Warunki równowagi prezentacji ciał. Prezentacja do lekcji „Warunki równowagi ciała stałego. Rodzaje równowagi” prezentacja do lekcji fizyki (klasa 10) na ten temat. Piłka zostaje wyprowadzona ze stanu równowagi

Aby skorzystać z podglądu prezentacji utwórz konto Google i zaloguj się na nie: https://accounts.google.com

Podpisy slajdów:

Warunki równowagi ciał. Rodzaje równowagi.

2 Dział mechaniki zajmujący się badaniem równowagi ciał absolutnie sztywnych nazywa się statyką. Równowaga ciała to stan spoczynku lub równomiernego i liniowego ruchu ciała. Ciało absolutnie sztywne to ciało, w którym odkształcenia powstałe pod wpływem przyłożonych do niego sił są znikome.

Pierwszy warunek równowagi solidny: Ciało sztywne znajduje się w równowadze, jeśli suma geometryczna przyłożonych do niego sił zewnętrznych jest równa zeru.

Drugi warunek równowagi ciała sztywnego: ciało sztywne jest w równowadze, jeśli algebraiczna suma momentów sił zewnętrznych działających na nie względem dowolnej osi jest równa zeru. M 1 + M 2 + M 3 +…=0

Środek ciężkości ciała to punkt przyłożenia wypadkowej siły ciężkości. Znajdź środek ciężkości tych figur.

6 Rodzaje równowagi Stabilna Obojętna Niestabilna

7 Warunki stabilności równowagi 1. Ciała znajdują się w stanie równowagi trwałej, jeżeli przy najmniejszym odchyleniu od położenia równowagi powstaje siła lub moment siły, który przywraca ciało do położenia równowagi.

2. Ciała znajdują się w stanie niestabilnej równowagi, jeżeli przy najmniejszym odchyleniu od położenia równowagi powstaje siła lub moment siły, który wytrąca ciało z położenia równowagi.

3. Ciała znajdują się w stanie równowagi obojętnej, jeśli przy najmniejszym odchyleniu od położenia równowagi nie powstaje ani siła, ani moment siły zmieniający położenie ciała.

10 О stabilna N d Rodzaje równowagi niestabilna obojętna F t F t N O O F t F t N d F t

Przez obszar podparcia rozumie się obszar kontaktu ciała z podporą lub obszar ograniczony możliwymi osiami, względem którego ciało może się przechylić (obrócić) pod wpływem sił zewnętrznych.

12 Równowaga ciał na podporach Ciało posiadające powierzchnię podparcia będzie w równowadze, dopóki linia działania ciężkości przejdzie przez powierzchnię podparcia. F t F t F t F t ℓ ℓ

F t F t Jeżeli w wyniku odchylenia ciała o powierzchni podparcia środek ciężkości wzrośnie, to równowaga będzie stabilna. W stabilnej równowadze pionowa linia przechodząca przez środek ciężkości zawsze przejdzie przez obszar podparcia.

F t F t F t F t F t Dwa ciała o tej samej masie i powierzchni podparcia, ale różnej wysokości, mają różne maksymalne kąty nachylenia. W przypadku przekroczenia tego kąta ciała przewracają się. A = F t godz

F t F t F t F t F t A = F t h Przy niższym położeniu środka ciężkości konieczne jest włożenie większej pracy w celu przewrócenia ciała. Dlatego praca wywracająca może służyć jako miara jego stabilności.

16 Równowaga ciał na podporach

17 Zrównoważony rozwój transportu

Równowaga, w której ciało wyjęte z położenia równowagi ponownie do niej powraca, jest stabilna.

oś obrotu

Środek ciężkości

Ciało o stałej osi obrotu.

Równowaga, w której wytrącone z równowagi ciało nie powraca do położenia wyjściowego, jest niestabilna.

Środek ciężkości

oś obrotu

Ciało o stałej osi obrotu.

Równowaga jest obojętna: jeśli ciało odchyla się lub porusza, pozostaje w równowadze.

oś obrotu

Środek ciężkości

Ciało posiadające punkt podparcia.

Piłka znajduje się w stabilnej równowadze.

Piłka znajduje się w niestabilnej równowadze.

