Загальна інформація
Застосування
Рис. 1: установка досліду
Геометричний центр мас - це особлива, виділена точка, яку і в несиметричних фігурах тлумачать як своєрідний центр.
Цю точку можна знайти, визначивши лінії виска.
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Попередні знання не потрібні.
Принцип
За кількома лініями тяжіння (лініями виска) треба визначити центр мас пластини з неправильними обрисами.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
На прикладі досліду учням треба показати спосіб визначення центра мас пластини.
Завдання
Учні мають виконати спостереження й вимірювання, щоб за лініями виска визначити центр мас пластини з неправильними обрисами.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Магнітна демонстраційна дошка PHYWE зі штативом, демо з фізики | 02150-00 | 1 |
| 2 | Вісь на магнітному тримачі | 02151-02 | 1 |
| 3 | Масштабна лінійка для демонстраційної дошки | 02153-00 | 1 |
| 4 | Тримач для прорізних тягарців | 02204-01 | 1 |
| 5 | Прорізний тягарець, сріблясте бронзування, 50 г | 02206-03 | 1 |
| 6 | Пластина для визначення центра мас | 02300-01 | 1 |
| 7 | Волосінь на котушці, d = 0,5 мм, 100 м | 02090-00 | 1 |
| 8 | Лабораторний маркер, змивний, чорний | 46402-01 | 1 |
| 9 | Струбцина | 02014-00 | 2 |
Складання та виконання
Складання
- Установи вісь на магнітному тримачі на демонстраційну дошку.
- Повісь пластину для визначення центра мас на вісь у довільній точці, але поки що не в точці, позначеній Δ (пор. рис. 1).
- Зроби з волосіні шнур завдовжки приблизно 20 см із двома петлями і повісь на вісь тримач із прорізним тягарцем як висок (рис. 1).
- Познач маркером хід шнура на пластині для визначення центра мас.
Рис. 2: несиметричне тіло з виском
Виконання
- Дай пластині для визначення центра мас похитатися і поспостерігай за рухом.
- Повісь пластину щонайменше ще в одній точці і зроби так само.
- Запиши спостереження (1).
- Зніми пластину і прокресли лінії тяжіння, сформулюй результат (2).
- Повісь пластину в точці перетину ліній (точка Δ) і, обертаючи, надай їй різних положень, сформулюй спостереження (3).
- Повісь пластину ще в інших точках і поспостерігай при цьому за положенням центра мас, сформулюй спостереження (4).
Опрацювання результатів
Опрацювання результатів (1/2)
Спостереження:
- Після відхилення пластина щоразу повертається коливаннями у відповідне положення рівноваги.
- Усі лінії виска перетинаються в одній-єдиній точці.
- Якщо підвісити пластину в цій точці, то після відхилення вона лишається в спокої у будь-якому положенні.
- Якщо пластину підвішено не в точці перетину ліній виска, то ця точка перетину завжди розташована вертикально нижче точки підвісу.
Опрацювання результатів (2/2)
Точка перетину ліній тяжіння (ліній виска) тіла - це центр мас цього тіла. Центр мас можна визначити так: вільно підвісити тіло (щонайменше) у двох довільних точках, накреслити лінії виска і знайти їхню точку перетину.
Примітки
Результати цього досліду можна використати й для того, щоб пояснити учням різні види рівноваги:
стійка, нестійка й байдужа рівновага бувають тоді, коли пластину для визначення центра мас підвішено над,
під або в самому її центрі мас. Розуміння поняття центра мас можна поглибити ще більше, якщо виконати або дати учням виконати досліди на балансування пластиною.
Завдання
Завдання 1
Питання