Mécanismes simples Mécanisme - du mot grec - outil, structure. Machine – du mot latin machina – structure. Block - du mot anglais block - partie d'un mécanisme de levage en forme de roue avec une rainure sur sa circonférence. Les dispositifs utilisés pour convertir la force sont appelés mécanismes simples

Mécanismes simples Un plan incliné permet de déplacer des objets lourds vers un niveau supérieur sans les soulever directement. rampes, escaliers mécaniques, escaliers ordinaires, convoyeurs. Si vous devez soulever une charge en hauteur, il est toujours plus facile d'utiliser une pente douce qu'une pente raide : plus la pente est forte, plus il est facile d'effectuer ce travail.

Bras de force La distance la plus courte entre le point d'appui et la ligne droite le long de laquelle la force agit sur le levier est appelée le bras de force Bras de force F 2 Bras de force F 1 Bras de force F 2 Pour trouver le bras de force, à partir de le point d'appui, abaisser une perpendiculaire à la ligne d'action de la force Point d'appui Ligne d'action des forces Perpendiculaire

Conditions d'équilibre d'un levier Un levier est en équilibre lorsque les forces agissant sur lui sont inversement proportionnelles aux bras de ces forces l 2 = 2 F 2 = 3 l 1 = 3 F 1 = 2 Cette règle a été établie par Archimède. Selon la légende, il s'est exclamé : « Donnez-moi un point d'appui et je soulèverai la Terre. »

Conditions d'équilibre d'un levier Equilibre d'un corps rigide sous l'action de trois forces. Pour qu’un corps non rotatif soit en équilibre, il faut que la résultante de toutes les forces appliquées au corps soit égale à zéro. Lors du calcul de la résultante, toutes les forces sont réduites à un point C

Appliquer l'équilibre d'un levier à un bloc Bloc fixe M = F2r = P2r ne donne pas de gain de travail sert uniquement à changer le sens de la force Bloc mobile M = F r = Pr/2 F = P/2 donne un gain en force 2 fois Bloc fixe avec pendant le fonctionnement, ne change pas la position de l'axe de rotation Le bloc mobile se déplace pendant le fonctionnement Bras de force l = 2r Bras de force l = r.

En combinant un certain nombre de blocs mobiles et fixes, vous pouvez obtenir un gain de force important. Bloc mobile Gagnez en force de 2 fois. simple combinaison de poulies d'un groupe de blocs mobiles et fixes, le gain de force de traction est alors uniforme et, dans les conceptions plus complexes, arbitraire

Efficacité d'un mécanisme L'un ou l'autre mécanisme est finalement nécessaire pour effectuer le travail. Travail utile A p est le travail dont nous avons besoin. Le travail consacré au levage s'avère toujours plus utile Travail pour vaincre la force de gravité : A = mgh Lors du levage d'une charge, on surmonte la force de gravité de la corde, la force de frottement, la force de gravité des autres appareils . La caractéristique du mécanisme, qui détermine quelle proportion du travail utile constitue le travail total, est appelée le facteur d'efficacité.

Une sélection de tâches sur la cinématique (tirées des tâches de l'Académie d'État des sciences). Considérons les tâches :

GIA Lequel des mécanismes simples peut donner un plus grand gain de fonctionnement : un levier, un plan incliné ou un bloc mobile ? 1) levier 2) plan incliné 3) bloc mobile 4) pas un seul mécanisme simple ne donne un gain de travail

Le GIA Lever donne un gain de 5 fois en force. Quel est le gain ou la perte de distance ? 1. gagner 5 fois 2. ni gagner ni perdre 3. perdre 5 fois 4. gagner ou perdre selon la vitesse de déplacement

Examen d'État unifié-2002 A3. Le levier est soumis à deux forces dont les bras sont égaux à 0,1 m et 0,3 m. La force agissant sur le bras court est égale à 3 N. À quoi doit être égale la force agissant sur le bras long pour le levier. être en équilibre ? 1,1 N 2,6 N 3,9 N 4,12 N F 1 j 1 = F 2 j 2 3 N 0,1 m = F 2 0,3 m

Examen d'État unifié 2003 A4. La figure montre une fine tige en apesanteur à laquelle des forces F 1 = 100 N et F 2 = 300 N sont appliquées aux points 1 et 3. A quel point doit se situer l'axe de rotation pour que la tige soit en équilibre ? L'axe de rotation est fixe

2005 A4 (DÉMO). La charge A de la grue de puits (voir figure) équilibre le poids du godet, égal à 100 N. (Considérez le levier en apesanteur.) Le poids de la charge est de 1,20 N 2,25 N N N

