
forze di gravità che agiscono sulle singole parti del corpo.
1. EQUILIBRIO DI UN CORPO CON UN PUNTO DI APPOGGIO
2. EQUILIBRIO DI UN CORPO CON ASSE DI ROTAZIONE FISSO 3. EQUILIBRIO DEI CORPI CON AREA DI APPOGGIO
GUIDA VERTICALE ATTRAVERSO IL CENTRO DI GRAVITÀ DEL CORPO, ZONA DI APPOGGIO
CROCI
NON ATTRAVERSA
CROCI
Classe: 10
Presentazione della lezione
Indietro avanti
Attenzione! Le anteprime delle diapositive sono solo a scopo informativo e potrebbero non rappresentare tutte le funzionalità della presentazione. Se sei interessato a quest'opera, scarica la versione completa.
Obiettivi della lezione: Studia lo stato di equilibrio dei corpi, fai conoscenza vari tipi bilancia; scoprire le condizioni in cui il corpo è in equilibrio.
Obiettivi della lezione:
- Educativo: Studiare due condizioni di equilibrio, tipi di equilibrio (stabile, instabile, indifferente). Scopri in quali condizioni i corpi sono più stabili.
- Educativo: Promuovere lo sviluppo dell'interesse cognitivo per la fisica. Sviluppo di capacità per confrontare, generalizzare, evidenziare la cosa principale e trarre conclusioni.
- Educativo: Coltivare l'attenzione, la capacità di esprimere il proprio punto di vista e difenderlo, sviluppare le capacità comunicative degli studenti.
Tipo di lezione: lezione sull'apprendimento di nuovi materiali con il supporto informatico.
Attrezzatura:
- Disco “Lavoro e Potere” da “Lezioni e Prove di Elettronica.
- Tabella "Condizioni di equilibrio".
- Prisma inclinabile con filo a piombo.
- Corpi geometrici: cilindro, cubo, cono, ecc.
- Computer, proiettore multimediale, lavagna interattiva o schermo.
- Presentazione.
Durante le lezioni
Oggi nella lezione impareremo perché la gru non cade, perché il giocattolo Vanka-Vstanka ritorna sempre al suo stato originale, perché la Torre Pendente di Pisa non cade?
I. Ripetizione e aggiornamento delle conoscenze.
- Enunciare la prima legge di Newton. A quale condizione fa riferimento la legge?
- A quale domanda risponde la seconda legge di Newton? Formula e formulazione.
- A quale domanda risponde la terza legge di Newton? Formula e formulazione.
- Qual è la forza risultante? Come si trova?
- Dal disco “Movimento e interazione dei corpi” completa il compito n. 9 “Risultante delle forze con in diverse direzioni"(la regola per aggiungere vettori (2, 3 esercizi)).
II. Imparare nuovo materiale.
1. Cosa si chiama equilibrio?
L’equilibrio è uno stato di riposo.
2. Condizioni di equilibrio.(diapositiva 2)
a) Quando il corpo è a riposo? Da quale legge segue questo?
Prima condizione di equilibrio: Un corpo è in equilibrio se la somma geometrica delle forze esterne applicate al corpo è pari a zero. ∑F = 0
b) Sulla tavola agiscano due forze uguali, come mostrato in figura.
Sarà in equilibrio? (No, si girerà)
Solo il punto centrale è fermo, il resto si muove. Ciò significa che affinché un corpo sia in equilibrio è necessario che la somma di tutte le forze agenti su ciascun elemento sia pari a 0.
Seconda condizione di equilibrio: La somma dei momenti delle forze agenti in senso orario deve essere uguale alla somma dei momenti delle forze agenti in senso antiorario.
∑ M in senso orario = ∑ M in senso antiorario
Momento di forza: M = F L
L – braccio di forza – la distanza più breve dal fulcro alla linea di azione della forza.
3. Il centro di gravità del corpo e la sua posizione.(diapositiva 4)
Centro di gravità del corpo- questo è il punto attraverso il quale passa la risultante di tutte le forze di gravità parallele che agiscono sui singoli elementi del corpo (per qualsiasi posizione del corpo nello spazio).
