Mecanismos simples Mecanismo - de la palabra griega - herramienta, estructura. Máquina - de la palabra latina machina - estructura. Bloque - de la palabra inglesa bloque - parte de un mecanismo de elevación en forma de rueda con una ranura alrededor de su circunferencia. Los dispositivos utilizados para convertir la fuerza se llaman mecanismos simples.

Mecanismos simples Un plano inclinado se utiliza para mover objetos pesados ​​a un nivel superior sin levantarlos directamente. rampas, escaleras mecánicas, escaleras ordinarias, transportadores. Si necesita elevar una carga a una altura, siempre es más fácil utilizar una pendiente suave que una pronunciada: cuanto más pronunciada sea la pendiente, más fácil será realizar este trabajo.

Brazo de fuerza La distancia más corta entre el punto de apoyo y la línea recta a lo largo de la cual la fuerza actúa sobre la palanca se llama brazo de fuerza Brazo de fuerza F 2 Brazo de fuerza F 1 Brazo de fuerza F 2 Para encontrar el brazo de fuerza, desde punto de apoyo, baje una perpendicular a la línea de acción de la fuerza Punto de apoyo Línea de acción de las fuerzas Perpendicular

Condiciones de equilibrio de una palanca Una palanca está en equilibrio cuando las fuerzas que actúan sobre ella son inversamente proporcionales a los brazos de estas fuerzas l 2 = 2 F 2 = 3 l 1 = 3 F 1 = 2 Esta regla fue establecida por Arquímedes. Según la leyenda, exclamó: “Dadme un punto de apoyo y levantaré la Tierra”.

Condiciones para el equilibrio de una palanca Equilibrio de un cuerpo rígido bajo la acción de tres fuerzas. Para que un cuerpo que no gira esté en equilibrio, es necesario que la resultante de todas las fuerzas aplicadas al cuerpo sea igual a cero. Al calcular la resultante, todas las fuerzas se reducen a un punto C.

Aplicando el equilibrio de una palanca a un bloque El bloque fijo M = F2r = P2r no da ganancia en trabajo sirve solo para cambiar la dirección de la fuerza El bloque móvil M = F r = Pr/2 F = P/2 da ganancia en fuerza en 2 veces Bloque fijo con durante la operación, no cambia la posición del eje de rotación. El bloque móvil se mueve durante la operación Brazo de fuerza l = 2r Brazo de fuerza l = r

Combinando un cierto número de bloques móviles y estacionarios, puede obtener una ganancia significativa de fuerza. Bloque fijo. Bloque móvil. Ganancia de fuerza 2 veces. Bloques fijos. Bloques móviles. Ganancia de fuerza 4 veces. Si hay un Combinación de polea simple de un grupo de bloques móviles y fijos, entonces la ganancia en la fuerza de tracción es uniforme y, en diseños más complejos, arbitraria.

Eficiencia de un mecanismo En última instancia, se necesita uno u otro mecanismo para realizar el trabajo. Trabajo útil A p es el trabajo que necesitamos. El trabajo dedicado a levantar siempre resulta más útil Trabajo para superar la fuerza de gravedad: A = mgh Al levantar una carga, superamos la fuerza de gravedad de la cuerda, la fuerza de fricción, la fuerza de gravedad de otros dispositivos La característica del mecanismo que determina qué proporción del trabajo útil constituye el total se llama factor de eficiencia.

Una selección de tareas sobre cinemática (de las tareas de la Academia Estatal de Ciencias). Consideremos las tareas:

GIA ¿Cuál de los mecanismos simples puede dar una mayor ganancia en funcionamiento: una palanca, un plano inclinado o un bloque móvil? 1) palanca 2) plano inclinado 3) bloque móvil 4) ni un solo mecanismo simple da ganancia en trabajo

La palanca GIA proporciona una ganancia de fuerza 5 veces mayor. ¿Cuál es la ganancia o pérdida en distancia? 1. ganar 5 veces 2. ni ganar ni perder 3. perder 5 veces 4. ganar o perder dependiendo de la velocidad del movimiento

Examen del Estado Unificado 2002 A3. Sobre la palanca actúan dos fuerzas, cuyos brazos son iguales a 0,1 my 0,3 m. La fuerza que actúa sobre el brazo corto es igual a 3 N. ¿Cuál debe ser igual a la fuerza que actúa sobre el brazo largo para la palanca? estar en equilibrio? 1,1 N 2,6 N 3,9 N 4,12 N F 1 d 1 = F 2 d 2 3 N 0,1 m = F 2 0,3 m

Examen estatal unificado 2003 A4. La figura muestra una varilla delgada e ingrávida a la que se aplican fuerzas F 1 = 100 N y F 2 = 300 N en los puntos 1 y 3. ¿En qué punto debe ubicarse el eje de rotación para que la varilla esté en equilibrio? El eje de rotación es fijo.