2008 A5 (DÉMO). Lors de l'exécution de travaux de laboratoire, l'étudiant place un plan incliné à un angle de 60 par rapport à la surface de la table. La longueur du plan est de 0,6 m. Le moment de gravité d'un bloc de masse 0,1 kg par rapport au point O lorsqu'il passe au milieu du plan incliné est de 1,0,15 N m 2,0,30 N m 3,0,45 N m 4,0. 0,60 N·m

Littérature 1.Gutnik, E.M., Physique. 7e année. Manuel pour les écoles secondaires / E. M. Gutnik, A. V. Peryshkin. - M. : Outarde, – 302 p. 2.Zorin, N.I. GIA Physique. Tâches de formation : 9e année / N.I. Zorine. – M. : Eksmo, – 112 p. – (Certification d'État (finale) (sous une nouvelle forme). 3. Kabardin, O.F. Physique. 9e année : un ensemble de tâches de test pour préparer la certification finale du cours de l'école primaire / O.F. Kabardin. – M. : Outarde, - 219 pp.; 4. Plan incliné. Physique cool pour les curieux /[Ressource électronique]// html html. 7. Unités de travail / Collection unifiée de ressources pédagogiques numériques / [Ressource électronique] / 95ff c9a66/5_1 Institut fédéral des mesures pédagogiques (KIM) Physique GIA / /[Ressource électronique]// Institut fédéral des mesures pédagogiques (KIM) Physique. Examen d'État unifié //[Ressource électronique]//

Diapositive 2

1. Un mécanisme simple apporte-t-il un avantage en fonctionnement ? Justifiez la réponse. 2. Contenu de la « Règle d'Or » de la mécanique. 3. Quelle est la relation entre les chemins parcourus par les points d'application des forces sur le levier et ces forces ? 4.A quoi servent des mécanismes simples ? 5. En quoi perdent-ils lorsqu'ils utilisent un levier qui donne un gain de force ? Répétition:

Diapositive 3

6. Combien de fois perdent-ils en chemin, en utilisant un bloc mobile pour soulever des charges ? 7. Précisez les formules de calcul : Puissance A = F*S Travail V = S / t Vitesse P = F / S Densité p = m / v Pression N = A / t

Diapositive 4

Plan d'étude pour le thème : « Efficacité des mécanismes ».

1.A quoi servent les mécanismes simples ? 2. La notion d'ouvrage utile et complet et leur comparaison. 3. Le concept d'efficacité du mécanisme, sa comparaison avec 100 %. 4. Moyens d’augmenter l’efficacité.

Diapositive 5

Des mécanismes simples sont utilisés pour...

Diapositive 6

Le concept de travail utile et complet. Le chargeur verse les pommes à transformer en jus depuis les paniers vers l'arrière de la voiture. Un travail complet consiste à charger des pommes. Elle consiste à soulever les pommes elles-mêmes et à soulever les paniers. Le travail de levage des pommes elles-mêmes est utile, mais soulever les paniers est inutile, car il faut les abaisser ou les jeter.

Diapositive 7

Travailler au levage d'une charge à l'aide d'un plan incliné de hauteur h et de longueur ℓ.

F Travail utile A p = F *h = m *q *h Mais en même temps, nous surmontons la force de frottement, la force de gravité des autres appareils et effectuons un travail supplémentaire. Le travail dépensé est supérieur au travail utile Az > A p. Le travail utile n'est qu'une partie du travail total.

Diapositive 8

La caractéristique du mécanisme qui détermine quelle proportion du travail utile représente le travail total est appelée efficacité.

A n Az 100% Le rendement peut-il être égal à 100%, > 100% ? Justifiez la réponse. Comment augmenter l’efficacité ? Réduisez la masse des pièces mobiles, réduisez la friction des pièces. Efficacité =

Diapositive 9

Résoudre des problèmes de calcul de l'efficacité.

Déterminez l'efficacité des dispositifs et des mécanismes dans les situations suivantes : 1. Le canon roule le long d'une plate-forme inclinée en appliquant une force de 240 N. La masse du baril est de 100 kg, la longueur de la plateforme est de 5 m, la hauteur de la plateforme est de 1 m. 2. Un seau de sable pesant 200 N est soulevé à l'aide d'un bloc fixe jusqu'à une hauteur de 10 m, en agissant sur une corde avec une force de 250 N.

