Eenvoudige mechanismen in de levende natuur. We onderzoeken het mechanisme "Hefboom. Soorten hefbomen. Hefbomen in het menselijk leven"

HEFBOOMS In de techniek. De wig en de schroef zijn een soort hellend vlak. De wig is ontworpen voor het splijten van duurzame voorwerpen, zoals boomstammen. Het wordt ook in de scheuren tussen de onderdelen gedreven om een grotere drukkracht van het ene onderdeel op het andere te creëren en daardoor de statische wrijvingskracht daartussen te vergroten, wat hun betrouwbare hechting zal garanderen. Gezien de enorme krachten die op de wig worden uitgeoefend, moet deze zeer sterk zijn, gemaakt van het hardste materiaal. De ‘doordringende gereedschappen’ van veel dieren en planten – klauwen, hoorns, tanden en stekels – hebben de vorm van een wig (een aangepast hellend vlak); De puntige vorm van de kop van snel bewegende vissen lijkt ook op de wig. Veel van deze wiggen hebben een zeer glad, hard oppervlak, waardoor ze een grote scherpte hebben.

Slide 9 uit de presentatie “Hefbomen in Natuur en Technologie” voor natuurkundelessen over het onderwerp “Hefboom”

Afmetingen: 960 x 720 pixels, formaat: jpg. Om een dia gratis te downloaden voor gebruik op natuurkunde les

, klik met de rechtermuisknop op de afbeelding en klik op "Afbeelding opslaan als...".

U kunt de gehele presentatie “Levers in Natuur en Technologie.ppt” downloaden in een zip-archief van 2276 KB groot.

Presentatie downloaden Hefboom"Hefbomen in het dagelijks leven" - Eenvoudige mechanismen. Hefbomen in het dagelijks leven. Soorten hendel: blok en poort. Hellend vlak. Hefboom voor poortblokkering. Schuine vlakwigschroef. Wat kan iemand gebruiken om te werken? Balans met hefboom.

Mechanisch werk

. Hefbomen in de techniek en het dagelijks leven: een pers met een hendel. Tijdens de bouw van de piramides in het oude Egypte. "Hendels" - Schaar voor het snijden van metaal. Rotatie-as. Hefbomen in het dagelijks leven, technologie en natuur. In welk geval is het gemakkelijker om de last te dragen? Hek. Steunpunt. Kruiwagen."Hendelmechanisme" - Hendel. Welk type hendel staat op de afbeelding? Welk van de voorgestelde mechanismen maakt gebruik van een hefboom? Hefboom - stevig, geschikt om rond een vaste steun te draaien. Eenvoudige mechanismen. Bepaal de lengte van 1 cel als 1 cm

numerieke waarde

"Hendel" - Veegmachine. Lading: de mijne laboratorium opstelling. De volwassenen legden mij uit dat ik de deur als hefboom gebruikte. Hoe gebruiken mensen hefboomwerking? Hendel van het tweede type. Afstand omrekenen met behulp van een hendel. Aanbrengpunt laden. Maak gebruik van de rekenmachine. Forceer toepassingspunt. Wat is een hefboom? Ik heb mijn eigen toepassingen voor hefboomwerking bedacht.

Voorbeeld:

School p. Derde beslissend

Rapport

discipline: "Natuurkunde"

over het onderwerp: ""

Voltooid:

leerling_7__ klas

Tolokonnikov Vladimir

Gecontroleerd door: Oleynikov Nikolaj

Viktorovitsj

__________________________

Hefbomen in de natuur, het dagelijks leven en de technologie

De hendel is een van de meest voorkomende en eenvoudige soorten mechanismen in de wereld, die zowel in de natuur als in de natuur aanwezig zijn door de mens gemaakte wereld gecreëerd door de mens.

Het menselijk lichaam is als een hefboom

Het skelet en het bewegingsapparaat van een persoon of welk dier dan ook bestaat bijvoorbeeld uit tientallen en honderden hefbomen. Laten we eens kijken naar het ellebooggewricht. De straal en het opperarmbeen zijn met elkaar verbonden door kraakbeen, en de biceps- en tricepsspieren zijn er ook aan vastgemaakt. We krijgen dus de eenvoudigste hefboommechanismen.