Trova il baricentro delle seguenti figure:
4. Tipologie di saldo.
UN) (diapositive 5–8)
Conclusione: L'equilibrio è stabile se, con una piccola deviazione dalla posizione di equilibrio, c'è una forza che tende a riportarlo in questa posizione.
La posizione in cui la sua energia potenziale è minima è stabile. (diapositiva 9)
b) Stabilità dei corpi situati nel punto di appoggio o sulla linea di appoggio.(diapositive 10–17)
Conclusione: Per la stabilità di un corpo situato in un punto o linea di appoggio, è necessario che il centro di gravità sia al di sotto del punto (linea) di appoggio.
c) Stabilità dei corpi situati su una superficie piana.
(diapositiva 18)
1) Superficie di appoggio– non sempre si tratta della superficie a contatto con il corpo (ma quella delimitata dalle linee che collegano le gambe del tavolo, treppiede)
2) Analisi della slide tratta da “Lezioni e test di elettronica”, disco “Lavoro e potere”, lezione “Tipi di equilibrio”.
Immagine 1.
- In cosa differiscono le feci? (Area supporto)
- Quale è più stabile? (Con area più ampia)
- In cosa differiscono le feci? (Posizione del baricentro)
- Qual è il più stabile? (Quale centro di gravità è più basso)
- Perché? (Perché può essere inclinato ad un angolo maggiore senza ribaltarsi)
3) Sperimenta con un prisma deflettore
- Mettiamo un prisma con un filo a piombo sul tabellone e iniziamo a sollevarlo gradualmente di un bordo. Cosa vediamo?
- Finché il filo a piombo interseca la superficie delimitata dal supporto, l'equilibrio viene mantenuto. Ma non appena la linea verticale passante per il baricentro comincia a oltrepassare i limiti della superficie di appoggio, tutto si ribalta.
Analisi diapositive 19–22.
Conclusioni:
- Il corpo che ha la maggiore area di supporto è stabile.
- Di due corpi della stessa area, quello il cui baricentro è più basso è stabile, perché può essere inclinato senza ribaltarsi con un ampio angolo.
Analisi diapositive 23–25.
Quali navi sono le più stabili? Perché? (In cui il carico si trova nelle stive e non sul ponte)
Quali sono le auto più stabili? Perché? (Per aumentare la stabilità delle auto durante la svolta, il manto stradale viene inclinato nella direzione della svolta.)
Conclusioni: L’equilibrio può essere stabile, instabile, indifferente. Maggiore è l'area di appoggio e più basso è il baricentro, maggiore è la stabilità dei corpi.
III. Applicazione delle conoscenze sulla stabilità dei corpi.
- Quali specialità hanno più bisogno di conoscenze sull'equilibrio corporeo?
- Progettisti e costruttori di varie strutture (grattacieli, ponti, torri televisive, ecc.)
- Artisti circensi.
- Autisti e altri professionisti.
(diapositive 28-30)
- Perché "Vanka-Vstanka" ritorna alla posizione di equilibrio ad ogni inclinazione del giocattolo?
- Perché la Torre Pendente di Pisa sta ad angolo e non cade?
- Come fanno ciclisti e motociclisti a mantenere l'equilibrio?
Conclusioni della lezione:
- Esistono tre tipi di equilibrio: stabile, instabile, indifferente.
- Una posizione stabile di un corpo in cui la sua energia potenziale è minima.
- Maggiore è l'area di appoggio e più basso è il baricentro, maggiore è la stabilità dei corpi su una superficie piana.
Compiti a casa: § 54 – 56 (G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Sotsky)
Fonti e letteratura utilizzata:
- G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Fisica. Grado 10.
- Filmina “Sostenibilità” 1976 (scansionata da me con uno scanner per pellicole).
- Disco “Movimento e interazione dei corpi” da “Lezioni e prove di elettronica”.
- Disco "Lavoro e Potere" da "Lezioni e Prove di Elettronica".