Зміна напрямку сили з Cobra SMARTsense

Схема досліду

У цьому досліді учні спостерігають, яку силу треба прикласти, щоб підняти вантаж за допомогою нерухомого блоку. При цьому вони з'ясовують, що сила при зміні напрямку через нерухомий блок така сама, як і при вільному підніманні вантажу.

Вони розуміють, що прямого виграшу в силі тут немає, але завдяки зміні напрямку сили - залежно від випадку - переміщення вантажу все одно полегшується.

Попередні знання

• Учні мають знати поняття «маса» і те, що в природничих науках його вживають замість «вага».
  • «Масою» при цьому для простоти вважають те, що можна виміряти на вагах у кг або г.

Принцип

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

Навчальна мета

• У цьому досліді учні розуміють, що при підніманні вантажу, значення потрібної сили залишається таким самим і тоді, коли напрямок сили змінено нерухомим блоком.
• Крім того, учні розуміють, що залежно від випадку переміщення вантажу все ж полегшується.

Завдання

• Вимірювання сили, яку треба прикласти, щоб повільно підняти вантаж угору.
• Вимірювання сили, яку треба прикласти, щоб підняти вантаж угору за допомогою нерухомого блоку.
• Порівняння двох вимірювань сили.

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

Страхування під час скелелазіння

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

Що можна зробити, щоб не впасти?

• Коли ти лізеш, ти висиш на страхувальній мотузці, яка проходить через гак угорі над тобою. Далі мотузка йде вниз, де її хтось тримає. Якщо ти зірвешся, той, хто внизу, зможе тебе втримати, хоча він тягне мотузку вниз.

• Підйомник везе лижників з гори в долину, але це часто неможливо зробити навпростець. Якщо пустити трос через ролики, лижників можна везти й на повороті.

• У цьому досліді ти дослідиш два способи підняти вантаж зі стола на підвищення.

• Спочатку ти піднімаєш вантаж просто вгору, а потім перекидаєш волосінь через блок і піднімаєш вантаж ще раз.

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

• Перш ніж почати дослід, поміркуй, для чого може бути потрібна волосінь.

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

iOS

Android

Windows

• Увімкни свій датчик Cobra SMARTsense-Force.
• Відкрий застосунок "measure" і вибери датчик сили як сенсор.
• Тримай датчик сили гаком донизу і вибери на вкладці "Sensoren" пункт "Auf Null setzen" (встановити на нуль).
• Перейди в режим "Live-Messung" (вимірювання наживо).
• Поточне навантаження на датчик Cobra SMARTsense-Force показується тобі на екрані в Н.
• Червоною кнопкою ти можеш записувати вимірювання.

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

• Поклади всі 9 прорізних тягарців на тримач для тягарців.
• Потім виміряй датчиком сили силу тяжіння тримача з тягарцями й запиши її у протоколі.
• Перед вимірюваннями встанови датчик сили на нуль у положенні «догори дриґом».

• Перекинь волосінь через блок так, щоб вона звисала вниз з обох боків блоку.
• Почепи тримач для тягарців (з усіма прорізними тягарцями) в одну петлю волосіні, а в петлю на другому кінці - датчик сили.
• Повільно тягни датчик сили донизу. Стеж, щоб волосінь при цьому лежала на блоці й блок обертався.
• Стеж під час тягнення за тримачем для тягарців і виміряй силу датчиком сили.
• Запиши виміряну силу у протоколі.

Спостереження

Запиши результати вимірювання сили для обох способів підняти тримач для тягарців.

Дай відповіді на такі запитання!