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Objectifs : pédagogique : développer des compétences en détermination expérimentale de l'efficacité et gagner en résistance d'un plan incliné ; renforcer les compétences de mesure des forces à l'aide d'un dynamomètre ; pédagogique : développer les compétences de communication pour le travail en équipe (respect mutuel, entraide et soutien). développemental : développer la réflexion et les compétences pratiques des étudiants. Équipement : laboratoire : règle en bois, bloc en bois, dynamomètre, trépied ; projecteur, écran, ordinateur portable.

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"Présentation pour la leçon "Mesure de l'efficacité d'un plan incliné". 7e année."

Des temps anciens

Pour faciliter son travail, une personne utilise divers mécanismes.

(du grec "mechane" - machine, outil)

Mécanisme simple - plan incliné.

Au lieu de soulever une lourde charge à une certaine hauteur,

il est roulé ou tiré à la même hauteur le long d'un plan incliné.

Il est toujours plus facile de profiter d’une pente douce que d’une forte.

Un gain de force ne vient pas « pour rien » : il faut rouler en tonneaux

sur un chemin plus long.

Le plan incliné est irremplaçable !

Le plan incliné ne sert à rien !

Notre tâche :

construire un plan incliné ;

Travail mécanique: A = Fs

Travail utile est le travail nécessaire pour soulever un corps à une hauteur 𝗵.

Le travail est effectué par une force dirigée vers le haut et d’ampleur égale à la force de gravité.

Travail dépensé - Il s'agit d'un travail réalisé à l'aide d'un plan incliné.

La force avec laquelle nous tirons le corps vers le haut le long du plan incliné fonctionne - Fpoussée.

Le chemin parcouru par le corps est la longueur du plan incliné 𝓵 :

Facteur d'efficacité (efficacité):

𝝶 = · 100 %

Gain en puissance k :

𝗸 =

Comment mesure-t-on la gravité ?

Comment mesure-t-on la force de traction ?

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

Valeur de la division :

C.d. = = 0,1

𝓵 , m

𝓵 , m

𝝶 , %

𝝶 , %

1er rang : h = 7 cm

2ème rang : 𝗵 = 10 cm

3ème rang : 𝗵 = 15 cm

Tirons une conclusion (générale) :

- sur la dépendance de l'efficacité d'un plan incliné

sous l'angle de son inclinaison ;

-sur la dépendance du gain de résistance d'un plan incliné sur l'angle de son inclinaison.

Diapositive 1

Efficacité du mécanisme. Domicile : §61

Répétez la « règle d’or » de la mécanique. Familiarisez-vous avec le concept d'efficacité comme caractéristique principale du mécanisme de travail.

Le but de la leçon :

Diapositive 2

1. Un mécanisme simple apporte-t-il un avantage en fonctionnement ? Justifiez la réponse. 2. Contenu de la « Règle d'or » de la mécanique. 3. Quelle est la relation entre les chemins parcourus par les points d'application des forces sur le levier et ces forces ? 4.A quoi servent les mécanismes simples ? 5. En quoi perdent-ils lorsqu'ils utilisent un levier qui donne un gain de force ?

Répétition:

Diapositive 3

6. Combien de fois perdent-ils en chemin, en utilisant un bloc mobile pour soulever des charges ? 7. Précisez les formules de calcul : Puissance A = F*S Travail V = S / t Vitesse P = F / S Densité p = m / v Pression N = A / t

Diapositive 4

Plan d'étude pour le thème : « Efficacité des mécanismes ».

1.A quoi servent les mécanismes simples ? 2. La notion d'ouvrage utile et complet et leur comparaison. 3. Le concept d'efficacité du mécanisme, sa comparaison avec 100 %. 4. Moyens d’augmenter l’efficacité.

Diapositive 5

Des mécanismes simples sont utilisés pour...

Diapositive 6

Le concept de travail utile et complet.

Le chargeur verse les pommes à transformer en jus depuis les paniers vers l'arrière de la voiture.

Un travail complet consiste à charger des pommes.

Elle consiste à soulever les pommes elles-mêmes et à soulever les paniers.

Le travail de levage des pommes elles-mêmes est utile, mais soulever les paniers est inutile, car il faut les abaisser ou les jeter.

Diapositive 7

Travailler au levage d'une charge à l'aide d'un plan incliné de hauteur h et de longueur ℓ.

Travail utile A p = F *h = m *q *h

Mais en même temps, nous surmontons la force de friction, la force de gravité des autres appareils et effectuons un travail supplémentaire.

Le travail dépensé est supérieur au travail utile Az > A p.

Le travail utile n’est qu’une partie du travail complet.

Diapositive 8

La caractéristique du mécanisme qui détermine quelle proportion du travail utile représente le travail total est appelée efficacité.