Piłka znajduje się w obojętnej równowadze.

Piłka zostaje wytrącona z równowagi:

środek ciężkości podnosi się

- stabilna równowaga;

środek ciężkości spada

- równowaga jest niestabilna;

środek ciężkości na tym samym poziomie jest równowagą obojętną.

Słynna na całym świecie Krzywa Wieża w Pizie:

wygląda na to, że zaraz upadnie.

Wieża z białego marmuru.

Jego wysokość wynosi 56,7 m,

waga 14 454 ton.

Kiedyś wierzono, że przechylenie wieży było częścią projektu.

W 1178 roku wzniesiono trzecie piętro i wieża stopniowo zaczęła się pochylać.

Ciało posiadające obszar podparcia.

Środek ciężkości

obszar wsparcia

Środek ciężkości znajduje się zaledwie 2 metry od środka wspornika. „Upadnie”, jeśli odchylenie wyniesie około 14 metrów!

Wspólny środek ciężkości żurawia, ładunku i przeciwwagi nie wystaje poza obszar podparcia.

przeciwwaga

Jak określić stabilność ciała?

α - kąt obrotu umożliwiający wprowadzenie ciała w stan równowagi niestabilnej.

Im większy kąt α,

tym bardziej stabilna jest początkowa pozycja ciała.

Jak zwiększyć stabilność ciała?

Środek ciężkości nadwozia jest obniżony:

- uczynić dolną część ciała bardziej masywną;

- część ciała zakopana jest w ziemi (tworząc fundament);

- zwiększyć powierzchnię podparcia ciała.

Sekret lalki z kubkiem leży w środku ciężkości ciała przesuniętym w dół.

Kolumna Aleksandryjska

na Placu Pałacowym w Petersburgu:

środek ciężkości kolumny przesunął się w dół.

Wysokość konstrukcji wynosi 47,5 m.

Wysokość pnia kolumny wynosi 25,6 m.

Dolna średnica kolumny wynosi 3,5 m, górna średnica 3,15 m.

Masa konstrukcji wynosi 704 tony.

Masa pnia kamiennej kolumny wynosi około 600 ton.

Rzeźbiarz Falcone zapewnił równowagę rzeźby

„Brązowy jeździec” :

- zwiększona powierzchnia wsparcia

(umieścił węża pod tylnymi kopytami konia);

Środek ciężkości znajduje się powyżej obszaru podparcia (przód jeźdźca jest lekki, a zad, tylne nogi i ogon konia są masywne);

-obniżono ogólny środek ciężkości całego pomnika (zamontowano cokół).

Człowiek nie upadnie, dopóki:

Aby zwiększyć obszar podparcia, rozłóż nogi szerzej.

Mniejszy obszar wsparcia:

utrzymanie równowagi jest trudne.

Cyrkowiczom trudno jest utrzymać równowagę na wąskiej linie.

Dlaczego trudno jest stać na jednej nodze?

obszar wsparcia maleje

Dlaczego ludzie machają rękami podczas chodzenia?

środek ciężkości przesuwa się

Dlaczego osoba niosąca ciężar na plecach pochyla się do przodu?

zmienia się położenie środka ciężkości

Schodząc z góry, narciarz lekko kuca. Dlaczego?

środek ciężkości spada

W której pozycji osoba jest bardziej stabilna: kiedy siedzi, czy kiedy stoi?

osoba siedzi: środek ciężkości jest niżej niż wtedy, gdy stoi

Dlaczego sportowiec zawsze robi krok do przodu podczas podnoszenia sztangi?

zwiększyć obszar wsparcia

Dlaczego kaczki i gęsi chodzą, przestępując z nogi na nogę?

Gęsi i kaczki mają szeroko rozstawione stopy. Tak, aby pionowa linia przechodząca przez środek ciężkości przechodziła przez punkt podparcia (łapę).

Kiedy środek ciężkości drzewa jest wyżej: latem czy jesienią, kiedy opadły liście?

wyższa latem, gdy na drzewach jest dużo liści

Interesujący fakt!