Als u een halter van 3 kg in uw hand houdt, hoeveel kracht ontwikkelt uw spier dan? De kruising van bot en spier wordt door bot gedeeld in een verhouding van 1 op 8, daarom ontwikkelt de spier een kracht van 24 kg! Het blijkt dat we sterker zijn dan onszelf. Maar het hefboomsysteem van ons skelet staat ons niet toe onze kracht volledig te benutten.

Een goed voorbeeld succesvollere toepassing van de voordelen van hefboomwerking in het bewegingsapparaat van het lichaam, omgekeerde achterknieën bij veel dieren (alle soorten katten, paarden, enz.).

Hun botten zijn langer dan die van ons, en dankzij de speciale structuur van hun achterpoten kunnen ze de kracht van hun spieren veel efficiënter gebruiken. Ja, ongetwijfeld zijn hun spieren veel sterker dan die van ons, maar hun gewicht is een orde van grootte groter.

Het gemiddelde paard weegt ongeveer 450 kg en kan gemakkelijk tot een hoogte van ongeveer twee meter springen. Om zo'n sprong te kunnen maken, moeten jij en ik meesters zijn in de sport in het hoogspringen, ook al wegen we 8-9 keer minder dan een paard.

Laten we, aangezien we ons de hoge sprongen herinnerden, eens kijken naar de opties voor het gebruik van de hendel die door de mens zijn uitgevonden. Hoge kluiseen heel duidelijk voorbeeld.

Met behulp van een hendel van ongeveer drie meter lang (de paal voor hoge sprongen is ongeveer vijf meter lang, daarom is de lange arm van de hendel, beginnend bij de bocht van de paal op het moment van de sprong, ongeveer drie meter) en de juiste toepassing van kracht, zweeft de atleet naar een duizelingwekkende hoogte van maximaal zes meter.

Hefboom in het dagelijks leven

Hefbomen zijn ook gebruikelijk in het dagelijks leven. Het zou veel moeilijker voor je zijn om een stevig vastgeschroefde opening te openen waterkraan, als het geen handvat van 3-5 cm had, wat een kleine maar zeer effectieve hendel is.

Hetzelfde geldt voor een sleutel die je gebruikt om een bout of moer los of vast te draaien. Hoe langer de sleutel, hoe gemakkelijker het voor u zal zijn om deze moer los te draaien, of omgekeerd, hoe strakker u hem kunt vastdraaien.

Bij het werken met bijzonder grote en zware bouten en moeren, bijvoorbeeld bij het repareren van diverse mechanismen, auto's, werktuigmachines, gebruik sleutels met een handvat tot een meter.

Nog een treffend voorbeeld van leverage in het dagelijks leven de meest gewone deur. Probeer de deur te openen door deze dichtbij de scharnieren te duwen. De deur zal heel hard bezwijken. Maar hoe verder van de deurscharnieren het punt waarop de kracht wordt uitgeoefend zich bevindt, hoe gemakkelijker het voor u zal zijn om de deur te openen.

Hefbomen in de technologie

Uiteraard zijn hefbomen ook alomtegenwoordig in de technologie.Het meest voor de hand liggende voorbeeldversnellingspook in een auto. De korte arm van de hendel is het onderdeel dat je in de cabine ziet.

De lange arm van de hendel zit verborgen onder de bodem van de auto en is ongeveer twee keer zo lang als de korte. Wanneer je de hendel van de ene naar de andere positie beweegt, verschuift een lange arm in de versnellingsbak de bijbehorende mechanismen.

Hier kun je ook heel duidelijk zien hoe de lengte van de hefboomarm, het slagbereik en de kracht die nodig is om deze te verschuiven zich tot elkaar verhouden.

Om bijvoorbeeld sneller te schakelen in sportwagens, wordt de hendel meestal kort geïnstalleerd en is het rijbereik ook kort.

In dit geval moet de bestuurder echter meer moeite doen om te schakelen. Integendeel, bij zware voertuigen, waar de mechanismen zelf zwaarder zijn, is de hendel langer gemaakt en is het bereik ook langer dan bij een personenauto.

We kunnen er dus van overtuigd zijn dat het hefboommechanisme zeer wijdverspreid is, zowel in de natuur als in ons dagelijks leven, en in verschillende mechanismen.