Le rendement peut-il être égal à 100%, > 100% ? Justifiez la réponse.

Comment augmenter l’efficacité ?

Réduisez la masse des pièces mobiles, réduisez la friction des pièces.

Diapositive 9

Résoudre des problèmes de calcul de l'efficacité.

Déterminez l'efficacité des dispositifs et des mécanismes dans les situations suivantes : 1. Le canon roule le long d'une plate-forme inclinée en appliquant une force de 240 N. La masse du baril est de 100 kg, la longueur de la plateforme est de 5 m, la hauteur de la plateforme est de 1 m. 2. Un seau de sable pesant 200 N est soulevé à l'aide d'un bloc fixe jusqu'à une hauteur de 10 m, en agissant sur une corde avec une force de 250 N.

Schéma de principe d'un moteur thermique

Chauffage T1

Réfrigérateur T2

Fluide de travail

problème

utilisation de TD

• argument
• exemple

peu rentable

SUJET DE LA LEÇON

"Efficacité

moteurs thermiques"

Objectifs de la leçon:

Tâche n°1.

Qu'est-ce qu'un radiateur ?

transmis par le radiateur ?

Tâche n°1.

Déterminer l'efficacité d'un moteur de tracteur, qui nécessitait de consommer 1,2 kg de carburant avec une chaleur spécifique de combustion de 42 MJ pour effectuer 15 MJ de travail.

Pour résoudre ce problème il est nécessaire de répondre aux questions suivantes :

Qu’est-ce qu’un travail gratifiant ?

Qu'est-ce qu'un radiateur ?

Quels processus thermiques se produisent dans le radiateur ?

transmis par le radiateur ?

Laquelle des trois formules d'efficacité est préférable d'utiliser dans ce cas

Question : Que signifie « l'efficacité du moteur du tracteur est de 30 % » ?

• Le moteur à combustion interne consommait 0,5 kg de carburant dont le pouvoir calorifique était de 46 × 106 J/kg, tandis que le moteur effectuait 7 × 106 J de travail utile. Quelle est son efficacité ?
• Dans un moteur thermique, pour chaque kilojoule d'énergie reçu du radiateur, 300 J de travail sont effectués. Déterminez le rendement de la machine.
• La puissance utile des moteurs de l’avion est de 2 300 kW. Quel est le rendement des moteurs si, à une vitesse moyenne de 250 km/h, ils consomment 288 kg de kérosène pour 100 km parcourus ?

Efficacité des moteurs à turbine à gaz en série modernes

pour différentes classes de puissance

• Le rendement peut-il être égal ou supérieur à 100 % ?
• Comment augmenter l’efficacité ?
• Une augmentation de Qn entraînera-t-elle une augmentation du travail utile ? Pour gagner en efficacité ?
• Une diminution de Qx entraînera-t-elle une augmentation du travail utile ? Pour gagner en efficacité ?
• Qu'est-ce qui est le plus rentable : augmenter Qn ou diminuer Qx ? (Effectuez une analyse mathématique - il est plus pratique de le faire en utilisant la dernière formule d'efficacité)
• Qu'est-ce qui est techniquement plus simple (plus possible) : augmenter Qn ou diminuer Qx ? A quoi sont associés ces problèmes ?

DES QUESTIONS

MOYENS DE CHANGER L'EFFICACITÉ (échauffement)

• UTILISATION DE CARBURANT DE HAUTE QUALITÉ
• MANQUE DE LUBRIFICATION DES PIÈCES DE TRAVAIL DES MÉCANISMES
• RÉDUIRE LE TRANSFERT DE CHALEUR À TRAVERS LES PAROIS DES CYLINDRES
• RÉDUIRE LA TEMPÉRATURE DU RÉFRIGÉRATEUR
• AMÉLIORER L'ÉTANCHÉITÉ DU BOÎTIER
• EMPÊCHER LA FUITE DE VAPEUR D'ESSENCE DU RÉSERVOIR DE CARBURANT PAR ADSORPTION ET ASPIRATION DE LA VAPEUR DANS LE SYSTÈME D'ADMISSION.

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Quoi aide améliorer la qualité de l'éducation	Quoi interfère améliorer la qualité de l'éducation

Mission d'autoformation: apprenez la partie théorique à partir des notes d'un cahier, cahier de problèmes A.P. Rymkevich n°679, problème n°2

« Durant un cycle de fonctionnement, un moteur thermique reçoit 100 J du chauffage et donne 40 J au réfrigérateur. Quel est le rendement d'un moteur thermique ?

De plus : évaluer l’efficacité d’un moteur diesel marin (voir ci-dessous)