- Родительская категория: Вопросы и ответы
- Категория: Научные опыты для детей.
Уборка
Знаеш ли ты? В любой работе, которая требует применения силы, на помощь приходят различные подручные средства.
Например, для того, чтобы убрать осенние листья с пришкольного участка, потребуется метла и грабли.
Рука, использующая подобный инвентарь, представляет собой целый механизм, который в физике носит название - рычаг. Рычагом может служить любой удлиненный предмет (палка, доска, ручка), вращающаяся относительно точки опоры. Точкой опоры (вращения) является та рука, которая удерживает грабли выше относительно другой. Усилия придаются нижней рукой в момент движения граблей от себя и к себе. Листьям оказывается сопротивление со стороны зубьев граблей.В физике различают три рода рычагов. Их разделение основано на различиях в местоположении точки опоры, сил приложения и сопротивления.
Классическим примером рычага первого рода являются качели, которые представлены доской, на концах которой сидят и двигают их вниз-вверх относительно центра.
В этом случае точка опоры располагается в центре, приложение силы и сопротивление ей находятся на противоположных концах.
В рычагах второго рода точка вращения с рядом располагающейся силой сопротивления расположены на одном конце, на другом конце прикладывается сила. К этому роду рычагов можно отнести автомобильные тормоза, ступни человеческих ног
, двери.
Если приложить силу к двери вблизи точки вращения, дверь, скорее всего не откроется.
Чем дальше от оси вращения будет приложена сила, тем легче будет открыть даже самую тяжелую дверь.
У рычагов третьего рода вместо силы сопротивления рядом с осью вращения находится приложенная сила, а сопротивление будет работать на противоположном конце. Именно грабли и метёлки являются примерами рычагов третьего рода. Сюда же относят лопаты, мухобойки, удочки.
СОВМЕСТИТЕ ПОЛЕЗНОЕ С ПРИЯТНЫМ!
Цель
Продемонстрировать преимущества использования рычага третьего рода.
Материалы
- 12 листков бумаги (например, вырванных из блокнота)
- Метла
- Таймер
- Помощник
Ход работы
- Скомкайте листки бумаги до размеров кулака.
- Положите 2 скомканных листка рядом друг с другом на пол.
- На расстоянии 2 шага или больше положите на пол ещё 2 скомканных листка.
- Повторите шаг 3 четыре раза, случайным образом разбрасывая пары скомканных листков по полу.
- Как только вы закончили разбрасывать бумагу, попросите вашего помощника засечь время, за которое вы соберёте по одному листку из каждой пары, складывая их в кучу на полу. Запишите время, за которое вы соберёте листки в кучу.
- Снова попросите помощника засечь время, и используйте метлу, чтобы смести оставшиеся листки в кучу.
- Сравните время, которое понадобилось на сбор листков руками, и время, затраченное на подметание.
Результаты
Сбор скомканных листков вручную требует больше времени, чем подметание.
Почему?
Метла, как и грабли — рычаг третьего рода.
С помощью метлы вы можете достать объекты на большем расстоянии (скомканные листки) и сметать их, вместо того чтобы подходить к каждому объекту и наклоняться, чтобы поднять его.
Другое преимущество метлы и грабель в том, что щетина и зубья имеют довольно большую ширину, и одним движением вы можете переместить больше объектов, чем просто рукой.
Метла не только экономит время, но и экономит силы, поскольку наклоняться и поднимать скомканные листки по одному гораздо утомительнее.
ЕЩЁ ЗАНИМАТЕЛЬНЫЕ ФАКТЫ О РЫЧАГАХ!
С помощью рычага третьего рода можно поиграть в интересную игру.
Для этого возьмите линейку, длина которой 1 м. К одному из концов линейки привяжите веревку. К другому концу веревки - металлическое кольцо, диаметром 6 см. На пол установите бутылку. Расположите руки на линейке максимально близко к свободному кольцу. Кольцо, привязанное к линейке, должно располагаться точно над горлышком бутылки. Используя данную конструкцию, попробуйте надеть кольцо на бутылку.
Игра будет интересной и занимательной, если включить ее в эстафету.
По материалам книги Дженис Ванклив "Большая книга Научных развлечений"
***