“Hefbomen in natuur en technologie” - Hefbomen in technologie. Hefboommechanismen. Archimedes. Hefbomen in de levende natuur. Rugvinstekels. Hefbomen bij geleedpotigen. Hefbomen in natuur en technologie. Beweegbare botten. Hefbomen in tweekleppige kleppen. Hefboommechanismen van het skelet.

"Hendels" - Kruiwagen. Schaar voor het snijden van metaal. Steunpunt. In welk geval is het gemakkelijker om de last te dragen? Hek. Rotatie-as. Hefbomen in het dagelijks leven, technologie en natuur.

“Leverage” - Hoe kun je anders een hefboomwerking gebruiken? Lading. Niet alle klasgenoten kunnen hun kennis over hefbomen toepassen. Archimedes, die de begrippen kracht, last en schouder met elkaar verbindt. Met behulp van een computerprogramma is het berekenen van hefbomen handiger en sneller. De volwassenen legden mij uit dat ik de deur als hefboom gebruikte. Hendel van het tweede type. Welke andere eigenschappen heeft een hefboom?

"Eenvoudige mechanismen - hendel" - Naam van de lijst. Hendel apparaat. Gebruik maken van hefboomwerking. Welke hefboom zal in evenwicht zijn? Mechanismen. Eenvoudige mechanismen. Schaar. Evenwichtstoestand van de hefboom. Twee soorten hendels. Consolidatie. Schouder. Waarom deurgreep niet bevestigd aan het midden van de deur. Aanpassingen. Hefboom.

“Blok” - Toepassing van de wet van het hefboomevenwicht op een blok. " Gouden regel» mechanica. Als ze 2 keer aan kracht winnen, verliezen ze onderweg 2 keer. Gelijkheid van werk bij gebruik van een bewegend blok. Vast blok. Combinatie van blokken. Gelijkheid van werk bij gebruik van een hendel. Er is geen winst in werk bij het gebruik van hefboomwerking.

"Hefbomen in het dagelijks leven" - Soorten hefbomen: blok en poort. Schuine vlakwigschroef. Balans met hefboom. Mechanisch werk. A=fs. Wig en schroef. Hefboom voor poortblokkering. Hefbomen in de techniek en het dagelijks leven: hendelweegschalen met één kopje. Hefbomen in de techniek en het dagelijks leven: een pers met een hendel. Eenvoudige mechanismen. Hefboom. Wat kan iemand gebruiken om te werken?

School p. Derde beslissend

Rapport

discipline: "Natuurkunde"

over het onderwerp: "»

Voltooid:

leerling_7__ klas

Tolokonnikov Vladimir

Gecontroleerd door: Oleynikov Nikolaj

Viktorovitsj

__________________________

Hefbomen in de natuur, het dagelijks leven en de technologie

De hefboom is een van de meest voorkomende en eenvoudige soorten mechanismen ter wereld, zowel aanwezig in de natuur als in de door de mens gemaakte wereld.

Het menselijk lichaam is als een hefboom

Een duidelijk voorbeeld van een meer succesvolle toepassing van de voordelen van hefboomwerking in het bewegingsapparaat van het lichaam zijn de omgekeerde achterknieën bij veel dieren (alle soorten katten, paarden, enz.).

Laten we, aangezien we ons de hoge sprongen herinnerden, eens kijken naar de opties voor het gebruik van de hendel die door de mens zijn uitgevonden. Hoge kluiseen heel duidelijk voorbeeld.

Hefboom in het dagelijks leven

Hefbomen zijn ook gebruikelijk in het dagelijks leven. Het zou veel moeilijker voor je zijn om een goed vastgeschroefde waterkraan te openen als deze geen handvat van 3-5 cm had, wat een kleine maar zeer effectieve hendel is.

Gebruik bij het werken met bijzonder grote en zware bouten en moeren, bijvoorbeeld bij het repareren van verschillende mechanismen, auto's, werktuigmachines, sleutels met een handvat tot een meter.

Een ander treffend voorbeeld van een hendel in het dagelijks leven is de meest gewone deur. Probeer de deur te openen door deze dichtbij de scharnieren te duwen. De deur zal heel hard bezwijken. Maar hoe verder van de deurscharnieren het punt waarop de kracht wordt uitgeoefend zich bevindt, hoe gemakkelijker het voor u zal zijn om de deur te openen.

