Виртуальная лабораторная работа по физике "Проверка условий равновесия рычага"

Виртуальная лабораторная работа по физике. Проверка условий равновесия рычага.

Цель работы: Определить условия, при которых рычаг будет находиться в равновесии.

Оборудование: Сайт «Виртуальная образовательная лаборатория» (VirtuLab).

Теоретическая часть:

Повторим теорию: https://www.youtube.com/watch?v=hrX9kNDOFD4

Рыча́г — твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры.

Рычаг относится к простейшим механизмам. Представляет собой любой предмет, имеющий возможность вращаться вокруг неподвижной точки опоры (подвеса). Части предмета от точки опоры до точки приложения сил называют плечами рычага. Относительно точки опоры места приложения сил могут быть по разные стороны (рычаг I рода) или с одной стороны (рычаг II рода).

Рычаг используется для создания большего усилия на коротком плече с помощью меньшего усилия на длинном плече (или для получения большего перемещения на длинном плече с помощью меньшего перемещения на коротком плече). Сделав плечо рычага достаточно длинным, теоретически, можно развить любое усилие.

Частными случаями рычага являются также два других простейших механизма: дифференциальный ворот и блок.

В современном мире принцип действия рычага используется повсеместно. Практически любой механизм, преобразующий механическое движение, в том или ином виде использует рычаги. Подъёмные краны, двигатели, плоскогубцы, ножницы, а также тысячи других механизмов и инструментов используют рычаги в своей конструкции.

Практическая часть:

• Единичный отрезок по шкале рычага равен 10 см.

• Масса каждого грузика равна 100г.

• Длина всего рычага (от крайних крючков) 1 м.

• Точки подвеса гирь можно регулировать вдоль рычага, перемещая курсором за место крепления синего крючка.

• Гирьки можно подвешивать с помощью курсора.

• При необходимости можно сбросить установленные параметры с помощью кнопки «сброс» и начать работу заново.

Кнопка «сброс» параметров

Ход работы

• Выполните задания, используя виртуальную демонстрацию опыта, пройдя по ссылке: http://www.virtulab.net/index.php?option=com_content&view=article&id=63:2009-08-22-11-17-53&catid=35:12-&Itemid=95

(для запуска нужен установленный Adobe Flash Player)

1. Подвесьте два груза справа от оси вращения рычага на расстояние двух единичных отрезка по шкале рычага.

2. Определите условие, при котором рычаг будет находиться в равновесии, если к левому плечу подвесить:

А) один грузик; (1 опыт)

Б) два грузика; (2 опыт)

1. Подвесьте два груза справа от оси вращения рычага на расстояние трех единичных отрезка по шкале рычага.

2. Определите условие, при котором рычаг будет находиться в равновесии, если к левому плечу подвесить три грузика. (3 опыт)

1. Сделайте все необходимые вычисления и заполните таблицу:

1. Проверьте, подтверждают ли результаты опытов условие равновесия рычага.

2. Сделайте вывод.

Записи в тетради

ПРИМЕР:

На виртуальном стенде уравновешиваю один грузик на левом плече рычага на расстоянии четырех единичных отрезка по шкале рычага с четырьмя грузиками на правом плече рычага на расстоянии одного единичного отрезка по шкале рычага.

Каждое единичное деление рычага 10 см. Значит, плечо первой силы 4*10 см = 40 см; плечо второй силы 1*10 см = 10 см.

На левом плече рычага висит один груз весом 1 Н, на правом – 4 Н.