Равновесие

1. Равновесие Работа Лепехиной Дарьи, ученицы 6 А класса лицея- интерната №7 г.Бердска Руководитель Торопчина И.В., учитель физики

2. Цель работы: Узнать, при каком условии тело сохраняет равновесие. Задачи: • Выяснить, что такое равновесие; • Какие виды равновесия бывают; • Как научиться держать равновесие; • Где проявляется равновесие.

3. Виды равновесия Устойчивое Неустойчивое Безразличное

4. Виды равновесия тел с закрепленной осью вращения Тело, имеющее ось вращения, находится в равновесии, когда вертикальная прямая, проходящая через центр тяжести тела, проходит через ось вращения этого тела.

5. Катящееся по горизонтальной поверхности колесо – пример безразличного равновесия. Если колесо остановить в любой точке, оно окажется в равновесном состоянии. Линейка, подвешенная на горизонтальной оси вращения в точке, где расположен её центр тяжести, будет висеть в любом положении,  в каком её оставили, не стремясь повернуться.

6. Виды равновесия тел на опоре Тело находится в равновесии, если вертикальная линия, проведенная через центр массы тела, проходит через площадь опоры, т. е. внутри контура, образованного линиями, соединяющими точки опоры. Если же эта линия не пересекает площадь опоры, то тело опрокидывается.

7. Учет равновесия Александрийская колонна на Дворцовой площади Санкт-Петербурга при её огромной высоте не имеет врытого в землю фундамента, а  спокойно стоит на земле. И это состояние устойчивого равновесия объяснимо: смещенный вниз центр тяжести колонны. В природе имеется множество примеров устойчивого равновесия в различных системах. Например, в экосистеме отношения хищник—жертва. Примером неустойчивого природного равновесия служит тепловой баланс Земли при смене периодов глобального потепления новыми ледниковыми периодами и наоборот.

8. Почему мы падаем? У человека центр массы расположен где-то под пупком. Пока он находится над опорной площадью, то есть между двумя ногами тело остается в состоянии равновесия. Если центр смещается, то человек падает. Маленькие дети, которые долго не могут научиться ходить, имеют слишком маленькую площадь опоры и часто теряют равновесие. Четвероногие животные, наоборот, имеют большую площадь опоры и, едва родившись, сразу же встают на все четыре ноги.

9. Равновесие в танце Приобрести aplomb (апломб) – овладеть устойчивостью в танцах – вопрос центрального значения для всякого танцовщика. Вырабатывать aplomb начинают у палки: во время экзерсиса корпус должен держаться прямо на ноге так, чтобы в любой момент можно было отпустить руку, которой держишься за палку, не потеряв равновесия. Понятие aplomb входит в число основных: правильно поставленный корпус – основа для всякого pas. Это послужит задатком правильного исполнения экзерсиса и на середине зала.

10. Практическая часть 1опыт: Волшебная коробка. Когда центральная точка коробки сместится за край стола, коробка упадет. Прикрепим пять монеток ко дну. Снова потихоньку двигаем её, но так, чтобы сторона, где приклеены монеты, оставалась на столе. Коробка не упадет, когда её геометрический центр сместиться за край стола. Центр массы пустой коробки находится в центральной части, и, если он сдвигается за пределы площади опоры, коробка падает, т.к. сила тяжести действует в этой точке. Когда приклеили монеты, центр массы сместился к этому месту. Поэтому коробка остается в равновесии до тех пор, пока центр массы находится над опорной площадью.

11. 2 опыт: Хрупкие, но прочные! Поставим скорлупки от сваренных вкрутую яиц. Сверху на них положим несколько книг. Скорлупки хорошо выдерживают груз и не ломаются, потому что вес книг давит на скорлупки по осям симметрии, образуемых ими куполов. Поэтому нагрузки в скорлупе распределяются равномерно.

12. 3опыт: Устойчивая линейка Будет ли находиться в положении устойчивого равновесия тонкая линейка, опирающаяся на цилиндрическую поверхность? Да, т.к. центр тяжести линейки совпадает с точкой опоры.

13. 4опыт: Ванька-встанька У неваляшки внутреннее устройство таково, что создает смещенный вниз центр тяжести. Любое положение неваляшки является устойчивым: центр тяжести корпуса неваляшки и точка её опоры лежат на вертикали, причем расстояние между центром тяжести и точкой опоры всегда наименьшее.

14. 5опыт: Стопка книг Стопка книг не рассыплется, если расставлять их так,  чтобы центр тяжести всех книг, находящихся выше некоторой произвольно выбранной книги, лежал на вертикали, проходящей через эту книгу.

15. 6опыт: Воробей на ветке Вылепим воробья из пластилина. На нижнем конце проволоки, воткнутой в тело воробья, укрепим противовес. При достаточно тяжелом грузе воробей будет отлично сидеть на пальце. И еще устойчивость равновесия зависит не только от веса, но и от положения груза.

16. 7опыт: А карандаш-то не падает! Карандаш, с воткнутым в него ножом, не будет падать, даже если его толкнуть, немножко покачается - и останется стоять на острие! Это происходит потому, что когда карандаш наклонится и начнет падать - нож будет подниматься вверх. Нож тяжелее, он тянет вниз и заставляет карандаш снова выпрямиться. Равновесие будет устойчиво, если тяжесть находится ниже точки опоры.

17. 8опыт: Как в цирке! Хрупкая постройка из доминошек сохраняет равновесие нужно только, чтобы перпендикуляр, опущенный из центра тяжести всей конструкции, прошел через основания нижних косточек домино.

18. 9опыт: Устойчивые вилки Если взять бутылку, с поставленной на край ее горлышка пробкой с воткнутыми двумя вилками и поворачивать так, чтобы из нее выливалась вода, то пробка с вилками сохраняет равновесие. Это потому, что вертикальная линия, проведенная через центр тяжести системы из пробки и вилок, проходит через точку опоры. Центр тяжести лежит ниже точки опоры- равновесие устойчиво.

19. Вывод • Знания о равновесии тел нужны не только в повседневной жизни, но и в профессиональной деятельности, поскольку: • зная условия устойчивости тел, имеющих площадь опоры, определяют устойчивость различных видов кирпичной кладки, высотных сооружений, спортивных упражнений и танцевальных движений; • зная законы равновесия тел с закреплённой осью вращения, рассчитывают силы, действующие на различные части в механизмах и сооружениях;

20. Вывод • в связи и электроэнергетике определяют устойчивость закреплённых у основания столбов с натянутым тросом между их верхушками; • в пожарной технике определяют устойчивость высотной лестницы при максимальном угле с опорной стеной; • в торговле определяют массу тела по массе эталона с помощью рычажных весов; • даже деревья растут по законам статики, напоминая нам о том, что физика – наиболее общая наука о природе, её законы описывают все явления в природе

21. Спасибо за внимание! Спасибо за внимание!