Hefbomen in de technologie

Uiteraard zijn hefbomen ook alomtegenwoordig in de technologie.Het meest voor de hand liggende voorbeeld versnellingspook in een auto. De korte arm van de hendel is het onderdeel dat je in de cabine ziet.

Hier kun je ook heel duidelijk zien hoe de lengte van de hefboomarm, het slagbereik en de kracht die nodig is om deze te verschuiven zich tot elkaar verhouden.

Om bijvoorbeeld sneller te schakelen in sportwagens, wordt de hendel meestal kort geïnstalleerd en is het rijbereik ook kort.

We kunnen er dus van overtuigd zijn dat het hefboommechanisme zeer wijdverspreid is, zowel in de natuur als in ons dagelijks leven, en in verschillende mechanismen.

1. Hefbomen in technologie, het dagelijks leven en de natuur. Sinds mensenheugenis hebben mensen verschillende apparaten gebruikt om mechanisch werk uit te voeren. Met behulp van hendels 3 duizend. Jaren geleden, tijdens de bouw van de Cheops-piramide in het oude Egypte, werden platen met een gewicht van 2,5 ton verplaatst en opgetild tot een hoogte van maximaal 147 meter. Eenvoudige mechanismen zijn apparaten die worden gebruikt om kracht om te zetten. NAAR eenvoudige mechanismen omvatten: hefboom en zijn variëteiten - blok, poort; hellend vlak en zijn varianten - wig, schroef. In de meeste gevallen worden eenvoudige mechanismen gebruikt om krachtwinst te verkrijgen, d.w.z. e.Verhoog meerdere keren de kracht die op het lichaam inwerkt.
2. Blok is een van de soorten hefbomen. In het dagelijks leven wordt het gebruikt als een vast blok dat de richting van de kracht verandert, bijvoorbeeld om gewichten naar een hoogte te tillen; dus en een beweegbaar blok, om krachtwinst te verkrijgen.
3. Hefboom Een hefboom is een stijf lichaam dat rond een vaste steun kan draaien. De kortste afstand tussen het draaipunt en de rechte lijn waarlangs de kracht op de hefboom inwerkt, wordt de krachtarm genoemd. De hefboom is in evenwicht wanneer de krachten die erop inwerken omgekeerd evenredig zijn met de armen van deze krachten. De regel van hefboomwerking werd rond 287-212 door Archimedes opgesteld. BC e. Uit deze regel volgt dat een kleinere kracht een grotere kracht kan balanceren met behulp van een hefboom. In dit geval moet de schouder met minder kracht langer zijn dan de schouder met meer kracht.
4. Hefboom in technologie, natuur, dagelijks leven De regel van hefboomwerking ligt ten grondslag aan de werking van verschillende soorten apparaten en instrumenten die worden gebruikt in de technologie en het dagelijks leven waar winst in macht of manier van doen vereist is. Voorbeelden hiervan zijn scharen, draadscharen en metaalknipscharen verschillende soorten Veel machines hebben: het handvat van een naaimachine, de pedalen of handrem van een fiets, de toetsen van een piano - dit zijn allemaal voorbeelden van hendels. Schalen zijn ook een voorbeeld van een hefboom. Hefbomen zijn ook te vinden in verschillende onderdelen lichamen van dieren en mensen. Dit zijn ledematen, kaken. Er zijn veel hefbomen te herkennen in het lichaam van insecten, vogels en de structuur van planten.
5. Historische achtergrond De grote wiskundige, monteur en ingenieur uit de oudheid Archimedes werd geboren in 287 voor Christus. e. (vermoedelijk) in Syracuse, een rijke handelsstad op Sicilië. Zijn vader was de astronoom Phidias, die zijn zoon van kinds af aan liefde voor wiskunde, mechanica en astronomie bijbracht. Al tijdens het leven van Archimedes ontstonden legendes rond zijn naam, met als reden zijn verbazingwekkende uitvindingen, die een verbluffend effect hadden op zijn tijdgenoten. Er is een bekend verhaal over hoe Archimedes kon vaststellen of de kroon van koning Nero van puur goud was gemaakt of dat de juwelier er een aanzienlijke hoeveelheid zilver in had gemengd. Soortelijk gewicht goud was bekend, maar de moeilijkheid was om het volume van de kroon nauwkeurig te bepalen: deze had immers een onregelmatige vorm! Archimedes dacht voortdurend over dit probleem na. Op een dag was hij aan het baden, en toen kwam er een briljant idee bij hem op: door de kroon in water onder te dompelen, kun je het volume ervan bepalen door het volume water te meten dat erdoor wordt verplaatst.