2005 A4 (DEMOSTRACIÓN). La carga A de la grúa de pozo (ver figura) equilibra el peso del cucharón, igual a 100 N. (Considere la palanca sin peso). El peso de la carga es 1,20 N 2,25 N N N

2008 A5 (DEMOSTRACIÓN). Al realizar trabajos de laboratorio, el estudiante colocó un plano inclinado en un ángulo de 60 con respecto a la superficie de la mesa. La longitud del avión es 0,6 m. El momento de gravedad de un bloque de masa 0,1 kg con respecto al punto O cuando pasa por el centro del plano inclinado es 1,0,15 N m 2,0,30 N m 3,0,45 N m 4,0 0,60 N·m

Literatura 1.Gutnik, E.M., Física. Séptimo grado. Libro de texto para escuelas secundarias / E. M. Gutnik, A. V. Peryshkin. - M.: Avutarda, – 302 p. 2.Zorin, N.I. Física GIA. Tareas formativas: 9º grado / N.I. Zorín. – M.: Eksmo, – 112 p. – (Certificación estatal (final) (en una nueva forma). 3. Kabardin, O.F. Física. Noveno grado: una colección de tareas de prueba para prepararse para la certificación final para el curso de escuela primaria / O.F. Kabardin. – M.: Avutarda, - 219 s; 4. Plano inclinado. Física genial para los curiosos. /[Recurso electrónico]// 5. Mecanismos simples. Física genial para los curiosos. /[Recurso electrónico]// Trabajo de fuerza. Potencia. Mecánica Física / [ Recurso electrónico]// html html 7. Unidades de trabajo de trabajo / Colección unificada de recursos educativos digitales / [Recurso electrónico] / 95ff c9a66/5_1.sw 8. Instituto Federal de Medidas Pedagógicas Materiales de medición de control (CMM) Academia Estatal de Física de Ciencias / /[Recurso electrónico]// Instituto Federal de Medidas Pedagógicas Prueba de materiales de medición (CMM) Examen estatal unificado de física //[Recurso electrónico]//

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1. ¿Un mecanismo simple aporta algún beneficio en el trabajo? Justifica la respuesta. 2. Contenido de la “Regla de Oro” de la mecánica. 3. ¿Cuál es la relación entre los caminos recorridos por los puntos de aplicación de fuerzas sobre la palanca y estas fuerzas? 4. ¿Para qué se utilizan los mecanismos simples? 5. ¿De qué manera pierden al usar una palanca que les da ganancia de fuerza? Repetición:

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6. ¿Cuántas veces se pierden en el camino, usando un bloque móvil para levantar cargas? 7. Especifique las fórmulas para el cálculo: Potencia A = F*S Trabajo V = S / t Velocidad P = F / S Densidad p = m / v Presión N = A / t

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Plan de estudio del tema: “Eficiencia de mecanismos”.

1. ¿Para qué se utilizan los mecanismos simples? 2. El concepto de obra útil y completa y su comparación. 3. El concepto de eficiencia del mecanismo, su comparación con el 100%. 4. Formas de aumentar la eficiencia.

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Se utilizan mecanismos simples para...

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El concepto de trabajo útil y completo. Manzanas para procesar en jugo, un cargador las vierte de cestas en la parte trasera de un automóvil. Un trabajo completo es cargar manzanas. Consiste en levantar las propias manzanas y levantar las cestas. El trabajo de levantar las manzanas en sí es útil, pero levantar las cestas es inútil, porque hay que bajarlas o tirarlas.

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Trabaja para levantar una carga utilizando un plano inclinado, altura h y longitud ℓ.

F Trabajo útil A p = F *h = m *q *h Pero al mismo tiempo superamos la fuerza de fricción, la fuerza de gravedad de otros dispositivos y hacemos trabajo adicional. El trabajo invertido es mayor que el trabajo útil Az > A p. El trabajo útil es sólo una parte del trabajo total.

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La característica del mecanismo que determina qué proporción del trabajo útil es el trabajo total se llama eficiencia.

An Az 100% ¿Puede la eficiencia ser igual al 100%, > 100%? Justifica la respuesta. ¿Cómo aumentar la eficiencia? Reducir la masa de las piezas móviles, reducir la fricción en las piezas. Eficiencia =

Diapositiva 9

Resolución de problemas de cálculo de eficiencia.

Determine la eficiencia de dispositivos y mecanismos en las siguientes situaciones: 1. El cañón se hace rodar a lo largo de una plataforma inclinada, aplicando una fuerza de 240 N. La masa del barril es de 100 kg, la longitud de la plataforma es de 5 m y la altura de la plataforma es de 1 m. 2. Un cubo de arena que pesa 200 N se levanta utilizando un bloque estacionario hasta una altura de 10 m, actuando sobre una cuerda con una fuerza de 250 N.