W gęstym lesie zawsze można spotkać drzewa powalone przez wiatr, natomiast na otwartym polu, gdzie wiatr jest znacznie silniejszy, drzewa powalane są przez wiatr rzadko.

W cieniu lasu dolne gałęzie drzew obumierają. Środek ciężkości znajduje się u góry.

Posadź osobę chcącą usiąść na krześle tak, aby tułów był wyprostowany, dotykał oparcia krzesła i nie przesuwał nóg pod siedziskiem krzesła.

Teraz poproś go, aby wstał, nie zmieniając pozycji nóg ani nie pochylając ciała do przodu.

Poproś, abyś stanął prawą nogą i prawym ramieniem przy ścianie i uniósł lewą nogę.

Czy człowiek nie może stracić równowagi?

Pudełko z tajemnicą:

Jeśli równowaga zostanie zakłócona, środek ciężkości podnosi się: równowaga zostanie przywrócona, ponieważ grawitacja będzie ściągać ciało w dół.

Wirtuozi

Slajd 2

Warunki równowagi.

I warunek równowagi: Ciało jest w równowadze, jeśli suma geometryczna sił zewnętrznych działających na to ciało jest równa zeru. ∑F=0. II warunek równowagi: Suma momentów sił działających zgodnie z ruchem wskazówek zegara musi być równa sumie momentów sił działających przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. ∑ Mgodzinowo=∑W stosunku do godziny. M= F l, gdzie M to moment siły, F to siła, l to ramię siły - najkrótsza odległość od punktu podparcia do linii działania siły.

Slajd 3

Stan równowagi dźwigni.

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

Slajd 4

Środek ciężkości ciała.

Środek ciężkości ciała to punkt, przez który przechodzi wypadkowa wszystkich równoległych sił ciężkości działających na poszczególne elementy ciała. Znajdź środek ciężkości tych figur.

Slajd 5

RODZAJE RÓWNOWA Stabilna Niestabilna Obojętna

Slajd 6

Jeżeli na podparte ciało działają siły równoważące, to ciało znajduje się w położeniu równowagi.

Slajd 7

Kiedy ciało odchyla się od położenia równowagi, równowaga sił również zostaje zakłócona. Jeśli ciało pod działaniem wypadkowej siły powraca do swojego pierwotnego położenia, to jest to równowaga stabilna. Jeżeli ciało pod działaniem wypadkowej siły jeszcze bardziej odbiega od położenia równowagi, to jest to równowaga niestabilna.

Slajd 8

Możliwe jest, że w dowolnej pozycji ciała zachowana zostanie równowaga sił. Stan ten nazywany jest równowagą obojętną.

Slajd 9

Wniosek:

Równowaga jest stabilna, jeżeli przy niewielkim odchyleniu od położenia równowagi działa siła dążąca do przywrócenia jej do tego położenia. Pozycja stabilna to taka, w której energia potencjalna jest minimalna.

Slajd 10

Slajd 11

Jeśli środek ciężkości znajduje się powyżej punktu podparcia, wówczas w tym przypadku osiągnięcie równowagi sił jest prawie niemożliwe. Przy najmniejszym odchyleniu ołówka od pozycji pionowej jego środek ciężkości zmniejsza się, a ołówek spada.

Slajd 12

Jeśli środek ciężkości znajduje się poniżej punktu podparcia, równowaga ciała lub układu ciał jest stabilna. Kiedy ciało odchyla się, środek ciężkości podnosi się, a ciało powraca do pierwotnego stanu.

Slajd 13

Równowaga ciała z punktem podparcia poniżej środka ciężkości jest niestabilna. Ale równowagę można przywrócić, przesuwając punkt podparcia ciała w kierunku przesunięcia środka ciężkości.

Slajd 14

Chodzenie na szczudłach (dwa punkty podparcia lub linia podparcia) odbywa się poprzez ciągłe przesuwanie środka ciężkości względem linii łączącej punkty podparcia (AB).

Slajd 15

Na podstawie położenia środka ciężkości można ocenić rodzaj równowagi. Przykładem stabilnej równowagi jest na przykład linoskoczek jadący na rowerze z przeciwwagą.