6. Legende. Een andere legende zegt dat het luxueuze schip Syrokosia, gebouwd door Hyperon als geschenk aan de Egyptische koning Ptolemaeus, niet gelanceerd kon worden. Archimedes bouwde een systeem van blokken (katroltakel), met behulp waarvan hij dit werk kon doen één beweging van zijn hand. Dit incident of de reflecties van Archimedes over het principe van de hefboom dienden als reden voor het zijne gevleugelde woorden: “Geef mij een steunpunt, en ik zal de aarde bewegen.” Archimedes werd ook beroemd door andere mechanische constructies. De eindeloze, of Archimedische, schroef die hij uitvond om water uit te scheppen, wordt nog steeds in Egypte gebruikt. Archimedes bouwde een planetarium, of ‘hemelbol’, tijdens de beweging waarvan het mogelijk was de beweging van de vijf planeten, de opkomst van de zon en de maan, de fasen en verduisteringen van de maan, en het verdwijnen van beide waar te nemen. lichamen voorbij de horizon. De ideeën van Archimedes waren hun tijd bijna twee millennia vooruit.
7. Moment van kracht. Het product van de krachtmodulus die het lichaam en de schouder roteert, wordt het krachtmoment genoemd. M=F*l De maateenheid voor het krachtmoment is 1 newton*meter. Vanaf hier kunnen we een andere regel formuleren voor het evenwicht van een hefboom: een hefboom is in evenwicht onder de werking van twee krachten als het moment van de kracht die hem met de klok mee draait gelijk is aan het moment van de kracht die hem tegen de klok in draait. Deze regel wordt de regel van de momenten genoemd. Het krachtmoment karakteriseert de actie van een kracht en laat zien dat deze tegelijkertijd afhangt van zowel de modulus van de kracht als de hefboomwerking ervan. Hoe gemakkelijker het is om de deur te draaien, hoe verder weg van de rotatie-as de kracht die erop wordt uitgeoefend; Hoe gemakkelijker het is om een emmer uit de put te tillen, hoe langer de poortgreep, enz.
8. Krachtmoment Het is gemakkelijker om een last te dragen als het krachtmoment het kleinst is, dat wil zeggen dat met dezelfde last, met een kleinere schouder, het krachtmoment kleiner zal zijn. Het is gemakkelijker voor de eerste jongen om de last te dragen.1 2
9. Hefboomweegschalen De werking van hefboomweegschalen is gebaseerd op het principe van de hefboom: a) auto, b) onderwijs, c) medisch, d) winkel abc d
10. De regel van hefboomwerking in het dagelijks leven Scharen zijn een hefboom waarvan de rotatieas door een schroef gaat die beide helften van de schaar verbindt. F1 is de spierkracht van de hand van de persoon die in de schaar knijpt. Tegenwerkende kracht F2 is de weerstandskracht van het materiaal dat de schaar snijdt. Afhankelijk van het doel van de schaar is het ontwerp anders: a) voor het snijden van materiaal zijn de handvatten korter dan de messen, b) voor het snijden van metaal, de handvatten zijn langer dan de messen, vanwege weerstand er zit meer metaal in) bij draadscharen is er een nog groter verschil tussen de lengte van de handgrepen en het snijgedeelte, ontworpen voor het knippen van draad.abv
11. Aan kracht winnen Door gebruik te maken van de regel van hefboomwerking, draagt een arbeider een grotere last op een kar dan hij deze in zijn handen zou dragen.
12. Hefbomen in de natuur Hefbomen worden aangetroffen in verschillende delen van het lichaam van dieren en mensen: a) de menselijke hand, in een rechte hoek gebogen bij de elleboog, houdt de bal vast, in dit geval is de spierkracht gelijk aan het gewicht van de bal , de elleboog is de steun, de straal is de schouder van de hendel; b) een persoon drukt met zijn voet op het pedaal, afhankelijk van de positie van de voet op het pedaal, d.w.z. De steunpunten kunnen met verschillende krachtsterktes op het pedaal worden ingedrukt.