Зміна напрямку сили

Схема досліду

У цьому досліді учні спостерігають, яку силу треба прикласти, щоб підняти масу за допомогою нерухомого блока. При цьому вони встановлюють, що сила при зміні напрямку через нерухомий блок така сама, як і при вільному підніманні маси.

Вони усвідомлюють, що безпосереднього виграшу в силі тут немає, але завдяки зміні напрямку сили залежно від випадку застосування переміщувати масу все ж легше.

Попередні знання

Поняття "маса" має бути відоме, як і те, що на уроках природничих наук його вживають замість "ваги". "Масу" при цьому для простоти розуміють як те, що можна виміряти на вагах у кг або г.

Принцип

У першій частині досліду учні вимірюють силу, яку треба прикласти, щоб підняти масу. У другій частині досліду учні знову вимірюють силу, яку треба прикласти, щоб підняти масу, але цього разу після зміни напрямку сили через нерухомий блок.

Навчальна мета

Завдання

Учні усвідомлюють у цьому досліді, що при підніманні вантажу значення потрібної сили лишається таким самим і при зміні напрямку сили через нерухомий блок. Крім того, учні усвідомлюють, що залежно від випадку застосування переміщувати масу все ж легше.

• Вимірювання сили, яку треба прикласти, щоб повільно підтягти масу вгору.
• Вимірювання сили, яку треба прикласти, щоб підтягти масу вгору за допомогою нерухомого блока.
• Порівняння двох вимірювань сили.

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

Страхування під час лазіння

Можливо, ти вже бував у скеледромі - там можна залізти аж під стелю. Але хіба це не небезпечно?

Що можна зробити, щоб не зірватися?

• Під час лазіння ти висиш на страхувальній мотузці, яка проходить через гак над тобою. Далі мотузка йде вниз, де її хтось тримає. Якщо ти зірвешся, хтось може втримати тебе вгорі, хоча сам тягне мотузку вниз.

• Витяг везе лижників з гори в долину, але часто це не вдається прямим шляхом. Якщо провести трос через блоки, лижників можна везти й на повороті.

• У цьому досліді ти досліджуєш два способи підняти масу зі столу на підвищення.

• Спершу ти піднімаєш масу прямо вгору, потім проводиш волосінь через блок і піднімаєш масу ще раз.

• Порівняй силу, яка тобі потрібна, щоб підняти вантаж у кожному випадку.

• Перш ніж почати експеримент, поміркуй, для чого може служити волосінь.

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

Схема досліду

• Закріпи подвійну муфту на самому верху штативного стрижня.
• Встав великий блок у стрижень для блока і вкрути стрижень у подвійну муфту.
• Візьми відрізок волосіні завдовжки близько 70 см і зав'яжи на обох кінцях по маленькій петлі.

• Перед вимірюваннями відюстуй динамометр на нуль.
• Гачок на пружині при цьому має звисати донизу.

• Поклади всі 9 прорізних тягарців на тримач тягарців.
• Потім виміряй динамометром силу тяжіння тримача тягарців і запиши її в протокол (лівий рисунок).

• Перед вимірюваннями відюстуй динамометр на нуль "догори дриґом" (правий рисунок).

• Проведи волосінь через блок так, щоб вона звисала вниз з обох боків блока.
• Підвісь тримач тягарців (з усіма прорізними тягарцями) на одну петлю волосіні.
• Підвісь динамометр на петлю на другому кінці волосіні.
• Повільно тягни динамометр донизу. Стеж за тим, щоб волосінь при цьому лежала на блоці й блок обертався.
• Спостерігай під час тягнення за тримачем тягарців і виміряй силу на динамометрі.
• Запиши виміряну силу в протокол.

Спостереження

Запиши вимірювання сили для обох способів підняти тримач тягарців.

Дай відповіді на такі запитання!