Slajd 16

Slajd 17

Wniosek:

Dla stabilności ciała znajdującego się w jednym punkcie lub linii podparcia konieczne jest, aby środek ciężkości znajdował się poniżej punktu (linii) podparcia.

Slajd 18

Slajd 19

Slajd 20

Ft Ft Jeśli w wyniku odchylenia ciała o powierzchni podparcia środek ciężkości wzrośnie, wówczas równowaga będzie stabilna. W stabilnej równowadze pionowa linia prosta przechodząca przez środek ciężkości zawsze przejdzie przez obszar podparcia.

Slajd 21

Ft Ft Ft Ft Ft Dwa ciała o tej samej masie i powierzchni podparcia, ale różnej wysokości, mają różne maksymalne kąty nachylenia. W przypadku przekroczenia tego kąta ciała przewracają się. A = F

Slajd 22

Fт Fт Fт Fт Fт A = Fт h Przy niższym położeniu środka ciężkości konieczne jest włożenie większej pracy w przewrócenie ciała. Dlatego praca wywracająca może służyć jako miara jego stabilności.

Slajd 23

Ft Ft Ft Ft Ft Równowaga niestabilna Równowaga stabilna

Slajd 24

Im niższy środek ciężkości statku, tym większa jego stabilność.

OK-18
LEKCJA 10/38
ŚRODEK CIĘŻKOŚCI CIAŁA.
WARUNKI RÓWNOWAGI CIAŁA
§63, 64
„Środek ciężkości każdego ciała jest pewny
punkt znajdujący się wewnątrz niego jest taki, że jeśli
mentalnie zawieś od niego ciało, a wtedy ono pozostanie w nim
odpoczywa i utrzymuje swoją pierwotną pozycję.”
Archimedes
DZIAŁANIE I MOC. ENERGIA (11 godzin)

- punkt przyłożenia wypadkowych sił ciężkości działających na poszczególne części ciała.

ŚRODEK CIĘŻKOŚCI – punkt przyłożenia wypadkowych sił ciężkości,
działając na poszczególne części ciała.
Fstrand
WYZNACZANIE ŚRODKA CIĘŻKOŚCI CIAŁA
regularny kształt geometryczny - środek geometryczny
nieregularny kształt geometryczny

OBOJĘTNY
RODZAJE RÓWNOWAGI
NIEZRÓWNOWAŻONY
ZRÓWNOWAŻONY
Środek ciężkości
idzie w dół
nie zmienia
wzrasta
ciało zostaje wytrącone z równowagi
nie zmienia
zwroty
nierefundowane

WARUNKI STABILNOŚCI CIAŁA

przez obszar wsparcia.
STOJĄC (CHODZI)
DODATKOWE WSPARCIE
BALANSOWY

WARUNKI STABILNOŚCI CIAŁA
1. Równowaga pozostaje stabilna tak długo, jak przechodzi linia pionu
przez obszar wsparcia.
URUCHOMIĆ
Upadek
3. RÓWNOWA CIAŁA Z POWIERZCHNĄ PODparcia

WARUNKI STABILNOŚCI CIAŁA
2. O stabilności równowagi decyduje wielkość kąta obrotu,
konieczne do wprowadzenia organizmu w stan niestabilny
Do
ciało
wziął
pozycja
niestabilna równowaga, tak musi być
obracać się wokół przechodzącej osi
linia wsparcia. Im większy kąt α, tym
do tego musisz obrócić swoje ciało,
te
bardziej stabilny
oryginalny
pozycja ciała.

Zagadki Kubka – „VANKA – VSTANKA”
Zabawka ma
niski środek masy,
(pusty i wypełniony
ładować tylko od dołu)
W przypadku niezrównoważenia wysokość
środek masy wzrasta (z zielonym
linia zmienia kolor na pomarańczowy), a środek masy oddala się
od miejsca kontaktu z podłożem,
w wyniku czego na figurę działa siła,
przywracając go do pozycji wyjściowej

OK-18
ŚRODEK CIĘŻKOŚCI - punkt przyłożenia wypadkowej
siły ciężkości działające na poszczególne części ciała.
1. RÓWNOWAGA CIAŁA Z PUNKTEM PODparcia
2. RÓWNOWAGA CIAŁA O STAŁEJ osi obrotu

