Презентация проекта учащихся по теме Равновесие тел и его виды

Равновесие тел и его виды Выполнили: Куприянов Станислав 9 «Г» Боярышева Виктория 9 «Г» МОУ гимназия № 10 учитель физики Марченко Анна Васильевна Учитель технологии Василенко Виктор Артемович Муниципальное общеобразовательное учреждение гимназия № 10 Кировского района г. Волгограда

Введение. С появлением конструкций, в состав которых входят длинные сжатые стержни, последовал ряд аварий, заставивших пересмотреть укоренившуюся точку зрения. Оказалось, что они произошли вследствие недостаточной устойчивости сжатых стержней. Так в результате потери устойчивости под воздействием порывов ветра в 1940 рухнул Такомский висячий мост (США). Всякие конструкции, любые сооружения должны быть достаточно прочными (не разрушаться под действием нагрузки), достаточно жесткими (деформации не должны нарушать нормальную эксплуатацию сооружений) и достаточно устойчивыми (не опрокидываться в самых различных физических ситуациях). Какие бы сооружения не строились – телевизионные башни, железнодорожные мосты, плотины гидроэлектростанций, арочные покрытия дебаркадеров вокзалов, своды дворцов спорта, высотные здания, мачты линий электропередач и т. д. – все они рассчитываются на прочность, жесткость и устойчивость. Этим обусловлена актуальность темы работы «Механическое равновесие и его виды».

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Изучением равновесия и его видов занимается раздел физики – статика. Но в школьном курсе физики данный раздел рассматривается ограниченно в 7 классе при изучении рычагов и блоков. Видам равновесия, устойчивости конструкций внимание не уделено. В этом состоит научная новизна данной работы. Объект исследования – механическое равновесие. Предмет исследования – . механическое равновесие и его виды. Цель исследования – изучить состояние равновесия тел. Задачи исследования: 1.Изучить состояние равновесия тел, 2.познакомиться с различными видами равновесия, 3.выяснить условия, при которых тело находится в равновесии 4.изготовить наглядное пособие для демонстрации устойчивости твердого тела. Метод исследования: 1.Анализ литературы и материалов сайтов Интернета по данной теме 2.Изготовление наглядного пособия на базе кабинета технологий гимназии.

Глава I: Теоретические основы исследования. 1.1 Что такое механическое равновесие. Механическое равновесие — состояние механической системы, при котором сумма всех сил, действующих на каждую её частицу, равна нулю и сумма моментов всех сил, приложенных к телу относительно любой произвольно взятой оси вращения, также равна нулю. В состоянии равновесия тело находится в покое (вектор скорости равен нулю) в выбранной системе отсчета, либо движется равномерно прямолинейно или вращается без касательного (тангенциального) ускорения.

1.2 Виды равновесия Различают устойчивое, неустойчивое и безразличное равновесие. Равновесие тела называют устойчивым, если при отклонении от него возникают силы, возвращающие тело в положение равновесия (положение 2). В устойчивом равновесии центр тяжести тела занимает наинизшее из всех близких положений. Равновесие тела называют неустойчивым, если при самом незначительном отклонении от него равнодействующая действующих на тело сил вызывает дальнейшее отклонение тела от положения равновесия (положение 1). В положении неустойчивого равновесия высота центра тяжести максимальна Равновесие, при котором смещение тела в любом направлении не вызывает изменения действующих на него сил и равновесие тела сохраняется, называют безразличным (положение 3).

1.3 Центр тяжести и центр масс. Центр тяжести – точка, через которую проходит линия действия равнодействующей элементарных сил тяжести. Центр масс - точка пересечения прямых, вдоль которых действуют внешние силы, вызывающие поступательное движение тела. Центр тяжести и центр масс часто совпадают. У каждого предмета есть центр тяжести. Изучение этого свойства тел необходимо для понимания понятия равновесия тел, при решении конструкторских задач, расчете устойчивости сооружений и во многих других случаях. Понятие о центре тяжести было впервые изучено примерно 2200 лет назад греческим геометром Архимедом Леонардо да Винчи сумел найти центр тяжести тетраэдра. Он же, размышлял об устойчивости итальянских падающих башен, в том числе Пизанской.

1.4 «Падающие» башни. Падающие башни — строения, имеющие башнеобразную форму, которые по тем или иным причинам заметно для невооружённого глаза отклоняются от вертикали или же угрожающие падением.   В немецком городе Франкенхаузен имеется церковь построенная в 14 веке в готическом стиле. Колокольня в городе Соликамске, которая была возведена в XVIII веке. Пизанская башня расположена на Соборной площади в самом центе города Пиза.

1.5 Определение центра тяжести плоских фигур Центр тяжести треугольника находится в точке пересечения его медиан, а параллелограмма и прямоугольника – в точке пересечения его диагоналей.

А как быть в том случае, если фигура не является геометрически простой? Тогда поможет несложный алгоритм: 1. Сделайте в любом месте фигуры (желательно, ближе к краю) при помощи шила отверстие, чуть более широкое, чем диаметр иглы. 2. Держа иглу в руке, повесьте на неё фигуру и проверьте, чтобы она висела свободно (начинала покачиваться при небольшом отклонении). 3. Повесьте на иглу (рядом с фигурой) отвес – нить с грузиком на конце и дождитесь прекращения колебаний фигуры и отвеса. Центр тяжести плоской фигуры лежит в точке пересечения вертикалей, проведённых через две любые точки подвеса.

Глава II: Экспериментальная часть исследования. Изготовление наглядного пособия. позволяет продемонстрировать следующее: Тело, имеющее площадь опоры, находится в равновесии, если вертикальная прямая, проходящая через центр тяжести тела не выходит за пределы площади опоры этого тела, т.е. за пределы контура образованного точками соприкосновения тела с опорой Равновесие в этом случае зависит не только от расстояния между центром тяжести и опорой (т.е. от его потенциальной энергии в гравитационном поле Земли), но и от расположения и размеров площади опоры этого тела.

У первых двух тел центр тяжести находится на одном уровне, но у второго тела большая площадь опоры. У третьего тела площадь опоры равна площади опоры второго тела, но центр тяжести находится ниже. Чем ниже центр тяжести тела, тем более оно устойчиво

Заключение. На основе анализа литературы и материалов сайтов Интернета по теме исследования были достигнуты поставленные задачи: 1. Изучить состояние равновесия тел, 2. Познакомиться с различными видами равновесия, 3. Выяснить условия, при которых тело находится в равновесии 4. Изготовить наглядное пособие для демонстрации устойчивости твердого тела. 5. Наглядное пособие может использоваться на уроках в 7 классе при изучении условий равновесия тел.

Список литературы и Интернет-источников: Физический энциклопедический словарь. – Москва «Советская энциклопедия», 1983 г. Fizika.ru›Лабораторки›?id=13810&theme=13 festival.1september.ru› booksite.ru›fulltext/1/001/008/114/736.htm pandia.ru›

Описание экспериметальной установки 1 1 – фигуры из фанеры,толщиной 15 мм 2 – стрелки, способные свободно вращаться вогруг закрепленной оси 3 – малые петли, обеспечивающие движение фигур при подъеме подставки за правый край 4 - подставка 2 3 4