Исследование равновесия рычага Выполнили студенты группы М-22 Краморов Алексей, Горбань Иван Руководитель преподаватель спецдисциплин Кожукалов Н.В.

Цель исследования Ознакомиться с видами простых механизмов; Ознакомиться с видами простых механизмов; Рассмотреть простые механизмы как устройства, служащие для преобразования силы. Рассмотреть простые механизмы как устройства, служащие для преобразования силы. Задачи: Выяснить условие равновесия рычага. Выяснить условие равновесия рычага. Гипотеза: Гипотеза: Между плечом рычага и силой существует прямая зависимость. Между плечом рычага и силой существует прямая зависимость.

всем нам хорошо известно, что физические возможности человека ограниченны, поэтому с давних времен он часто использовал устройства, которые способны преобразовать силу человека в значительно большую силу. Великий путешественник Тур Хейердал, посетив остров Пасхи в Тихом океане с изумлением обнаружил, что когда-то жители этого острова занимались весьма странным делом. Вытесывали огромных каменных истуканов и ставили их по всему острову. Особенно поражает трехтонная шляпа на одном из них. Можно понять, как обтесывали эти каменные глыбы, а как их транспортировали, ставили и как «надевали» шляпу? С помощью чего транспортировали, ставили и надевали шляпу? Какие приспособления можно использовать для подъема или спуска тяжелых грузов?

Виды рычагов Различают два вида рычагов. У рычага 1-го вида точка опоры располагается между линиями действия приложенных сил, а у рычага 2-го рода она располагается по одну сторону от них. Рычаг позволяет получить выигрыш в силе. В 3 в.д.н.э. Архимед открыл правило, по которому находят этот выигрыш в силе.

Рычаги и условия их равновесия Один из основных элементов рычажных весов рычаг. Твердое тело, способное под действием внешних сил, приложенных к нему в одной плоскости, поворачиваться на произвольный угол, называют рычагом. Рычагом первого рода называют рычаг, у которого линии действия приложенных к нему сил проходят по обеим сторонам от точки опоры (рис. 1, а). Примером весов, в которых используют рычаги первого рода, могут быть коромысловые весы. Один из основных элементов рычажных весов рычаг. Твердое тело, способное под действием внешних сил, приложенных к нему в одной плоскости, поворачиваться на произвольный угол, называют рычагом. Рычагом первого рода называют рычаг, у которого линии действия приложенных к нему сил проходят по обеим сторонам от точки опоры (рис. 1, а). Примером весов, в которых используют рычаги первого рода, могут быть коромысловые весы. (рис. 1) (рис. 1) Рычагом второго рода называют рычаг, в котором линии действия всех приложенных к нему сил проходят с одной стороны от точки опоры (рис. 1, б). Рычаги второго рода использованы в механизме подплатформеннои части весов. Рычагом второго рода называют рычаг, в котором линии действия всех приложенных к нему сил проходят с одной стороны от точки опоры (рис. 1, б). Рычаги второго рода использованы в механизме подплатформеннои части весов.

Поворот рычага осуществляется вокруг оси, которую называют опорной осью, или опорой. Частным случаем состояния, в котором может находиться рычаг, будет состояние покоя, или равновесия. Оно очень важно в весовой технике, поэтому рассмотрим его более подробно. Рычаг находится в равновесии тогда, когда сумма моментов всех приложенных сил относительно точки опоры равна нулю. Математически это записывается следующим образом: Поворот рычага осуществляется вокруг оси, которую называют опорной осью, или опорой. Частным случаем состояния, в котором может находиться рычаг, будет состояние покоя, или равновесия. Оно очень важно в весовой технике, поэтому рассмотрим его более подробно. Рычаг находится в равновесии тогда, когда сумма моментов всех приложенных сил относительно точки опоры равна нулю. Математически это записывается следующим образом: На рычаги, используемые в весах, обычно действуют две внешние силы, поэтому уравнение моментов имеет простой вид. Например, для рычага первого рода (см. рис. 1, а) уравнение записывают в виде На рычаги, используемые в весах, обычно действуют две внешние силы, поэтому уравнение моментов имеет простой вид. Например, для рычага первого рода (см. рис. 1, а) уравнение записывают в виде M1-M2 = Qa-Pb = 0 M1-M2 = Qa-Pb = 0 В уравнении момент M1 это момент силы Q на плече а относительно опоры 0, а M2 момент силы Р на плече b. Этот момент взят со знаком минус, так как старается повернуть рычаг в сторону, противоположную движению часовой стрелки. Плечо силы (плечо рычага) для рычагов первого и второго рода определяют как расстояние от точки приложения силы (острия призмы) до точки опоры. Используя уравнение (4), определим, в каких случаях коромысло весов находится в равновесии. Первый случай b < а ; тогда для равновесия рычага необходимо, чтобы сила Р была больше силы Q на отношение а/b, т. е. В уравнении момент M1 это момент силы Q на плече а относительно опоры 0, а M2 момент силы Р на плече b. Этот момент взят со знаком минус, так как старается повернуть рычаг в сторону, противоположную движению часовой стрелки. Плечо силы (плечо рычага) для рычагов первого и второго рода определяют как расстояние от точки приложения силы (острия призмы) до точки опоры. Используя уравнение (4), определим, в каких случаях коромысло весов находится в равновесии. Первый случай b < а ; тогда для равновесия рычага необходимо, чтобы сила Р была больше силы Q на отношение а/b, т. е. если а < b, то наоборот. если а < b, то наоборот. Второй случай плечо b = а; для равновесия рычага необходимо, чтобы силы Р и Q были равны. Из полученных выражений, справедливых и для рычагов второго рода, вытекает правило: для равновесия рычага необходимо, чтобы отношение внешних сил, приложенных к рычагу, было обратно пропорционально отношению плеч, или, что то же самое, во сколько раз одно плечо длиннее другого, во столько раз и сила, действующая на этом плече, должна быть меньше силы, действующей на коротком плече. Второй случай плечо b = а; для равновесия рычага необходимо, чтобы силы Р и Q были равны. Из полученных выражений, справедливых и для рычагов второго рода, вытекает правило: для равновесия рычага необходимо, чтобы отношение внешних сил, приложенных к рычагу, было обратно пропорционально отношению плеч, или, что то же самое, во сколько раз одно плечо длиннее другого, во столько раз и сила, действующая на этом плече, должна быть меньше силы, действующей на коротком плече.

Выводы: Золотое правило механики гласит: приобретаешь в силе - теряешь в скорости, приобретаешь в скорости - теряешь в силе. Поэтому рычаги можно разделить на силовые и скоростные. Золотое правило механики гласит: приобретаешь в силе - теряешь в скорости, приобретаешь в скорости - теряешь в силе. Поэтому рычаги можно разделить на силовые и скоростные.

Использованная литература: tehno.ru/cf_useful_articles_theory_scale_level.htm tehno.ru/cf_useful_articles_theory_scale_level.htmhttp:// tehno.ru/cf_useful_articles_theory_scale_level.htmhttp:// tehno.ru/cf_useful_articles_theory_scale_level.htm Вереина Л.И. Техническая механика. Москва. «ПрофОбриздат", 2007 г. Никитин Е.М. Теоретическая механика для техникумов Москва.; 1983 г. Фролов М.И. Техническая механика. Москва.: 1983 г. Эрдеди А.А. Эрдеди Н.А. Теоретическая механика. Сопротивление материалов. Москва. Академия г.