3. RÓWNOWAGA CIAŁ Z POWIERZCHNĄ PODparcia
PIONOWY NAPĘDZONY PRZEZ ŚRODEK CIĘŻKOŚCI CIAŁA, POWIERZCHNIA PODparcia
KRZYŻE
NIE PRZEKRACZA
KRZYŻE

Klasa: 10

Prezentacja na lekcję

Powrót do przodu

Uwaga! Podglądy slajdów służą wyłącznie celom informacyjnym i mogą nie odzwierciedlać wszystkich funkcji prezentacji. Jeśli jesteś zainteresowany tą pracą, pobierz pełną wersję.

Cele Lekcji: Zbadaj stan równowagi ciał, zapoznaj się różne rodzaje balansować; dowiedzieć się, w jakich warunkach ciało znajduje się w równowadze.

Cele Lekcji:

Edukacyjny: Zbadaj dwa warunki równowagi, rodzaje równowagi (stabilna, niestabilna, obojętna). Dowiedz się, w jakich warunkach ciała są bardziej stabilne.
Edukacyjny: Promowanie rozwoju zainteresowań poznawczych fizyką. Rozwój umiejętności porównywania, uogólniania, podkreślania najważniejszych rzeczy i wyciągania wniosków.
Edukacyjny: Kultywowanie uwagi, umiejętności wyrażania swojego punktu widzenia i jego obrony, rozwijanie zdolności komunikacyjnych uczniów.

Typ lekcji: lekcja uczenia się nowego materiału przy wsparciu komputera.

Sprzęt:

Płyta „Praca i moc” z „Elektronicznych lekcji i testów.
Tabela „Warunki równowagi”.
Uchylny pryzmat z linią pionu.
Ciała geometryczne: walec, sześcian, stożek itp.
Komputer, projektor multimedialny, tablica interaktywna lub ekran.
Prezentacja.

Podczas zajęć

Dziś na lekcji dowiemy się, dlaczego dźwig nie spada, dlaczego zabawka Vanka-Vstanka zawsze wraca do swojego pierwotnego stanu, dlaczego Krzywa Wieża w Pizie nie spada?

I. Powtarzanie i aktualizacja wiedzy.

Podaj pierwsze prawo Newtona. Do jakiego warunku odnosi się prawo?
Na jakie pytanie odpowiada drugie prawo Newtona? Formuła i formułowanie.
Na jakie pytanie odpowiada trzecie prawo Newtona? Formuła i formułowanie.
Jaka jest wypadkowa siła? Jak ona się znajduje?
Z dysku „Ruch i oddziaływanie ciał” wykonaj zadanie nr 9 „Wynik sił z w różnych kierunkach„(zasada dodawania wektorów (2, 3 ćwiczenia)).

II. Nauka nowego materiału.

1. Co nazywa się równowagą?

Równowaga to stan spoczynku.

2. Warunki równowagi.(slajd 2)

a) Kiedy ciało znajduje się w spoczynku? Z jakiego prawa to wynika?

Pierwszy warunek równowagi: Ciało jest w równowadze, jeśli suma geometryczna sił zewnętrznych działających na to ciało jest równa zeru. ∑F = 0

b) Niech na deskę działają dwie równe siły, jak pokazano na rysunku.

Czy będzie równo? (Nie, ona się odwróci)

Tylko centralny punkt jest w spoczynku, reszta się porusza. Oznacza to, że aby ciało było w równowadze konieczne jest, aby suma wszystkich sił działających na każdy element była równa 0.

Drugi warunek równowagi: Suma momentów sił działających zgodnie z ruchem wskazówek zegara musi być równa sumie momentów sił działających przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.

∑ M zgodnie z ruchem wskazówek zegara = ∑ M przeciwnie do ruchu wskazówek zegara

Moment siły: M = F L

L – ramię siły – najkrótsza odległość od punktu podparcia do linii działania siły.

3. Środek ciężkości ciała i jego położenie.(slajd 4)

Środek ciężkości ciała- jest to punkt, przez który przechodzi wypadkowa wszystkich równoległych sił grawitacji działających na poszczególne elementy ciała (dla dowolnego położenia ciała w przestrzeni).