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Objetivos: educativo: desarrollar habilidades para determinar experimentalmente la eficiencia y ganar fuerza en un plano inclinado; fortalecer las habilidades para medir fuerzas usando un dinamómetro; educativo: desarrollar habilidades comunicativas para el trabajo en equipo (respeto mutuo, asistencia y apoyo mutuos). De desarrollo: desarrollar el pensamiento y las habilidades prácticas de los estudiantes. Equipo: laboratorio: regla de madera, bloque de madera, dinamómetro, trípode; proyector, pantalla, computadora portátil.

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“Presentación de la lección “Medición de la eficiencia de un plano inclinado”. Séptimo grado."

Desde la antigüedad

Para facilitar su trabajo, una persona utiliza varios mecanismos.

(del griego “mechane” - máquina, herramienta)

Mecanismo sencillo - plano inclinado.

En lugar de levantar una carga pesada hasta cierta altura,

se hace rodar o se tira a la misma altura a lo largo de un plano inclinado.

Siempre es más fácil aprovechar una pendiente suave que una pronunciada.

Ganar fuerza no viene “en balde”: hay que rodar en barriles

por un camino más largo.

¡El plano inclinado es insustituible!

¡El plano inclinado es inútil!

Nuestra tarea:

construir un plano inclinado;

Trabajo mecánico: A = Fs

Trabajo útil es el trabajo necesario para elevar un cuerpo a una altura 𝗵.

El trabajo se realiza mediante una fuerza dirigida hacia arriba y de igual magnitud a la fuerza de gravedad.

Trabajo gastado - Es un trabajo que se realiza utilizando un plano inclinado.

La fuerza con la que tiramos del cuerpo hacia arriba a lo largo del plano inclinado funciona: Fempuje.

El camino recorrido por el cuerpo es la longitud del plano inclinado. 𝓵 :

Factor de eficiencia (eficiencia):

𝝶 = · 100%

Ganancia de potencia k:

𝗸 =

¿Cómo medimos la gravedad?

¿Cómo medimos la fuerza de tracción?

∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣

Valor de división:

Cd = = 0,1

𝓵 , metro

𝓵 , metro

𝝶 , %

𝝶 , %

1.ª fila: altura = 7 cm

2da fila: 𝗵 = 10 cm

3ra fila: 𝗵 = 15 cm

Saquemos una conclusión (general):

- sobre la dependencia de la eficiencia de un plano inclinado

desde el ángulo de su inclinación;

-sobre la dependencia de la ganancia en la fuerza de un plano inclinado del ángulo de su inclinación.

Diapositiva 1

Eficiencia del mecanismo. Hogar: §61

Repite la “regla de oro” de la mecánica. Familiarícese con el concepto de eficiencia como principal característica del mecanismo de trabajo.

El propósito de la lección:

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1. ¿Un mecanismo simple aporta algún beneficio en el trabajo? Justifica la respuesta. 2. Contenido de la “Regla de Oro” de la mecánica. 3. ¿Cuál es la relación entre los caminos recorridos por los puntos de aplicación de fuerzas sobre la palanca y estas fuerzas? 4. ¿Para qué se utilizan los mecanismos simples? 5. ¿De qué manera pierden al usar una palanca que les da ganancia de fuerza?

Repetición:

Diapositiva 3

6. ¿Cuántas veces se pierden en el camino, usando un bloque móvil para levantar cargas? 7. Especifique las fórmulas para el cálculo: Potencia A = F*S Trabajo V = S / t Velocidad P = F / S Densidad p = m / v Presión N = A / t

Diapositiva 4

Plan de estudio del tema: “Eficiencia de mecanismos”.

1. ¿Para qué se utilizan los mecanismos simples? 2. El concepto de obra útil y completa y su comparación. 3. El concepto de eficiencia del mecanismo, su comparación con el 100%. 4. Formas de aumentar la eficiencia.

Diapositiva 5

Se utilizan mecanismos simples para...

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El concepto de trabajo útil y completo.

Manzanas para procesar en jugo, un cargador las vierte de cestas en la parte trasera de un automóvil.

Un trabajo completo es cargar manzanas.

Consiste en levantar las propias manzanas y levantar las cestas.

El trabajo de levantar las manzanas en sí es útil, pero levantar las cestas es inútil, porque hay que bajarlas o tirarlas.

Diapositiva 7

Trabaja para levantar una carga utilizando un plano inclinado, altura h y longitud ℓ.

