Тягнути замість піднімати

Схема досліду

Вантажі не завжди треба піднімати вгору навпростець. Часто для цього використовують похилу доріжку.

У цьому досліді учні спостерігають, яку силу треба прикласти, щоб перемістити масу.

При цьому вони з'ясовують, що цю дію можна виконати з меншою силою, якщо масу не піднімати вільно вгору, а тягнути похилою площиною.

Попередні знання

Поняття "маса" має бути відоме, як і те, що на уроках природничих наук уживають саме його замість "ваги". "Масою" для простоти вважають те, що можна виміряти на терезах у кілограмах або грамах.

Принцип

У цьому досліді учні розуміють, що за допомогою придатних пристосувань силу, потрібну для переміщення вантажу, можна зменшити. Але цього досягають лише тим, що подовжують шлях, на якому діє сила. Отже, робота виходить (щонайменше) така сама. Запитайте своїх учнів, чи помічають вони цей "недолік" нового способу.

Навчальна мета

У цьому досліді учні розуміють, що, подовживши шлях, на якому має діяти сила для переміщення вантажу, потрібну силу можна зменшити. Крім того, учні розуміють, що робота виходить (щонайменше) така сама.

Завдання

• Вимірювання сили, потрібної, щоб повільно підняти брусок тертя вгору.
• Вимірювання сили, потрібної, щоб витягти брусок тертя похилою рампою на ту саму висоту.
• Порівняння двох вимірювань сили.

Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Перевезення вугілля конвеєрною стрічкою

Ти вже колись піднімався сходами високо вгору чи лазив у спортзалі по шведській стінці?

Тоді ти напевно помітив, що це буває справді важко. Підняти себе самого чи вантаж вище потребує набагато більше сили.

Вантажі не завжди треба піднімати вгору навпростець. Часто для цього використовують похилу доріжку:

Ліворуч ти бачиш, як вугілля виходить із шахти. Вугілля їде конвеєрною стрічкою навскіс із тунелю на поверхню.

• У цьому досліді ти дослідиш два способи підняти брусок зі столу на підвищення.

• Спочатку ти піднімеш його прямо вгору, а потім витягнеш його похилою рампою.

• Порівняй силу, яка потрібна тобі, щоб щоразу доправити брусок до мети.

• Перш ніж почати дослід, поміркуй, чому дороги в горах мають так багато поворотів.

• Запиши свої спостереження і дай відповіді на запитання в протоколі.

Дорога-серпантин у горах

• Для цього досліду тобі потрібні брусок тертя, динамометр, магнітна доріжка та основа штатива.
• Приготуй усе, щоб можна було починати дослід.

• Перед вимірюваннями відюстуй динамометр на нуль перед вимірюваннями "догори дриґом". (лівий малюнок)

• Постав половину основи штатива сторч на дві круглі ніжки на стіл, щоб угорі утворилося підвищення.
• Постав брусок тертя гачком угору на стіл і причепи динамометр. (правий малюнок)

• Повільно підніми брусок тертя динамометром угору і постав його на підвищення. (лівий малюнок)
• Спостерігай під час піднімання силу, яку показує динамометр, і запиши її в протоколі.
• Тепер постав магнітну доріжку навскіс одним боком на основу штатива і, щоб рампа стояла стійко, встав штифт на кінці доріжки в трубочку підвищення. (правий малюнок)

• Тепер знову доправ брусок тертя аж нагору на підвищення.
• Цього разу поклади його дерев'яним боком на нижню частину рампи і тягни динамометром угору.
• Спостерігай під час витягування знову силу, яку показує динамометр, і запиши її в протоколі.

Спостереження

Запиши виміряні сили для обох способів доправити брусок зі столу на підвищення.