Znajdź środek ciężkości następujących figur:

4. Rodzaje wag.

A) (slajdy 5–8)

Wniosek: Równowaga jest stabilna, jeżeli przy niewielkim odchyleniu od położenia równowagi działa siła dążąca do przywrócenia jej do tego położenia.

Położenie, w którym jego energia potencjalna jest minimalna, jest stabilne. (slajd 9)

b) Stateczność ciał znajdujących się w punkcie podparcia lub na linii podparcia.(slajdy 10–17)

Wniosek: Dla stabilności ciała znajdującego się w jednym punkcie lub linii podparcia konieczne jest, aby środek ciężkości znajdował się poniżej punktu (linii) podparcia.

c) Stabilność ciał znajdujących się na płaskiej powierzchni.

(slajd 18)

1) Powierzchnia nośna– nie zawsze jest to powierzchnia stykająca się z ciałem (ale ta, którą ograniczają linie łączące nogi stołu, statywu)

2) Analiza slajdu z „Lekcje i sprawdziany elektroniki”, dysku „Praca i moc”, lekcji „Rodzaje wag”.

Obrazek 1.

Czym różnią się stołki? (Obszar wsparcia)
Który jest stabilniejszy? (Przy większej powierzchni)
Czym różnią się stołki? (Położenie środka ciężkości)
Który jest najbardziej stabilny? (Który środek ciężkości jest niżej)
Dlaczego? (Ponieważ można go przechylić pod większym kątem bez przewrócenia)

3) Poeksperymentuj z pryzmatem odchylającym

Połóżmy na desce pryzmat z linią pionu i zacznijmy stopniowo podnosić go o jedną krawędź. Co widzimy?
Dopóki pion przecina powierzchnię ograniczoną podporą, równowaga zostaje zachowana. Ale gdy tylko pionowa linia przechodząca przez środek ciężkości zacznie wychodzić poza granice powierzchni nośnej, wszystko się przewróci.

Analiza slajdy 19–22.

Wnioski:

Ciało o największej powierzchni podparcia jest stabilne.
Z dwóch ciał o tej samej powierzchni stabilne jest to, którego środek ciężkości znajduje się niżej, ponieważ można go przechylać bez przewracania się pod dużym kątem.

Analiza slajdy 23–25.

Które statki są najbardziej stabilne? Dlaczego? (W którym ładunek znajduje się w ładowniach, a nie na pokładzie)

Które samochody są najbardziej stabilne? Dlaczego? (Aby zwiększyć stabilność samochodów podczas skręcania, nawierzchnia drogi jest nachylona w kierunku zakrętu.)

Wnioski: Równowaga może być stabilna, niestabilna, obojętna. Im większa powierzchnia podparcia i im niższy środek ciężkości, tym większa stabilność ciał.

III. Zastosowanie wiedzy o stabilności ciał.

W jakich specjalnościach najbardziej potrzebna jest wiedza o równowadze ciała?
Projektanci i konstruktorzy różnorodnych obiektów (wieżowce, mosty, wieże telewizyjne itp.)
Cyrkowcy.
Kierowcy i inni specjaliści.

(slajdy 28–30)

Dlaczego „Vanka-Vstanka” powraca do pozycji równowagi przy każdym nachyleniu zabawki?
Dlaczego Krzywa Wieża w Pizie stoi pod kątem i nie spada?
Jak rowerzyści i motocykliści utrzymują równowagę?

Wnioski z lekcji:

Istnieją trzy rodzaje równowagi: stabilna, niestabilna, obojętna.
Stabilne położenie ciała, w którym jego energia potencjalna jest minimalna.
Im większa powierzchnia podparcia i niższy środek ciężkości, tym większa stabilność ciał na płaskiej powierzchni.

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

Źródła i wykorzystana literatura:

G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Sotsky. Fizyka. klasa 10.
Taśma filmowa „Sustainability” 1976 (zeskanowana przeze mnie na skanerze klisz).
Płyta „Ruch i oddziaływanie ciał” z „Elektronicznych lekcji i testów”.
Płyta „Praca i moc” z „Elektronicznych lekcji i testów”.