Trabajo útil A p = F *h = m *q *h

Pero al mismo tiempo superamos la fuerza de fricción, la fuerza de gravedad de otros dispositivos y realizamos trabajo adicional.

El trabajo invertido es mayor que el trabajo útil Az > A p.

El trabajo útil es sólo una parte del trabajo completo.

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La característica del mecanismo que determina qué proporción del trabajo útil es el trabajo total se llama eficiencia.

¿Puede la eficiencia ser igual al 100%, > 100%? Justifica la respuesta.

¿Cómo aumentar la eficiencia?

Reducir la masa de las piezas móviles, reducir la fricción en las piezas.

Diapositiva 9

Resolución de problemas de cálculo de eficiencia.

Determine la eficiencia de dispositivos y mecanismos en las siguientes situaciones: 1. El cañón se hace rodar a lo largo de una plataforma inclinada, aplicando una fuerza de 240 N. La masa del barril es de 100 kg, la longitud de la plataforma es de 5 m y la altura de la plataforma es de 1 m. 2. Un cubo de arena que pesa 200 N se levanta utilizando un bloque estacionario hasta una altura de 10 m, actuando sobre una cuerda con una fuerza de 250 N.

Diagrama esquemático de un motor térmico.

Calentador T1

Frigorífico T2

Trabajando fluidamente

problema

uso de TD

• argumento
• ejemplo

improductivo

TEMA DE LA LECCIÓN

"Eficiencia

motores térmicos"

Objetivos de la lección:

Tarea número 1.

¿Qué es un calentador?

transmitido por el calentador?

Tarea número 1.

Determine la eficiencia de un motor de tractor, que requirió consumir 1,2 kg de combustible con un calor de combustión específico de 42 MJ para realizar 15 MJ de trabajo.

Para resolver este problema es necesario responder las preguntas:

¿Qué es el trabajo gratificante?

¿Qué es un calentador?

¿Qué procesos térmicos ocurren en el calentador?

transmitido por el calentador?

¿Cuál de las tres fórmulas de eficiencia es mejor utilizar en este caso?

Pregunta: ¿Qué significa “la eficiencia del motor del tractor es del 30%”?

• El motor de combustión interna consumía 0,5 kg de combustible, cuyo poder calorífico era de 46 × 106 J/kg, mientras que el motor realizaba 7 × 106 J de trabajo útil. ¿Cuál es su eficiencia?
• En una máquina térmica, por cada kilojulio de energía recibida del calentador, se realizan 300 J. Determine la eficiencia de la máquina.
• La potencia útil de los motores del avión es de 2300 kW. ¿Cuál es la eficiencia de los motores si a una velocidad media de 250 km/h consumen 288 kg de queroseno cada 100 km de recorrido?

Eficiencia de los modernos motores de turbina de gas en serie.

para diferentes clases de potencia

• ¿Puede la eficiencia ser igual o superior al 100%?
• ¿Cómo se puede aumentar la eficiencia?
• ¿Un aumento de Qn conducirá a un aumento del trabajo útil? ¿Para aumentar la eficiencia?
• ¿Una disminución de Qx conducirá a un aumento del trabajo útil? ¿Para aumentar la eficiencia?
• ¿Qué es más rentable: aumentar Qn o disminuir Qx? (Realice un análisis matemático; es más conveniente hacerlo utilizando la última fórmula de eficiencia)
• ¿Qué es técnicamente más fácil (más posible): aumentar Qn o disminuir Qx? ¿A qué se asocian estos problemas?

PREGUNTAS

MANERAS DE CAMBIAR LA EFICIENCIA (calentamiento)

• USO DE COMBUSTIBLE DE ALTA CALIDAD
• FALTA DE LUBRICACIÓN EN PIEZAS DE TRABAJO DE MECANISMOS
• REDUCCIÓN DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR A TRAVÉS DE LAS PAREDES DEL CILINDRO
• REDUCCIÓN DE LA TEMPERATURA DEL REFRIGERADOR
• MEJORAR LA ESTANQUEIDAD DE LA CAJA
• PREVENCIÓN DE FUGAS DE VAPOR DE GASOLINA DEL TANQUE DE COMBUSTIBLE POR ADSORCIÓN Y SUCCIÓN DEL VAPOR AL SISTEMA DE ENTRADA.

Elige un proverbio

Qué ayuda mejorar la calidad de la educación	Qué interfiere mejorar la calidad de la educación

tarea de autoestudio: aprenda la parte teórica de las notas en un cuaderno, libro de problemas No. 679 de A.P. Rymkevich, problema No. 2

"Durante un ciclo de funcionamiento, un motor térmico recibe 100 J del calentador y proporciona 40 J al refrigerador. ¿Cuál es la eficiencia de un motor térmico?"

Además: evaluar la eficiencia de un motor diésel marino (ver más abajo)