Правило моментов - Работа и мощность. Энергия

Цели урока: познакомиться с новой физической величиной, которая характеризует состояние тел с точкой вращения.

Ход урока

I. Проверка домашнего задания. Повторение пройденного

При проверке домашнего задания двое-трое учащихся отвечают на вопросы в конце параграфа. Еще два ученика у доски графически определяют плечи сил, действующих на рычаги.

Примерами задания могут быть следующие:

При ответах на вопросы всегда следует добиваться аргументированных высказываний. Любой ответ предполагает ссылку на основные понятия и соотношения.

II. Изучение нового материала

Переходя к изложению основного материала, следует отталкиваться от основного соотношения:

Этому соотношению французский ученый П. Вариньон придал наиболее общую форму, введя такое понятие как момент силы.

Под моментом силы понимают произведение силы на плечо:

где F — сила,

l - плечо силы.

Можно легко доказать, что рычаг находится в равновесии, если момент силы, вращающий рычаг по часовой стрелке равен моменту силы, вращающей рычаг против часовой стрелки.

Согласно (1), используя свойство пропорции можно получить:

В выражении (3) M₁ = F₁l₁, а М₂ = F₂l₂.

M₁ стремится повернуть рычаг по часовой стрелке, а М₂ — против часовой стрелки.

Таким образом:

М₁ = M₂ (4)

Правило моментов справедливо для любого твердого тела, которое имеет закрепленную ось вращения. При этом важно выполнение условия (4), а не число «положительных» и «отрицательных» моментов.

При определении плеча силы следует всегда проводить линию действия силы, на которую из точки вращения опускают перпендикуляр, длина которого и есть плечо данной силы.

Согласно (2) даже небольшая сила может создавать большой вращающий момент.

Для этого нужно брать значение плеча. Это широко используют в технике и быту. Отвертки с широкой рукояткой, гаечные ключи, ножницы по металлу — все эти устройства имеют большие плечи.

Домашнее задание

§ 57; вопросы к параграфу; задачи №№ 747-750.

Экспериментальное задание. Уравновесьте метровую линейку грузом массой 100 граммов.